楊明坤,李建華,劉扣珠,頓松陽,李洪亮,王典,史宏志*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學, 國家煙草栽培生理生化研究基地, 煙草行業(yè)煙草栽培重點實驗室, 鄭州 450002;2.河南省煙草公司許昌市公司, 河南 許昌 461000)

成熟度是烤煙重要的質(zhì)量要素，是烤煙國家標準中的第一品質(zhì)因素。正確掌握和判斷煙葉成熟度，采收真正成熟的煙葉，是提高煙葉質(zhì)量、增加經(jīng)濟效益的重要途徑，也是保證和提高煙葉品質(zhì)和外觀質(zhì)量的前提[1-5]?？緹熒喜繜熑~是煙草卷煙配方中重要的組成部分，上部煙葉相比其他部位煙葉，煙氣濃度高、香氣量足，滿足感強[6]，因此提高上部煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義[7]。我國上部葉普遍存在厚度偏厚、顏色偏深、組織結(jié)構(gòu)緊密、煙堿含量過高、糖堿比較低、內(nèi)在化學成分不協(xié)調(diào)等問題，制約了上部葉的可用性，導致大量上部葉庫存積壓[8-9]。為解決豫濃香高端原料供應量不足的問題，克服質(zhì)量缺陷，挖掘優(yōu)質(zhì)潛力十分必要。在煙葉采收方法上，學者們認為，以前“成熟1片采收1片”的做法只適用于中下部煙葉，不適用于上部煙葉，煙株上部六片葉充分成熟一次性采收可明顯提高煙葉的成熟度[8,10]。相關(guān)研究表明，上部葉推遲采收可以提高煙葉成熟度，可使葉片內(nèi)含物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)化更加充分，葉片顏色逐漸加深，油分含量增多，進一步改善煙葉理化特性及協(xié)調(diào)性，且產(chǎn)出中上等煙比重也有所增加，有效提高了煙葉可用性，有利于煙葉等級結(jié)構(gòu)的劃分，同時也能減少烘烤耗能[11-13]。目前生產(chǎn)上主要通過煙葉成熟時的外觀特征來判斷煙葉成熟度，但在采收過程中普遍存在上部采青現(xiàn)象，而且判斷成熟度的定性描述較多，可操作性差[14]。另外，SPAD值可用于評價煙葉的相對葉綠素含量，判斷煙葉落黃程度及成熟度[15]。綜合分析發(fā)現(xiàn)，關(guān)于上六片及成熟度的研究較多，但將上六片劃分為上三片(上六片的上部三片葉，即倒1、倒2、倒3)和下三片(上六片的下部三片葉，即倒4、倒5、倒6)兩個部位進行對比分析，研究并建立相應的成熟度采收標準的文獻鮮見報道。因此，本研究在河南中煙工業(yè)有限責任公司合作的上六片煙田進行采收梯度試驗，以中煙100上六片煙葉為試驗材料，并將煙葉分為上三片和下三片，設(shè)置不同采收期，通過測定分析不同采收期煙葉的產(chǎn)質(zhì)量情況，確定豫中上六片煙葉適宜的采收時間，并得出適宜采收的煙葉成熟特征和葉綠素相對含量狀況，以期為建立優(yōu)質(zhì)上六片煙葉成熟采收技術(shù)規(guī)程提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與供試材料

本試驗在河南省許昌市襄城縣閆寨示范田(上六片標準化煙田)進行。供試烤煙品種為當?shù)刂髟云贩N中煙100，留葉數(shù)為18～22片，行株距為1.20 m×0.55 m，于2018年4月27日移栽，6月30日打頂。其他栽培管理措施及病蟲害防治均按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)技術(shù)方案。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置5個采收期和2個部位,共10個處理，每個處理3次重復。小區(qū)面積為333 m2。從當?shù)卣２墒諘r間9月1日開始，每隔4 d采收一次，采集樣品為每個處理的上六片煙葉，共取樣5次，分別為：9月1日正常采收(T1)、推遲4 d采收(T2)、推遲8 d采收(T3)、推遲12 d采收(T4)、推遲16 d采收(T5)。取樣時將煙葉按照上三片和下三片2個部位分開采收。田間測量指標包括主要外觀特征和SPAD值。采收后采用當?shù)爻Ｒ?guī)的烘烤方式，在同一烤房的相同條件下進行烘烤，留取烤后樣，以測定經(jīng)濟性狀、外觀質(zhì)量、物理性狀、化學成分，進行感官質(zhì)量評價。

1.3 測定項目與方法

1.3.1田間煙葉主要外觀特征 采收時，在田間選取長勢均勻一致的鮮煙葉葉片。將葉片置于長寬均大于葉片的均勻紙片上，沿葉片邊緣剪下后稱重，對比葉片在紙上畫出相應的葉脈變白、葉面變黃和茸毛脫落程度的區(qū)域后，剪下并稱重。后者與前者相比得到的百分比即為該葉片的葉脈變白、葉面變黃和茸毛脫落程度。葉片色調(diào)和成熟斑由河南省許昌市王洛煙站的專家進行測評。葉面與莖稈角度使用量角器測量。

1.3.2SPAD值測定 田間選取鮮煙葉主脈對稱兩側(cè)的葉尖、葉中、葉基6個點為測定位置，每個小區(qū)測量30株，每個處理測量10株，每株測量1片煙葉，每個點測量3次，以葉綠素儀(型號OK-Y104，鄭州歐柯奇儀器制造有限公司)測定的SPAD值平均值為該片煙葉的SPAD值。

1.3.3經(jīng)濟性狀調(diào)查 根據(jù)GB 2635—1992烤煙[16]對烤后煙葉進行分級，統(tǒng)計等級結(jié)構(gòu)和均價。烤后煙上三片、下三片分別去青去雜后各取混合樣2 kg，以備外觀鑒定、化學成分檢測和感官評吸。

1.3.4烤后煙葉外觀質(zhì)量評價 根據(jù)GB 2635—1992烤煙[16]，以顏色、油分、疏松度、成熟度、色度、身份、殘傷面積7項指標作為烤后煙外觀質(zhì)量評價指標。

1.3.5物理性狀測定 烤后煙葉檢測的物理特性包括葉長、葉寬、單葉重、葉片厚度、葉質(zhì)重、含梗率及拉力。葉長、葉寬采用測量法；單葉重和含梗率用稱重法測定；采用BHZ 1-l型薄片厚度計(石家莊誠信中輕機械設(shè)備有限公司)測定葉片厚度；葉質(zhì)重用直徑1 cm的打孔器打孔5個，放入小鋁盒烘干稱重；用型號為ZKW-3的煙草薄片抗張試驗機(廣州潤湖儀器有限公司)測定葉片拉力。

1.3.6化學成分檢測 烤后煙葉檢測的化學成分包括蛋白質(zhì)、還原糖、鉀、氯、煙堿、總氮及總糖，并計算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。采用AAⅢ型連續(xù)流動化學分析儀(德國BRAN+LUEBBE公司)，按照YC/Z 240—2008 煙草及煙草制品標準體系[17]測定化學成分。

1.3.7感官評吸鑒定 烤后煙切絲樣品檢測的評吸成分包括香氣質(zhì)、香氣量、濃度、雜氣、刺激性、余味、燃燒性等。由河南中煙工業(yè)有限責任公司和河南農(nóng)業(yè)大學國家栽培生理生化研究基地評吸專家進行打分。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Excel 2016 對數(shù)據(jù)進行處理；采用 SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進行顯著性分析，并利用Duncan法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同采收期上六片煙葉的主要外觀特征

由表1可以看出，隨著采收期的延遲，煙葉葉脈逐漸變白直到基本全白，葉片顏色逐漸變黃直到基本全黃，茸毛逐漸脫落至基本全部脫落，葉面與莖稈角度增大至接近90°，葉面成熟斑逐漸增多。由差異顯著性分析可知，葉脈變白程度、葉片落黃程度、茸毛脫落程度和葉面與莖稈角度的各處理間差異顯著，說明不同采收期對煙葉主要外觀特征的影響較明顯。

表1 不同采收期煙葉的主要外觀特征Table 1 Main appearance characteristics of tobacco leaf during different harvesting period

2.2 不同采收期上六片煙葉的SPAD值

由圖1可知，上六片煙葉延遲4 d采收(T2)和延遲8 d(T3)采收間存在差異顯著，其余各相鄰處理間均無顯著差異。不同部位煙葉相同采收期的SPAD值葉略有差異，基本表現(xiàn)為下三片>上三片。根據(jù)SPAD值和延遲采收天數(shù)可得到上三片和下三片的趨勢線方程，分別為y=0.175x2-2.751x+13.214，R2=0.988 8和y=-0.092 1x2-1.172 1x+12.104，R2=0.919 2。根據(jù)方程可以計算出適宜采收期對應的SPAD值區(qū)間。

圖1 不同采收期煙葉的SPAD值Fig.1 SPAD value of tobacco leaf during different harvesting period

2.3 不同處理對烤后煙葉經(jīng)濟性狀的影響

經(jīng)濟性狀是烤后煙葉等級結(jié)構(gòu)和均價的體現(xiàn)。不同處理對煙葉經(jīng)濟性狀的影響如表2所示。隨著成熟度的提高，上三片和下三片煙葉的產(chǎn)量和單葉重均呈顯著下降趨勢，但產(chǎn)值、上等煙比例和均價呈現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律。差異顯著性分析結(jié)果表明，上三片和下三片的單葉重在正常采收(T1)和延遲4 d(T2)處理之間存在顯著差異，下三片延遲12 d(T4)和延遲16 d(T5)之間存在顯著差異，其余各處理間差異不顯著；上等煙比例和產(chǎn)值方面，上三片和下三片在各處理之間基本均存在顯著差異，整體呈先上升后下降趨勢。綜合分析，上三片的經(jīng)濟性狀在延遲8～12 d之間最好，下三片的經(jīng)濟性狀在延遲12 d左右最好，上三片的經(jīng)濟性狀略低于下三片。上六片煙葉的綜合經(jīng)濟性狀表現(xiàn)出隨采收時期的延遲，呈先上升后下降的趨勢。

表2 不同采收期煙葉的經(jīng)濟性狀Table 2 Economic characteristics of tobacco leaf during different harvesting period

2.4 不同處理對烤后煙葉外觀質(zhì)量的影響

煙葉的外觀質(zhì)量可以反映內(nèi)在質(zhì)量，是煙葉收購過程中分級的主要依據(jù)。從表3可以看出，采收期對烤后煙葉外觀有一定影響。上三片煙葉中，不同采收期對顏色、成熟度、結(jié)構(gòu)等因素影響不明顯；隨著煙葉成熟度的提高，殘傷面積持續(xù)增加，且各處理間差異顯著。下三片煙葉中，隨著煙葉采收期的延遲，成熟度、結(jié)構(gòu)、油分、色度均有所改善，殘傷面積持續(xù)增加。綜合各項指標，延遲12 d左右外觀較理想。整體上，上三片和下三片2個部位均以延遲12 d左右的外觀質(zhì)量較好。

表3 不同采收期煙葉的外觀質(zhì)量評價Table 3 Appearance quality evaluation of tobacco leaf during different harvesting period

2.5 不同處理對烤后煙葉物理性狀的影響

由表4可知，上三片和下三片的葉質(zhì)重和含梗率各處理間均有顯著差異。葉質(zhì)重從正常采收(T1)到延遲8 d采收(T3)間顯著降低，說明在煙葉成熟后一段時期，隨著生育期延長，煙葉中部分內(nèi)含物質(zhì)降解，煙葉葉質(zhì)重降低。各處理間在上三片和下三片葉片厚度和拉力方面差異不顯著，在葉長和葉寬方面略有差異，總體呈下降趨勢。上三片正常采收(CK)處理葉長最長，延遲8 d采收(T3)和延遲12 d采收(T4)的葉質(zhì)重較低，延遲12 d采收(T4)處理的含梗率最低，工業(yè)利用性較強。上三片5個處理的葉質(zhì)重除延遲8 d采收(T3) 外均高于下三片，延遲4 d采收(T2)處理的葉質(zhì)重相對較適宜；下三片正常采收(CK)處理葉長、葉寬最大，隨著采收時間的推遲，葉長、葉寬逐漸降低，延遲12 d采收(T4)處理的煙葉含梗率最低，延遲16 d采收(T5) 次之。以上結(jié)果表明，上三片和下三片延遲12 d左右采收，葉片葉質(zhì)重較適宜，含梗率較低，工業(yè)利用率較強。

表4 不同采收期煙葉的物理性狀Table 4 Physical properties of tobacco leaf during different harvesting period

2.6 不同處理對烤后煙葉化學成分的影響

煙葉主要化學成分是反映煙葉品質(zhì)的重要指標，對煙葉質(zhì)量和風格特色的形成至關(guān)重要。表5顯示，上三片鉀含量在正常采收(T1)到延遲12 d采收(T4)之間均存在顯著差異。氮堿比在正常采收(T1)到延遲8 d采收(T3)處理間呈顯著降低趨勢。上三片延遲12 d(T4)采收的鉀含量較低，煙堿含量、還原糖含量較高，總氮含量較高，糖堿比、氮堿比和鉀氯比均較適宜，化學成分較協(xié)調(diào)[18]；延遲8 d(T3)次之。下三片氮堿比除延遲8 d(T3)和延遲12 d(T4)之間無顯著差異外，其余各處理間呈顯著降低趨勢。下三片5個處理的總糖含量，以正常采收處理最高，延遲12 d(T4)采收次之，延遲8 d(T3)采收含量最低；延遲12 d(T4)采收的鉀含量和還原糖含量較高，糖堿比值較適宜，化學成分較協(xié)調(diào)；延遲16 d(T5)較延遲8 d(T3)稍好。由此可知，上三片在延遲8～12 d采收，下三片在延遲12～16 d采收時，化學成分含量及比例較適宜。

表5 不同采收期煙葉的化學成分Table 5 Chemical composition of tobacco leaf during different harvesting period

2.7 不同采收期上六葉的感官質(zhì)量評價

由圖2可以看出，隨著采收期的延遲，上六片烤后煙葉感官質(zhì)量評價總分呈先升高后降低的趨勢，說明煙葉延遲采收有利于提高煙葉的感官評吸質(zhì)量。上三片煙葉的各個指標隨采收期的延遲葉呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在延遲8 d(T3)采收時的感官評吸總分最高，為46.7分；下三片煙葉的各個指標的得分變化規(guī)律與上三片的趨勢大致相同，延遲8 d(T3)處理感官質(zhì)量評價得分最高，為47.0分，正常采收處理的得分最低。對比上三片和下三片的評吸結(jié)果，可以看出，上三片的香氣量和濃度得分比下三片略高，下三片的香氣質(zhì)、雜氣、刺激性和燃燒性得分比上三片略高，總體差異并不大。

根據(jù)圖2得出的趨勢線方程計算可得感官評吸各項指標的分值最大值出現(xiàn)的時間，即最佳采收期(表6)。由表6可知，上三片煙葉的香氣量、濃度、雜氣、刺激性和余味在延遲10 d左右采收時得分達到最大；香氣質(zhì)在延遲9 d采收時得分達到最大；總分在延遲10 d采收時得分達到最大，為46.71分。下三片煙葉的香氣質(zhì)、刺激性和余味在延遲9 d采收時得分達到最大；香氣量在延遲10 d采收時得分達到最大；濃度和雜氣在延遲11 d采收時得分達到最大；總分在延遲10 d采收時得分達到最大，為46.83分。因此，上三片和下三片在延遲9～11 d采收時的感官質(zhì)量最好。

表6 感官質(zhì)量評價各指標的最佳采收期Table 6 Optimum harvest time of sensory quality evaluation indicators

圖2 不同采收期煙葉的感官質(zhì)量評價Fig.2 Sensory quality evaluation of tobacco leaf during different harvesting period

3 討論

煙葉在成熟過程中由綠變黃，是葉綠素降解和類葉比(類胡蘿卜素與葉綠素含量的比值)升高的外在表現(xiàn)，顏色變化是田間判斷煙葉成熟度的主要參考指標[19]。研究發(fā)現(xiàn)，SPAD值與葉綠素含量正相關(guān)，能較好地反映煙葉采收成熟度[20-23]。本研究結(jié)果表明，SPAD值隨著采收期的延遲而降低，這與前人研究結(jié)果基本一致[20-21]。通過對不同采收期烤煙上六片煙葉分析研究發(fā)現(xiàn)，上六片的最適宜采收期在延遲10～11 d，這與孫敬國等[13]的研究結(jié)果相似。煙葉延遲10～11 d時，上六片煙葉物理性狀較好，工業(yè)利用率較高，化學成分較協(xié)調(diào)。這是因為在延遲采收過程中，葉片皺縮，含梗率降低，內(nèi)含物被消耗，化學成分相互轉(zhuǎn)化引起的。外觀質(zhì)量方面，隨著采收期的延遲，外觀質(zhì)量的成熟度、結(jié)構(gòu)、油分、色度均有所改善，但殘傷面積會逐漸增大，為防止烤后煙葉過度成熟、煙葉結(jié)構(gòu)被破壞以及出現(xiàn)殘葉爛葉等情況，煙葉適宜的延遲期不宜過長。根據(jù)不同采收期的經(jīng)濟性狀結(jié)果顯示，適宜的成熟度能夠提升煙葉品質(zhì)，提高均價，但在一定程度上降低了煙葉的單葉重和產(chǎn)量。這是因為延遲過程中，上部煙葉逐漸滿足上六片標準，提高了上等煙比例和產(chǎn)值，進一步提高了均價。感官評吸質(zhì)量結(jié)果顯示，隨著煙葉采收期的推遲，上六片煙葉的內(nèi)在質(zhì)量各項感官指標出現(xiàn)有規(guī)律的變化，感官評吸得分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，以延遲10 d采收時的感官評吸總分最高。采收煙葉延遲天數(shù)較短時，煙葉香氣質(zhì)純正度低，煙氣舒適度差，香氣量不足，煙氣平淡，滿足感較差。但延遲采收 9～11 d時，成熟煙香明顯，舒適度高，煙氣飽滿，滿足感強，香氣豐滿且純凈，雜氣少。這與前人研究結(jié)果一致[24-25]。本研究中，根據(jù)適宜采收期和方程計算可以得出，上三片煙葉適宜的SPAD值為5.4～5.7；下三片煙葉適宜的SPAD值為6.4～6.9，此時的田間成熟特征表現(xiàn)為葉脈變白75%～90%，葉片顏色為淡黃色,落黃85%～95%，茸毛脫落70%～85%，成熟斑較多。該時期烤后煙外觀質(zhì)量較理想，化學成分與協(xié)調(diào)性適宜，感官評吸質(zhì)量處于較高質(zhì)量檔次。這與李旭華等[15]的研究結(jié)果有差異，原因可能與測量煙葉的位置有關(guān)，本研究所測SPAD值為主脈兩側(cè)葉尖、葉中、葉基6個位置的讀數(shù)的加權(quán)平均值，李旭華等[15]的數(shù)值是測葉基部得到的。此外，還有可能與選擇的煙草品種、施肥水平以及氣候條件有關(guān)。