劉晨，韓玉環(huán)，楊龍，于濤

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，山東 泰安 271018)

近年來(lái)，烤煙上部葉在改善卷煙香味和風(fēng)格特征等方面發(fā)揮出重要作用，現(xiàn)代卷煙企業(yè)對(duì)于優(yōu)質(zhì)上部煙葉的需求量顯著增加[1]。 但我國(guó)煙區(qū)烤煙上部葉整體質(zhì)量仍然偏低，普遍存在難以落黃成熟、開(kāi)片較差、葉片較厚、組織結(jié)構(gòu)緊密、內(nèi)部化學(xué)成分不協(xié)調(diào)等問(wèn)題，限制其工業(yè)可用性[2-5]。 優(yōu)質(zhì)上部葉的短缺問(wèn)題制約著我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，如何進(jìn)行高可用性上部煙葉開(kāi)發(fā)成為煙草研究的熱點(diǎn)。

烤煙大田管理中，打頂是一項(xiàng)重要措施。 打頂可破除煙株頂端優(yōu)勢(shì)、調(diào)控營(yíng)養(yǎng)分配、促進(jìn)煙葉生長(zhǎng)發(fā)育，有利于煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)的提高[6-8]。人工打頂與化學(xué)打頂是目前主要的煙株打頂方式，但人工打頂需要煙農(nóng)逐一將煙花掐掉，勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而化學(xué)打頂易對(duì)煙葉品質(zhì)、吸食安全及自然環(huán)境產(chǎn)生不利影響[9-11]。 近些年，部分煙區(qū)試驗(yàn)開(kāi)發(fā)應(yīng)用套袋免打頂技術(shù)，其節(jié)本增效效果顯著[12]。 套袋免打頂技術(shù)即在煙株打頂期確定有效采烤葉片后，用有色塑料袋將頂部剩余葉片及花序密封，利用遮光和高溫抑制植株頂端優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)煙葉生長(zhǎng)發(fā)育[13]。 前人研究發(fā)現(xiàn)，適宜的套袋免打頂與傳統(tǒng)的人工打頂方式相比可有效抑制腋芽生長(zhǎng)，改善煙株農(nóng)藝性狀[14]及煙葉烘烤特性[15]，協(xié)調(diào)煙葉內(nèi)部化學(xué)成分[16]，提高煙葉質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性狀[17]。 但涉及套袋免打頂對(duì)烤煙上部葉生長(zhǎng)發(fā)育及質(zhì)量影響的相關(guān)研究仍鮮見(jiàn)報(bào)道。 因此，本試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置不同套袋免打頂處理，研究其對(duì)烤煙上部葉生長(zhǎng)發(fā)育及質(zhì)量的影響，旨在為烤煙大田推廣套袋免打頂技術(shù)及改善烤煙上部葉質(zhì)量提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究于2019—2020年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草試驗(yàn)田進(jìn)行。 供試烤煙品種為NC102。 試驗(yàn)田土壤為砂壤土，基本理化性質(zhì):有機(jī)質(zhì)含量2.43%，堿解氮、有效磷及速效鉀含量分別為89.53、48.25、162.27 mg/kg，pH 值6.40。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)設(shè)5 個(gè)處理，每處理3 個(gè)小區(qū)。 其中，CK:常規(guī)初花期人工打頂；T1:現(xiàn)蕾期套藍(lán)袋免打頂；T2:現(xiàn)蕾期套黑袋免打頂；T3:初花期套藍(lán)袋免打頂；T4:初花期套黑袋免打頂。 套袋免打頂所用袋子為長(zhǎng)50 cm、寬30 cm、厚0.018 mm 的聚乙烯薄膜袋，套袋方式參照王飛雁等[12]的方法將全部花序連同頂部剩余小煙葉用塑料袋套住，直到煙葉采收完畢。

烤煙大田施肥中，施氮(N) 90 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)＝1∶1.5∶2.5。 于4月25日移栽煙苗，行株距為1.2 m×0.5 m。 每小區(qū)植煙6 行，每行20 株，且有效采烤葉片數(shù)均為18 片。其它栽培管理措施以優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

各處理烤煙上部葉成熟采收前(移栽后120 d)，選取自下而上第15 葉位上部葉測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.3.1 農(nóng)藝性狀測(cè)定 每處理選擇6 株代表性煙株，按照YC/T 142—2010 煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法測(cè)量上部葉葉長(zhǎng)和葉寬，計(jì)算長(zhǎng)寬比與葉面積。

1.3.2 光合特性相關(guān)參數(shù)測(cè)定 每處理選擇6株代表性煙株，使用Li-6400 型便攜式光合系統(tǒng)分析儀按照楊金清等[18]的方法測(cè)定上部葉凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度等參數(shù)。

1.3.3 衰老特性相關(guān)酶活性及物質(zhì)含量測(cè)定 每處理選取6 片新鮮上部葉，取葉片基部第2、3葉脈之間部分，液氮速凍后按照試劑盒(上海酶聯(lián)生物科技有限公司產(chǎn)品)方法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量。

1.3.4 碳氮代謝相關(guān)酶活性測(cè)定 每處理選取6片新鮮上部葉，取葉片基部第2、3 葉脈之間部分，液氮速凍后按照試劑盒(上海酶聯(lián)生物科技有限公司產(chǎn)品)方法測(cè)定硝酸還原酶(NR)、中性轉(zhuǎn)化酶(NI)、α 淀粉酶、β 淀粉酶及總淀粉酶活性。

1.3.5 化學(xué)成分測(cè)定 上部葉采收烘烤結(jié)束后，每處理選取10 片B2F 等級(jí)煙葉制成樣品，采用連續(xù)流動(dòng)法[19，20]按 照YC/T 159—2002、YC/T 160—2002 的方法測(cè)定其煙堿、還原糖、總糖含量。

1.3.6 感官品質(zhì)評(píng)價(jià) 由山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司評(píng)吸專(zhuān)家進(jìn)行感官品質(zhì)評(píng)價(jià)。 各處理隨機(jī)選取B2F 葉片20 片，參照孫光偉等[21]的方法將上部煙葉卷制成單料煙，再根據(jù)YC/T 138—1998標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各處理烤煙上部葉香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒性、灰色等感官質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分鑒定。

1.3.7 經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定 各處理全部煙葉采收烘烤完畢后，根據(jù)GB/T 2635—1992 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行烤煙分級(jí)，計(jì)算各處理上等煙率、均價(jià)、產(chǎn)量、產(chǎn)值等經(jīng)濟(jì)性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019 和SPSS 19.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及差異顯著性分析，多重比較采用Duncan’s 法。

2 結(jié)果與分析

2.1 套袋免打頂對(duì)烤煙上部葉農(nóng)藝性狀的影響

由表1 可知，不同套袋免打頂處理顯著影響烤煙上部葉農(nóng)藝性狀。 與CK 相比，T3、T4 處理顯著增加上部葉葉面積，兩年平均值分別增加18.86%、17.52%。 長(zhǎng)寬比各處理均低于CK，且T3、T4 處理顯著降低，兩年平均值分別降低11.04%、8.61%。 說(shuō)明初花期套藍(lán)袋及黑袋免打頂能改善烤煙上部葉農(nóng)藝性狀，增加葉面積，降低長(zhǎng)寬比，促進(jìn)開(kāi)片。

表1 套袋免打頂對(duì)上部煙葉農(nóng)藝性狀的影響

2.2 套袋免打頂對(duì)烤煙上部葉光合特性的影響

由表2 可知，不同套袋免打頂處理對(duì)烤煙上部葉光合特性相關(guān)參數(shù)有顯著影響。 凈光合速率，T2 處理較CK 顯著增加，達(dá)8.81%，T3 處理較CK 顯著降低，達(dá)13.13%。 蒸騰速率，T2、T3、T4處理較CK 分別降低18.18%、27.49%和21.65%，且均差異顯著。 氣孔導(dǎo)度，T3 處理較CK 降低20.83%，達(dá)顯著水平，其余各處理間無(wú)顯著差異。胞間CO2濃度，T1、T3、T4 處理較CK 顯著增加，分別達(dá)13.15%、18.42%和16.30%。 說(shuō)明適宜套袋免打頂能降低烤煙上部葉成熟后期的光合性能，其中以初花期套藍(lán)袋免打頂效果較好。

表2 套袋免打頂對(duì)上部煙葉光合特性相關(guān)參數(shù)的影響(2020)

2.3 套袋免打頂對(duì)烤煙上部葉衰老特性的影響

由表3 可知，不同套袋免打頂處理顯著影響烤煙上部葉衰老特性相關(guān)酶SOD、POD、CAT 活性及MDA 含量。 POD 活性，T1、T2 處理較CK 顯著提高，分別達(dá)11.22%、12.94%，T3、T4 處理較CK顯著降低，分別降12.38%、8.59%。 SOD 活性，T3處理較CK 降15.51%，達(dá)顯著水平，其余處理無(wú)顯著差異。 CAT 活性，T2、T3、T4 處理較CK 顯著降低，分別降12.72%、23.41%和29.53%。 MDA含量，T3、 T4 處 理 較CK 顯 著 提 高，分 別 達(dá)12.64%、10.42%。 說(shuō)明初花期套藍(lán)袋及黑袋免打頂能降低烤煙上部葉抗氧化酶活性，提高M(jìn)DA含量，加強(qiáng)膜脂過(guò)氧化反應(yīng)，促進(jìn)上部煙葉生理衰老成熟，且整體以初花期套藍(lán)袋免打頂效果較好。

表3 套袋免打頂對(duì)上部煙葉衰老特性相關(guān)參數(shù)的影響(2020)

2.4 套袋免打頂對(duì)烤煙上部葉碳氮代謝的影響

由表4 可知，不同套袋免打頂處理對(duì)烤煙上部葉碳氮代謝相關(guān)酶活性有顯著影響。 NR 活性，各處理均低于CK，其中T3、T4 處理較CK 分別降低36.21%、29.31%，差異顯著。 α 淀粉酶活性，T2、T3、T4 處理較CK 顯著增加，分別達(dá)8.59%、17.97%和15.23%；β 淀粉酶活性，T3、T4處理較CK 分別增加23.81%、12.85%，差異顯著，T2 處理較CK 降低14.11%，也達(dá)顯著水平；總淀粉酶活性，T1、T3、T4 處理均顯著高于CK。 NI 活性，T3、T4 處理較CK 顯著增加，分別達(dá)29.89%、24.82%，T1 處理較CK 顯著降低，達(dá)15.78%。 綜合來(lái)看，初花期套藍(lán)袋及黑袋免打頂均能降低烤煙上部葉NR 活性，抑制氮代謝，同時(shí)提高淀粉酶及NI 活性，協(xié)調(diào)上部葉碳氮代謝過(guò)程，其中以初花期套藍(lán)袋免打頂效果最好。

表4 套袋免打頂對(duì)上部煙葉碳氮代謝相關(guān)酶活性的影響(2020) (U/g)

2.5 套袋免打頂對(duì)烤煙上部葉化學(xué)成分的影響

由表5 可知，不同套袋免打頂處理對(duì)烤煙上部葉化學(xué)成分有顯著影響。 與CK 相比，各處理均降低上部葉煙堿含量，且T3、T4 處理達(dá)顯著水平，分別降20.37%、14.81%。 還原糖含量，T3、T4處理較CK 顯著增加，分別增6.03%、4.95%；總糖含量，T3 處理較CK 顯著增加，達(dá)8.06%。 糖堿比，T3、T4 處理較CK 顯著增加，分別達(dá)31.27%、23.94%。 說(shuō)明初花期套藍(lán)袋及黑袋免打頂處理均可降低烤煙上部葉煙堿含量，增加糖含量，協(xié)調(diào)糖堿比，其中以初花期套藍(lán)袋免打頂效果最好。

表5 套袋免打頂對(duì)上部煙葉化學(xué)成分的影響(2020)

2.6 套袋免打頂對(duì)烤煙上部葉感官質(zhì)量的影響

由表6 可知，不同套袋免打頂處理對(duì)烤煙上部葉感官質(zhì)量有顯著影響。 T3、T4 處理較CK 增加烤煙上部葉香氣質(zhì)及香氣量，減少雜氣與刺激性，改善余味，總分顯著提高。 燃燒性和灰色各處理間無(wú)顯著差異。 總體以初花期套藍(lán)袋免打頂效果較好。

表6 套袋免打頂對(duì)上部煙葉感官質(zhì)量的影響(2020)

2.7 套袋免打頂對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表7 可知，適且的套袋免打頂處理顯著影響煙株經(jīng)濟(jì)性狀。 與CK 相比，T3、T4 處理顯著增加上等煙比例，兩年平均分別增加14.63%、9.52%。產(chǎn)量與均價(jià)T3 處理均顯著高于CK，兩年平均分別增加7.70%、12.81%。 T3、T4 處理產(chǎn)值均顯著高于CK，且T3 最高，較CK 兩年平均增加14.19%。 說(shuō)明適宜套袋免打頂能改善烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀，其中以初花期套藍(lán)袋免打頂效果最優(yōu)。

表7 套袋免打頂對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

3 討論

烤煙上部葉由于所處煙株特殊位置，與中下部葉片相比往往會(huì)出現(xiàn)光合效率較高、干物質(zhì)積累較多、葉片窄而厚等問(wèn)題，不利于后期的烘烤調(diào)制加工[22，23]。 王飛雁[12]及陳松[14]等研究發(fā)現(xiàn)，采用適宜的套袋免打頂可改善煙株株高、葉片數(shù)等農(nóng)藝性狀，增加上部葉葉面積，促進(jìn)開(kāi)片。 與前人研究結(jié)果相一致，本研究結(jié)果表明初花期套藍(lán)袋及黑袋免打頂均能增加上部葉葉面積，優(yōu)化長(zhǎng)寬比，促進(jìn)開(kāi)片。 這可能是初花期套袋免打頂調(diào)控了煙株生理生化代謝及營(yíng)養(yǎng)資源分配，改善其上部葉的生長(zhǎng)發(fā)育條件，從而促進(jìn)開(kāi)片[24]。 此外，本研究還發(fā)現(xiàn)初花期套藍(lán)袋免打頂能降低上部葉凈光合速率及蒸騰速率，增加胞間CO2濃度，進(jìn)而改善光合特性，這可為協(xié)調(diào)上部葉干物質(zhì)積累奠定一定的基礎(chǔ)。

成熟度是煙葉質(zhì)量的核心，但烤煙上部葉在發(fā)育后期往往衰老成熟較慢，成熟度較差，影響煙葉內(nèi)部化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性及烘烤特性[25，26]。 林英超等[16]研究發(fā)現(xiàn)，適宜的套袋免打頂可增加上部葉莖葉夾角，促進(jìn)成熟。 此外，煙葉衰老成熟與內(nèi)部抗氧化系統(tǒng)酶(SOD、POD、CAT)活性有關(guān)，而適宜的栽培方式可影響抗氧化酶活性，改善上部葉的衰老特性[27，28]。 本研究結(jié)果表明，初花期套藍(lán)袋及黑袋免打頂均可抑制烤煙上部葉抗氧化酶SOD、POD、CAT 活性，增加MDA 含量，進(jìn)而有利于上部煙葉的生理衰老成熟。

前人研究發(fā)現(xiàn)，適宜的套袋免打頂可降低烤煙煙葉煙堿含量，增加總糖、還原糖含量，改善煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性[16]。 煙葉內(nèi)部化學(xué)成分協(xié)調(diào)性及最終煙葉品質(zhì)與碳氮代謝過(guò)程密切相關(guān)，而NR、NI 及α 淀粉酶、β 淀粉酶、總淀粉酶作為關(guān)鍵酶，其活性的高低顯著影響煙葉的碳氮代謝過(guò)程[29，30]。 本研究結(jié)果表明，初花期套藍(lán)袋及黑袋免打頂均可降低上部煙葉NR 活性，抑制氮代謝，同時(shí)提高淀粉酶及NI 活性，改善上部葉碳氮代謝過(guò)程，最終增加烤后上部葉糖分含量，降低煙堿含量，優(yōu)化糖堿比，使煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，香氣質(zhì)及香氣量增加，余味改善、感官質(zhì)量提升，其中初花期套藍(lán)袋免打頂處理效果最好。 這與前人研究結(jié)果相一致[12]。 本研究還表明，適宜的套袋免打頂處理提高烤煙均價(jià)和上等煙比例，改善煙株的經(jīng)濟(jì)性狀，最終增加煙葉產(chǎn)量產(chǎn)值，其中初花期套藍(lán)袋免打頂處理效果最好。

4 結(jié)論

適宜的套袋免打頂可以調(diào)節(jié)烤煙上部葉的光合及衰老特性，協(xié)調(diào)碳氮代謝過(guò)程，促進(jìn)上部葉的生長(zhǎng)發(fā)育。 初花期套藍(lán)袋免打頂可增加上部葉葉面積，減小長(zhǎng)寬比，促進(jìn)開(kāi)片，改善煙葉農(nóng)藝性狀及光合特性，同時(shí)能降低抗氧化酶活性，促進(jìn)葉片生理衰老成熟，并能協(xié)調(diào)碳氮代謝，增加烤后煙葉還原糖含量，降低煙堿含量，優(yōu)化糖堿比，提高上部葉化學(xué)品質(zhì)，改善煙葉感官質(zhì)量，提高整株煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值。