灌溉方式對成熟上部煙葉物理性狀的影響

邱 堯，周冀衡*，徐文軍，鄧小華，謝鵬飛,，黃松青,，張萬良，張浩然

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，長沙 410128；2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙410128;3 長沙市煙草公司，湖南長沙 410007)

在中國烤煙煙葉分級中， 上部葉包括全部頂葉和部分上二棚葉，每株一般有6片左右，約占單株煙葉干重的40%。按照烤煙42級國家標(biāo)準(zhǔn)，上部葉在上等煙11個級別中有5個級別，占45.5%；在中等煙19個級別中有9個級別，占47.4%。由此可見，上部煙葉對整株煙的產(chǎn)量和質(zhì)量都有重要作用。而在中國目前的煙葉生產(chǎn)中，烘烤后上部煙葉的外觀質(zhì)量普遍表現(xiàn)為組織不夠疏松，葉片僵硬，雜色煙和掛灰煙多，油分少等問題；其內(nèi)在質(zhì)量主要表現(xiàn)為煙堿含量偏高，刺激性大，雜氣較重，香氣量不足，在卷煙配方中不便利用，甚至無法利用。上部煙葉可用性提高后，不僅可以緩解當(dāng)前煙葉等級結(jié)構(gòu)的矛盾，而且將有助于降焦減害工作的開展及卷煙“大品牌”戰(zhàn)略的實(shí)施，因此，如何提高上部煙葉的可用性成為了研究熱點(diǎn)。水分和養(yǎng)分是影響烤煙生長發(fā)育和烤煙質(zhì)量的兩大生態(tài)因素，而養(yǎng)分是以水為媒介進(jìn)行傳遞的,因此，良好的水分條件能夠提高煙草植株的生長和改善光合特性，促進(jìn)光合產(chǎn)物積累和分配。合理進(jìn)行水分調(diào)控，以水調(diào)肥，促進(jìn)養(yǎng)分的吸收，為烤煙的生長發(fā)育提供良好的水肥條件，才能獲得優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的煙葉。筆者研究了采取自然排灌和田間灌溉兩種方式對上部煙葉烤后物理特性的影響，旨在探索當(dāng)前烘烤條件下通過改變上部煙葉成熟期的水分供應(yīng)來提高上部煙葉的可用性[1～10]。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)設(shè)在湖南寧鄉(xiāng)現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)示范區(qū)內(nèi)。供試煙草品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N云煙97。試驗(yàn)區(qū)植煙土壤pH值平均為5.46，土壤質(zhì)地疏松，土層較厚，肥力中等均勻，地勢平坦，排灌便利，前茬作物一致。栽培管理措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案執(zhí)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

待中部煙葉采收結(jié)束后，將試驗(yàn)田劃分為灌溉區(qū)和自然排灌區(qū)。上部葉成熟期間，對灌溉區(qū)的煙田每天進(jìn)行水分管理，保證灌溉區(qū)的壟溝有1～2 cm的潤溝水, 保持壟溝濕潤；對自然排灌區(qū)則不需安排專人管水。在對試驗(yàn)田進(jìn)行水分調(diào)控的同時，還對試驗(yàn)田上部煙葉的總體成熟特征進(jìn)行跟蹤觀察。當(dāng)頂部第1片煙葉達(dá)到試驗(yàn)處理成熟特征，即葉片以黃為主，黃多綠少，主脈變白 2/3 以上，子脈變白1/2左右；莖葉角度接近直角，葉片彎曲呈弓型，葉面皺縮，有較多黃色成熟斑時，從各處理中選取煙株各480株，一次性采收上部6片煙葉，并按從頂1～頂6的葉序分別進(jìn)行編桿并標(biāo)識，每桿編煙120片。編桿后放入同一烤房進(jìn)行三段式烘烤，參照一次采收試驗(yàn)示范的烘烤技術(shù)要求進(jìn)行：（1）適當(dāng)提高變黃期的濕球溫度，縮小干濕差，干濕差保持在1.5～2.0℃。（2）延長變黃期時間12～24 h。（3）定色前期加速排濕以避免升溫時發(fā)生棕色化反應(yīng)，導(dǎo)致煙葉顏色變褐。

1.3 測定指標(biāo)及方法

選取各處理有代表性的烤后煙葉，測定其葉長、葉寬、開片度、單葉重、含梗率、葉片厚度、葉密度、平衡含水率以及單位葉面積質(zhì)量等物理指標(biāo)。采用SPSS18.0統(tǒng)計軟件包對所測定的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析和相關(guān)性分析[11,12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分調(diào)控對烤后上部煙葉主要物理指標(biāo)的影響

自然排灌和灌溉條件下烤后上部煙葉主要物理指標(biāo)列于表1。由表1可知，灌溉條件下的葉長比自然排灌條件下的葉長略變短，但葉寬則比自然排灌條件下增加6.35%，開片度也相應(yīng)提高，葉面積的增加，有助于提高其工業(yè)可用性；灌溉條件下的葉厚比自然排灌條件下的減少了6.61%，有利于增加煙葉的填充性，提高卷煙的燃燒性能；烤后煙葉平衡含水率有所提高，改善了細(xì)胞內(nèi)環(huán)境，能夠促進(jìn)細(xì)胞生命代謝活動；葉密度和單位葉面積質(zhì)量略有下降，在單葉質(zhì)量增加較小的前提下，提高了葉肉細(xì)胞間的疏松程度。

表1 烤后上部煙葉的主要物理指標(biāo)

2.2 自然排灌條件下烤后上部煙葉主要物理指標(biāo)的統(tǒng)計分析

自然排灌條件下烤后上部煙葉主要物理指標(biāo)的統(tǒng)計分析結(jié)果見表2。由表2可知，各物理指標(biāo)方差大小依次為葉密度、葉厚、葉長、含梗率、單位葉面積質(zhì)量、葉寬、開片度、平衡含水率、單葉質(zhì)量，其中單葉質(zhì)量的方差接近于0，表明上部6片葉之間質(zhì)量較接近；葉寬和開片度的方差接近于1，表明自然排灌條件下上部煙葉相互之間的葉寬、開片度比較接近；而其他指標(biāo)的方差較高，特別是葉密度和葉厚的方差顯著高于其他項(xiàng)，表明葉厚和葉密度變化較大，從而導(dǎo)致各葉位間的葉長、含梗率和單位葉面積質(zhì)量不穩(wěn)定，說明葉厚和葉密度受葉位和光合作用等條件影響較大。

從偏度系數(shù)來看，葉長和單位葉面積質(zhì)量近似呈正態(tài)分布，葉寬、單葉重、葉厚呈右偏態(tài)分布，其他物理指標(biāo)都呈左偏態(tài)分布；從峰度系數(shù)看，除葉寬和葉密度為尖頂峰外，其他物理指標(biāo)為平頂峰。

表2 自然排灌條件下烤后上部煙葉的物理指標(biāo)統(tǒng)計分析值

2.3 灌溉條件下烤后上部煙葉主要物理指標(biāo)的統(tǒng)計分析

灌溉條件下烤后上部煙葉主要物理指標(biāo)的統(tǒng)計分析結(jié)果見表3。由表3可知，各物理指標(biāo)方差大小依次為葉密度、葉厚、葉長、葉寬、單位葉面積質(zhì)量、開片度、含梗率、單葉重、平衡含水率，方差值普遍高于自然排灌條件下的取值，表明在灌溉條件下，上部煙葉處于更加活躍的生理狀態(tài)。

從偏度系數(shù)來看，葉長、含梗率、葉密度以及平衡含水率呈左偏態(tài)分布；葉寬、單葉重、葉厚以及單位葉面積質(zhì)量呈右偏態(tài)分布；開片度近似呈正態(tài)分布。從峰度系數(shù)看，葉長、葉寬、開片度、含梗率、葉厚、葉密度以及單位葉面積質(zhì)量為平頂峰；其他物理指標(biāo)為尖頂峰。

表3 灌溉條件下烤后上部煙葉的物理指標(biāo)統(tǒng)計分析值

2.4 自然排灌條件下烤后上部煙葉物理指標(biāo)間的相關(guān)性

由表4可知，葉長與葉寬、含梗率，葉寬與單葉重、葉厚，含梗率與葉厚，葉厚與單位葉面積質(zhì)量之間達(dá)顯著相關(guān)水平；葉長與葉厚、單位葉面積質(zhì)量，含梗率與單位葉面積質(zhì)量之間達(dá)極顯著相關(guān)水平。其中葉長與葉寬、含梗率，葉寬與單葉重，葉厚與單位葉面積質(zhì)量呈高度正相關(guān)；葉長與葉厚、單位葉面積質(zhì)量，葉寬與葉厚，含梗率與葉厚、單位葉面積質(zhì)量之間呈高度負(fù)相關(guān)(│r│≥0.8視為高度相關(guān)；0.5≤│r│<0.8視為中度相關(guān)；0.3 <│r│< 0.5視為弱相關(guān)[9,10])。

表4 自然排灌條件下烤后上部煙葉物理指標(biāo)間的簡單相關(guān)系數(shù)

2.5 灌溉條件下烤后上部煙葉物理指標(biāo)間的相關(guān)性

由表5可知，葉長與葉寬、單葉重，葉寬與單葉重、葉厚，單葉重與葉密度之間達(dá)顯著水平；葉長與葉厚、單位葉面積質(zhì)量之間達(dá)極顯著水平，其中葉長與葉寬、單葉重，葉寬與單葉重，單葉重與葉密度呈高度正相關(guān)；葉長與葉厚，葉寬與葉厚呈高度負(fù)相關(guān)。

表5 灌溉條件下烤后上部煙葉物理指標(biāo)間的簡單相關(guān)系數(shù)

3 小節(jié)與討論

有研究表明，成熟期保持較高的土壤水分會使煙葉的糖分增加，燃燒特性變好，而煙堿、總氮含量降低。本試驗(yàn)結(jié)果表明，上部煙葉成熟期間適度灌溉對于改善煙葉的外觀質(zhì)量有顯著的影響。上部煙葉在打頂后的質(zhì)量形成與自身的生理生化調(diào)節(jié)是密不可分的，灌溉提高了葉肉組織中的含水率，改善了煙葉葉肉組織生長環(huán)境，促進(jìn)了細(xì)胞分裂，有利于葉內(nèi)物質(zhì)水解活動，能夠使蛋白質(zhì)、淀粉等物質(zhì)得到充分降解，香氣物質(zhì)充分合成。灌溉促進(jìn)了葉寬的增加，使得開片度提高，葉面積增大，有利于葉片的充分舒展，從而改善了煙葉的物理特性；葉厚和單位葉面積質(zhì)量降幅較大；單位葉面積質(zhì)量和葉片密度都是反映葉片結(jié)構(gòu)疏密的常用指標(biāo)，單位葉面積質(zhì)量的降低，從側(cè)面反映了葉肉組織疏松程度的提高；在灌溉條件下，單位葉面積質(zhì)量同單葉重、葉密度呈高度負(fù)相關(guān)；因此，成熟期合理調(diào)控?zé)熖锼?，能夠改變?nèi)~片組織結(jié)構(gòu)，改善煙葉的彈性、填充力，有利于提高上部煙葉質(zhì)量及其卷煙加工可用性。但是，灌溉后土壤中水分的增加對于上部煙葉的影響作用機(jī)制仍不清楚，中下部煙葉的采收對于上部煙葉質(zhì)量的影響還有待進(jìn)一步研究。

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