木醋液對南鄭烤煙上部葉生長及產(chǎn)質(zhì)量的影響

毛凱倫，李司童，李本晟，吳 薇，韋成才，袁 帥，牛玉德，杜鴻波，張立新*

(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2. 陜西省煙草科學(xué)研究所，陜西 西安 710000；3. 陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，陜西 西安 710000；4. 陜西省煙草公司漢中市公司，陜西 漢中 723000)

【研究意義】優(yōu)質(zhì)的上部葉在卷煙葉組配方中起著重要的作用，對卷煙香味及其風(fēng)格具有很大的貢獻，在國內(nèi)及國際市場十分暢銷。然而受土壤、氣候及施肥等多種因素的影響，陜南煙區(qū)烤煙上部煙葉品質(zhì)欠佳，集中表現(xiàn)為煙堿含量過高、還原糖及糖堿比低、內(nèi)在化學(xué)成分不協(xié)調(diào)、組織結(jié)構(gòu)緊密、成熟度不夠等一系列問題，嚴重制約上部葉的工業(yè)可用性，影響煙區(qū)的經(jīng)濟效益[1]。因此，探究簡單有效的方法改善煙區(qū)上部煙葉品質(zhì)，對提高煙葉總體質(zhì)量與經(jīng)濟效益，以及煙區(qū)的可持續(xù)性發(fā)展都具有重要的意義。【前人研究進展】近幾十年來，我國煙草科研工作者在栽培、采收、調(diào)制、化學(xué)調(diào)控等方面做了大量的研究，對改善上部葉可用性起到了一定的作用[2]。施肥是重要的措施之一，對上部葉品質(zhì)改善具有重要的作用。其中，葉面肥因其具有吸收快、污染小、成本低、效果好等諸多優(yōu)點，近年來得到迅速發(fā)展[3-4]。木醋液是木材或廢植物干餾產(chǎn)生的煙氣經(jīng)冷凝分離得到的有機酸性液體。大量研究表明，木醋液對番茄、辣椒、馬鈴薯等茄科植物生長發(fā)育及產(chǎn)量與品質(zhì)提升具有較好的效果[5-6]。目前，木醋液在煙草上研究相對較少且不系統(tǒng)[7]?！颈狙芯壳腥朦c】因此，本研究旨在通過噴施不同濃度木醋液，研究其對烤煙上部葉生理特性、內(nèi)在化學(xué)成分、外觀質(zhì)量、農(nóng)藝及經(jīng)濟性狀等的影響，探究其作用機理，并篩選出適宜當(dāng)?shù)厣喜繜熑~品質(zhì)提升的適宜濃度。【擬解決的關(guān)鍵問題】為合理使用木醋液改善陜南南鄭煙區(qū)烤煙上部葉品質(zhì)，提升上部葉工業(yè)可用性，促進煙區(qū)的可持續(xù)性發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年在漢中南鄭縣煙區(qū)進行，地處東經(jīng)106°30′～107°22′，北緯 32°24′～33°70′之間，地勢南高北低，呈階梯狀分布，屬陜南秦巴山地區(qū)。典型的北亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫15.7 ℃，年日照時數(shù)平均1430.2 h，全年無霜期274 d，年降水量672.1 mm，集中于7-8月。試驗煙區(qū)土壤pH 7.81，有機質(zhì)含量13.18 g·kg-1，堿解氮含量79.13 g·kg-1，速效磷含量29.60 g·kg-1，速效鉀含量131.40 g·kg-1。無病蟲害及不良前茬作物。

1.2 試驗材料與設(shè)計

供試烤煙品種為云煙97，煙苗移栽時間為5月3日。木醋液(購置于黑龍江興隆木醋有限公司)pH 3.0～3.5，主要成分及相對含量包括酮類15.85 %、有機酸40.89 %、呋喃衍生物7.43 %、苯酚及衍生物30.13 %。

試驗共設(shè)5個處理，CK(噴施清水)；T1(稀釋100倍木醋液)；T2(稀釋300倍木醋液)；T3(稀釋500倍木醋液)；T4(稀釋700倍木醋液)。每個處理3次重復(fù)，共15個小區(qū)，小區(qū)面積91.2 m2，采用完全隨機排布，植煙行株距為1.2 m×0.5 m，每小區(qū)均8行，每行20株，基肥及大田管理同當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)規(guī)范。在打頂當(dāng)天(7月16日)進行第1次噴施，之后每隔10 d噴施1次，共噴施4次。噴施程度以葉片上下表面露濕為準，噴施時間以每天9:00之前或下午4:00之后最佳，中午或刮風(fēng)天切勿噴施，以免肥液在短時間內(nèi)揮發(fā)，若噴肥后3～4 h下雨，應(yīng)重新噴施。采樣于打頂后10、20、30 d(均于噴施木醋液之前)進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟性狀 選擇能代表小區(qū)生長狀況并長勢均勻的煙株12株，參考煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法[8]，測量株高、莖圍、節(jié)距、有效葉數(shù)及葉面積。

經(jīng)濟性狀在煙葉成熟采收時以小區(qū)為單位，統(tǒng)計各小區(qū)的均價、產(chǎn)量、上中等煙比率，并計算煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值由小區(qū)產(chǎn)量、產(chǎn)值折算[9]。

1.3.2 烤煙化學(xué)成分測定 于采樣各時期，取每個處理上部煙葉約1 kg，放置烘箱中105 ℃殺青20 min后，75 ℃烘干至恒重，粉碎并過60目篩密封保存，用于化學(xué)成分測定。采用濃硫酸-雙氧水消煮法處理，德國SEAL(型號：AA3)高分辨自動化學(xué)分析儀測定總氮含量；英國Sherwood(型號：M410)火焰光度計測定鉀離子含量；蒽酮比色法測定可溶性總糖和淀粉含量[10]；3,5-二硝基水楊酸比色法(DNS)測定還原糖含量[11]；鹽酸萃取分光光度法測定煙堿含量[12]。

1.3.3 發(fā)病率及發(fā)病指數(shù) 煙草發(fā)病情況于各時期采樣前調(diào)查，以各時期總平均值為最終結(jié)果。以植株為單位分級，按病情分級標(biāo)準計算[13]，發(fā)病率(%)=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100；病情指數(shù)(%)=[Σ(各級病株數(shù)×該病級值)]/(調(diào)查總株數(shù)×最高病級數(shù))×100；相對防治效果(%)=[(對照病情指數(shù)-處理病情指數(shù))/對照病情指數(shù)]×100。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)整理及作圖，SPSS 21軟件進行方差分析，Duncan法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 木醋液對烤煙上部葉色素含量的影響

由表1可見，隨煙草生長，煙葉葉綠素a含量逐漸降低，打頂后30 d含量降低顯著，且不同處理上部煙葉中葉綠素a含量變化趨勢相同，但處理之間存在差異。同一時期，木醋液各處理葉綠素a含量均高于CK，且以T2處理含量最高，其中，前期木醋液處理上部煙葉葉綠素a含量與CK差異不明顯，隨烤煙生育期推進，木醋液各處理與CK間顯著性差異逐漸提高?？梢姡S煙草的生長，木醋液提高上部煙葉葉綠素a含量效果加強。木醋液對煙葉葉綠素b含量變化影響與葉綠素a相似，但不同的是，隨煙草生長，木醋液各處理與CK間顯著性差異降低。煙葉類胡蘿卜素含量變化與上述葉綠素相似，且隨煙草生長，處理間顯著性差異與葉綠素a的變化相同。綜合各時期上部煙葉色素含量可見，噴施稀釋300倍木醋液對色素含量提升效果最佳。

表1 不同木醋液處理上部煙葉色素含量

注：圖中不同字母表示處理間差異達0.05顯著水平，下同。

Note: The different letters in the picture indicate that the difference between treatments is up to 0.05 significant level.The same as below.

2.2 木醋液對烤煙上部葉全鉀含量的影響

煙草生長的中后期，根對土壤中鉀素的吸收能力與鉀素在各層煙葉中的轉(zhuǎn)移均受到限制，導(dǎo)致烤后煙葉鉀含量偏低。由圖1可見，各處理上部煙葉鉀含量均呈下降趨勢，相同時期木醋液處理均不同程度提高了上部煙葉鉀含量，且均表現(xiàn)先升高后降低的分布。打頂后10、20 d，各處理上部煙葉鉀含量差異不顯著，而打頂后30 d，T2處理上部煙葉鉀含量明顯高于其它處理，較CK提高30.18 %。

圖1 不同木醋液處理上部煙葉全鉀含量Fig.1 Total K content of upper leaves of tobacco under different wood vinegar treatments

2.3 木醋液對烤煙上部葉全氮含量的影響

由圖2可見，隨煙草生長，上部煙葉全氮含量呈下降趨勢，其中T2處理較其它處理降幅程度最小。打頂后20～30 d，各處理全氮含量下降幅度較大。打頂后30 d，除T1處理外，其它木醋液處理均提高了上部煙葉全氮含量，其中，以T2處理含量最高且與其它處理差異顯著，較CK提高18.35 %?？梢?，木醋液能提高烤煙上部煙葉全氮含量積累，并以稀釋300倍木醋液提高效果最佳，且隨此木醋液濃度的降低，煙葉氮含量積累呈下降趨勢。

圖2 不同木醋液處理上部煙葉全氮含量Fig.2 N content of upper leaves of tobacco under different wood vinegar treatments

2.4 木醋液對烤煙上部葉煙堿含量的影響

煙堿對烤煙的香吃味和生理功能的具有重要意義，打頂后煙堿大量合成，并且在打頂后持續(xù)增加。由圖3可見，打頂后10 d，各處理上部煙葉煙堿含量無明顯差異，隨煙草生長，煙堿含量逐漸升高，且各處理間具有顯著性差異。打頂后20與30 d，各處理上部煙葉煙堿含量隨木醋液濃度提高而降低?？梢?，適宜范圍內(nèi)，噴施較高濃度的木醋液能減少烤煙上部煙葉中氮向煙堿方向的合成，進而有效降低上部煙葉煙堿含量。

2.5 木醋液對烤煙上部葉還原糖含量的影響

還原糖含量是衡量煙葉內(nèi)在品質(zhì)和香吃味最常用的指標(biāo)，在一定范圍內(nèi)其含量越高，煙葉品質(zhì)越好。由表2可見，隨烤煙生育期發(fā)展，上部煙葉還原糖含量呈升高趨勢。其中，打頂后10 d，隨木醋液濃度升高還原糖含量較CK提高百分比呈上升趨勢，但各處理還原糖含量差異不明顯。打頂后20 d，各處理還原糖含量具顯著性差異，且除T4處理外，其它木醋液處理上部煙葉還原糖含量較CK均提高，其中以T2處理含量較高。打頂后30 d，高濃度木醋液處理上部煙葉還原糖含量積累最少，而稀釋300木醋液還原糖含量最高，而隨木醋液濃度降低，還原糖含量降低。

圖3 不同木醋液處理上部煙葉煙堿含量Fig.3 Nicotine of upper leaves of tobacco under different wood vinegar treatments

可溶性總糖影響烤煙的香味，適宜范圍內(nèi)含量越高越利于煙葉品質(zhì)。由表3可見，烤煙上部煙葉總糖含量于打頂后10～20 d增幅最大。隨煙草生長，CK、T3、T4處理煙葉總糖含量呈逐漸升高趨勢，而T1、T2處理呈先升高后降低變化趨勢，可見，較高濃度木醋液可能改變總糖含量積累變化規(guī)律。打頂后30 d，除T1處理，其它各處理上部煙葉總糖含量均高于CK，其中含量最高的是T2處理，較CK提高3.89 %，但處理間差異不明顯。

2.6 木醋液對烤煙上部葉總糖含量的影響

表2 不同木醋液處理上部葉還原糖含量

注： 表中增量是較CK的增加量，下同。

Note: The increment in the table is more than the increment of CK, the same below.

表3 不同木醋液處理上部煙葉總糖含量

表4 不同木醋液處理上部煙葉淀粉含量

表5 不同木醋液處理對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

2.7 木醋液對烤煙上部葉淀粉含量的影響

淀粉是糖的貯藏形式，適宜含量對烤煙的香味有積極的作用，含量過高會使煙葉燃燒不充分產(chǎn)生焦糊味，進而影響煙氣質(zhì)量，因此，適當(dāng)降低淀粉含量對烤煙品質(zhì)具有積極影響。由表4可見，上部煙葉淀粉含量隨煙草生長而升高，且處理間具顯著性差異。打頂后20、30 d，木醋液各處理淀粉含量較CK均有所降低，且以稀釋300倍木醋液效果最佳，隨木醋液濃度降低作用效果下降。

2.8 木醋液對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表5可見，各處理株高無顯著差異；除T4處理，其他木醋液處理煙株有效葉數(shù)較CK均有所提高；木醋液處理能提高煙株莖圍，且以高濃度木醋液效果較佳；木醋液可提高上部葉面積，且同樣以高濃度木醋液效果較佳；高濃度木醋液對最大葉的葉長、葉寬無影響，而以稀釋300倍木醋液提高效果顯著，并隨濃度降低作用效果下降。

2.9 木醋液對烤煙生育期的影響

由表6可見，各處理大田生育期差異不明顯，與CK相比，過高濃度或過低濃度木醋液可延遲烤煙成熟，而稀釋濃度300～500倍木醋液可縮短烤煙生育期。

2.10 木醋液對烤煙上部葉病蟲害的影響

由表7可見，木醋液對防治烤煙黑脛病、花葉病及氣候斑具有一定效果。其中，花葉病防治作用最佳，且以較高濃度木醋液效果明顯。高濃度木醋液對黑脛病防治作用不佳，而以稀釋300倍木醋液處理效果明顯，且隨木醋液濃度的降低防治效果下降。氣候斑的防治從整體看效果明顯。

表6 不同木醋液處理對烤煙生育期的影響

表7 不同木醋液處理對烤煙主要病害的影響

2.11 木醋液對烤煙上部葉烤后化學(xué)成分的影響

由表8可見，木醋液處理上部煙葉總氮含量均高于CK，但處理間無顯著性差異?？竞鬅熑~鉀含量整體偏低，其中以T2處理效果最佳，較CK提高17.31 %。T1、T2處理能有效降低煙堿含量至適宜范圍值，而其它處理含量均偏高。還原糖含量以T2、T4處理含量處于適宜值，淀粉含量以T2處理處于適宜值，其余處理二者含量均偏高。糖堿比值在烤后煙葉指標(biāo)權(quán)重中占比最高，其適宜范圍是8.5～9.5，可見T1、T2、T3處理均處于適宜范圍內(nèi)。氮堿比值較適宜范圍為0.80～1.20，可見T1、T2處理較適宜。綜合各化學(xué)指標(biāo)可知，T1、T2處理協(xié)調(diào)上部葉烤后化學(xué)成分效果最佳。

2.12 木醋液對烤煙上部葉烤后外觀質(zhì)量的影響

通過人的感官識別煙葉外部特征得到的煙葉外觀質(zhì)量是烤煙煙葉生產(chǎn)、收購的重要依據(jù)。由表9可見，CK及低濃度木醋液T4處理評分較低外，其余木醋液處理均好于CK。其中，各處理顏色、身份及色度表現(xiàn)較一致；T1、T2、T3處理成熟度、結(jié)構(gòu)、身份、油分均好于CK，特別是T2、T3處理煙葉成熟度明顯改善，T1、T2處理煙葉結(jié)構(gòu)更疏松且油分足。綜合評分可見，T2處理對改善上部葉外觀質(zhì)量效果最佳。

表8 不同木醋液處理上部煙葉烤后化學(xué)成分

表9 不同木醋液處理上部煙葉烤后外觀質(zhì)量

表10 不同木醋液下烤煙經(jīng)濟性狀

2.13 木醋液對烤煙經(jīng)濟性狀的影響

由表10可見，木醋液處理烤煙煙葉單葉重、煙株產(chǎn)值T2、T3、T4處理較CK均有不同程度的提高，其中以T2處理增加最多，較CK增加46.6 %；上等煙比率相比于CK提高提高效果最佳的是T2處理，較CK增加6.02 %；中上等煙比率較CK均提高，其中提高效果最佳的是T2處理，較CK提高了2.06 %。

3 討 論

木醋液成分復(fù)雜，可作為植物生長調(diào)節(jié)劑促進植物的生長發(fā)育[13-14]，提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)[15]，此外，木醋液還具有防治病蟲害的作用[16-17]。本試驗對烤煙上部煙葉噴施不同濃度木醋液，木醋液提高了煙葉色素含量、全鉀含量、全氮含量、可溶性總糖含量以及還原糖含量，有效降低了煙葉煙堿含量和淀粉含量；同時，還提高了煙株農(nóng)藝性狀，調(diào)節(jié)了烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分，進而提高了經(jīng)濟性狀；此外，木醋液處理有效降低了煙葉病蟲害。

植物葉片的光合色素直接影響植物的光合作用，進而影響其有機物的合成[18]。本試驗表明,噴施木醋液可提高上部煙葉色素含量，且隨烤煙生育期發(fā)展，不同濃度木醋液對色素含量提高效果差異顯著，其中以噴施稀釋300倍木醋液對生長后期煙葉葉綠素a含量提高效果最佳。其可能作用機理是木醋液提高了上部煙葉葉綠體數(shù)量，增加了葉綠素含量，進而提高葉片的光合作用。

有研究表明，煙株打頂后噴施生長素可提高煙葉鉀含量，降低煙堿含量[19]。吳彥輝等[20]對打頂后煙株噴施適宜濃度GA3、NAA，結(jié)果表明兩者能有效降低煙堿含量，提高煙葉鉀含量及有機鉀指數(shù)。這可能是葉面噴施適宜濃度木醋液積累一定時間后有助于均衡鉀的轉(zhuǎn)移與氮的固定，進而提高煙葉中二者的含量。本試驗噴施木醋液能提高煙葉氮、鉀含量，且煙葉生長前期，相同時期的各處理之間差異不明顯，而打頂后30 d，各處理之間差異顯著，但高濃度木醋液不利于二者積累，而以噴施稀釋300倍木醋液處理效果最佳。烤煙上部煙葉存在煙堿含量過高的缺點，尤其在煙株打頂后，煙葉中煙堿含量迅速提高。噴施木醋液對烤煙生長后期煙葉煙堿含量表現(xiàn)為高濃度木醋液對降低煙葉中煙堿含量效果最佳?？赡苁悄敬滓壕哂蓄愃粕L素作用，與上述研究作用效果一致。

烤煙還原糖、總糖及淀粉含量影響烤煙的香吃味，在一定范圍內(nèi)，煙葉可溶性總糖、還原糖含量越高，淀粉含量越低，煙葉的品質(zhì)越好[21]。本試驗噴施木醋液后，對生長后期煙葉可溶性總糖與還原糖含量均有提高效果并降低了煙葉淀粉含量。

煙株農(nóng)藝性狀反映了大田的生長狀況[22]。本試驗噴施木醋液能不同程度的提高煙株的農(nóng)藝性狀，其中對煙葉展片、有效葉片數(shù)及莖圍的提高效果明顯?？赡苁悄敬滓壕哂蓄愃萍に仡愇镔|(zhì)，能調(diào)節(jié)植株的生長，且主要對煙葉的開片影響明顯。此外，木醋液能縮短烤煙生育期，但效果不明顯。

木醋液能平衡烤后煙葉中化學(xué)成分進而影響烤煙的外觀質(zhì)量，本試驗結(jié)果以稀釋300倍木醋液處理的烤煙外觀質(zhì)量總評分最高。此外，煙葉病蟲害是影響烤煙煙葉品質(zhì)重要因素之一，本試驗以噴施稀釋300倍木醋液防治黑脛病、花葉病效果最佳，可能是該濃度有效抑制土壤帶菌體及病殘體的傳染以及煙草花葉病的傳播。

4 結(jié) 論

綜合上述可見，木醋液能促進烤煙上部葉生長發(fā)育，進而有效提高煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)，本試驗以T2(稀釋300倍木醋液)處理對南鄭煙區(qū)上部煙葉作用效果最佳，適宜推廣。