打頂調(diào)控對煙葉碳氮代謝主要產(chǎn)物的影響

胡錦，朱迪，張恒，李金星，夏忠文，班國軍，高煥曄※

（1.貴州大學(xué)煙草學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.黔西南煙草公司安龍縣分公司，貴州 安龍 552400；3.畢節(jié)市煙草公司林泉煙草科技園；貴州 畢節(jié) 551521）

煙草是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，煙葉質(zhì)量的好壞一直是煙草行業(yè)關(guān)注的重點[1]。不同生態(tài)條件的煙葉產(chǎn)區(qū)，煙葉質(zhì)量和風(fēng)格特征也存在明顯差異[2,3]。貴州地處云貴高原，境內(nèi)地勢西高東低，海拔高度在200～3 000 m 之間。不同的海拔高度，其生態(tài)環(huán)境也大有不同。煙葉的成熟度反映內(nèi)在化學(xué)成分的變化程度、各種成分的協(xié)調(diào)程度及含量適宜程度，煙葉各種化學(xué)成分的含量及其比例影響煙氣質(zhì)量的好壞[4-6]，所以，采收成熟度是形成優(yōu)質(zhì)煙葉質(zhì)量的重要因素，同時也是適度控制煙葉碳氮代謝強(qiáng)度、改善碳氮代謝平衡的重要技術(shù)[7]。成熟度好的煙葉，其內(nèi)含物豐富而協(xié)調(diào)，致香物質(zhì)多。目前，有關(guān)煙葉成熟度對煙葉質(zhì)量的影響[8-11]以及中上部煙葉在推遲采收后5～15 d 后煙葉的品質(zhì)變化[12]，國內(nèi)外已有很多學(xué)者進(jìn)行過大量研究，但針對打頂調(diào)控對不同生態(tài)煙區(qū)同一烤煙品種煙葉碳氮代謝主要產(chǎn)物的研究卻鮮見報道。本試驗研究了打頂調(diào)控對兩個不同生態(tài)煙區(qū)‘云煙87’碳氮代謝主要產(chǎn)物的影響，旨在為兩個不同生態(tài)煙區(qū)的煙葉品質(zhì)及風(fēng)格特色的差異化進(jìn)行科學(xué)探索。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為‘云煙87’。

1.2 試驗地點

黔中煙區(qū)試驗點為畢節(jié)市黔西縣林泉鎮(zhèn)，海拔高度1 289 m，氣候溫暖，熱能資源豐富，年均溫度13.8℃，最高溫度32 ℃，最低溫度2 ℃，年均降雨量1 005 mm。黔西南煙區(qū)試點為黔西南州安龍縣普坪鎮(zhèn)，海拔高度1 321 m，土壤以黃壤土為主，年平均氣溫15.9 ℃，年平均降雨量在1 000 mm左右，年日照總時數(shù)1 635 h，無霜期288 d。在兩個試驗點區(qū)域內(nèi)選擇土壤類型、肥力相近的地塊作為試驗地，供試地塊土壤基本理化性質(zhì)，見表1。

表1 植煙土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of tobacco planting soil

1.3 試驗設(shè)計

試驗于2019 年在黔中煙區(qū)和黔西南煙區(qū)選擇的實驗地點（畢節(jié)市黔西縣林泉鎮(zhèn)和黔西南州安龍縣普坪鎮(zhèn)）進(jìn)行實施，選擇土壤質(zhì)地與類型相近的試驗地塊，對‘云煙87’進(jìn)行種植，種植面積667 m2，均采用地膜覆蓋，井窖式移栽，密度為1 100 株/667 m2，每公頃施純N 105 kg，N∶P2O5∶K2O=1∶2∶3?；视谄饓艜r條施，追肥在移栽后25 d 施用，基肥與追肥的比例為7∶3。兩煙區(qū)試驗地塊除生態(tài)條件不同外，其他栽培與田間管理措施一致。

打頂調(diào)控與煙葉采樣：兩個試點均于中心花開放時進(jìn)行打頂，單株留葉20 片，于打頂當(dāng)日（0 d）、打頂后第7 天、打頂后第14 天、打頂后第21 天選擇群體中營養(yǎng)狀況正常、沒有蟲害發(fā)生的煙株3 株，進(jìn)行整株采葉，然后分部位進(jìn)行葉位標(biāo)記，去掉主脈和葉基葉尖，置于105 ℃烘箱殺青15 min 后調(diào)整溫度到65 ℃，直到樣品烘干。

葉位標(biāo)記：打頂前每株打掉的底部2 片底腳葉未采樣。打頂當(dāng)日從下往上的3 片煙葉標(biāo)記為下二棚，下二棚上方相鄰的6 片煙葉標(biāo)記為腰葉，腰葉上方相鄰的4 片煙葉標(biāo)記為上二棚，上二棚上方的7 片煙葉標(biāo)記為頂葉。

1.4 測定項目及方法

對兩個不同生態(tài)煙區(qū)‘云煙87’打頂后不同時期采集的煙株各部位煙葉殺青烘干樣品進(jìn)行總糖、還原糖、煙堿和總氮等碳氮代謝產(chǎn)物進(jìn)行測定。測定方法為近紅外光譜法，測定儀器為貴州省煙草科學(xué)研究院分析檢測中心的Antaris II 型傅立葉變換近紅外漫反射光譜儀（美國賽默飛世爾科技有限公司）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2016 進(jìn)行統(tǒng)計處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 打頂后不同時間采收對兩個生態(tài)煙區(qū)不同部位煙葉總糖含量的影響

黔中煙區(qū)和黔西南煙區(qū)打頂后不同時期煙株各部位葉片總糖含量變化，見圖1。由圖1 可知，黔西南煙區(qū)煙株各部位煙葉總糖含量整體高于黔中煙區(qū)。兩個煙區(qū)的煙株隨打頂調(diào)控后采樣時間的延長，煙葉總糖含量呈先升高后下降的趨勢，且在打頂后14 d達(dá)到峰值。黔西南煙區(qū)煙株的下二棚和腰葉的總糖含量在打頂0 d 時略低于黔中煙區(qū)，打頂后7 d 則高于黔中煙區(qū)，上二棚和頂葉的總糖含量在打頂0 d 時及后續(xù)各時段均高于黔中煙區(qū)。兩個煙區(qū)煙株的下二棚的總糖含量均呈不斷上升趨勢（由于在打頂后第21 天時下二棚呈現(xiàn)過熟狀態(tài)，就未進(jìn)行取樣，下同），黔西南煙區(qū)煙株的腰葉、上二棚和頂葉的總糖含量呈先高后低的趨勢，且均在打頂后14 d 達(dá)到峰值。黔中煙區(qū)煙株的頂葉總糖含量呈逐漸上升趨勢，腰葉和上二棚的總糖含量呈現(xiàn)“V”型變化趨勢，且均在打頂后7 d 降到谷值，其中以腰葉的總糖含量降幅最大。

圖1 黔中煙區(qū)（左）和黔西南煙區(qū)（右）打頂后不同時期煙株各部位葉片總糖含量Fig.1 Total sugar content in tobacco leaves of different parts of tobacco plants in different periods after topping in tobacco-growing areas of Central Guizhou(left)and the tobacco-growing areas of Southwestern Guizhou(right)

2.2 打頂后不同時間采收對兩個生態(tài)煙區(qū)不同部位煙葉還原糖含量的影響

圖2 黔中煙區(qū)（左）和黔西南煙區(qū)（右）打頂后不同時期煙株各部位葉片還原糖含量Fig.2 Reducing sugar content in various parts of tobacco plants in different periods after topping in tobacco-growing areas in central Guizhou(left)and tobacco-growing areas of Southwestern Guizhou(right)

黔中煙區(qū)和黔西南煙區(qū)打頂后不同時期煙株各部位葉片還原糖含量變化，見圖2。由圖2 可知，黔中煙區(qū)煙株各部位煙葉還原糖含量整體較黔西南煙區(qū)低。黔中煙區(qū)煙葉下二棚至頂葉的還原糖含量隨打頂后不同時期的采收呈先升高后下降的趨勢。黔西南煙區(qū)煙株的下二棚至頂葉的還原糖含量在打頂0 d 時呈先升后降的趨勢，其余各時段的變化趨勢與黔中煙區(qū)一致。兩個煙區(qū)煙株的頂葉還原糖含量均隨煙葉的不斷成熟呈上升趨勢。黔西南煙區(qū)煙株的腰葉、上二棚和頂葉還原糖含量均呈單峰曲線，且均在打頂后14 d 達(dá)到峰值。黔中煙區(qū)煙株的腰葉和上二棚的還原糖含量呈先下降后上升再下降的變化趨勢，頂葉則呈不斷下降的趨勢。打頂0 d時，黔西南煙區(qū)煙株的頂葉還原糖含量均高于黔中煙區(qū)。打頂后7 d時，黔西南煙區(qū)煙株的下二棚、腰葉和上二棚的還原糖含量均高于黔中煙區(qū)。

2.3 打頂后不同時間采收對兩個生態(tài)煙區(qū)不同部位煙葉總氮含量的影響

黔中煙區(qū)和黔西南煙區(qū)打頂后不同時期煙株各部位葉片總氮含量變化，見圖3。由圖3 可知，黔中煙區(qū)煙株各部位煙葉總氮含量整體較黔西南煙區(qū)高。兩個煙區(qū)煙株從下二棚至頂葉的總氮含量在打頂后不同采樣時間處理下均呈逐漸上升趨勢。黔中煙區(qū)煙株的下二棚總氮含量從打頂0～14 d 均高于黔西南煙區(qū)。黔西南煙區(qū)煙株的腰葉、上二棚及頂葉總氮含量在打頂14 d時高于黔中煙區(qū)，其余各時期均低于黔中煙區(qū)。

圖3 黔中煙區(qū)（左）和黔西南煙區(qū)（右）打頂后不同時期煙株各部位葉片總氮含量Fig.3 Total sugar content in leaves of various parts of tobacco plant in different periods after topping in tobacco-growing areas in Central Guizhou(left)and the tobacco-growing areas of Southwestern Guizhou(right)

2.4 打頂后不同時間采收對兩個生態(tài)煙區(qū)不同部位煙葉煙堿含量的影響

黔中煙區(qū)和黔西南煙區(qū)打頂后不同時期煙株各部位葉片煙堿含量變化，見圖4。由圖4 可知，黔西南煙區(qū)煙株各部位煙葉煙堿含量整體較黔中煙區(qū)高。兩個煙區(qū)煙株從下二棚至頂葉的煙堿含量在打頂調(diào)控條件下均呈逐漸下降的趨勢，其中各部位煙葉的煙堿含量均呈上升趨勢。打頂0～7 d，黔中煙區(qū)煙株的下二棚至頂葉的煙堿含量均低于黔西南煙區(qū)。打頂后7～14 d，兩個煙區(qū)煙株的腰葉、上二棚和頂葉的煙堿含量很接近，黔中煙區(qū)煙株的下二棚煙堿含量明顯高于黔西南煙區(qū)。打頂后14～21 d，黔中煙區(qū)煙株的腰葉、上二棚及頂葉的煙堿含量高于黔西南煙區(qū)。

圖4 黔中煙區(qū)（左）和黔西南煙區(qū)（右）打頂后不同時期煙株各部位葉片煙堿含量Fig.4 Nicotine content of tobacco leaves in different parts of tobacco plants in different periods after topping in tobacco-growing areas in central Guizhou(left)and the tobacco-growing areas of Southwestern Guizhou(right)

3 小結(jié)與討論

煙葉化學(xué)成分是煙葉內(nèi)在質(zhì)量的基礎(chǔ)。煙葉要具有良好的內(nèi)在質(zhì)量，需煙葉中各種化學(xué)成分含量在適宜范圍內(nèi)，且相互之間的比例協(xié)調(diào)，但是由于生態(tài)環(huán)境和栽培措施等的差異，不同煙區(qū)煙葉的化學(xué)品質(zhì)存在差異[13]。同時，打頂抹杈是煙草生育后期調(diào)節(jié)煙株營養(yǎng)和煙葉質(zhì)量性狀的一項有效措施，它可以打破頂端優(yōu)勢，促使煙株體內(nèi)養(yǎng)分重新分配，減少煙株體內(nèi)養(yǎng)分的不必要損耗[14]。

3.1 打頂調(diào)控對不同生態(tài)煙區(qū)‘云煙87’不同部位總糖和還原糖含量的影響

吳有祥等[15]研究發(fā)現(xiàn)，隨著采收時間的推遲，烤煙中部葉還原糖和總糖含量逐漸下降；上部葉內(nèi)在化學(xué)成分變化與中部葉相似，這與本研究結(jié)果一致。前人研究認(rèn)為在采收時間延遲的條件下，各部位煙葉的總糖含量呈現(xiàn)出不同的變化趨勢，頂葉、上二棚和下二棚中的還原糖含量均呈現(xiàn)升高趨勢，腰葉則為先下降后升高的趨勢[16]。本研究結(jié)果顯示，煙葉中總糖和還原糖含量在兩個煙區(qū)隨煙葉部位變高和打頂后煙葉采收時間的延長均呈先升高后下降的趨勢，說明打頂后煙株光合作用仍很強(qiáng)，光合作用產(chǎn)物流向碳水化合物的積累，促使總糖和還原糖含量均下降。本研究的結(jié)果與前人研究結(jié)論有不一致之處，其主要原因可能是前人的研究是在田間逐次采收煙葉，煙株留葉逐漸變少的情況下進(jìn)行的烤后煙葉樣品測定結(jié)果，而本研究則是在打頂后不同時期整株采樣后對殺青烘干樣進(jìn)行分析的結(jié)果。兩個煙區(qū)中黔西南煙區(qū)煙株各部位煙葉的總糖和還原糖含量均高于黔中煙區(qū)。

3.2 打頂調(diào)控對不同生態(tài)煙區(qū)‘云煙87’不同部位總氮含量的影響

前人研究表明，隨采收時間的推遲，煙株中部葉總氮含量顯著下降或呈現(xiàn)“∧”型的變化趨勢；而上部葉總氮含量則呈先上升后下降的趨勢[17,18]。趙會納[19]等人研究表明，煙株腰葉總氮含量隨采收時間的延長呈先上升后下降的趨勢；上二棚總氮含量呈先下降后上升再下降趨勢；頂葉總氮含量變化趨勢與上二棚相似。也有研究表明葉片中含氮量的變化和煙葉衰老密切相關(guān)，在烤煙衰老過程中總氮含量的下降實際上反應(yīng)了葉綠體結(jié)構(gòu)的破壞[20]。本試驗中在煙株打頂后隨煙葉護(hù)留時間的延長，煙葉中的總氮含量呈下降趨勢。黔中煙區(qū)下二棚的總氮含量在打頂后7 d 開始下降，腰葉及上二棚的總氮含量則在打頂后14 d開始緩慢下降。黔西南煙區(qū)不同部位煙葉的總氮含量則在打頂后均隨采葉時間的延長而呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。兩個煙區(qū)煙株各部位煙葉的總氮含量隨著煙葉部位變高呈現(xiàn)上升趨勢。其原因可能是本試驗是在同一時期下整株葉片同時采摘，煙株從土壤或肥料中吸收的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮要先給煙株中的頂葉供應(yīng)，再緩慢向下運(yùn)輸，使得煙株中下二棚的總氮含量最少。

3.3 打頂調(diào)控對不同生態(tài)煙區(qū)‘云煙87’不同部位煙堿含量的影響

前人研究認(rèn)為，打頂能明顯促進(jìn)煙株內(nèi)煙堿的合成和累積，提高煙株各部位煙堿含量[21,22]。隨打頂后采收時間的推遲，中部葉煙堿含量逐漸上升，上部葉煙堿含量呈先降后升的趨勢[23]，上部葉和根系中煙堿含量都呈持續(xù)上升的趨勢[24]，這與前人的研究結(jié)果一致；打頂可增加煙株次生根量，進(jìn)而增加了根部對水分和養(yǎng)分的吸收能力，因而地上部分生長良好，也增強(qiáng)了煙堿的合成和積累。煙堿打頂調(diào)控前分配給下二棚的最多，隨部位升高，煙堿含量下降。打頂調(diào)控后，隨著時間的延長，兩個煙區(qū)煙株的各部位煙葉煙堿含量總體呈上升趨勢，但黔西南煙區(qū)腰葉在打頂后14 d則開始出現(xiàn)下降拐點。黔中煙區(qū)煙株各部位煙葉的煙堿含量整體均高于黔西南煙區(qū)。

綜上可知，兩個煙區(qū)的煙葉中各化學(xué)成分并不一致，其原因可能是兩個煙區(qū)的生態(tài)條件不同，前人研究結(jié)果認(rèn)為，生態(tài)條件對煙株化學(xué)成分含量的影響較大[25]，黔西南地區(qū)的熱量資源較為豐富，雨量充沛，年平均溫度13.6～19.1 ℃，在烤煙大田生長期、平均日照時數(shù)（607.3～669.4 h）等[26]生態(tài)條件對煙株化學(xué)成分的形成較好。根據(jù)煙株各部位化學(xué)成分的變化可知，黔中煙區(qū)煙株的下二棚采收時間為打頂后7 d，黔西南煙區(qū)的煙株則是在打頂后14 d 采收。兩個煙區(qū)煙株的上二棚和腰葉的采收時間均為打頂后14 d。打頂后21 d，兩個煙區(qū)的頂葉均可采收。