中煙100上部葉不同采收方式對煙葉質量的影響

史久長，鄭宏斌，張仲文，張 力，于冰潔，宋瑞祥，石秋環(huán)，賈 瑋*，李淵博*

（1.浙江中煙工業(yè)有限責任公司，浙江 杭州 310008；2.河南農業(yè)大學 煙草學院，河南 鄭州 450002；3.河南省煙草公司 洛陽市公司，河南 洛陽 471026）

烤煙上部葉數(shù)量占整株煙葉數(shù)量的1/3，其產量占整株總產量的30%～40%，且上部煙葉口感濃度飽滿、香氣量足，是卷煙配方中的重要原料［1］。國外上部煙葉在卷煙配方中的使用率占整個煙葉的40%，而我國上部煙葉在卷煙工業(yè)中的可用性偏低，主要原因是上部葉開片不佳、葉片偏厚、組織結構緊密、內在化學成分不協(xié)調等［2］。我國采用的上部葉采收方式是“成熟一片采收一片”，在20世紀90年代明確了此采收方式只適用于中下部煙葉，而上部葉在只剩3片葉時不能正常發(fā)育［3］。因此，探究上部葉適宜的成熟采收方式顯得尤為重要。

烤煙品種中煙100是中國煙草遺傳育種研究（北方）中心以優(yōu)質、多抗為主要育種目標，選用多抗性烤煙新品系9201與優(yōu)質品種NC82雜交，F(xiàn)1用NC82回交，回交后代經系譜法定向選擇培育而成［4］。中煙100是一種耐水肥、適應性較廣的烤煙品種。史萬華等［5］試驗表明，中煙100與云煙87、K326、K346等烤煙品種相比，其產量、產值較高，還原糖、總糖含量高，煙堿含量低；中煙100適應性強，喜水肥，種植面積廣，適宜在全國主要煙區(qū)中等以上肥力的煙田進行推廣種植。本試驗以中煙100為供試材料，將上部葉按葉位自上而下進行標號并分組，研究不同采收方式對烤煙上部葉的質量及經濟性狀的影響，以期為科學使用上部煙葉，增大其工業(yè)可用性及大田操作提供技術支持和參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于2020年在河南省洛陽市洛寧縣羅嶺基地單元進行。供試品種為中煙100，選擇具有代表性的煙田作為試驗田，試驗田的地勢平坦，灌排方便，肥力中等，土質良好。

1.2 試驗設計

將烤煙上部6片葉由上而下，根據(jù)不同葉位依次以頂1～頂6進行編號。試驗共設置3個處理：T1：先采收4～6葉位，再采收1～3葉位；T2：先采收5～6葉位，再采收1～4葉位；T3：上部6片葉一次性采收（以頂2葉達到成熟為標準）。試驗采用大田順序排列，每個處理0.33 hm2，行距為1.10 m，株距為0.55 m，各處理均設置保護行。在50%以上的中心花開放時進行打頂，每株留葉數(shù)22片，采用化學抑芽。

1.3 測定項目

1.3.1 外觀質量分析觀察記錄包括顏色、成熟度、葉片結構、身份、油分、色度在內的外觀質量指標，以《烤煙》標準（GB 2635—1992）進行分析。

1.3.2 物理特性測定測量采收葉片的葉寬和葉長，計算開片度和葉面積，其中：開片度=葉寬/葉長；葉面積=葉長×葉寬×0.6345。單葉重的測定采用平衡水分稱重法，含梗率采用稱重法進行測定，抗張強度的測定采用ZKW-3型薄片抗張強度試驗機（購自四川長江造紙儀器有限公司），葉質量采用打孔鋁盒稱重法進行測定，填充值采用HP601煙絲填充值測定儀（購自濟南恒品機電技術有限公司）測定。

1.3.3 超微結構觀察參照武圣江［6］的方法，通過透射電子顯微鏡（HitachiH-600 Electron Microscope，日本）進行觀察拍照。觀測內容為細胞壁、細胞膜、葉綠體、線粒體、細胞核等超微結構。

1.3.4 化學成分測定每個處理按照《烤煙》標準（GB 2635—1992）中的42級品質規(guī)定，取上部葉烤后煙樣（B2F）各1 kg，用于常規(guī)化學成分的測定。根據(jù)《煙草化學品質分析法》對煙葉中總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯的含量進行測定，每個指標重復3次。

1.3.5 致香物質測定采用同時蒸餾萃取方法(SDE)對各處理烤后煙葉樣品中的香味物質進行提取。利用GC/MS的NIST08譜庫對煙樣中各香味成分進行定性分析測試。采用內標法對煙樣中重要的香味成分進行定量分析。

1.3.6 經濟性狀測定煙葉烘烤后按照《烤煙》標準（GB 2635—1992）進行分級，統(tǒng)計煙葉產量、產值、均價和上等煙的比例。

2 結果與分析

2.1 不同采收方式對烤煙上部葉外觀質量的影響

由表1可知，在不同的處理下，煙葉的等級、成熟度、身份、油分和色度存在一定的差異性，具體表現(xiàn)為：T1和T2處理以B3F等級為主，T3處理存在B2F和B3F等級均分的現(xiàn)象；在身份指標中，各處理的頂1葉都為稍厚，而T1處理的其他葉為中等厚度；在油分指標中，T1和T3處理中多為有，而T2處理中多為稍有；在色度指標中，T3處理的色度大多為強，T1和T2處理中多為中、弱。從整體來看，T1處理下，部分葉位的煙葉成熟度略差，且葉尖及邊緣部分出現(xiàn)輕度掛灰現(xiàn)象；T2處理下的上部煙葉油分較少，色度較弱，盡管顏色較均勻，但整體偏淺；T3處理的上等煙占比增多，成熟度和開片度較好，油分也有所提高。因此，T3處理的效果最佳，明顯提高了上部葉的整體外觀質量。

表1 不同采收方式對烤煙上部葉外觀質量的影響

2.2 不同采收方式對烤煙上部葉物理特性的影響

由表2可知，不同處理間的開片度差異顯著，T3處理下的開片度高達0.40，高于T1和T2處理；不同處理間的葉面積有略微不同，T3處理略高于T1處理，且顯著高于T2處理，T1和T3處理間差異未達到顯著水平；T1、T2、T3處理下的單葉重分別為10.34、9.12、10.72 g，其中T3處理下的單葉重高于T1和T2處理；T2和T3處理的含梗率顯著低于T1處理，但T2和T3處理間沒有顯著性差異；3個處理的抗張拉力大小依次為T1＞T2＞T3，其中T1處理的抗張拉力最大，達到了1.79 N/cm2；T3處理下的葉質量顯著高于T1和T2處理，達到12.62 mg/cm2，盡管T2處理下的葉質量相較于T1處理有增大的趨勢，但2個處理間并無顯著性差異；3個處理的填充值變化趨勢與葉質量表現(xiàn)一致，T3處理下的填充值高達3.95 g/cm3，顯著高于T1和T2處理。因此，T3處理下的烤煙物理特性明顯優(yōu)于T1和T2處理。

表2 不同采收方式對烤煙上部葉物理特性的影響

2.3 不同采收方式的上部葉超微結構

由圖1可知，T1處理下的細胞結構完整，各種細胞器被中央大液泡擠到細胞邊緣，靠近細胞壁； 葉綠體中的淀粉粒處于進一步增長趨勢；可清晰觀察到排列整齊、清晰的葉綠體類囊片層（圖1A、圖1D），葉綠體類囊體的垛疊程度是決定其光合能力的主要因子，從排列整齊的葉綠體類囊體圖片得出T1處理下的葉片仍處于淀粉合成階段；在T3處理下，細胞中各種細胞器開始降解，類囊體膨脹、松弛，淀粉粒逐漸積累并達到最大（圖1C、圖1F）；在T2處理下，細胞器降解嚴重，葉綠體膜降解，葉綠體內的類囊體進一步膨脹、松弛，淀粉粒也開始發(fā)生降解，數(shù)量減少（圖1B、圖1E）。

圖1 不同采收方式對烤煙上部葉超微結構的影響

2.4 不同采收方式對烤煙上部葉化學成分的影響

由表3可知，T3處理下的總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯含量、糖堿比、氮堿比和鉀氯比與T1和T2處理相比，均表現(xiàn)出顯著性差異。T3處理下的總糖含量達到最大值，還原糖含量的變化趨勢與總糖含量一致，3個處理間的還原糖含量表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，且相較于T1和T2處理，T3處理下的還原糖含量具有較大幅度的提高；T1、T2、T3處理下的總氮含量分別為2.25%、2.15%和1.78%，T1和T2處理的總氮含量均顯著高于T3處理；T1處理的烤煙煙堿含量最高，為3.93%，T2處理的煙堿含量略低于T1處理，T3處理相較于T1處理，煙堿含量大幅度降低；不同采收方式顯著影響了烤煙的鉀、氯含量，其中T3處理的鉀含量高達1.68%（＞1.6%），氯含量低至0.25%（＜0.4%），因此也形成了較高的鉀氯比（6.85），且均優(yōu)于T1和T2處理的鉀、氯含量以及鉀氯比；3個處理下的糖堿比有顯著的差異，其中T3處理達到最大值，分別為T1和T2處理的2.13倍和1.74倍；T3處理下的氮堿比達到了0.62，顯著高于T1和T2處理，但T1和T2處理間的氮堿比無顯著性差異。

表3 不同采收方式對烤煙上部葉化學成分的影響

2.5 不同采收方式對烤煙上部葉致香物質的影響

煙葉的品質與烤煙中性致香物質的含量、種類和組成比例等因素具有密切的關系，上述因素也決定了煙葉的香氣質量和香型種類。由表4可知，在所測的31種致香物質中，類胡蘿卜素降解產物20種，苯丙氨酸類降解產物4種，美拉德反應產物5種，類西柏烷類產物1種以及新植二烯類產物1種。從致香物質總量上來說，一次性采收的T3處理致香物質總量遠高于T1和T2處理，具體為T3＞T1＞T2，T3處理比T1和T2處理分別提高了5.25%和12.65%。類胡蘿卜素降解產物總量、苯丙氨酸類降解產物總量、美拉德反應產物總量和類西柏烷類產物總量也都表現(xiàn)出T3＞T1＞T2。不同處理間的香氣成分含量不同，其中以新植二烯在各個處理中所占的比例最大，類胡蘿卜素降解產物含量次之。綜上，T3處理有利于提高烤煙中性致香物質的總量。

表4 不同采收方式對烤煙上部葉中性致香物質含量的影響 μg/g

2.6 不同采收方式對烤煙上部葉經濟性狀的影響

由表5可知，不同采收方式處理下的烤煙上部葉經濟性狀指標具有較大的差異，其中T3處理烤煙上部葉的產量、產值、均價和上等煙比例等指標均顯著高于T1和T2處理。T3處理各經濟指標分別比T1處理提高了5.27%、20.51%、9.26%和27.00個百分點；比T2處理分別提高了8.23%、23.86%、7.17%和21.00個百分點。盡管T2處理的上等煙比例和均價都高于T1處理，但兩者之間無顯著性差異。綜上，T3處理能夠有效提高烤煙上部葉的經濟性狀。

表5 不同采收方式處理烤煙上部葉經濟性狀的對比分析

3 結論與討論

不同采收方式會對上部煙葉的外觀質量、物理特性、化學成分以及經濟性狀等產生直接影響，本試驗通過對主栽品種中煙100的3種采收方式進行研究，得出以下結論：

（1）一次性采收（T3處理）的煙葉外面質量比先采收4～6葉位，再采收1～3葉位的（T1處理）以及先采收5～6葉位，再采收1～4葉位（T2處理）好，能夠表現(xiàn)出較好的開片和緊實的結構，且成熟度較好，葉片更加細膩柔軟，符合高質量葉片的標準。

（2）在物理特性中，單葉重、葉質量和填充值是煙葉的重要性狀，其能夠反映煙葉的發(fā)育狀況、生理狀態(tài)和成熟度［7］。在本試驗中，不同的采收程度表現(xiàn)出煙葉不同的物理特性，其中T3的開片度、葉面積、單葉重、葉質量和填充值在3個處理中最大，含梗率在T2和T3處理中最低，這也符合優(yōu)質煙葉的標準，可能是因為上部葉一次性采收提高了煙葉成熟度，葉片發(fā)育充分，開片較好，葉片較薄，鮮煙葉素質較好［8-9］。

（3）超微結構觀察結果也印證了外觀和物理特性的變化，細胞器和葉綠體膜降解的程度等說明T3處理烤后煙葉中的成分釋放更加全面，其香氣物質和化學成分能夠更好地輸出［10］。

（4）不同采收方式的煙葉在化學特性和致香物質方面都有較大的差異，且存在顯著的相關性，使得煙葉的內在和感官質量發(fā)生相應的變化。生長期及調制后的糖含量對煙氣的香吃味有重要影響，協(xié)調的糖堿比值能促進煙氣醇和、余味舒適、吃味柔和，有利于煙葉發(fā)揮出內在的品質［11］?？偟焿A和氯含量的變化趨勢一致，都表現(xiàn)為T1＞T2＞T3；總糖、還原糖、鉀含量、糖堿比、氮堿比和鉀氯比的變化趨勢一致，并且與總氮、煙堿和氯含量的趨勢相反，為T3＞T2＞T1。優(yōu)質煙葉的化學含量應保持在一定的適宜范圍，從本試驗的結果得出，一次性采收處理（T3）煙葉的化學物質含量均處于優(yōu)質煙葉范圍內的合適水平，說明煙葉整體的香吃味、燃燒性較好。張志平等［12］發(fā)現(xiàn)，不同采收方式的煙葉糖類含量等化學指標存在一定差異，本文研究結果與其一致。這可能是由于煙葉生長時間延長，促進了煙葉養(yǎng)分均衡分配，使煙葉內含物趨于協(xié)調。仙立國等［13］研究表明上部葉6片一次性采收能夠提高還原糖、總糖等含量并使之協(xié)調，大大改善吸食體驗，本文研究結論與其一致。

（5）香氣在煙葉品質上的重要性和影響性較大。煙葉在適熟采收時才能夠使煙葉獲得優(yōu)良的香味和吸吃品質，不同的采收方式也會影響其致香成分的含量。本試驗發(fā)現(xiàn)成熟采收方式與香氣成分含量存在一定的相關關系，一次性采收的煙葉的香氣成分含量遠高于分批次采收。在實際生產栽培中，采收方式是栽培技術過程中的重要一環(huán)，在提高煙葉香氣質、香氣量方面有重要的作用。上部葉可用性一直在生產上尋求突破，而黃永成等［14］認為，通過控制煙葉采收方式，能夠很好地增加香氣，減少雜氣，使得余味變好，其致香成分的含量也與化學成分、物理性狀等一致。

（6）煙葉的可用性能夠從外觀質量、物理特性和化學成分中表現(xiàn)出來。其中經濟性狀能夠最直觀地反映不同處理下的市場價值，與之一致的是，物理外觀及化學成分表現(xiàn)較好的一次性采收處理的經濟效益也最高，上等煙比例和均價也較高，上部葉呈現(xiàn)出中部葉特征的煙葉較多，這與陳振國等［15］的結論一致。

綜上，不同采收方式對葉片成熟度以及物質積累產生了影響，而外觀質量、物理特性以及化學成分等是煙葉質量的綜合反映［16］。上部6片葉一次性采收的T3處理整體水平表現(xiàn)較好，煙葉含梗率最低，其他物理指標如單葉重、葉質量、葉厚和平衡水分與含梗率呈負相關，化學成分最協(xié)調，香氣物質含量最高，這與張冰濯等［17］的研究結論基本一致。

本文通過對上部葉的外觀質量、物理特性、超微結構、化學成分、致香物質及經濟性狀進行分析，得出上部6片葉一次性成熟采收可明顯改善上部葉的整體外觀質量、物理特性和化學成分協(xié)調性，能夠提高烤煙上部葉中性致香物質的總量和上部葉的經濟性狀。因此，最適宜中煙100上部葉的采收方式是上部6片葉成熟后一次性采收。