不同套袋免打頂處理對烤煙上部葉生長發(fā)育的影響

劉晨，韓玉環(huán)，楊龍，于濤

(山東農業(yè)大學植物保護學院，山東 泰安 271018)

近年來，烤煙上部葉在改善卷煙香味和風格特征等方面發(fā)揮出重要作用，現(xiàn)代卷煙企業(yè)對于優(yōu)質上部煙葉的需求量顯著增加[1]。 但我國煙區(qū)烤煙上部葉整體質量仍然偏低，普遍存在難以落黃成熟、開片較差、葉片較厚、組織結構緊密、內部化學成分不協(xié)調等問題，限制其工業(yè)可用性[2-5]。 優(yōu)質上部葉的短缺問題制約著我國煙草產業(yè)的高質量發(fā)展，如何進行高可用性上部煙葉開發(fā)成為煙草研究的熱點。

烤煙大田管理中，打頂是一項重要措施。 打頂可破除煙株頂端優(yōu)勢、調控營養(yǎng)分配、促進煙葉生長發(fā)育，有利于煙葉產量與品質的提高[6-8]。人工打頂與化學打頂是目前主要的煙株打頂方式，但人工打頂需要煙農逐一將煙花掐掉，勞動強度大、費時費力，而化學打頂易對煙葉品質、吸食安全及自然環(huán)境產生不利影響[9-11]。 近些年，部分煙區(qū)試驗開發(fā)應用套袋免打頂技術，其節(jié)本增效效果顯著[12]。 套袋免打頂技術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，促進煙葉生長發(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，改善煙株農藝性狀[14]及煙葉烘烤特性[15]，協(xié)調煙葉內部化學成分[16]，提高煙葉質量及經濟性狀[17]。 但涉及套袋免打頂對烤煙上部葉生長發(fā)育及質量影響的相關研究仍鮮見報道。 因此，本試驗通過設置不同套袋免打頂處理，研究其對烤煙上部葉生長發(fā)育及質量的影響，旨在為烤煙大田推廣套袋免打頂技術及改善烤煙上部葉質量提供理論依據(jù)與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究于2019—2020年在山東農業(yè)大學煙草試驗田進行。 供試烤煙品種為NC102。 試驗田土壤為砂壤土，基本理化性質:有機質含量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 試驗設計與田間管理

試驗設5 個處理，每處理3 個小區(qū)。 其中，CK:常規(guī)初花期人工打頂；T1:現(xiàn)蕾期套藍袋免打頂；T2:現(xiàn)蕾期套黑袋免打頂；T3:初花期套藍袋免打頂；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)質煙葉生產技術標準進行。

1.3 測定項目及方法

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 葉位上部葉測定相關指標。

1.3.1 農藝性狀測定 每處理選擇6 株代表性煙株，按照YC/T 142—2010 煙草農藝性狀調查方法測量上部葉葉長和葉寬，計算長寬比與葉面積。

1.3.2 光合特性相關參數(shù)測定 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]的方法測定上部葉凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度和胞間CO2濃度等參數(shù)。

1.3.3 衰老特性相關酶活性及物質含量測定 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品)方法測定超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量。

1.3.4 碳氮代謝相關酶活性測定 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品)方法測定硝酸還原酶(NR)、中性轉化酶(NI)、α 淀粉酶、β 淀粉酶及總淀粉酶活性。

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

1.3.6 感官品質評價 由山東中煙工業(yè)有限責任公司評吸專家進行感官品質評價。 各處理隨機選取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標準對各處理烤煙上部葉香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒性、灰色等感官質量指標進行評分鑒定。

1.3.7 經濟性狀測定 各處理全部煙葉采收烘烤完畢后，根據(jù)GB/T 2635—1992 標準進行烤煙分級，計算各處理上等煙率、均價、產量、產值等經濟性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019 和SPSS 19.0 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及差異顯著性分析，多重比較采用Duncan’s 法。

2 結果與分析

2.1 套袋免打頂對烤煙上部葉農藝性狀的影響

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%。 說明初花期套藍袋及黑袋免打頂能改善烤煙上部葉農藝性狀，增加葉面積，降低長寬比，促進開片。

表1 套袋免打頂對上部煙葉農藝性狀的影響

2.2 套袋免打頂對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烤煙上部葉光合特性相關參數(shù)有顯著影響。 凈光合速率，T2 處理較CK 顯著增加，達8.81%，T3 處理較CK 顯著降低，達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。 氣孔導度，T3 處理較CK 降低20.83%，達顯著水平，其余各處理間無顯著差異。胞間CO2濃度，T1、T3、T4 處理較CK 顯著增加，分別達13.15%、18.42%和16.30%。 說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，其中以初花期套藍袋免打頂效果較好。

表2 套袋免打頂對上部煙葉光合特性相關參數(shù)的影響(2020)

2.3 套袋免打頂對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%，達顯著水平，其余處理無顯著差異。 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12.64%、10.42%。 說明初花期套藍袋及黑袋免打頂能降低烤煙上部葉抗氧化酶活性，提高MDA含量，加強膜脂過氧化反應，促進上部煙葉生理衰老成熟，且整體以初花期套藍袋免打頂效果較好。

表3 套袋免打頂對上部煙葉衰老特性相關參數(shù)的影響(2020)

2.4 套袋免打頂對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烤煙上部葉碳氮代謝相關酶活性有顯著影響。 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29.89%、24.82%，T1 處理較CK 顯著降低，達15.78%。 綜合來看，初花期套藍袋及黑袋免打頂均能降低烤煙上部葉NR 活性，抑制氮代謝，同時提高淀粉酶及NI 活性，協(xié)調上部葉碳氮代謝過程，其中以初花期套藍袋免打頂效果最好。

表4 套袋免打頂對上部煙葉碳氮代謝相關酶活性的影響(2020) (U/g)

2.5 套袋免打頂對烤煙上部葉化學成分的影響

由表5 可知，不同套袋免打頂處理對烤煙上部葉化學成分有顯著影響。 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8.06%。 糖堿比，T3、T4 處理較CK 顯著增加，分別達31.27%、23.94%。 說明初花期套藍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)調糖堿比，其中以初花期套藍袋免打頂效果最好。

表5 套袋免打頂對上部煙葉化學成分的影響(2020)

2.6 套袋免打頂對烤煙上部葉感官質量的影響

由表6 可知，不同套袋免打頂處理對烤煙上部葉感官質量有顯著影響。 T3、T4 處理較CK 增加烤煙上部葉香氣質及香氣量，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顯著差異。 總體以初花期套藍袋免打頂效果較好。

表6 套袋免打頂對上部煙葉感官質量的影響(2020)

2.7 套袋免打頂對烤煙經濟性狀的影響

由表7 可知，適且的套袋免打頂處理顯著影響煙株經濟性狀。 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%。產量與均價T3 處理均顯著高于CK，兩年平均分別增加7.70%、12.81%。 T3、T4 處理產值均顯著高于CK，且T3 最高，較CK 兩年平均增加14.19%。 說明適宜套袋免打頂能改善烤煙的經濟性狀，其中以初花期套藍袋免打頂效果最優(yōu)。

表7 套袋免打頂對烤煙經濟性狀的影響

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出現(xiàn)光合效率較高、干物質積累較多、葉片窄而厚等問題，不利于后期的烘烤調制加工[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)等農藝性狀，增加上部葉葉面積，促進開片。 與前人研究結果相一致，本研究結果表明初花期套藍袋及黑袋免打頂均能增加上部葉葉面積，優(yōu)化長寬比，促進開片。 這可能是初花期套袋免打頂調控了煙株生理生化代謝及營養(yǎng)資源分配，改善其上部葉的生長發(fā)育條件，從而促進開片[24]。 此外，本研究還發(fā)現(xiàn)初花期套藍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，進而改善光合特性，這可為協(xié)調上部葉干物質積累奠定一定的基礎。

成熟度是煙葉質量的核心，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，影響煙葉內部化學成分的協(xié)調性及烘烤特性[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，促進成熟。 此外，煙葉衰老成熟與內部抗氧化系統(tǒng)酶(SOD、POD、CAT)活性有關，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]。 本研究結果表明，初花期套藍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，改善煙葉內在化學成分協(xié)調性[16]。 煙葉內部化學成分協(xié)調性及最終煙葉品質與碳氮代謝過程密切相關，而NR、NI 及α 淀粉酶、β 淀粉酶、總淀粉酶作為關鍵酶，其活性的高低顯著影響煙葉的碳氮代謝過程[29，30]。 本研究結果表明，初花期套藍袋及黑袋免打頂均可降低上部煙葉NR 活性，抑制氮代謝，同時提高淀粉酶及NI 活性，改善上部葉碳氮代謝過程，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，使煙葉化學成分更加協(xié)調，香氣質及香氣量增加，余味改善、感官質量提升，其中初花期套藍袋免打頂處理效果最好。 這與前人研究結果相一致[12]。 本研究還表明，適宜的套袋免打頂處理提高烤煙均價和上等煙比例，改善煙株的經濟性狀，最終增加煙葉產量產值，其中初花期套藍袋免打頂處理效果最好。

4 結論

適宜的套袋免打頂可以調節(jié)烤煙上部葉的光合及衰老特性，協(xié)調碳氮代謝過程，促進上部葉的生長發(fā)育。 初花期套藍袋免打頂可增加上部葉葉面積，減小長寬比，促進開片，改善煙葉農藝性狀及光合特性，同時能降低抗氧化酶活性，促進葉片生理衰老成熟，并能協(xié)調碳氮代謝，增加烤后煙葉還原糖含量，降低煙堿含量，優(yōu)化糖堿比，提高上部葉化學品質，改善煙葉感官質量，提高整株煙葉產量和產值。