采收方式对烤烟上部叶片可用性的影响

刘化冰，夏 琛，程昌合，解莹莹，金慧清，张勇刚，项波卡，李丹丹

(浙江中烟工业有限责任公司 技术中心，浙江 杭州 310008)

目前我国大部分烟区上部叶品质欠佳，烟碱含量偏高［1-2］，淀粉降解不充分，还原糖及糖碱比较低，内在化学成分不协调，香气风格不突出，烟叶偏窄偏厚，杂气较重，刺激性较强，在卷烟配方中地位不高，影响工业成本和烟支物理特性等众多问题，直接导致上部叶可用性降低，销路不畅，每年均会出现积压库存等现象［3-6］。2009年，在国内外经济形势对卷烟经营工作的影响日益显现的情况下，卷烟上水平成为中国烟草行业2009年的3项重点任务 (烟叶防过热、卷烟上水平、税利保增长)之一。保障卷烟上水平关键措施之一就是保障原料上水平，而提高上部叶可用性是保障原料上水平的快捷有效的措施［7］。目前烟叶生产上通过确定适宜的移栽期，增施钾肥，科学打顶，适当留叶，提高上部叶采收成熟度，烘烤过程中适当延长变黄期，改变采收方式等一系列举措来改善上部叶质量和可用性［8-11］。已有的研究［12-14］表明，上部叶一次性采收可以提高上部叶的挥发性致香物质总量，协调化学成分，改善上部叶整体的品质。本试验系统探讨了一次性采收和分次采收对上部6片叶可用性的影响，现将有关结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2009年在广东省南雄市进行，烟田土壤为紫色土，全氮0.86 g·kg-1，全钾27.5 g·kg-1，全磷 0.45 g·kg-1，碱解氮 57 mg·kg-1，速效钾126 mg·kg-1，速效磷 8.0 mg·kg-1，有机质8.8 g·kg-1，pH值7.47，前作为水稻。

参试的烤烟品种为K326，于2月中旬移栽，田间管理措施按照广东省优质烤烟生产技术规范进行。

1.2 处理设计

试验设2个处理，即上部6片叶一次采收(T)，以上部6片叶分2次采收为对照 (CK)，每个处理1.33 hm2，不设重复。打顶后每株烟留叶数为20片，顶部6片叶从上到下分别编号为顶1～6叶位。顶部1～6片叶一次采收的标准为:顶1叶主脉变白发亮，支脉2/3变白，叶面出现明显成熟斑。分次采收按照常规方式进行，按照成熟标准每次采收3片叶。

1.3 测定方法和内容

2个处理均于采收当天选取生长一致的烟株50株，上部叶顶1～6叶分别挂牌标记并逐叶采收。其中10株用于鲜烟叶指标测定，其余烟叶按照南雄上部叶烘烤技术方案进行烘烤，并测定烤后各叶位化学成分。同时2个处理烤后顶1～3、顶4～6按照成熟度好和成熟度一般2个标准，各取2.0 kg样品用于外观质量和感官评吸鉴定。

鲜叶面积和鲜重。鲜叶面积的测定采用指数法［15］。鲜重采用直接称重法。

单位叶面积干重。单位叶面积干重采用圆片法，用直径0.5 cm的打孔器从叶片的前端打到后端，避免打到主脉和支脉，每片叶打孔10个。将圆片放入圆铁盒中在75℃的烘箱中烘12 h，直至圆片变干。单位叶面积干重以圆片重量除以面积表示。

化学成分测定。将烤后各叶位的叶片烘干，每个叶位共9片，3片为1个重复，粉碎过0.25 mm(60目)筛，用于化学成分的测定。烟碱含量采用提取脱色法［16］，总氮含量采用过氧化氢-硫酸消化法［17］，淀粉含量采用高氯酸水解法［18］。

香气成分的测定。采用同时蒸馏萃取装置，萃取剂使用二氯甲烷，装置的一端接盛有10.0 g烟样及350 mL水的l 000 mL平底烧瓶，加热。装置的另一端接盛有40 mL二氯甲烷的100 mL烧瓶，该端在水浴锅上加热，水浴温度为60℃，同时蒸馏萃取进行2 h，蒸馏萃取完成后，往二氯甲烷萃取液中加入10 g无水硫酸钠，冷却干燥，最后把二氯甲烷萃取液浓缩至2 mL，并以硝基苯为内标，做定量分析。

采用美国HP5890Ⅱ-5972气质联用仪对烟叶样品进行定性分析。GC/MS分析条件:色谱柱:hp-5(60 m ×0.25 mm.i.d. ×0.25 μm d.f.);载气及流速，He 0.8 mL·min-1;进样口温度250℃;传输线温度280℃;离子源温度177℃;升温程序:初温50℃，恒温5 min后以5℃·min-1升至120℃，保持5 min，再以5℃·min-1升至180℃，保持5 min，再以6℃·min-1升至250℃，保持15 min;分流比为1∶15;进样量2 μL;电离电压70 eV;电离方式El;质量数范围:50～500 amu。MS谱库:NIST库。

烤烟外观质量。包括颜色、成熟度、身份、油分和疏松度，参照 GB 2635—92烤烟分级标准进行。各项指标满分为10分，各单项指标的最小积分单位为0.5分。总分 =成熟度 ×35%+油分 ×25%+身份×15%+疏松度×25%。

感官评吸。感官评吸鉴定由浙江中烟技术中心组织评吸专家，按YC/T 138—1998烟草及烟草制品进行。指标包括劲头、浓度、香气质、香气量、杂气、刺激性、余味。各项指标满分为10分，各单项指标的最小积分单位为0.5分。浓度和劲头属风格特征，不纳入总分的计算。总分=香气质×20%+香气量×35%+杂气×20%+刺激性×10%+余味×15%。

1.4 数据分析

试验数据经Excel软件整理，用 SPSS 10.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 生物学特性

从表1可以看出，一次性采收与2次采收相比，鲜叶面积和鲜重差别不明显。单位面积干重除顶2、顶3叶位之间无显著差异以外，其余叶位均有差异。对照顶1叶位单位叶面积干重大于处理，且差异极显著;顶4～6叶位的单位叶面积干重分别是处理的1.19，1.20和1.07倍，顶4～5叶位差异极显著，顶6叶位差异显著。说明烟叶进入成熟期以后，基本形态已经固定，延迟采收并不能促进叶片面积的增大和鲜重的大幅度增加。一次性采收在一定程度上降低了上部叶单位叶面积干重，有利于改善烤后烟叶组织结构和叶片厚度，提高可用性。

表1 不同采收方式对烤烟上部叶生物学特性的影响

2.2 质体色素和成熟度

由表2可以看出，处理和对照之间顶1～3叶位叶绿素a、b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均无显著差异，顶4～6叶位各色素含量差异极显著。顶1～3叶位的类胡萝卜素与总叶绿素的比值以对照较大，顶4～6叶位以处理较大，说明处理顶1～3叶片成熟度小于对照，顶4～6叶位的成熟度大于对照，即一次性采收延迟了顶4～6的采收时间，提高了顶4～6叶位的成熟度，这与谢书义［13］的研究结果一致。类胡萝卜素与叶绿素比值也证明了这一点。但顶1～3叶位类胡萝卜素与叶绿素的比值小于对照，成熟度较对照有所下降。

表2 不同采收方式对烤烟上部叶色素和成熟度的影响

2.3 常规化学成分及协调性

化学成分含量及其比值是反映烟叶化学组分及其协调性的重要内容［14］。由表3可以看出，一次性采收与2次采收相比烤烟顶1～6叶片烟碱、总氮、总糖、还原糖含量均升高，淀粉含量降低，氮碱比升高。2个处理之间各叶位叶片烟碱含量差异均达到了显著或极显著水平，除顶6叶位以外，顶1～5各叶位较对照分别增加21.70%，13.33%，6.57%，5.19%和9.59%;总氮含量除顶6叶位差异不显著以外，也较对照增加了47.18%，33.57%，23.36%，38.81%和35.20%，差异极显著;淀粉含量顶4～6叶分别比对照降低了39.75%，32.60%和35.68%，且差异达到了极显著水平，顶1～3叶与对照差异不显著。一次性采收提高了上部叶的总糖和还原糖含量，顶4～6叶总糖和还原糖分别较对照提高9.78%，9.03%，11.53%和12.61%，9.83%，8.62%，且差异极显著，顶1～3叶差异不显著。

优质烟叶要求两糖比 ＞0.8，氮碱比0.8～1.0。一次性采收较2次采收提高了各叶位的氮碱比和两糖比，上部叶各叶位更接近或达到优质烟叶要求。

表3 不同采收方式对烤烟上部叶常规化学成分及协调性的影响

2.4 中性致香物质

经气相色谱-质谱 (GC/MS)对烤后烟叶样品定性定量分析，结果 (表4)表明，5大类致香物质在2个处理间表现一致。一次性采收提高了上部叶苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷类、类胡萝卜素类和叶绿素5大类降解产物含量，显著提高上部叶中性致香物质含量。除类西柏烷类降解产物增加不太显著以外，其余4种降解产物增幅较显著，其中棕色化产物类降解产物增幅最大，达274.33%。一次性采收较2次采收中性致香物质含量增79.62%。

2.5 外观质量

由表5可以看出，一次性采收上部叶的外观质量得分较高，外观质量较好。2个处理上部叶烤后

表4 不同采收方式对烤烟上部叶中性香气成分含量的影响

叶片颜色一致，均为橘黄色;其中一次性采收顶1～3片叶身份较2次采收薄，成熟度较好，组织结构疏松感较强，叶片油润感较足。2个处理间顶4～6片叶油分和组织结构疏松度较一致，但以一次性采收处理的叶片成熟度较好，身份较适中。

表5 不同采收方式对烤烟上部叶外观质量的影响

2.6 感官评吸质量

由表结果6可以看出，一次性采收上部叶处理劲头减弱，烟气浓度略有下降，烟气更加细腻，香气质较好，香气量较充足，成熟烟香有所显露，杂气减轻，刺激性较小，总体得分较高，感官评吸质量较好。一次性采收顶1～3片叶处理的香气量及透发性比顶4～6片叶要好，但香气质、刺激性稍差，余味较差。

2.7 等级和产量

由表7可以看出，一次性采收较2次采收提高上部叶上等烟和黄烟的比例18.91和5.58个百分点;降低下等烟和杂色烟比例4.19和5.21个百分点。一次性采较2次采收提高上部叶均价1.16元·kg-1;但由于叶片干重的降低，一次性采收降低了上部叶的产量，较2次采收降低了15.60%。由于产量的降低，一次性采收上部叶的产值较2次采收降低5.16%。

表6 不同采收方式对烤烟上部叶感官评吸质量的影响

表7 不同采收方式对烤烟上部叶等级和产量的影响

3 小结与讨论

烤烟上部叶具有干物质积累多、成熟缓慢、田间耐养等特点［19］。研究表明，成熟度是烟叶质量的中心因素，与烟叶的色、香、味相关密切［20-22］。成熟度不够是导致上部叶组织紧密、杂气较重、刺激性较强、可用性较低的主要原因。上部叶一次性采收通过提高上部叶采收成熟度，使上部叶片发育较好，开片较好，叶片略薄，烤烟叶片栅栏组织和海绵组织细胞疏松度增加，胞间空隙率变大［23］，比叶重、叶片密度下降［24］，同时提高了烤后上部顶1～3片叶的单叶重和叶质重，降低了顶4～6的单叶重、叶质重和叶片厚度［25］，组织结构相对疏松，更符合烟叶可用性对组织结构疏松的要求［26-27］，且顶部 1～6叶间物理性状差异较小［28］，提高了上部叶整体的总糖、还原糖含量，降低了烟碱、总氮、淀粉和氯含量［13，29］，烤后烟叶化学成分更加协调，改善外观质量，提高烟叶评吸感官质量［30-34］，产量、产值有所降低。本试验与上述研究结果基本一致。认为上部叶可用性不高可能与传统的分次采收有关［35］，主要是因为上部叶成熟期间烟株衰老加剧，上部叶的光合产物不足以维持根系和茎秆的代谢，导致烟株消耗体内以前积累的光合产物，从而引起叶片化学成分不协调，烘烤特性下降。而一次性采收使烟株整体保留比2次采收较多的留叶数，可以提高整个上部烟叶的净光合速率，使得上部叶的干物质积累大于留叶数相对较少时的情况，减少了对前期积累的光合产物的消耗［36］。同时由于上部叶在烟株上着生时间的延长，对叶片烟碱含量［36-37］、叶片厚度［38］等因素产生了一定的影响。作者认为上部6片叶一次性采收主要目的在于提高上部叶的采收成熟度，慢养顶叶，满足生产优质烟叶的田间生长发育对成熟度的需求，改变上部叶的营养状况和组织结构。由于增加了上部叶成熟衰老期间烟株留叶数并延长了叶片在株时间，保证了上部叶成熟期间保持较高的生理活性和较强的光合作用，减少了对上部叶积累的干物质的消耗。同时由于株留叶数的增加，在一定程度上影响了烟株后期所需养分的吸收及分配［13］，烟株吸收的营养物质分配到各叶位，缓解并减轻了顶端优势，上部叶各叶位之间的差异缩小，提高了上部叶的可用性。

本研究结果表明，上部叶一次性采收提高了上部叶采收成熟度，上部叶叶片厚度降低，叶片组织结构疏松，烤后烟叶总糖、还原糖增加，淀粉含量降低，烟碱、总氮含量略有增加，各种化学成分更加协调，中性致香物质含量明显增加，外观质量和卷烟评吸质量明显改善，上等烟比例和黄烟率显著增加，均价提高。但是由于延迟采收提高顶4～6叶片成熟度，导致烤后上部叶产量降低，烤后烟叶残伤面积增加，以现行的烤烟分级标准划分等级降低，影响了烟农的收益。因此应积极探索上部叶一次性采收适宜的成熟度标准，在保证一次性采收的基础上灵活掌握上部叶留叶数，适当放宽对一次性采收上部叶残伤面积的控制，参照烤烟国家分级标准适当扩大上部叶各等级残伤比例范围，在增加烟农收益的情况下提高上部叶工业可用性。

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