不同品种中部烟叶SPAD值及其与叶绿素含量的相关性分析

潘义宏, 顾毓敏, 杨 森, 王全贞, 王永齐,4, 王柱石, 刘维涓,5

(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司, 云南 昆明 650106; 2.上海烟草集团有限责任公司, 上海 200082；3.云南曲靖市烟草公司宣威分公司, 云南 宣威 655400; 4. 华环国际烟草有限公司, 安徽 滁州 233121; 5.云南天禾地生物科技股份有限公司, 云南 昆明 650106)

不同品种中部烟叶SPAD值及其与叶绿素含量的相关性分析

潘义宏1, 顾毓敏2, 杨 森3, 王全贞3, 王永齐2,4, 王柱石1, 刘维涓1,5

(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司, 云南 昆明 650106; 2.上海烟草集团有限责任公司, 上海 200082；3.云南曲靖市烟草公司宣威分公司, 云南 宣威 655400; 4. 华环国际烟草有限公司, 安徽 滁州 233121; 5.云南天禾地生物科技股份有限公司, 云南 昆明 650106)

为了研究叶绿素仪SPAD-502在判断不同烤烟品种最佳采收时间中的应用，以宣威烟区6个主栽烤烟品种中部成熟采收烟叶为研究对象，对不同品种烟叶叶绿素含量和SPAD值进行测定和相关性分析。结果表明，6个烤烟品种中部成熟采收烟叶的总叶绿素含量和SPAD值相关性规律基本一致，相关系数为0.388 0～0.785 6，均呈极显著正相关(P<0.01)。表明使用叶绿素仪能在田间较好地判断6个品种中部烟叶采收成熟度。其中，对于云烟87和云烟97中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位均为叶基部，SPAD值范围分别为33.2～33.8，31.1～37.9；对于云烟100、云烟105和K 326中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶尖部，SPAD值范围分别为23.3～28.5，25.7～29.6，30.4～37.0；对于红花大金元中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶中部，SPAD值范围为32.3～38.4。

中部烟叶；成熟度；叶绿素；SPAD值；相关性

烟叶田间采收成熟度对烤后烟叶的经济性状和综合品质具有关键作用[1-2]。因此，在烤烟生产后期，能否确定或把握烤烟最佳采收时间将直接关系到烟叶的经济效益和品质[3]。叶绿素不仅是烟叶光合作用所必需的色素，也是烟叶质体色素的主要组成部分，对烟叶的产质量起着重要作用[4-6]，其含量的变化能表征烟叶的成熟程度[7]。传统的叶绿素含量检测，需将烟叶样品带回实验室，取样会对烟叶造成损伤，且检测方法复杂、费时，其表征田间烟叶采收成熟度具有滞后性。便携式叶绿素仪可以通过田间实时检测叶片的透光系数来确定叶绿素的相对含量，具有实时、简便、无损检测等优点，目前已被广泛应用于高粱、棉花、马铃薯、草莓、水稻等作物及园艺和林业的领域[8-11]。近年来，叶绿素仪在烤烟生产中的应用主要集中于指导烤烟施肥等方面[12-13]。在田间烟叶的采收成熟度方面的应用研究，主要是通过烟叶叶绿素含量与SPAD值的相关性分析，用SPAD值表征烟叶的田间成熟程度，做到采收成熟度的田间快速判定[14]。但相关研究仅针对单一品种，不同品种烟叶叶绿素含量与SPAD值的相关性是否表现一致，不同品种相同成熟度烟叶SPAD值是否相同，目前未见相关报道。本研究通过对宣威烟区6个主栽烤烟品种中部成熟烟叶的叶绿素含量和SPAD值进行测定，并对二者进行相关性分析，通过分析确定叶绿素仪最佳测定部位以及最佳采收时间对应的SPAD值，为不同品种烟叶最佳采收成熟度的快速表征提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

试验于2015年在曲靖市宣威市热水镇进行。供试烟草品种为云烟87、云烟97、云烟100、云烟105、K 326和红花大金元，种植密度为15 000 株·hm-2，烟株留叶数18～22片，移栽方式为常规移栽。试验地烟叶栽培与管理按照曲靖市优质烟叶生产规范进行。

1.2试验设计

选择宣威主栽的云烟87、云烟97、云烟100、云烟105、K326、红花大金元6个烤烟品种，开展叶绿素仪(SPAD-502)在判断烟叶成熟度的应用研究，探索其在田间的可操作性。由于基地单元下部烟叶优化4片，有效留叶数较少，上部烟叶采取的是4～6片充分成熟后一次采烤的方法，因此，主要选择中部烟叶开展研究。在试验样地中选取每个品种中部烟叶(第9叶位)，选择在各品种烟叶成熟时采收，测定烟叶(叶尖、叶中和叶基)的SPAD值，并在对应部位用打孔器取样在室内测定叶绿素a、叶绿素b含量，计算叶绿素含量。试验采用完全随机区组设计，每个处理重复3次。各烤烟品种中部烟叶成熟采收田间外观特征为70%～80%叶色淡黄，主脉变白60%～70%，支脉变白50%左右，叶面褶皱，叶尖稍枯略下勾，叶面分布60%～70%不规则成熟斑。

1.3取样与分析

各样品的取样和SPAD值读取时间均在晴天的8：00—9:30，避免阳光照射对SPAD值造成影响。田间选取具有代表性的各烤烟品种5株，并进行标记，去除4片脚叶后对第9叶位进行定位，代表中部叶。分别在叶片的叶基、叶中和叶尖3个位置主脉两侧部位用叶绿素仪SPAD-502(KONICA MINOLTA)读取SPAD值，并在相应部位用打孔器取样置于乙醇中，避光保存，在室内用分光度法[15](分光光度计为UV-2550型SHIMADZU岛津)测定叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。参照文献[16]的方法，换算成鲜烟叶单位面积叶绿素含量。

1.4数据处理及分析

叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的测定方法参照文献[15-16]。数据采用SPSS 19.0进行相关性分析、单因素方差分析、正态分布分析以及分布检验，显著性差异水平P取0.05，极显著性差异水平P取0.01，并用Origin 8.0作图。

2 结果与分析

2.1不同品种烟叶叶绿素含量和SPAD值比较

由表1可见，6个烤烟品种叶绿素a和总叶绿素含量表现一致，均为云烟87和红花大金元品种含量显著高于其他4个品种(P<0.05)，而叶绿素a/b和SPAD值的表现一致，均为云烟87、K 326和红花大金元品种的值显著高于其他3个品种(P<0.05)。6个品种叶绿素b含量间无显著性差异(P>0.05)。从数值来看，6个烤烟品种中部成熟采收烟叶的总叶绿素含量和SPAD值规律基本一致。其中，总叶绿素含量表现为红花大金元>云烟87>云烟100>K 326>云烟97>云烟105，SPAD值表现为红花大金元>云烟87>K 326>云烟100>云烟97>云烟105。

表1 不同烤烟品种中部烟叶叶绿素含量Table 1 The chlorophyll content of middle leaves of different tobacco cultivars

注：同列中小写字母不同者表示组间差异显著(P<0.05)，小写字母相同者表示组间差异不显著(P>0.05)。

Note: The different lower case letters in the same column indicate statistical significant differences at 0.05 level, and the same lower case letters indicate no statistical significant differences at 0.05 level.

2.2不同品种烟叶的叶绿素含量与SPAD值相关性分析

云烟87、云烟97和云烟100等3个烤烟品种中部成熟采收烟叶叶绿素含量与SPAD值的线性关系图见图1。从图1可知，3个烤烟品种中部成熟烟叶的SPAD值与叶绿素含量均呈极显著正相关(P<0.01)。各品种烟叶SPAD值与叶绿素含量的相关系数表现为云烟100(0.785 6)>云烟87(0.515 3)>云烟97(0.509 2)，表明对于云烟87、云烟97和云烟100等3个烤烟品种来说，使用叶绿素仪能较好地判断烟叶采收成熟度，其中对云烟100品种成熟烟叶的判断效果最好。

(a)，(b)，(c)分别表示云烟87、云烟97和云烟100。(a)，(b)，(c)represent Yunyan 87, Yunyan 97 and Yunyan 100, respectively.

云烟105,K 326和红花大金元等3个烤烟品种中部成熟采收烟叶叶绿素含量与SPAD值的线性关系图见图2。从图2可知，3个烤烟品种中部成熟烟叶的SPAD值与叶绿素含量均呈极显著正相关(P<0.01)。各品种烟叶SPAD值与叶绿素含量的相关系数表现为云烟105(0.626 0)>K 326(0.522 4)>红花大金元(0.388 0)，表明对于云烟105，K 326和红花大金元等3个烤烟品种来说，使用叶绿素仪能较好地判断烟叶采收成熟度，其中对云烟105品种成熟烟叶的判断效果最好。

(a)，(b)，(c)分别表示云烟105,K 326和红花大金元。(a)，(b)，(c)represent Yunyan 105, K 326 and Honghuadajinyuan, respectively.

6个烤烟品种中部成熟烟叶SPAD值与叶绿素含量的相关系数表现为云烟100(0.785 6)>云烟105(0.626 0)> K 326(0.522 4)>云烟87(0.515 3)>云烟97(0.509 2)>红花大金元(0.388 0)。6个烤烟品种中部成熟烟叶的SPAD值与叶绿素含量均呈极显著正相关(P<0.01)。分析结果表明，使用叶绿素仪能较好地判断6个品种烟叶采收成熟度。

2.3不同叶片位置叶绿素含量与SPAD值相关性分析

2.3.1 云烟87 图3(a)，(b)，(c)分别表示云烟

87品种同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量的线性关系图。从图3可知，对于云烟87成熟采收烟叶来说，同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量相关性均达极显著水平(P<0.01)，但存在一定差异，具体表现为叶基(0.576 0)>叶中(0.432 9)>叶尖(0.157 8)。说明对于云烟87中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶基部，经分布分析,SPAD值范围为33.2～33.8。

2.3.2 云烟97 图4(a)，(b)，(c)分别表示云烟97品种同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量的线性关系图。从图4可知，对于云烟97成熟采收烟叶来说，同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量相关性均达极显著水平(P<0.01)，但存在一定差异，具体表现为叶基(0.592 0)>叶尖(0.458 5)>叶中(0.407 7)。说明对于云烟97中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶基部，经分布分析,SPAD值范围为31.1～37.9。

(a)，(b)，(c)分别表示叶尖、叶中、叶基。下同。(a)，(b)，(c)represent the apex, the middle and the base of tobacco leaves, respectively. The same as below

图4 云烟97烟叶不同叶片位置叶绿素含量与SPAD值相关性Fig.4 The correlation of chlorophyll content and SPAD values of different leaf positions of Yunyan 97

2.3.3 云烟100 图5(a)，(b)，(c)分别表示云烟100品种同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量的线性关系图。从图5可知，对于云烟100成熟采收烟叶来说，同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量相关性均达极显著水平(P<0.01)，但存在一定差异，具体表现为叶尖(0.646 5)>叶基(0.596 0)>叶中(0.580 6)。说明对于云烟100中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶尖部，经分布分析,SPAD值范围为23.3～28.5。

图5 云烟100烟叶不同叶片位置叶绿素含量与SPAD值相关性Fig.5 The correlation of chlorophyll content and SPAD values of different leaf positions of Yunyan 100

2.3.4 云烟105 图6(a),(b),(c)分别表示云烟105品种同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量的线性关系图。从图6可知，对于云烟105成熟采收烟叶来说，同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量相关性均达极显著水平(P<0.01)，但存在一定差异，具体表现为叶尖(0.716 6)>叶基(0.651 9)>叶中(0.510 9)。说明对于云烟105中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶尖部，经分布分析,SPAD值范围为25.7～29.6。

2.3.5 K 326 图7(a)，(b)，(c)分别表示K 326品种同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量的线性关系图。从图7可知，对于K 326成熟采收烟叶来说，同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量相关性均达显著水平(P<0.01)，但存在一定差异，具体表现为叶尖(0.722 8)>叶基(0.414 7)>叶中(0.265 9)。说明对于K 326中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶尖部，经分布分析,SPAD值范围为30.4～37.0。

图6 云烟105烟叶不同叶片位置叶绿素含量与SPAD值相关性Fig.6 The correlation of chlorophyll content and SPAD values of different leaf positions of yunyan 105

图7 K326烟叶不同叶片位置叶绿素含量与SPAD值相关性Fig.7 The correlation of chlorophyll content and SPAD values of different leaf positions of K 326

2.3.6 红花大金元 图8(a)，(b)，(c)分别表示红花大金元品种同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量的线性关系图。从图8可知，对于红花大金元成熟采收烟叶来说，同一叶片不同位置(叶尖、叶中、叶基)的SPAD值与叶绿素含量相关性均达极显著水平(P<0.01)，但存在一定差异，具体表现为叶中(0.447 7)>叶基(0.392 7)>叶尖(0.341 0)。说明对于红花大金元中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶中，经分布分析,SPAD值为32.3～38.4。

图8 红花大金元烟叶不同叶片位置叶绿素含量与SPAD值相关性Fig.8 The correlation of chlorophyll content and SPAD values of different leaf positions of Honghuadajinyuan

3 结论与讨论

6个不同烤烟品种烟叶的SPAD值、总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b的含量有差异，但叶绿素含量和SPAD值间均呈极显著正相关，该结果与其他作物(草莓、水稻、树木、小麦以及无花果等)的研究结果一致[17-18]。相关研究表明，田间鲜烟叶叶绿素含量可以作为表征烟叶采收成熟度的关键因子之一[19-20]，并通过叶绿素仪，以SPAD值快速、实时、无损定量表征。研究中6个烤烟品种中部成熟烟叶的SPAD值与叶绿素含量均呈极显著正相关，说明使用叶绿素仪能较好地判断6个品种烟叶采收成熟度。研究发现,叶绿素仪测定烟叶叶片位置对表征烟叶成熟度的准确性有较大影响[14]，一些研究发现,叶绿素仪测定烟叶的最佳部位为叶片的中段位置[21-22]。而李旭华等[14]和徐照丽等[23]研究发现，叶绿素仪的最佳测定部位为叶基部位。本研究发现，烟叶叶绿素仪的最佳测定部位以及最佳采收成熟度对应的SPAD值因烤烟品种的不同而不同，其中云烟87和云烟97中部烟叶最佳测定部位为叶基部，SPAD值范围分别为33.2～33.8,31.1～37.9；云烟100、云烟105和K 326中部烟叶最佳测定部位为叶尖部，SPAD值范围分别为23.3～28.5,25.7～29.6,30.4～37.0；而对于红花大金元中部烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶中位置，SPAD值范围为32.3～38.4。这可能是因为在最佳采收时间，不同品种烟叶在成熟过程中叶绿素降解速率不同，导致叶片中叶绿素含量不一样导致的，说明烤烟品种是影响叶绿素含量和SPAD值的因素之一[24]。对于同一品种烟叶不同位置(叶基、叶中、叶尖)叶绿素含量与叶绿素仪SPAD值间的相关性有较大差异的原因有待深入研究。研究中6个烤烟供试品种的研究地点均为宣威市热水镇，烤烟生态环境一致。同一烤烟品种在不同生态条件下，叶绿素仪最佳测定部位以及SPAD值范围是否有差异，有待进一步研究。

综合分析认为，6个烤烟品种中部成熟采收烟叶SPAD值与叶绿素含量均呈极显著正相关。表明使用叶绿素仪能在田间较好地判断6个品种中部烟叶采收成熟度。其中，对于云烟87和云烟97中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位均为叶基部，SPAD值范围分别为33.2～33.8,31.1～37.9；对于云烟100、云烟105和K 326中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶尖部，SPAD值范围分别为23.3～28.5，25.7～29.6，30.4～37.0；对于红花大金元中部成熟采收烟叶来说，采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶中，SPAD值范围为32.3～38.4。

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(责任编辑：常思敏)

CorrelationanalysisofchlorophyllcontentandSPADvaluesinmiddleleavesofdifferentflue-curedtobaccocultivars

PAN Yihong1, GU Yumin2, YANG Sen3, WANG Quanzhen3, WANG Yongqi2,4, WANG Zhushi1, LIU Weijuan1,5

(1. Yunnan Reascend Tobacco Technology (Group) Co., Ltd., Kunming 650106，China； 2. Shanghai Tobacco Group Co., Ltd., Shanghai 200082，China; 3. Qujing Tobacco Company Xuanwei Branch, Xuanwei 655400，China; 4. Huahuan International Tobacco Co.Ltd. Chuzhou 233121, China; 5.Yunnan Tianhedi Biotechnology Co., Ltd., Kunming 650106, China.)

In order to study the application of chlorophyll meter(SPAD-502) in the best harvest time of middle leaves of different tobacco cultivars, the field experiment was carried out to investigate the correlation between chlorophyll content and SPAD values in the middle leaves with maturity of six main cultivated tobacco cultivars in Xuanwei City. The results showed that the variation trends of the correlation of chlorophyll content and SPAD values were identical in the middle leaves with maturity of tobacco cultivars. The chlorophyll content was all significantly positively correlated to SPAD values(P<0.01), and the correlation coefficient ranged between 0.3880～0.7856. This result indicated that chlorophyll meter could be used to determine suitable harvest time of the middle leaves with maturity of six tobacco cultivars. For the middle leaves of Yunyan 87 and Yunyan 97 with maturity, the base of leaf was the best choice to be measured by SPAD-502 for discriminating best harvest time of tobacco leaves, and the range of chlorophyll meter SPAD value were 33.2～33.8, 31.1～37.9, respectively. For the middle leaves of Yunyan 100, Yunyan 105 and K 326 with maturity, the apex of leaf was the best measured part of chlorophyll meter, and the range of readings were 23.3～28.5, 25.7～29.6 and 30.4～37.0, respectively. For the middle leaves of Honghuadajinyuan with maturity, the middle of leaf was the best measured part of chlorophyll meter, and the range of readings were 32.3～38.4, respectively.

middle tobacco leaves; maturity; chlorophyll; SPAD value; correlation

S 572

：A

2016-12-25

上海烟草集团有限责任公司科技项目(SZBCW201500768)

潘义宏(1983-)，男，云南祥云人，工程师，硕士，主要从事烟草栽培研究工作。

刘维涓(1973-), 女，云南昆明人, 高级工程师, 博士。

1000-2340(2017)02-0156-07