植物生长调节剂对湘南烤烟中下部叶厚度和可用性的影响

宗胜杰，李 伟，杨 坤，卢志伟，余金龙，靳志丽，周 雨，江祥伟，孟智勇，李井军，马浩波，刘 芳，李淑君，肖春生

（1. 河南省农业科学院 烟草研究所，河南 许昌 461000；2. 中国烟草总公司湖南省公司，湖南 长沙 410007；3. 贵州中烟工业有限责任公司，贵州 贵阳 550000；4. 湖南省烟草公司郴州市公司，湖南 郴州 423000；5. 湖南省烟草公司永州市公司，湖南 永州 425000）

湘南烟区是我国浓香型烟叶的重要产地，但该烟区4—6 月雨量充沛、光照不足，制约着烟叶的干物质积累和厚度增加，造成中下部烟叶整体偏薄、结构疏松、油分少，烟叶质量受到影响。研究表明，植物生长调节剂能够直接或间接作用于靶器官或靶组织，从而调控植物器官或组织的生长、发育和分化[1⁃2]。然而，植物生长调节剂由于种类、作用机制、用量、使用方法的不同，导致其作用效果存在较大差异[3⁃5]。关于植物生长调节剂在作物中的应用已有诸多研究，如林洁等[6]研究认为，施用芸苔素内酯有利于三七提质增产；郭丽等[7]研究认为，施用赤霉素有利于葡萄果粒质量、果型指数、可溶性物质含量的提升；罗定棋等[8]研究发现，施用赤霉素后烤烟单产增加70.5～112.5 kg/hm2。另外，喷施叶面植物生长调节剂会影响烤烟内源激素、烟碱、多酚[9]、色素含量[10]以及上部叶叶面积[11]、烟叶中性致香物质含量[12]和品质[13]。但目前有关植物生长调节剂在改善烤烟中下部烟叶厚度方面的研究尚未见报道。鉴于此，在烤烟生长过程中进行芸苔素内酯和赤霉素喷施试验，以期解决因特殊气候条件导致的烤烟中下部叶偏薄和质量较差的问题。

1 材料和方法

1.1 试验地概况与供试材料

试验于2020年在湖南省郴州市嘉禾县、永州市江永县进行。供试烤烟品种为云烟87，株、行距为0.55、1.20 m。郴州和永州试验点烤烟分别于3 月9日和2 月26 日移栽，前茬作物分别为水稻和芋头，供试土壤分别为水稻土和壤土，地势平坦，排灌方便。郴州植烟土壤含碱解氮214.68 mg/kg、有效磷47.20 mg/kg、速 效 钾 385.00 mg/kg、有 机 质37.60 g/kg，pH 值6.51；永 州 植 烟 土 壤 含 碱 解 氮169.27 mg/kg、有 效 磷 41.90 mg/kg、速 效 钾652.00 mg/kg、有机质39.90 g/kg，pH 值6.63。供试植物生长调节剂均购于中科化工有限公司，芸苔素内酯为0.01%粉剂，赤霉素为20%粉剂。

1.2 试验设计

采用单因素随机区组试验设计，设置清水（CK）、0.01 mg/kg 芸苔素内酯（T1）、0.02 mg/kg 芸苔素内酯（T2）、15 mg/kg 赤霉素（T3）和30 mg/kg 赤霉素（T4）5 个喷施处理，每个处理重复3 次，每个小区面积66.7 m2。叶片正反两面喷施，药剂溶液喷施量为900 kg/hm2，喷至全部叶片湿润，共喷施2次（郴州5 月9 日和5 月19 日，永州4 月26 日和5 月6 日），中间间隔10 d。烟叶成熟采收时各小区分别标记、编竿烘烤。

1.3 测定项目及方法

采用美国PP Systems公司生产的CIRAS-3便携式光合测定系统于移栽后75 d 11：00—12：00 测定烤烟下部叶（第5～6 叶位）和中部叶（第10～11 叶位）净光合速率；同时采用温州韦度电子有限公司生产的分辨率为0.001 mm 的数显外径千分尺测定烤烟鲜烟叶厚度和烤后烟叶厚度，并计算叶片厚度烘烤收缩率，叶片厚度烘烤收缩率=烤后烟叶厚度/鲜烟叶厚度×100%，数值越大表明烤后烟干物质填充性越好，叶片增厚效果越明显；按照GB 2635—1992测定烤后烟的经济性状；参照郭婷等[14]的方法测定烟叶感官风格特征、感官品质特征和工业可用性。

1.4 数据处理

数据处理采用SPSS 22.0和Excel 2010。

2 结果与分析

2.1 不同处理对烤烟下部叶和中部叶净光合速率的影响

由图1 可知，2 种植物生长调节剂对烤烟中部叶和下部叶净光合速率的影响规律存在一定差异。郴州烟区各处理烤烟中部叶净光合速率为T1>T2>T3>CK>T4，T1、T2 和T3 处理差异不显著但均显著高于CK 和T4 处理，CK 与T4 处理差异不显著；下部叶净光合速率为T4>T1>CK>T2>T3，且T1、T4 处理显著高于其他处理。永州烟区各处理烤烟中部叶净光合速率表现与郴州烟区相似，以T1 处理最大，T4 处理最小；下部叶净光合速率表现为T2>T1>T4>CK>T3，T1 与T2 处理差异不显著，但显著高于其他3个处理。综上比较，郴州和永州烟区施用0.01 mg/kg芸苔素内酯可有效提高烤烟中部叶和下部叶的净光合速率。

图1 不同处理对郴州（a）和永州（b）烤烟下部叶和中部叶净光合速率的影响Fig.1 Effects of different treatments on net photosynthetic rate of lower and middle leaves of flue-cured tobacco in Chenzhou（a）and Yongzhou（b）

2.2 不同处理对烤烟下部和中部鲜烟叶厚度的影响

由表1 可知，郴州烟区下部鲜烟叶厚度测定结果显示，施用植物生长调节剂各处理下部鲜烟叶厚度与CK 差异均不显著，T1、T3 处理显著高于T4 处理，其他处理间差异均不显著；中部鲜烟叶厚度测定结果显示，T1 与T3 处理差异不显著，但均显著高于CK 和T2、T4 处理，而CK、T2、T4 处理差异不显著；中部和下部鲜烟叶厚度均以T3处理最大。永州烟区下部和中部鲜烟叶厚度表现与郴州烟区中部鲜烟叶基本一致。综上所述，T1 和T3 处理能显著提升郴州烟区中部鲜烟叶厚度及永州烟区下部和中部鲜烟叶厚度。

表1 不同处理对烤烟下部和中部鲜烟叶厚度的影响Tab.1 Effects of different treatments on the thickness of fresh leaves in lower and middle positions of flue-cured tobacco mm

2.3 不同处理对烤烟下部和中部烤后烟叶厚度的影响

由表2 可知，郴州烟区下部烤后烟叶厚度测定结果显示，CK、T1、T2和T3处理差异不显著，CK、T2和T4 处理差异不显著，T1 和T3 处理显著高于T4 处理，可见，施用植物生长调节剂各处理下部烤后烟叶厚度与CK 之间差异均不显著；中部烤后烟叶厚度测定结果显示，T1、T3 处理之间差异不显著，CK、T2 和T4 之间差异不显著，T1 和T3 处理显著高于CK、T2 和T4 处理。永州烟区下部烤后烟叶厚度规律与郴州烟区中部烤后烟叶厚度表现一致。综合来看，T1 和T3 处理能够显著提升郴州烟区中部烤后烟叶及永州烟区下部烤后烟叶的厚度。

表2 不同处理对烤烟下部和中部烤后烟叶厚度的影响Tab.2 Effects of different treatments on the thickness of lower and middle leaves of flue-cured tobacco mm

2.4 不同处理对烤烟下部和中部叶片厚度烘烤收缩率的影响

由表3 可知，施用植物生长调节剂对郴州烤烟下部叶厚度烘烤收缩率影响不显著；郴州烤烟中部叶厚度烘烤收缩率测定结果显示，施用植物生长调节剂各处理中部叶烘烤收缩率与CK 差异均不显著；CK、T1、T2、T3 处理间差异不显著，CK、T2、T4 处理间差异不显著。中部叶和下部叶厚度烘烤收缩率均以T1 处理最大。永州烤烟下部叶厚度烘烤收缩率测定结果显示，T1 和T3 处理下部叶烘烤收缩率差异不显著，但均显著大于CK、T2 和T4 处理，分别较CK 提高1.84%和1.91%，CK 与T2 处理差异不显著，T2 与T4 处理差异不显著；永州烤烟中部叶厚度烘烤收缩率各处理间差异均不显著。郴州烟区下部叶、永州烟区中部叶厚度烘烤收缩率与施用植物生长调节剂的种类和浓度均无明显相关性，而喷施0.01 mg/kg芸苔素内酯（T1）和15 mg/kg赤霉素（T3）能 够显著提升永州烟区下部叶厚度烘烤收缩率。

表3 不同处理对烤烟下部和中部叶片厚度烘烤收缩率的影响Tab.3 Effects of different treatments on thickness baking shrinkage of lower and middle leaves of flue-cured tobacco %

2.5 不同处理对下部和中部烤后烟叶经济效益的影响

由表4 可知，郴州烟区烤烟的经济性状测定结果显示，T1 处理中下部叶橘色烟比例显著高于CK，较CK 提升15.64%，T2、T3 和T4 处理橘色烟比例与CK 差异不显著；T1 处理上等烟比例显著高于其余处理，其中较CK 提升44.78%，T2 与T3 处理、CK 与T4 处理上等烟比例差异均不显著，但T2、T3 处理上等烟比例显著高于CK和T4处理，T2和T3处理上等烟比例分别较CK 提升26.44%和26.88%；T1处理均价显著高于其余处理，较CK 提升11.38%，CK、T2和T3 处理差异不显著，T4 处理显著低于CK、T2、T3 处理；平均单叶质量整体表现为T4>T3>T1>T2>CK，CK 与T2处理、T1与T3处理、T3与T4处理差异均不显著，T1、T3 和T4 处理平均单叶质量显著高于CK，分别较CK 提高9.64%、14.81%和19.40%。综合分析，郴州烟区T1 处理橘色烟比例、上等烟比例和均价最高，单叶质量较高，整体经济效益最好。

表4 不同处理对烤烟下部和中部烤后烟叶经济效益的影响Tab.4 Effects of different treatments on economic benefits of lower and middle flue-cured tobacco leaves

永州烟区烤烟的经济性状测定结果显示，T1处理中下部叶橘色烟比例显著高于其他处理，较CK提升11.00%，CK 与T2 处理橘色烟比例差异不显著，但均显著高于T3 和T4 处理，T3 处理显著高于T4 处理；各处理的上等烟比例和均价差异显著，均以T1 处理为最佳，其上等烟比例和均价分别较CK提升18.24%和15.10%；CK 与T2处理、T3与T4处理平均单叶质量差异不显著，T1、T3 和T4 处理平均单叶质量显著高于CK，分别较CK 提高8.87%、15.14%和17.83%。综合分析，永州烟区T1 处理橘色烟比例、上等烟比例和均价最高，单叶质量较高，整体经济效益最好。

2.6 不同处理对烤烟下部叶和中部叶感官风格特征的影响

郴州烟区下部叶感官风格特征测定结果（图2a）表明，T1 处理醇甜香、焦甜香、浓度及特征彰显程度最好，T2 处理焦香、劲头及干草香最好，T3 和T4 处理下部叶感光风格特征的干草香、醇甜香、焦甜香、焦香、劲头及特征彰显程度得分均低于其他3个处理；中部叶感官风格特征测定结果（图2b）表明，T1 处理干草香、醇甜香、焦甜香、焦香、浓度、劲头及特征彰显程度得分最高，其中醇甜香和焦甜香得分与T2 处理一致，焦香得分与T3 处理一致。可见，郴州烟区喷施0.01 mg/kg 芸苔素内酯（T1）处理烤烟下部叶和中部叶感官风格特征最好。

图2 不同处理对郴州烤烟下部叶（a）和中部叶（b）感官风格特征的影响Fig.2 Effects of different treatments on sensory style characteristics of lower（a）and middle（b）tobacco leaves in Chenzhou

永州烟区下部叶感官风格特征测定结果（图3a）表明，喷施芸苔素内酯处理（T1 和T2）提高了烤烟下部叶醇甜香和焦香香韵特征，T1 处理干草香、醇甜香、焦香和特征彰显程度得分均高于CK，其他指标得分与CK 相当；T2 处理醇甜香和焦香得分高于CK，其他指标得分与CK 相当；T3 处理焦香得分高于CK，劲头和特征彰显程度与CK 相当，其他指标均低于CK；T4 处理焦香得分高于CK，其余所有指标得分均低于CK。下部叶感官风格特征整体以T1 处理最优。中部叶感官风格特征测定结果（图3b）表明，T1 处理感官风格特征各指标均处于雷达图外围，该处理中部叶感官风格特征最优，其次是T3 处理，CK 中部叶感官风格特征好于T2 和T4 处理，T4处理最差。

图3 不同处理对永州烤烟下部叶（a）和中部叶（b）感官风格特征的影响Fig.3 Effects of different treatments on sensory style characteristics of lower（a）and middle（b）tobacco leaves in Yongzhou

2.7 不同处理对烤烟下部叶和中部叶感官品质特征的影响

由表5 可知，郴州烟区T1 处理下部叶感官品质特征各项指标均优于其他处理，总分较CK 提高2.36%；T2 处理下部叶香气质和余味好于CK，香气量、杂气程度、细腻程度和总分均低于CK，其余指标得分与CK 相当；T3处理下部叶柔和程度、刺激性得分高于CK，干燥感得分与CK 相当，其余指标得分均低于CK；T4 处理下部叶除了干燥感和余味外，其余指标得分均低于CK。郴州烟区T3 和T4 处理中部叶香气量较CK 有所降低，施用植物生长调节剂各处理中部叶的其余指标均较CK 有不同程度的提高，郴州中部叶感官品质特征排序为T2>T1>T4>T3>CK，其中T2、T1处理感官品质得分较CK分别提高4.06%、3.45%。总的来说，喷施低浓度芸苔素内酯更有利于下部叶感官品质特征的提升，喷施高浓度赤霉素限制下部叶感官品质特征的提升；喷施赤霉素（T3 和T4 处理）减弱了郴州下部叶香气特征，降低了杂气程度得分，烟气特征的细腻程度和口感特征的回甜感有所降低，品质特征差于CK。

表5 不同处理对烤烟下部叶和中部叶感官品质特征的影响Tab.5 Effects of different treatments on sensory quality characteristics of lower and middle tobacco leaves

永州烟区T1 处理中部叶香气量较CK 有所降低，其余指标得分以及下部叶感官品质特征的所有指标得分均高于CK，下部叶和中部叶总分分别较CK 提高1.83%和1.30%；T2 处理下部叶干燥感和余味得分低于CK，其余指标均高于CK，总分较CK 提高1.34%，中部叶香气质、香气量、杂气程度和回甜感均低于CK，总分较CK降低4.43%；T3处理下部叶香气质、干燥感和回甜感得分高于CK，柔和程度和余味得分与CK 持平，其余指标得分高于CK，而中部叶香气质得分高于CK，香气量、杂气程度、柔和程度、回甜感与CK 持平，其余指标高于CK，下部叶和中部叶总分分别较CK 提高0.48%和0.97%；T4处理下部叶香气质、干燥感、回甜感和余味得分均低于CK，中部叶香气质、香气量、杂气程度、刺激性和回甜感得分均低于CK，下部叶和中部叶总分分别较CK降低0.70%和1.63%。

综合下部叶和中部叶，郴州烟区和永州烟区均为T1处理感官品质特征最好。

2.8 不同处理对烤烟下部叶和中部叶工业可用性的影响

由表6 可见，郴州烟区各处理下部叶可用性评价结果为T1>T4>CK>T3>T2，整体品质水平为T1>CK>T2>T3>T4，工业可用性以T1 处理最佳；中部叶可用性评价结果为T1>T2=T4>T3>CK，整体品质水平为T2>T1>CK>T3>T4，工业可用性以T1 和T2 处理较佳。永州烟区各处理下部叶可用性评价结果为T1=T2>T3>T4>CK，整体品质水平为T1=T2>CK=T3>T4，工业可用性以T1 和T2 处理最佳；中部叶可用性评价结果为CK=T1=T3>T2>T4，整体品质水平为CK=T2=T3>T1>T4，工业可用性以CK 和T3 处理较佳。在郴州烟区，T1处理能够同时提升下部叶和中部叶的工业可用性；在永州烟区，T1 和T2 处理能够提高下部叶的工业可用性。

表6 不同处理对烤烟下部叶和中部叶工业可用性的影响Tab.6 Effects of different treatments on industrial availability of lower and middle tobacco leaves

3 结论与讨论

光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水合成有机物并释放氧气的过程，烟叶净光合速率的强弱直接关系到叶片对有机物的固定总量，改善烟叶光合作用是提高烟叶产量和厚度的生理基础。施用适宜的植物生长调节剂后，植物叶绿素含量提高[15]、抗氧化能力增强[16⁃18]，进而提升作物的净光合作用速率，达到提高产量的目的[19⁃20]。本研究表明，郴州和永州地区喷施0.01 mg/kg 芸苔素内酯（T1）能显著提高中部叶和下部叶的净光合速率，这与郑殿峰等[16]、吴娟等[18]的研究结果一致；T1 和T3 处理显著提高了郴州烟区中部叶、永州烟区下部叶的鲜烟叶及烤后烟叶厚度，显著提高了永州烟区中部叶的鲜烟叶厚度，显著提高了永州烟区下部叶的厚度烘烤收缩率，这与王慧芳等[21]和陆亚春等[22]研究认为植物生长调节剂能够增加烤烟中下部叶片面积，以及KEITHLY 等[23]和顾万荣等[15]认为植物生长调节剂能够增大叶绿体体积进而使组织结构疏松的结果基本一致，目前植物生长调节剂对烟叶发育的影响研究主要集中在上部叶，对中下部叶增厚的作用尚无明确报道。本研究表明，喷施0.01 mg/kg 芸苔素内酯（T1 处理），郴州和永州烟区橘色烟比例、上等烟比例和均价最高，整体经济效益最好，这与王慧芳等[21]研究认为生长调节剂对烤烟产量及质量具有正向影响的结果一致。本研究结果表明，施用0.01 mg/kg芸苔素内酯（T1处理）能够提高下部和中部烟叶的感官风格特征、感官品质特征和工业可用性，芸苔素内酯用量增加1 倍（0.02 mg/kg，T2 处理）会降低郴州下部叶、永州下部叶和中部叶的感官品质特征。

本研究表明，郴州和永州烟区喷施0.01 mg/kg芸苔素内酯（T1 处理）能显著提高中部叶和下部叶的净光合速率，显著提高郴州烟区中部叶、永州烟区下部叶的鲜烟叶及烤后烟厚度，显著提高永州烟区中部叶鲜烟叶厚度、永州烟区下部叶的厚度烘烤收缩率；在郴州和永州烟区，T1处理橘色烟比例、上等烟比例和均价较CK 显著提高，整体经济效益最好，且下部和中部烟叶感官风格特征和工业可用性最好，郴州和永州烟区烤烟下部叶感官品质特征得分分别较CK 提高2.36%和1.83%，中部叶感官品质特征得分分别较CK 提高3.45%和1.30%。综合来看，湘南烟区采用0.01 mg/kg 芸苔素内酯对烤烟进行喷施，有利于中下部叶增厚提质。