提高粤北烤烟上部烟叶可用性关键技术研究进展

王行，姚远华，张丹丹，刘兰，朱文格，邱妙文

（1广东省烟草科学研究所，广东韶关 512026；2广东烟草韶关市有限公司，广东韶关 512026）

0 引言

烤烟上二棚叶和全部顶叶6～7 片，占整株烟叶干重的35%～45%，对整体烟叶的产量和质量都起到重要的作用[1]；高质量的上部叶可作为中式卷烟高端原料[2]，而成熟度低、组织结构紧密、化学成分不协调，吸食品质差、风格不显著的上部烟叶难以进入一、二类卷烟配方，增加了供需两端烟叶部位性矛盾[3]。粤北产区烤烟上部烟叶占到产量40%以上，提高上部烟叶可用性是解决产区烟叶质量和部位结构的关键因素[4]。笔者对近年来粤北烟区上部烟叶质量的变化，主要影响因素种植布局、施肥、田管、成熟采收、烘烤等环节进行分析，提出提高上部烟叶质量技术思路和对策。

1 粤北烟区上部烟叶质量变化

近年来，粤北烟区上部烟叶外观和内在质量呈现下滑趋势，外观质量表现为杂色烟比例增加，成熟度不够，结构欠疏松；化学成分表现为总糖逐步增加、还原糖下降，烟碱含量下降、总氮含量升高，两糖差、糖碱比和氮碱比升高，整体协调性变差；感官质量表现为特色彰显不够、香气量不足，枯焦杂气较重、甜感不明显，且烟叶质量年际间不稳定，影响卷烟配方使用。

2 影响粤北烟区上部叶可用性的因素分析

2.1 种植布局影响烟叶烘烤质量

随着种植规模的下滑，考虑到土壤易耕性、水利条件和劳动力流失等因素，现今有50%以上的烤烟种植在砂泥田中。砂泥田类土壤pH 明显偏酸性，平均pH 5.23，其中69.2%的该类土壤pH＜5.5，因土壤酸化明显，一方面活化土壤中的Fe 和Mn，有效Fe、有效Mn含量较高，分别为253.9、12.80 mg/kg；另一方面导致Ca、Mg盐基离子流失，土壤交换性Ca、交换性Mg含量较低，分别为105.2、8.14 mmol/kg；土壤中水溶性B 普遍缺乏[5]。

砂泥田自身的障碍因子可能会造成烟株体内吸收积累Fe、Mn 过多，引起烟草出现生理性中毒；而Ca、Mg、B素的缺乏，营养平衡失调，引起烤烟体内的生理功能紊乱，从而引起叶内多种酶活性异常，继而造成相关化合物非常规积累，最终经调制后易出现灰色烟叶或“挂灰”现象[6-9]。

2.2 移栽期影响烟叶烘烤特性

烤烟适宜移栽期可以使烟株生长发育与生育期各阶段温度、降水、光照、积温等气候条件吻合，提高烟叶质量。粤北烟区经常出现大田前期低温寡照，移栽过早易早花、叶片数减少，移栽偏晚后期高温、强光照，易高温逼熟，都会造成烟叶不能正常成熟，引起烘烤性能变差[10-12]。受制于“十年早、九年好”的传统理念，多数烟农认为早栽烤烟生育期长烟叶“结肉”、产量高，加上为规避沙泥田烤烟到6月下旬高温高湿根茎类病害高发期，所以沙泥田烟农多在1 月底—2 月初移栽，常发生早花，采取驳枝留叶、追肥措施以弥补损失，而追肥过迟或过多易造成烟株氮钾比失调，烟叶组织粗糙，叶绿素含量偏高，烘烤特性变差，烤后挂灰和青杂烟比例高，在上部叶（杈烟）上表现尤为突出。

2.3 施肥方法影响烟叶耐熟性

虽然产区公司根据植烟土壤类型提出“因土配方”施肥方案，但部分烟农在“高产才能有高收益”理念的支配下，片面追求高产，在生产实践中单位面积使用肥料数量远远超过推荐施肥方案。目前，粤北烟区施氮量已从“全国烤烟优质适产技术开发”的112.5 kg/hm2增至“平衡施肥技术试验与推广”的120.0～135.0 kg/hm2，但植烟密度却从19500～24000 株/hm2降至15000～16500 株/hm2[13-14]；而生产调查显示部分烟农施纯氮已达到195～210 kg/hm2，植烟密度已降为1200 株/hm2左右，单株施氮量增加了4 倍，已从营养不良、发育不全发展到氮素过剩、发育过度，叶片大而厚，难以真正田间成熟；还有少数烟农在使用推荐施肥方案的基础上增施尿素和碳铵提苗促长，导致后期氮钾比失调，烟株根茎病和叶斑病多，烟叶耐熟性差，为了减少损失，只能早采（采生）。肥料使用上，部分烟农基肥施用少，分多次追施且时间偏晚，烟株前期出现蹲苗不长、后期暴生暴长；而有的烟农前期大量施用基肥，遇到大田前期干旱，肥料难以被吸收利用，烟农往往采取兑肥淋水的措施缓解干旱和促进烟株生长，增加了单位面积肥料的绝对施用量，而后期降雨导致土壤中肥料释放，再加上此期土壤供氮加剧[15]，造成营养过剩，极易导致上部叶片长大、结构紧密、身份厚，难以成熟落黄，烤后青杂烟比例高[16]。

2.4 打顶留叶不当影响烟叶部位结构

烤烟打顶能够有效调节烟株碳氮代谢，促进根系二次发育，适时打顶能够促进烟株开秸开片，增加叶片烟碱含量、提高烟叶产质量，合理留叶能够塑造株型、改善部位结构；打顶偏迟，烟株消耗较多、不易开秸开片，物质积累较少、烟碱含量降低；早打顶对烟株造成相反影响[17]。南方烟区大田期高温多雨、光照少，极易导致肥料淋溶、渗透和挥发，打顶过迟上部烟叶难开片，影响烟叶的产量。在生产实践中，烟农通常采取早打顶、保证中上部叶片能够开大片，并追施开片肥，导致上部烟叶大而厚，株型不合理，中下部叶光照不足、品质下降，而上部叶产量比例偏高、结构不合理。

2.5 采收时期偏早影响鲜烟成熟度

近年来，通过“浓香型优质烟叶技术开发”和“提高上部烟叶工业可用性”重大项目攻关和带动，基本确定了下部烟叶适熟早收、中部烟叶适熟稳收、上部烟叶充分成熟采收和顶部烟叶4～6片一次性充分成熟稳收的原则和采收标准[18]。目前，生产上普遍存在中部烟采青、上部烟叶采生的现象，主要原因有3个：（1）烟农采收欠熟不仅产量较高，而且烤后烟叶“黄、鲜、净”能够卖出好等级；（2）后期病害高发不敢成熟留养；（3）烟稻轮作季节上存在冲突，抢采腾茬，造成部分烟田采收成熟度较低。

2.6 烘烤过程温火转换掌握不准影响烟叶后熟

目前密集烤房已成为主要烘烤设备，在当前实践中，烤后烟叶质量不高皆因工艺操作不当，主要表现在：（1）低温变黄时间过长，38℃之前温度保持2 d 以上、中高温变黄时间短，变黄程度低，淀粉等大分子物质分解不充分；（2）转火过早，看到高温层烟叶变黄就转火，且快速升温定色，物质转化不充分、形成香气物质少，难以实现上部烟叶烤黄、烤熟、烤香目标，对烟叶品质提升不利。

3 高可用性上部烟叶开发关键技术研究进展

当前，高可用性上部烟叶技术研究以上部烟叶成熟度调控为中心，配套关键栽培技术打牢田间耐熟基础，确保成熟期养熟到位，优化烘烤工艺烤熟烤香。

3.1 提高烟株田间耐熟和养熟技术研究进展

3.1.1 选育优质特色烤烟新品种特色品种是烟叶质量和风格形成的基因基础，是烟叶产质量和特色保障条件[19]。一个产区生态条件相对固定，而品种可选择且需选育出与生态条件相适应的特色新品种，配套生产技术产出符合卷烟配方需求的烟叶[20-22]。如‘K326’具有明显的焦甜感，烤后烟叶类胡萝卜素的降解量幅度最大，在皖南焦甜香风格特征彰显较为充分[23]，但粤北烟区多年生产实践表明，‘K326’上部叶难以开片，烘烤性能较差，导致上部叶可用性下降[24]。近些年，大面积推广种植的烤烟新品种‘粤烟97’在很大程度上缓解了这一现象，但随着种植年限增加，品种特性表现出一定程度弱化。一方面需要对‘粤烟97’提纯复壮，另一方面选育优质新品种也刻不容缓，通过更换优良品种保障上部烟叶品质。

3.1.2 科学布局烟田，改良植烟土壤植烟土壤是烟叶生产主要生态条件之一，为烟株生长提供支撑和各种养分，也是烟叶质量和风格特色的决定因素[25]。粤北烟区主要植烟土壤资源有紫色砂页岩风化的坡地紫色土和冲积到谷底的紫色泥田，及河边洪水冲积泥砂形成的砂泥土[14,26]。其中，紫色土质地偏砂，结构疏松，有机质、全氮、碱解氮含量较低，全钾、速效钾含量较高，是粤北烟叶浓香型风格特色形成的有利土壤条件[5,14,27]；而砂泥田土壤pH低，土壤有机质含量较高，土壤后期供氮风险较大[5,28]，易烤出灰色烟叶或“挂灰”烟叶。因此，一方面排除病、涝、旱、低产和污染严重的田块，把烟叶种植到紫色土、牛肝田等优质烟田；另一方面，对排灌方便但有缺陷烟田，通过调pH、加深土层、增施有机肥改良土壤理化性状，达到生产高质量上部烟叶的条件。

3.1.3 适时移栽，合理调配生育期研究表明，较高大田温度可使烟叶烟碱含量过度积累、糖含量降低，强光照使叶片增厚、组织结构变粗糙，气候干旱不利于烟叶正常成熟落黄，烘烤特性变差[16]。烟株生育后期适当遮阴可以促进烟叶色素积累，延缓叶片失绿早衰，缓解烟叶“高温逼熟”现象，有利于降低烟叶刺激性，优化烟叶的等级[29]。由于上部烟叶产质量在大田后期形成，缺雨条件下采取灌溉措施，可促进烟株开秸开片，但烤后烟叶偏柠檬色、叶片较薄、糖含量增加、烟碱含量有降低趋势[17]，而成熟期渍水胁迫则使叶片生理代谢紊乱，氮代谢减弱，碳水化合物积累减少[30]。王军等[31]研究表明，烟株在伸根期水分亏缺影响中后期物质积累，影响效应滞后且不可逆转；旺长期水分亏缺水显著影响茎、秆物质积累，但可逆转；成熟期水分亏缺茎、秆物质积累显著降低，但叶片干物质积累不受影响。可见，生产中要确保烟株在伸根期和成熟期不受干旱影响，在旺长期控制水分供应以提高成熟期烟株耐熟性。张小全等[32]对粤北南雄烟区生育期气候系统的分析发现，大田伸根期气温低、光照时数短，旺长期和成熟期温度高、光照时数较长，有利于南雄烟叶风格特色形成，但3月下旬和6月中旬易出现季节性干旱或涝灾天气，且年度间降雨量不稳定，会造成烟叶产质量在年际间波动。王军等[33]进一步研究表明，降雨量、日照时数和气温依次影响粤北烟区南雄烟叶产量和单叶重；上、下部叶单叶质量及下、中部叶产量比例与成熟期的气温、5月下旬日照时数、旺长期及4月上旬降雨量呈正相关；上部叶还原糖含量、钾离子含量、总氮/总烟碱、还原糖/总糖与气温、日照时数呈显著相关；中部烟叶的水溶性糖和氧化钾含量与日照时数呈显著正相关，氮碱比则与5月下旬降雨量呈显著负相关，两糖比与3月下旬和6 月上旬降雨量分别达到显著和极显著正相关。高卫锴等[34]认为粤北南雄烟区烤烟大田移栽期以2月下旬为宜，而顾学文等[35]研究表明适当推迟移栽期可明显提升上部叶感官质量，周振超等[36]研究表明粤北始兴烟区在常规移栽期基础上适当提早6～7 d移栽可以改善烟叶烘烤特性。因此，在生产实践中，可以通过适当调整移栽期来改变烤烟大田各生育期气候条件，进而达到调控上部烟叶部位比例及烟叶素质目的。

3.1.4 基追结合，均衡烟株营养合理的栽培技术是充分利用生态资源、挖掘品种潜力、优化结构、提升上部叶质量的重要手段。研究表明，上部烟叶烟碱含量过高、可用性低的原因多为栽培环节施用氮肥过多、磷钾肥配比不平衡，控制铵态氮肥用量、增加硝态氮肥比例，有利于氮肥在大田前期被吸收利用，可降低上部叶氮化物含量，烤后烟叶烟碱含量降低，从而改进上部烟叶品质[37]。与团棵期一次性追施相比，225 kg/hm2钾肥分别在团棵和圆顶期追施能够提高烟株根系活力和养分吸收能力，上部烟叶光合速率和干物质积累，促进烟叶开片、叶片身份变适中、比叶重降低，烤后叶片中化学成分的比例协调，有利于烟叶的品质提升[38]。有机肥和无机肥配合施用可不同程度提高烤烟旺长期烟株根际矿物质氮含量，且有机肥碳氮比配比在25～36 范围内能增加烤烟生育前期对氮素的吸收与累积，降低生育后期氮的过量吸收，中上部烟叶石油醚提取物和香气物质成分总含量增加[39-40]。此外，在烟株打顶后将植物生长调节剂涂抹于茎端、叶面喷施或灌根都能明显起到提质增产效果，在叶面喷施油菜素内酯和生长素促进了上部烟叶开秸开片、干物质积累、产量增加，叶片氧化钾含量、有机钾指数分别提高40.90%、0.524，总烟碱含量下降16.3%，烟叶品质改善明显[41-42]。在叶面喷施增钾降碱物质，上部烟叶致香物质显著提高[43]。喷施微生物菌剂促进上部叶开面，改善烤后烟叶外观、增加钾离子含量。烟碱含量控制在3.5%～4.0%范围内，烟叶总氮、总烟碱、钾离子等符合优质烟叶化学指标要求，上部烟叶品质提升[44]；在烟株根部灌施2,4-D稀释液，能提高上部烟叶可用性，烟叶氧化钾含量显著增加。烟碱含量显著下降[45]。

3.2 提高烤烟上部烟叶成熟度技术研究进展

3.2.1 合理打顶，改善烟叶理化特性打叶留顶技术不同程度调控根系烟碱合成酶活性和生长素合成，能够减弱根系二次发育和烟碱合成能力，对上部叶的氮、钾养分吸收和烟碱含量都起到调控作用，最终影响上部烟叶的可用性[46-47]。李朝阳等[48]研究表明，打叶留茎对‘云烟85’上部叶开片有促进效果，叶长和叶面积分别比对照提高了7.67%和16.38%，上部叶比例比对照降低2.21%，而打叶留花处理的上部叶比例比对照降低12.18%。在粤北南雄烟区，正常年份以中心花开放时打顶最适宜，异常年份在烤烟15片处留1个腋芽驳枝方法最适宜，能有效提高上部叶的理化特性[12]；而在粤北始兴烟区的研究表明，初花打顶能有效提高烤烟上部叶可用性[49]。可见，即便在粤北烟区，相同打顶留叶操作也因年际和土壤出现差异，所以需根据气候条件、土壤类型、生产方式研究确定适宜的打顶留叶方式。

3.2.2 优化采收方式，提高烟叶采收成熟度成熟采收是烤好烟的基础，因此采收成熟度和采收方式研究颇多。凌寿军等[50]研究了采收时间对烟叶质量的影响，结果表明，在粤北烟区上部叶在淀粉含量达到最大值后，上二棚烟叶在6～7 d内采收，顶部4～6片再延长2～3 d 采收，烤后烟叶产质量俱佳；留养成熟采收能够改善烟叶碳氮比，烤后烟叶化学组分趋于协调，利于烟叶的品质提高[51]。蔡宪杰等[52]研究发现，上部6片烟叶一次成熟采收可明显提高烟叶成熟度、叶片结构变疏松，烤后烟叶淀粉含量降低，香气量和浓度增加、刺激性和杂气减轻、香气质和吸食品质改善。在采收方法上，上部4～6片叶一次性成熟采收烤后烟叶物理特性和化学成分协调性都得以改善[53]。相比一次采收和逐叶采收，带茎采烤的烟叶烘烤过程叶片水分含量高，淀粉酶和转化酶活性高，淀粉等大分子物质充分降解和转化[54-55]。上部烟叶逐片采收最能把握成熟采收标准，但其在成熟阶段往往受到许多不利因素影响，研究结果不尽一致[46]，所以研究不同条件下上部烟叶成熟度、适宜采收方式，形成因时、因地、因烟多样的上部烟叶采收技术，才能真正提高上部烟叶质量。

3.2.3 创新上部烟叶密集烘烤工艺，提高烟叶后熟度 烤烟上部叶片身份厚，组织结构紧密，大分子物质含量高，自由水含量少，易烤出含青和挂灰烟，所以优化烘烤相关参数、创新烘烤技术对上部叶可用性至关重要。宫长荣等[56]认为，采用低温变黄、缓慢定色为上部烟叶适宜的烘烤工艺。而张晓远等[57]研究表明，上部烟叶变黄期干球温度40～42℃、湿球温度37.5℃，并持续24 h，可使烟叶淀粉降解充分、化学成分协调。邱标仁等[58]指出，适当延长上部叶变黄期时间，烟叶变黄充分，叶内大分子物质向品质有利方向转化，从而提升烤后烟叶质量。刘腾江等[59]用‘云烟97’研究上部烟叶烘烤技术，结果显示，变黄期烘烤时间由56 h延长至72 h，烤后上部烟叶化学成分协调性改善，致香物含量增加、工业可用性提高。可见，变黄期是影响上部叶可用性的关键阶段，根据烤烟品种、鲜烟素质、烟叶成熟度等优化变黄阶段工艺参数，制定出上部烟叶定向化烘烤工艺技术，对提高烟叶外观质量、改善化学成分协调性、彰显风格特色具有重要作用。

4 展望

影响上部烟叶可用性农艺因素较为复杂，受到品种、生态、栽培、采收和调制等多重因素的影响，甚至试验时间不同结果可能存在差异；对工艺环节的研究鲜有报道。提高上部烟叶可用性之所以多年来一直是研究的热点，一方面源于上部烟叶原料占比较多，另一方面也说明至今尚未取得关键技术突破。烤烟上部烟叶质量形成于农艺环节，收购环节决定经济效益，可用性体现于工艺环节，说明提高上部烟叶可用性是一个复杂的系统性工作，为了更有效解决上部烟叶问题，充分利用好现有原料，需要加强以下3个方面工作。

（1）当前，粤北烟区上部烟叶的问题与国内其他产区相比，存在糖含量偏高、烟碱含量偏低的个性差异，也有其他共性问题存在。因此，针对本烟区上部烟叶存在问题，需细致调研，以问题为导向，制定明确的技术路线，开展定向性研究，达到提升品质、提高可用性的目标。

（2）近年来，围绕提高上部烟叶可用性的研究多见于农艺环节的研究，且集中在上部烟叶成熟采收标准和方式、烘烤工艺等，这些措施对提高上部烟叶可用性起到一定作用，但是很难达到一、二类卷烟配方的要求，说明单项技术只能解决部分问题，无法从根本上提高上部烟叶可用性。因此，需要运用系统思维，从栽培到收购乃至加工及配方应用等环节系统性进行技术研究，农艺环节从品种选择、布局、移栽和营养等技术研究来调控烟株个体发育和协调群体结构提高田间耐熟性，研发关键栽培技术和病虫害防控制技术使上部烟叶能够养熟到位，优化密集烘烤工艺确保烤熟烤香；工艺环节改进加工工艺，在烟叶醇化、产品设计、叶组配方、加香加料等方面开展深入研究，提高烟叶的可用性，最大限度地利用烟叶资源。

（3）上部烟叶生长在烟株的上部，其发育贯穿整个生育期，易受气候条件影响，形成不同烟叶素质。在未来的研究中，农艺环节要开展多年、多点试验形成定向性技术，集成共性和差异化的技术体系，以保持年际间上部烟叶质量稳定性；工艺环节也要开展大叶组多配方试验，减小上部烟叶原料差异性，来提高上部烟叶工业可用性。