不适用烟叶去除方式对烟叶光合速率及产质量的影响

阎轶峰 姜超强 胡焕亮 沈嘉 祖朝龙 包丽辉 汪文杰

摘要

为探讨适宜皖南烤烟适宜的去叶方式，采用田间小区试验，以云烟87为材料，根据不适用烟叶去除时间和数量设置4个处理：B1处理（打顶前10 d摘除3片脚叶、打顶时摘除1片顶叶），B2处理（打顶前5 d摘除3片脚叶、打顶时摘除1片顶叶），B3处理（打顶后5 d摘除4片脚叶），B4处理（打顶后10 d摘除4片脚叶），从烟叶光合特性、产量产值、化學成分、外观和感官质量等全面评价优烟叶优化结构的作用。结果表明，摘除不适用烟叶显著影响烟株剩余烟叶的净光合速率，B3处理较B1处理中部叶和上部叶的净光合速率分别明显降低46%和38%。B3处理烟叶上等烟比例和中上等烟比例均较高，分别较B1处理提高4.7和1.5百分点。B3处理可提高烟叶感官质量，可能是该去叶方式能够合理调控烤烟的光合作用和代谢强度，促进烤后烟叶化学成分更加协调，B3处理能够保障种烟效益、提高烟叶等级结构、提升烟叶感官质量。综合可见，打顶后5 d摘除4片脚叶是皖南烟区适宜的优化烟叶结构措施。

关键词 烤烟；不适用烟叶；去叶方式；光合速率；感官质量

中图分类号 S572  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）23-0030-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.007

Effects of Unsuitable Tobacco Leaf Removal Methods on Photosynthetic Rate， Yield and Quality of Flue-cured Tobaccos

YAN Yi-feng1， JIANG Chao-qiang1， HU Huan-liang2 et al

（1. Tobacco Research Institute， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei， Anhui 230031;2. Chizhou Branch of Anhui Tobacco Cooperation， Chizhou， Anhui 247100）

Abstract A field experiment was carried out with flue-cured tobacco cultivar Yunyan 87 to explore the optimal leaf removal method in south Anhui. Four treatments were set according to the removal time and number of unsuitable tobacco leaves： B1 （removing 3 bottom leaves 10 days before topping and 1 parietal lobe when topping）， B2 （removing 3 bottom leaves 5 days before topping and 1 parietal lobe when topping）， B3 （removing 4 bottom leaves 5 days after topping）， B4 （removing 4 bottom leaves 10 days after topping）. The effect of leaf removal method was evaluated comprehensively from photosynthetic characteristics， yield， chemical composition， appearance and sensory quality of tobacco leaf. The results showed that the removal of unsuitable tobacco leaves significantly affected the net photosynthetic rate of remaining tobacco leaves. Compared with B1， the net photosynthetic rate of middle leaf and upper leaf in B3 treatment was significantly decreased by 46% and 38%， respectively. The proportion of upper class tobacco and upper-middle class tobacco in B3 treatment were the highest among all treatments， which were increased by 4.7 and 1.5 percentage points compared with B1 treatment， respectively. The B3 treatment improved the sensory quality of tobacco leaves， which could reasonably regulate the photosynthetic rate and metabolic intensity of flue-cured tobacco and promote the chemical composition of cured tobacco leaves to be more coordinated. The B3 treatment could ensure the tobacco planting efficiency， increase the grade structure of tobacco leaves， and improve the sensory quality of tobacco leaves. In summary， removing 4 bottom leaf 5 days after topping was an appropriate measure to optimize tobacco leaf structure in southern Anhui.

Key words Flue-cured tobacco;Unusable fresh leaf;Leaf removal;Photosynthetic rate;Sensory quality

基金项目 安徽省烟草公司池州市公司科技项目（2021001003004001）；安徽省烟草公司科技项目（20180551009）。

作者簡介 阎轶峰（1983—），男，山东淄博人，硕士，从事植物生理研究。*通信作者，高级农艺师，硕士，从事烟草栽培研究。

收稿日期 2022-12-30

优化烟叶结构是调控叶片营养、改善烟叶等级比例的一项重要措施，对烟叶产量和品质有重要影响［1-2］。目前，优化烟叶结构的方式主要是通过田间摘除部分下部烟叶（主要是脚叶）或上部烟叶（顶叶）来实现［3-4］，摘取脚叶或顶叶优化了烟株余下烟叶的光热条件，增加通风透光，利于提升烟叶质量［4-5］。不同产区根据种植的品种和工业需求去摘除脚叶或顶叶的时间和数量有所不同，因此烟叶科技工作者也一直在探索适宜烟叶结构的优化方式，这也是产区优质烟叶生产的重要技术。

合理优化结构能够提高优质烟叶和上等烟叶的比例，降低不适用烟叶以及低等级烟叶的比例，降低烟叶生产成本，提高烟农效益［6-7］。优化烟叶结构带来上等烟叶原料比例的提升，能够更好满足工业卷烟产品升级发展需求［4-5］。因此，诸多学者开展了优化烟叶结构对烟叶物理化学指标、烟叶产量和品质等影响的研究工作。李伟等［8］研究表明，摘除下部叶片数量主要影响烤烟上部烟叶的开片度、厚度、叶质重等物理特性；摘除下部叶的数量和时期以及摘除顶叶数量则主要影响烤烟上部烟叶的单叶重和含梗率。许东升等［9］研究表明，在打顶时清除底脚叶，能够较好优化烟叶结构，实现烟叶稳产增值、提质增效。目前，大多数研究仅就叶片优化的时期或者摘除叶片的数量开展研究，并未准确探明优化烟叶的时期和摘除烟叶的数量，从而限制了具体措施的推广应用，实际应用的效果也并不理想。此外，前人研究多集中优化烟叶结构对烟叶物理指标［8］、产量［3］和经济性状［7］的影响，而对烟叶的光合特性和烤后烟叶感官质量影响的研究鲜有报道。

鉴于此，笔者从烟叶光合特性、烟叶产量、经济性状、化学成分、外观和感官质量等全面评价优烟叶优化结构的影响，以探明摘除田间不适用烟叶最佳时间和数量，寻找对烟叶质量和经济效益的最佳操作方法，为提高优质烟叶生产比例提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年在安徽省烤烟主产区池州市龙泉镇进行，供试土壤质地为壤土，土壤类型为水稻土。试验地土壤基本理化性状为pH 5.71，有机质16.1 g/kg，碱解氮116.52 mg/kg，速效磷30.31 mg/kg，速效钾122.61 mg/kg。

1.2 试验材料 供试烤烟品种为云烟87。

1.3 试验设计及管理

试验共设4个去叶方式处理，即B1处理（打顶前10 d摘除3片脚叶、打顶时摘除1片顶叶），B2处理（打顶前5 d摘除3片脚叶、打顶时摘除1片顶叶），B3处理（打顶后5 d摘除4片脚叶），B4处理（打顶后10 d摘除4片脚叶），具体见表1。每个处理重复3次，小区面积48 m2（4.8 m×10 m），种植烤烟80株。根据当地优质烤烟生产技术标准，氮肥、磷肥和钾肥用量选择当地最佳用量分别为112.5、150.0和337.5 kg/hm2。试验所需肥料由烟草专用肥、硝酸钾肥、硫酸钾、钙镁磷肥、磷酸二氢钾肥和磷酸二铵。肥料全部一次性基施，起垄后肥料位于垄体正下方，其他田间管理技术措施均一致。3月中旬烟苗移栽，7月下旬烟叶采烤结束。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 农艺性状及叶片光合特性。

参照YC/T 142—2010烟草农艺性状调查测量方法［10］，在烤烟成熟期调查各小区农艺性状。每小区固定取15株烟草进行测量，包括成熟期不同部位烟叶的叶长和叶宽等。在打顶期和采烤期分别用Li-6400便携式光合仪（Li-COR，USA）测定中部叶和上部叶的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、细胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）参数。

1.4.2 产量和产值。

烟叶成熟采烤期按小区单独采收，分别挂牌烘烤，烤后烟叶按照烤烟分级标准［11］进行分级，统计每个小区的产量和等级比例，计算产值和均价等。

1.4.3 外观和感官质量。

选取具有代表性的烤后C3F和B2F烟叶，由安徽中烟工业公司专业人员进行外观和感官质量评价，外观质量和感官质量满分均为10分。

1.4.4 烟叶化学成分。

选取具有代表性的烤后C3F和B2F烟叶，烘干至恒重，研磨粉碎过筛，参照行业标准采用连续流动分析法测定烟叶常规化学成分含量［12］。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2013和SPSS 19.0软件进行数据统计和分析；采用LSD法进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 去叶方式对不同部位叶片大小的影响

由表2可知，不同去叶方式处理对成熟期各部位（下部、中部和上部）最大叶片的长度无显著影响，但是对下部叶和上部叶的宽度有影响。B1处理上、中、下部最大叶的宽度均为各处理最大，B1处理上部最大叶宽度较B4显著增加13.2%，说明B1处理（较早去叶）对上部叶的宽度有一定的促进作用。

2.2 去叶方式对叶片光合作用的影响

由图1和2可知，打顶期各处理中部叶净光合速率存在较大差异，随着去叶时间的推迟，中部叶和上部叶的净光合速率均呈先增加后降低的趋势，其中去叶最早的B1处理中部叶和上部叶的净光合速率均为各处理最低，较净光合速率最高的B3处理显著降低46%和38%（图1A和2A），同样，B1处理中部叶和上部叶的气孔导度较B3处理显著降低30%和39%。B1处理中部叶和上部叶的胞间CO2浓度显著高于其他处理；B3和B4处理中部叶和上部叶的蒸腾速率显著高于B1和B2处理（图1D和2D）。

采烤期上部叶光合特性分析发现（图3），B1处理上部叶净光合速率最低，较B4处理显著降低18%。上部叶气孔导度随着去叶时间的推迟呈现先增加后降低的趋势，B3处理上部叶的气孔导度显著高于B1和B4处理。B4处理上部叶胞间CO2浓度显著低于其他处理；B3处理上部叶蒸腾速率显著高于B1和B4处理。可见，过早去叶显著降低了中部叶和上部叶光合速率，而去叶较晚则可能不利于上部烟叶的成熟落黄。

2.3 去叶方式对烟叶产量和产值的影响

由表3可知，不同去叶方式间烟叶产量和产值均无显著差异，B3处理烟叶均价、上等烟比例和中上等烟比例均最高，显著高于B1处理，上等烟比例较B1处理提高4.7百分点，中上等烟比例提高1.5百分点。总体而言，B3处理烟叶均价和上等烟比例最高，既保障烟农收益，也提升了烟叶的等级质量。

2.4 去叶方式对不同部位烟叶化学成分的影响

由4表可知，各处理中部叶烟碱含量以B3和B4处理较高，上部叶则以B2和B3处理含量较高，B1处理的中部叶和上部叶烟碱含量均较低。与此类似，B1处理的中部叶和上部叶总氮含量均较低，可见过早去叶降低了烟叶的烟碱和总氮含量。除

上部叶B4处理外，各处理中部叶和上部叶的还原糖和钾含

量无显著差异。B4处理中部叶和上部叶的氯含量均显著高于其他处理。

2.5 去叶方式对烟叶外观和感官质量的影响

由图4可知，B2处理C3F烟叶外观综合分值显著高于B1、B3和B4处理，各处理C3F烟叶外观综合分值表现为B2处理＞B1处理＞B3处理＞B4处理，B1、B2和B3处理间B2F烟叶外观综合分值无显著差异，但均显著高于B4处理，各处理B2F烟叶外观综合分值则表现为B1处理＞B2处理＞B3处理＞B4处理。

各处理烟叶感官质量如图5所示，B3和B4处理中部叶的感官质量显著高于B1和B2处理。B4处理上部叶的感官质量显著高于其他处理，B2和B3处理显著高于B1处理，各处理上部叶感官质量由高到低依次为B4处理＞B3处理＞B2处理＞B1处理。

3 讨论

3.1 去叶方式对烟叶光合特性的影响

在田间摘除不适用烟叶是优化烟叶结构、提升优质烟叶等级比例的重要措施［3］。该研究发现，摘除不适用烟叶显著影响烟株剩余烟叶的净光合速率，B1处理（打顶前10 d摘除烟叶）较B3处理（打顶后5 d摘除烟叶）中部叶和上部叶的净光合速率分别显著降低46%和38%。有研究发现，摘除顶叶和脚叶，优化了烟株剩余烟叶结构，改善原本繁密的群体结构，叶片获得更加充足的光照，利于光合作用，提高光合速率［13-14］。摘除下部不适用烟叶，改善烟株田间的通风透光，增强烟叶光合作用，增强烟株抗逆性，降低病虫害发生，提高烟叶产量和品质［4］。该研究发现，过早（B1处理，打顶前10 d）摘除不适用烟叶会降低烟株剩余中部叶和上部叶的净光合速率，而较晚（B4处理，打顶后10 d）摘除不适用烟叶则可能不利于上部烟叶的成熟落黄。田间鲜烟的采收成熟度是影响烟叶外观品质、内在化学成分和香气质量的重要因素［15-16］。准确把握烟叶成熟采收是提升烟叶品质，尤其是烟叶香气质量的关键措施［17-18］。因此，根据摘除烟叶的时间和数量对光合作用影响的结果，该研究表明，适宜的优化烟叶结构措施是在打顶后5 d左右摘除4片下部脚叶。

3.2 去叶方式对烟叶等级和产质量的影响

产量和产值是烟叶经济性状指标，直接关系到烟农的收益和种烟积极性［19］。该研究表明，不同去叶方式对烟叶产量和产值均无显著影响，说明该研究采用的不同优化烟叶结构措施，烟叶的经济性状和烟农收益并无显著差异。这主要是由于设置的去叶数量均为4片，可采收烟叶的数量相同，保障了烟叶的产量和产值。适宜的去叶方式应当是在保障产值不下降的前提下，找到产值和等级结构平衡的共赢点，尽可能提升烟叶的等级部位结构和比例［3］。等级和部位结构则是烟叶作为工业原料使用时结构层次的反映，直至反映烟叶的工业可用性及等次［5，7］。B3处理（打顶后5 d摘除烟叶）烟叶上等烟比例和中上等烟比例均为各处理最高，分别较B1处理提高4.7和1.5百分点。黄浩等在福建武平烟区的研究表明［3］，摘除3片脚叶和2片顶叶，保障烟叶总产值的同时，上等烟和中上等烟比例分别提升了11.71%和2.37%。可見，不同烟区烟叶优化结构的方式（去叶时间和数量）有较大差异。该研究表明，安徽皖南烟区打顶后5 d摘除4片脚叶在保障烟叶经济效益的同时，能够提高优质烟叶的等级烟比例，既保障烟农收益，又提升了烟叶等级质量。

3.3 去叶方式对烟叶品质的影响

化学成分是影响烟叶内在质量的物质基础，其中烟碱、总氮、总糖、还原糖、钾和氯含量等对烟叶品质有重要影响［20］。B1处理（打顶前10 d去叶）的中部叶和上部叶烟碱和总氮含量均较低，可见过早去叶降低了烤后烟叶的烟碱和总氮含量的趋势；去叶方式对中部叶和上部叶的还原糖和钾含量无显著影响。有研究表明，摘除3片脚叶和2片顶叶，降低了烤后烟叶烟碱和总氮淀粉的含量，提高了钾含量，降低烟叶吸食中的刺激性，改善烟气的舒适度［3］。摘除脚叶，剩余叶片光合作用增强，同等条件下的香气总量增加，这可能是优化烟叶结构通过调控水肥运筹和光合作用效率来促进烟叶香气的积累［21］。有研究认为，随着田间去除不适用烟叶数量的增多，中性香气物质的含量呈上升趋势，摘除2片脚叶及2片顶叶、摘除3片脚叶及3片顶叶处理的香气总量分别比对照增加了50.28%和74.32%［3］。但是，过多摘除顶脚叶（6片以上）可能导致烟株碳氮代谢不协调，叶片成熟落黄困难，烟叶烘烤过程中色素降解不充分，进而降低了烟叶品质。此外，摘除烟叶数量过多，虽然在一定程度上提高了烟叶的香气和质量，但是烟叶产值和烟农收益因烟叶产量较低而显著降低，因此应当在保障种烟收益的基础上，优化烟叶结构，提升烟叶质量，达到种烟效益与烟叶质量的平衡点。该研究表明，打顶后5 d摘除4片脚叶提高烟叶质量，可能是这一去叶方式能够合理调控烤烟的代谢强度，促进烤后烟叶化学成分更加协调，既能保障种烟效益，又能提升烟叶感官质量。

4 结论

（1）摘除不适用烟叶显著影响烟株剩余烟叶的净光合速率，B3处理（打顶后5 d摘除烟叶）较B1处理（打顶前10 d摘除烟叶）中部叶和上部叶的净光合速率分别显著降低46%和38%。

（2）B3处理（打顶后5 d摘除烟叶）烟叶上等烟比例和中上等烟比例均为各处理最高，分别较B1处理提高4.7和1.5百分点，该去叶方式在保障烟叶经济效益，能够提高优质烟叶的等级烟比例。

（3）打顶后5 d摘除4片脚叶提高烟叶感官质量，这可能是因为该去叶方式能够合理调控烤烟的代谢强度，促进烤后烟叶化学成分更加协调，该去叶方式能够保障种烟效益、提高优质烟叶的等级烟比例、提升烟叶感官质量。

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