灌溉方式對成熟上部煙葉物理性狀的影響

邱 堯，周冀衡*，徐文軍，鄧小華，謝鵬飛,，黃松青,，張萬良，張浩然

(1 湖南農業大學煙草研究院，長沙 410128；2 湖南農業大學生物科學技術學院，長沙410128;3 長沙市煙草公司，湖南長沙 410007)

在中國烤煙煙葉分級中， 上部葉包括全部頂葉和部分上二棚葉，每株一般有6片左右，約占單株煙葉干重的40%。按照烤煙42級國家標準，上部葉在上等煙11個級別中有5個級別，占45.5%；在中等煙19個級別中有9個級別，占47.4%。由此可見，上部煙葉對整株煙的產量和質量都有重要作用。而在中國目前的煙葉生產中，烘烤后上部煙葉的外觀質量普遍表現為組織不夠疏松，葉片僵硬，雜色煙和掛灰煙多，油分少等問題；其內在質量主要表現為煙堿含量偏高，刺激性大，雜氣較重，香氣量不足，在卷煙配方中不便利用，甚至無法利用。上部煙葉可用性提高后，不僅可以緩解當前煙葉等級結構的矛盾，而且將有助于降焦減害工作的開展及卷煙“大品牌”戰略的實施，因此，如何提高上部煙葉的可用性成為了研究熱點。水分和養分是影響烤煙生長發育和烤煙質量的兩大生態因素，而養分是以水為媒介進行傳遞的,因此，良好的水分條件能夠提高煙草植株的生長和改善光合特性，促進光合產物積累和分配。合理進行水分調控，以水調肥，促進養分的吸收，為烤煙的生長發育提供良好的水肥條件，才能獲得優質適產的煙葉。筆者研究了采取自然排灌和田間灌溉兩種方式對上部煙葉烤后物理特性的影響，旨在探索當前烘烤條件下通過改變上部煙葉成熟期的水分供應來提高上部煙葉的可用性[1～10]。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗設在湖南寧鄉現代煙草農業示范區內。供試煙草品種為當地主栽品種云煙97。試驗區植煙土壤pH值平均為5.46，土壤質地疏松，土層較厚，肥力中等均勻，地勢平坦，排灌便利，前茬作物一致。栽培管理措施按當地優質煙葉生產技術方案執行。

1.2 試驗設計

待中部煙葉采收結束后，將試驗田劃分為灌溉區和自然排灌區。上部葉成熟期間，對灌溉區的煙田每天進行水分管理，保證灌溉區的壟溝有1～2 cm的潤溝水, 保持壟溝濕潤；對自然排灌區則不需安排專人管水。在對試驗田進行水分調控的同時，還對試驗田上部煙葉的總體成熟特征進行跟蹤觀察。當頂部第1片煙葉達到試驗處理成熟特征，即葉片以黃為主，黃多綠少，主脈變白 2/3 以上，子脈變白1/2左右；莖葉角度接近直角，葉片彎曲呈弓型，葉面皺縮，有較多黃色成熟斑時，從各處理中選取煙株各480株，一次性采收上部6片煙葉，并按從頂1～頂6的葉序分別進行編桿并標識，每桿編煙120片。編桿后放入同一烤房進行三段式烘烤，參照一次采收試驗示范的烘烤技術要求進行：（1）適當提高變黃期的濕球溫度，縮小干濕差，干濕差保持在1.5～2.0℃。（2）延長變黃期時間12～24 h。（3）定色前期加速排濕以避免升溫時發生棕色化反應，導致煙葉顏色變褐。

1.3 測定指標及方法

選取各處理有代表性的烤后煙葉，測定其葉長、葉寬、開片度、單葉重、含梗率、葉片厚度、葉密度、平衡含水率以及單位葉面積質量等物理指標。采用SPSS18.0統計軟件包對所測定的數據進行統計分析和相關性分析[11,12]。

2 結果與分析

2.1 水分調控對烤后上部煙葉主要物理指標的影響

自然排灌和灌溉條件下烤后上部煙葉主要物理指標列于表1。由表1可知，灌溉條件下的葉長比自然排灌條件下的葉長略變短，但葉寬則比自然排灌條件下增加6.35%，開片度也相應提高，葉面積的增加，有助于提高其工業可用性；灌溉條件下的葉厚比自然排灌條件下的減少了6.61%，有利于增加煙葉的填充性，提高卷煙的燃燒性能；烤后煙葉平衡含水率有所提高，改善了細胞內環境，能夠促進細胞生命代謝活動；葉密度和單位葉面積質量略有下降，在單葉質量增加較小的前提下，提高了葉肉細胞間的疏松程度。

表1 烤后上部煙葉的主要物理指標

2.2 自然排灌條件下烤后上部煙葉主要物理指標的統計分析

自然排灌條件下烤后上部煙葉主要物理指標的統計分析結果見表2。由表2可知，各物理指標方差大小依次為葉密度、葉厚、葉長、含梗率、單位葉面積質量、葉寬、開片度、平衡含水率、單葉質量，其中單葉質量的方差接近于0，表明上部6片葉之間質量較接近；葉寬和開片度的方差接近于1，表明自然排灌條件下上部煙葉相互之間的葉寬、開片度比較接近；而其他指標的方差較高，特別是葉密度和葉厚的方差顯著高于其他項，表明葉厚和葉密度變化較大，從而導致各葉位間的葉長、含梗率和單位葉面積質量不穩定，說明葉厚和葉密度受葉位和光合作用等條件影響較大。

從偏度系數來看，葉長和單位葉面積質量近似呈正態分布，葉寬、單葉重、葉厚呈右偏態分布，其他物理指標都呈左偏態分布；從峰度系數看，除葉寬和葉密度為尖頂峰外，其他物理指標為平頂峰。

表2 自然排灌條件下烤后上部煙葉的物理指標統計分析值

2.3 灌溉條件下烤后上部煙葉主要物理指標的統計分析

灌溉條件下烤后上部煙葉主要物理指標的統計分析結果見表3。由表3可知，各物理指標方差大小依次為葉密度、葉厚、葉長、葉寬、單位葉面積質量、開片度、含梗率、單葉重、平衡含水率，方差值普遍高于自然排灌條件下的取值，表明在灌溉條件下，上部煙葉處于更加活躍的生理狀態。

從偏度系數來看，葉長、含梗率、葉密度以及平衡含水率呈左偏態分布；葉寬、單葉重、葉厚以及單位葉面積質量呈右偏態分布；開片度近似呈正態分布。從峰度系數看，葉長、葉寬、開片度、含梗率、葉厚、葉密度以及單位葉面積質量為平頂峰；其他物理指標為尖頂峰。

表3 灌溉條件下烤后上部煙葉的物理指標統計分析值

2.4 自然排灌條件下烤后上部煙葉物理指標間的相關性

由表4可知，葉長與葉寬、含梗率，葉寬與單葉重、葉厚，含梗率與葉厚，葉厚與單位葉面積質量之間達顯著相關水平；葉長與葉厚、單位葉面積質量，含梗率與單位葉面積質量之間達極顯著相關水平。其中葉長與葉寬、含梗率，葉寬與單葉重，葉厚與單位葉面積質量呈高度正相關；葉長與葉厚、單位葉面積質量，葉寬與葉厚，含梗率與葉厚、單位葉面積質量之間呈高度負相關(│r│≥0.8視為高度相關；0.5≤│r│<0.8視為中度相關；0.3 <│r│< 0.5視為弱相關[9,10])。

表4 自然排灌條件下烤后上部煙葉物理指標間的簡單相關系數

2.5 灌溉條件下烤后上部煙葉物理指標間的相關性

由表5可知，葉長與葉寬、單葉重，葉寬與單葉重、葉厚，單葉重與葉密度之間達顯著水平；葉長與葉厚、單位葉面積質量之間達極顯著水平，其中葉長與葉寬、單葉重，葉寬與單葉重，單葉重與葉密度呈高度正相關；葉長與葉厚，葉寬與葉厚呈高度負相關。

表5 灌溉條件下烤后上部煙葉物理指標間的簡單相關系數

3 小節與討論

有研究表明，成熟期保持較高的土壤水分會使煙葉的糖分增加，燃燒特性變好，而煙堿、總氮含量降低。本試驗結果表明，上部煙葉成熟期間適度灌溉對于改善煙葉的外觀質量有顯著的影響。上部煙葉在打頂后的質量形成與自身的生理生化調節是密不可分的，灌溉提高了葉肉組織中的含水率，改善了煙葉葉肉組織生長環境，促進了細胞分裂，有利于葉內物質水解活動，能夠使蛋白質、淀粉等物質得到充分降解，香氣物質充分合成。灌溉促進了葉寬的增加，使得開片度提高，葉面積增大，有利于葉片的充分舒展，從而改善了煙葉的物理特性；葉厚和單位葉面積質量降幅較大；單位葉面積質量和葉片密度都是反映葉片結構疏密的常用指標，單位葉面積質量的降低，從側面反映了葉肉組織疏松程度的提高；在灌溉條件下，單位葉面積質量同單葉重、葉密度呈高度負相關；因此，成熟期合理調控煙田水分，能夠改變葉片組織結構，改善煙葉的彈性、填充力，有利于提高上部煙葉質量及其卷煙加工可用性。但是，灌溉后土壤中水分的增加對于上部煙葉的影響作用機制仍不清楚，中下部煙葉的采收對于上部煙葉質量的影響還有待進一步研究。

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