王育軍
(甘肅煙草工業有限責任公司技術中心,甘肅蘭州 730050)
烤煙的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,占整株煙葉葉片數的約1/3,占單株煙葉總產量的約40%。由此可見,上部煙葉在烤煙生產中占有重要地位。但是長期以來,我國的上部煙葉烤后葉的內在質量存在著煙堿含量偏高,刺激性大,糖堿比偏低等一系列化學成分不協調問題,在卷煙配方中不便利用,降低了上部煙葉的工業可用性。因此,如何提高上部煙葉的可用性成為近年來不斷研究的熱點課題,而煙堿含量偏高是制約上部煙葉可用性的關鍵因素[1]。目前對于如何調控上部煙葉煙堿合成和積累已經做了大量的研究[2-6],如:環割、切根、噴施外源激素等方法對于降低上部煙葉的煙堿含量確實有明顯的效果,但是在實際生產中缺乏可操作性;通過調整氮肥的施用量以及不同類型氮素的配比則會影響整株煙的產量及對中、下部煙葉的品質產生影響。因此,本文試圖通過從主要常規農藝措施的角度,闡述影響上部煙葉煙堿含量的因素。
打頂是調控煙株營養和煙葉品質的重要措施,打頂不可避免的對煙株的莖稈造成了局部損傷,產生傷害脅迫,植物對傷害脅迫有其適應機制。通過在傷口部位釋放某些化學信號物質,并傳遞給臨近的部位使植株對傷害做出相應的防御反應來應答外界的傷害,改變了煙株體內的物質代謝和源庫關系。打頂后,煙株體內生長素(IAA)含量急劇降低,而IAA能夠刺激H+的分泌和K+的吸收同時進行,研究表明[5],煙葉中鉀含量與煙堿的含量呈負相關,因此,打頂降低了對K+的吸收,這也可能是烤煙鉀含量偏低的原因;另外,打頂還促進了次生根的萌發,增加了根的深度和密集度,相應地增加了根部對水分和養分的吸收能力,用于合成煙堿的氮急劇增加,增強了煙堿的合成能力。
在逆境條件下,植物體內的脫落酸(ABA)含量迅速增加,ABA能誘導某些酶的重新合成,增加植物的抗逆性,以適應環境。有研究表明[7],煙草受傷部位ABA含量比未受傷害部位高,韓錦峰等試驗證明[8],不論打頂與否,噴施ABA均能提高煙株體內的煙堿含量。茉莉酸類(JAS)是廣泛存在于植物體內的一類化合物,主要組成是茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MeJA),是信息傳遞物質。研究表明[7],煙草在受到傷害時JA大量合成,JA通過信號傳導刺激根系的煙堿合成。
余志虹等在粵北始興煙區通過對扣心打頂、現蕾打頂和初花打頂三種不同打頂方式的研究表明[9],煙葉成熟采收時,扣心打頂烤煙煙堿含量大于現蕾打頂煙葉;現蕾打頂烤煙煙堿含量大于初花打頂煙葉。郭東海等研究發現,完全打頂的煙葉,煙堿含量高,不打頂處理的煙葉盡管煙堿降低,但也出現糖氮比不協調等問題,而打頂留花苞15個處理的煙葉相比不打頂處理的煙堿含量降低,鉀含量升高[10]。
打頂時期不同,對煙葉質量的形成,尤其是上部葉質量形成有很大的影響[11]。打頂過早,一方面上部葉尚處于幼嫩階段,分生細胞延續分裂時間很長,上部葉集中營養充分,分裂增殖,造成葉片肥大;另一方面煙株長到現蕾開花時,由氮素同化階段轉入碳素同化階段,打頂過早,實際上是促進和延長了氮素同化過程,從而使進入葉片的氮素升高,對煙葉的化學成分協調性產生不良影響,而且打頂過早,打亂了煙株內的激素平衡,使一些營養元素的吸收和累積受阻[12]。打頂時間的推遲有利于降低煙堿含量,增加鉀含量,改善煙葉協調性[9],薛琳等[13]認為在皖南煙區生態條件下打頂時間的推遲雖有利于降低煙堿含量,但煙葉鉀含量也隨之降低,在中心花開放50%打頂更有利于烤煙獲得較好的產質量,這與周初躍等[14]的研究一致。在生產實踐中要根據土壤條件、施肥水平和煙株的長勢長相,分類指導打頂,如實際生產中有效葉數偏少可掌握適當推遲打頂時間有助于降低煙葉中的煙堿含量,避免煙堿含量過高;而有效葉數過多時,適當提早打頂時間,可保證在煙堿含量不偏高的情況下,提高煙葉的上等煙比例和均價,以達到在保證內在化學成分協調的情況下,獲得較好的產質量效益[15]。
留葉數對上部葉的可用性有重要影響,并與煙葉的煙堿含量呈顯著的負相關,增加留葉數可增加單位土地面積的煙葉數量和煙堿總量,但由于葉面積的沖淡效應最終反而降低煙葉中煙堿含量[16]。胡國松等人研究表明,烤煙留葉數以20片左右比較適宜,少于18片葉或高于20 片葉時,煙葉的評吸總分顯著降低,香吃味變差[17],紀成燦則認為目前生產上較為合理的留葉數在18~22片,并在這個范圍內傾向于適當多留葉,以稀釋上部葉較高的干物質含量和提高其可用性[18]。高貴等[19]的研究發現,土壤供應肥力過高、不均衡,氣候條件特殊,則煙株留葉數對上部煙葉煙堿含量的影響會變為次要因子,并且表現得不明顯。因此在生產實踐中要根據實際情況,分類指導留葉數。在正常水肥條件下,單株留葉以18~20片為宜;施肥不足則減少留葉數,適當提早打頂,采取現蕾打頂,并配合施用葉面肥,促頂葉開片;高肥條件下的煙株則增加留葉數,延遲打頂時間。
目前,上部葉采收方式主要有3種,(1)傳統采收方法。每隔7~10d,采收2~3片上部葉。(2)一次性帶莖砍采。頂部4~7片葉充分成熟后一次性砍采。(3)一次性采收。一次性采收的成熟標準跟一次性帶莖砍烤的標準一樣,要求頂部倒數第二位葉必須充分成熟,方可一次性采收。
江峰等[20]的研究表明,一次性采收,較傳統采收方法而言,能夠減少上部煙葉自身之間的差別,使得煙堿均勻地分布于上部葉中,起到稀釋上部煙葉煙堿的作用。傳統常規方法采收后的煙葉自身之間差別比較大,尤其頂部1至2葉煙堿含量過高,使得其工業可用性降低。一次性采收后的煙葉質量明顯要高于傳統的分次采收,這與劉道德[21]、羅華杰等[22]的研究基本一致。江厚龍等[23]認為,一次性帶莖砍采,上部葉煙堿含量較傳統采收方法降低了2.92%,這可能與帶莖砍采在一定程度上提高了頂部葉的成熟度,同時烘烤過程中煙莖中的水分持續供應煙葉,促進葉片內物質充分分解轉化有關[24]。簡永興等[25]的研究發現一次性采收或砍采可顯著降低上部煙葉的煙堿含量,二者的倒數第2葉初烤煙的煙堿含量分別為3.0%與2.9%,,而傳統采收方法的煙堿含量為3.9%;他還發現同為傳統采收方法,與每次采收2片的相比,每次采收3片的亦具有一定程度的降低上部煙葉煙堿含量的作用。趙莉等[26]的研究認為,同為一次性帶莖砍采,T3(打頂后60天,上部6片葉帶莖砍采)與T4(打頂后65天,上部6片葉帶莖砍采)相比,上部葉煙堿含量T3>T4。汪健等[27]的研究則表明,同為一次性采收,煙堿含量上部葉7片一次采收>上部葉5片一次采收。結合現有關于采收方式對上部葉煙堿含量的研究成果可知[19-27],3種主要采收方式就降低上部葉煙堿含量而言,一次性帶莖砍采好過一次性采收,一次性采收則優于傳統采收方法。
種植密度對烤煙的產量和品質影響很大,不同的種植密度形成的群體結構不同,田間小氣候必然受到影響。有研究表明[3],隨著種植密度的增加,煙堿的含量呈下降趨勢。群體的結構及特性是所有個體的數量及生長發育狀況所決定的。當中、下部煙葉采摘完成后,煙株的中下部分處于通透的狀態,群體結構變得疏松,從某種程度上講,可以認為是低種植密度類型,此時煙田通透性增加,加快了煙田群體內部空氣流動的速度。地面覆蓋度減小,白晝吸收的熱輻射增多,地溫上升快,根系活力增強;而夜間地面散熱多,地溫下降快,根系呼吸作用弱,消耗有機物少,有利于根系的生長和吸收作用的加強。另外,由于葉片數的減少以及通透性的增加,田間相對濕度降低,增強了葉片的光合作用能力,一方面,光合作用的增強為根系合成煙堿提供了大量的碳架和能量;另一方面,蒸騰作用所產生的水勢將根所吸收的水分和溶解其中的養分源源不斷的向上運送到葉片中,這其中就包括在根尖合成的煙堿。在煙堿合成量(源)不變的情況下,葉片數(庫)的減少,使得葉片中煙堿的輸入量相對增加。一般認為,以行距110~120cm,株距50~55cm,移栽1 100~1 200株/667m2適宜[3]。
煙堿是生物堿的重要成分,屬于植物次生代謝產物,這類化合物多有特殊而顯著的毒性作用,但生物堿在煙草體內含有較高的濃度,而對煙草的生命活動沒有任何影響。目前普遍認為植物次生代謝物的存在與植物的生存競爭有關,是植物化學防御機制中的有效物質。上部煙葉由于在生長過程中處于不斷變化的環境,煙株受到自身及外界的各項刺激等多方面的因素,影響了上部煙葉的煙堿含量。通過合理分配種植密度,把握好上部煙葉的打頂時間和打頂方式,選用合適的留葉數和采摘方式,對于降低煙堿含量,改善煙葉物理性狀,協調內在化學成分具有促進作用。
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