嫁接對烤煙烘烤特性的影響

代卓毅，張希，徐志強，姚怡帆，薛剛

（1.河南農業大學 煙草學院，河南 鄭州 450002；2.浙江中煙工業有限責任公司,浙江 杭州 310009）

烘烤是煙葉調制過程中的一道重要工序，是緊密聯系大田農業和卷煙工業的關鍵步驟，同時對煙葉品質有著很大影響，決定了煙葉的可用性[1]。烘烤特性是烘烤過程中煙葉對所采用烘烤工藝的反饋，研究烤煙的烘烤特性可為尋找適宜的烘烤方案提供理論基礎[2]，避免煙葉烤黑、烤糟等不利因素的出現，提高煙葉品質，增加煙農效益。煙葉的烘烤特性包括易烤性和耐烤性2 個方面[3]。易烤性是指在烘烤過程中煙葉失水和變黃速度快慢及其協調程度，耐烤性是指烤煙對烘烤環境的耐受程度。煙葉容易變黃和失水且兩者較為協調，說明易烤性好；煙葉容易定色且不容易烤黑，說明耐烤性好[4-5]。

影響煙葉烘烤特性的因素有品種[4]、氮肥[6]、移栽期[7]和采收成熟度[8]等。武圣江等[9]發現，不同烤煙品種烘烤特性具有顯著差異。此外，研究發現，嫁接能改善煙葉烘烤特性[10-11]。劉洪祥等[10]采用嫁接技術研究煙草品種大白筋599的特異香味來源時發現，嫁接可以一定程度改善煙葉落黃，促進煙葉早熟。劉劍君[11]用烘烤特性較好的中煙100 和烘烤特性較差的金星6007進行嫁接，發現嫁接煙株的烘烤特性介于兩嫁接親本之間，其中接穗影響較大，砧木也會對接穗產生影響。因此，通過嫁接技術改良烤煙的烘烤特性具有現實意義。

目前，通過嫁接改良烤煙烘烤特性的研究多集中在對烤后煙葉品質的影響上[11-14]，缺乏對煙葉烘烤過程中生理指標變化的分析，降低了其參考意義。因此，針對NC89貪青晚熟[15]、不易烘烤的問題，選用烘烤特性較好的品種中煙100[16]與NC89 進行嫁接，并進行烘烤試驗，對烘烤過程中的煙葉水分含量、葉綠素含量、多酚氧化酶活性以及烤后煙葉品質進行綜合評價，分析嫁接對烤煙烘烤特性的影響，旨在為烤煙品種烘烤特性改良及煙葉品質提高提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2020年3月1日至9月10日在河南省許昌市王洛 鎮（北 緯N33°57′31.16″，東經E113°29′29.57″，海拔108 m）進行。供試烤煙品種為中煙100（簡稱ZY100，易烘烤）、NC89（不易烘烤），均由河南農業大學煙草學院育種實驗室提供。

1.2 試驗設計

1.2.1 前期處理 試驗設置4 個處理，分別為2 個嫁接組合：ZY100/NC89（ZY100 作接穗，NC89 作砧木）、NC89/ZY100（NC89 作接穗，ZY100 作砧木）；2個對照：ZY100、NC89。

在許昌市襄城縣汾陳鎮大磨張村進行育苗，采用托盤育苗方式，3 月1 日育苗，4 月29 日采用劈接方式進行嫁接，之后放入愈合棚中培養3 d，再放入普通棚，逐漸揭開遮陽網和薄膜，讓煙葉進行通風和光照處理，待嫁接苗傷口愈合并生長正常后于5月15 日移栽到大田，未嫁接的煙苗采用控水剪葉措施，同樣放入愈合棚，后續處理與嫁接苗一致。

1.2.2 田間管理 田間采用完全隨機設計，每個處理種植300 m2左右，3行區，每行150 株，行距120 cm，株距50 cm，重復3 次。試驗地土壤類型為粉砂質黏壤土，土壤肥力均勻，地面平整，灌溉方便，肥力中等。田間管理參照《烤煙栽培技術規程》（GB/T 23221—2008）進行。

1.2.3 采收烘烤 煙葉正常落黃成熟時，每個處理采收具有代表性的中部（10—13 葉位）鮮煙200 片進行編桿烘烤。采用小型烤箱進行烘烤，該烤箱為電加熱型定制烤箱，溫濕度可人工設置，烤箱自動控制調整，裝煙量在800 片。烘烤方法按照三段式烘烤工藝進行。

1.3 測定項目與方法

一般認為，河南煙葉烘烤0～72 h 為變黃期，72～96 h 為定色初期。在烘烤0、24、48、72、96 h 取樣，用于測定煙葉水分含量、葉綠素含量和多酚氧化酶活性，共取5 次樣。另取烤后煙葉3～5 kg 用于化學成分分析以及外觀質量評價和評吸。各個處理重復3次。

1.3.1 煙葉失水特性 采用殺青烘干法[17]測定煙葉水分含量；失水速率為單位時間內煙葉水分損失量，失水均衡性為0～72 h（變黃期）和72～96 h（定色初期）的失水速率之比。

1.3.2 煙葉葉綠素含量 采用分光光度法測定烘烤過程中煙葉的葉綠素含量[18]。

1.3.3 多酚氧化酶(PPO)活性 采用鄰苯二酚氧化分光光度法測定中部煙葉的PPO 活性，以每克干煙葉樣品每分鐘內吸光度值（OD398）變化1.00 為1 個酶活性單位（U）[19]。以烘烤過程中24、48、72、96 h煙葉PPO活性的平均值來評價煙葉耐烤性。

1.3.4 外觀質量評價 外觀質量評價由河南中煙公司技術中心分級專家按照外觀質量量化評定標準進行評估，外觀質量權重為：顏色0.1、成熟度0.15、葉片結構0.2、身份0.2、油分0.1、色度0.1、葉面組織0.05、柔韌性0.05、光澤度0.05。

1.3.5 評吸 感官質量由河南中煙公司技術中心和河南農業大學煙草學院評吸專家按河南中煙技術中心單料煙質量評價辦法進行評估。

1.3.6 常規化學成分 煙葉化學成分采用連續流動分析法檢測[20]。

1.4 數據處理

采用Excel 2016對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同嫁接組合中部煙葉烘烤過程中含水率的變化

由表1 可知，隨著烘烤時間的推進，4 個處理中部煙葉含水量均呈下降趨勢。在烘烤0～72 h，中煙100/NC89 和中煙100 失水較快，NC89/中 煙100 和NC89 失水較慢；在烘烤72～96 h，NC89 和NC89/中煙100 失水較快，中煙100 和中煙100/NC89 失水較慢。可見，中煙100 和中煙100/NC89 在變黃期易失水，NC89 和NC89/中煙100 在變黃期不易失水。依據行業標準，中部煙葉失水均衡性在1.0～1.3易烤性好[19]。中煙100 的失水均衡性為1.26，介于1.0～1.3；中煙100/NC89 失水均衡性超過1.3，但與適宜值差異不大，失水較為協調；NC89/中煙100和NC89失水均衡性較為接近，分別為0.89、0.85，顯著低于中煙100和中煙100/NC89，明顯低于適宜值，失水較不均衡。從烘烤0～96 h 含水率的變化及失水均衡性可以看出，各處理煙葉的易烤性表現為中煙100＞中煙100/NC89＞NC89/中煙100＞NC89。

表1 不同嫁接組合中部煙葉烘烤過程中的含水率變化Tab.1 Changes in water content in the middle leaves with different grafting combinations during curing

2.2 不同嫁接組合中部煙葉烘烤過程中葉綠素含量的變化

研究認為，72 h 內葉綠素平均降解速率在1.25%/h 以上，降解量90%以上，煙葉易烤性較好；72 h 內葉綠素平均降解速率在1.15%/h 以下，降解量85%以下，煙葉易烤性不太理想[19]。由表2可見，烘烤24 h，中煙100/NC89 煙葉葉綠素降解比例最高，其次是中煙100，均顯著大于NC89/中煙100 和NC89；烘烤48 h，中煙100 煙葉葉綠素降解比例最高，顯著高于中煙100/NC89、NC89/中 煙100 和NC89；烘烤72 h，中煙100 煙葉的降解比例為95.25%，且0～72 h 葉綠素平均降解速率1.32%/h，說明其煙葉葉綠素降解較為完全；中煙100/NC89 煙葉72 h 內葉綠素平均降解速率和72 h 降解比例均顯著低于中煙100，且低于易烤標準臨界值，因此易烤性一般；NC89/中煙100 和NC89 與易烤標準值差異較大，易烤性遠不及中煙100 和中煙100/NC89。綜上，通過分析烘烤過程中各處理煙葉葉綠素含量的變化，易烤性表現為中煙100＞中煙100/NC89＞NC89/中煙100＞NC89。

2.3 不同嫁接組合中部煙葉烘烤過程中PPO活性的變化

在烘烤過程中，煙葉的PPO 活性變化是反映煙葉耐烤性的最重要指標。烘烤過程中中部葉平均PPO 活性（0～72 h）在0.3 U 以下，煙葉耐烤性好；在0.3～0.4 U，煙葉耐烤性中等；在0.4 U 以上，煙葉耐烤性下降，烤后煙葉容易發生棕色化反應[19]。由表3可知，嫁接煙株煙葉的初始PPO 活性相對于嫁接親本均顯著提高。在烘烤0～72 h 過程中，NC89 和NC89/中煙100的平均PPO活性較高，均顯著高于中煙100 和中煙100/NC89；而在烘烤96 h，中煙100 和中煙100/NC89 的PPO 活性顯著高于NC89 和NC89/中煙100。參考烘烤過程中的PPO 活性標準[19]，中煙100 和中煙100/NC89 中部煙葉0～72 h PPO 活性平均值在0.3 U 以下，耐烤性好。中煙100 烘烤0～72 h 的PPO 活性平均值顯著低于中煙100/NC89，因此，中煙100的耐烤性更好。而NC89/中煙100烘烤0～72 h 的PPO 活性平均值介于0.3～0.4 U，說明其耐烤性中等；NC89則在0.4 U以上，說明其中部葉耐烤性較差，煙葉在烘烤過程中易發生棕色化反應。各處理煙葉耐烤性由好到差依次是中煙100＞中煙100/NC89＞NC89/中煙100＞NC89。

表3 不同嫁接組合中部煙葉烘烤過程中的PPO活性變化Tab.3 Changes in PPO activity in the middle leaves with different grafting combinations during curing

2.4 不同嫁接組合烤后中部煙葉外觀質量評價

由表4 可知，中煙100 和中煙100/NC89 烤后煙葉各項外觀指標得分較為均衡，NC89/中煙100 和NC89 各項指標得分均低于中煙100 和中煙100/NC89。通過對各處理各項外觀質量評價指標加權求和后得出總分，烤后煙葉外觀質量以中煙100 得分最高，其次是中煙100/NC89 和NC89/中煙100 嫁接組合，NC89 得分最低，這與它們的易烤性和耐烤性排名相符。

表4 不同嫁接組合烤后中部葉外觀質量評價Tab.4 Evaluation of appearance quality of the middle leaves with different grafting combinations after curing

2.5 不同嫁接組合烤后中部葉感官評吸質量

煙葉感官質量評價結果（表5）顯示，不同處理之間各項感官質量評價指標得分情況規律性不太明顯，但可以看出，NC89/中煙100和NC89的香氣質和雜氣得分較高，中煙100 和中煙100/NC89 的濃度和灰色得分較高。從綜合得分來看，各處理得分差異不大，其中，中煙100感官質量得分最高，NC89感官質量得分最低。

表5 不同嫁接組合烤后中部煙葉感官質量評分Tab.5 Sensory evaluation of the middle leaves with different grafting combinations after curing

2.6 不同嫁接組合烤后煙葉主要化學成分含量

優質煙葉標準為還原糖含量16%～20%，總糖含量18%～22%，煙堿含量2%～3%，兩糖比≥0.9，鉀氯比≥4[21]。由表6 可見，各處理煙葉的煙堿含量均高于3%，不在優質煙葉標準范圍之內，其中中煙100的煙堿含量與優質煙葉標準更接近；各處理的總糖含量均符合標準；中煙100還原糖含量最高；各處理煙葉鉀含量表現為NC89/中煙100＞中煙100＞中煙100/NC89＞NC89；中煙100/NC89 兩糖比和鉀氯比最佳。

表6 不同嫁接組合烤后煙葉化學成分含量Tab.6 Content of main chemical components in the middle leaves with different grafting combinations after curing

3 結論與討論

在烘烤過程中，煙葉的易烤性取決于煙葉的失水特性和變黃特性[22]。煙葉的變黃和失水是相互協調的過程，前期煙葉變黃必須在一定的水分條件下才能進行，后期煙葉顏色的固定是水分大量散失的結果[23]。本試驗研究結果表明，中煙100 變黃期失水速率較快，葉綠素降解較完全，表現出較好的易烤性；中煙100/NC89 的變黃、失水協調性不如中煙100，說明用易烤性差的品種作為砧木嫁接時，會對接穗的易烤性產生負面影響。NC89 變黃期失水速率較慢，定色期失水速率較快，使煙葉難以定色，易出現烤青、烤黑現象；NC89/中煙100的變黃、失水較NC89 協調，說明用易烤性好的品種作為砧木嫁接時，可以一定程度上改善煙葉的烘烤特性，與劉洪祥等[10]的論證一致。這可能是由于用易烤性較好的品種作為砧木時，提高了接穗的鮮煙素質。

PPO 是鮮煙葉組織中的重要酶類之一。在烘烤過程中，多酚氧化酶參與多酚物質的氧化，是酶促棕色化反應的關鍵酶，其在烘烤過程中決定煙葉的色澤和內在質量。因此，烘烤過程中PPO 活性可以作為判斷煙葉耐烤性的關鍵指標[22]。本試驗中，各處理PPO 活性在定色初期（72 h）有明顯的高峰，這與蘭俊榮等[24]的研究結果一致。可能是由于在烘烤過程中水分不斷散失，溫度升高，導致細胞完整性受到破壞[25]。本試驗結果表明，各處理耐烤性表現為中煙100＞中 煙100/NC89＞NC89/中 煙100＞NC89。說明嫁接會影響烤煙煙葉的耐烤性，用耐烤性較好的品種作砧木時，會在一定程度上改善接穗的耐烤性。可能是因為烘烤過程中水分含量的高低影響到了PPO 活性[26]。這與劉劍君[11]的研究結果一致。

在對烤后煙葉外觀質量評價中發現，中煙100和中煙100/NC89 的外觀質量得分較高，其次是NC89/中煙100 和NC89，這可能是嫁接改變了烤煙的烘烤特性，進而影響了煙葉的外觀質量。各處理烤后煙葉的感官質量差異不大。烤后煙葉化學成分含量測定表明，中煙100 的煙堿含量低于NC89，鉀積累量高于NC89，結合嫁接組合可以看出，用中煙100作為砧木可以降低NC89的煙堿含量，同時提高NC89 的鉀含量，其主要原因是，煙堿的合成是在根系中進行的[27]，而對鉀的吸收也是通過根系[28]，改變煙株根系會對煙堿的合成和鉀的吸收效率產生影響。這與劉劍君等[13]和胡瑋[14]的研究結果一致。

綜上所述，嫁接會改變烤煙的烘烤特性，且嫁接煙株的烘烤特性介于接穗與砧木之間，其中受接穗影響較大；用烘烤特性好的品種作為砧木時，在一定程度上能提高接穗品種的烘烤特性；用煙堿含量低和鉀積累效率高的品種作為砧木可以提高接穗鉀含量，降低煙堿含量。