不同時期環(huán)割對上部煙葉生長發(fā)育及質(zhì)量的影響

楊趁義 孫光偉 陳振國 于濤 劉迎超 馬振 崔志成 孫秀朋 王玉軍

摘要：為探究不同時期環(huán)割對烤煙上部煙葉生長發(fā)育及質(zhì)量的影響，以云煙87為試驗材料，分別設(shè)打頂后環(huán)割（T1）、下部葉采收后環(huán)割（T2）、中部葉采收后環(huán)割（T3）3個處理，以不環(huán)割煙株作為對照，對上部煙葉農(nóng)藝性狀、光合參數(shù)糖代謝指標、碳氮代謝關(guān)鍵酶、氧化脅迫指標、化學成分、烤后感官質(zhì)量進行測定分析。結(jié)果表明，下部葉采收后環(huán)割（T2）能夠促進煙葉開片，長寬比降低7909%，葉面積提升6.53%6;葉片光合作用受到抑制，胞間CO2濃度提升16.48%，蒸騰速率下降20.26%。環(huán)割處理不同程度地抑制葉片中SOD、POD、CAT活性，提高煙葉中MDA和H2O2含量，促進葉片衰老。T1、T2處理顯著提高α淀粉酶、β淀粉酶、總淀粉酶和NI活性，降低葉片NR活性，顯著降低烤后葉片煙堿和蛋白質(zhì)含量，烤后煙葉香氣質(zhì)和香氣量提升，余味改善，感官質(zhì)量提高。以下部葉采收后環(huán)割對煙葉質(zhì)量的改善效果最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：環(huán)割;上部煙葉;抗氧化酶;碳氮代謝;衰老指標

上部煙葉產(chǎn)量占整株煙葉總產(chǎn)量的3090～45%，優(yōu)質(zhì)上部煙葉對卷煙香味和風格具有很大貢獻，但烤煙上部煙葉存在開片差，葉片厚，組織結(jié)構(gòu)致密，煙堿、蛋白質(zhì)、淀粉含量偏高，還原糖及糖堿比偏低，難以落黃成熟等一系列問題。因此，提高上部煙葉的可用性對促進煙草行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

前人研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)割對提升上部煙葉質(zhì)量具有一定的作用。環(huán)割會破壞植株皮層，阻止葉片形成的光合產(chǎn)物向下運轉(zhuǎn)，能使葉片產(chǎn)生的有機物在枝葉、花芽中積累，促進葉片的增大阿，同時碳水化合物在庫端積累會造成庫存增多，引起植物體內(nèi)源-庫失衡，通過植株的反饋調(diào)節(jié)，降低葉片光合速率，調(diào)節(jié)碳氮代謝，促進葉片衰老。但是環(huán)割有一定的缺陷，唐鋼梁等發(fā)現(xiàn)，適宜的環(huán)割措施能夠提高上部煙葉質(zhì)量，但如果阻斷次數(shù)過多或皮層損傷過大會造成傷口愈合困難，植株不能及時恢復(fù)正常生理代謝，易引起植株長勢衰退、提前變黃，甚至死亡。目前尚未見不同時期環(huán)割對上部煙葉質(zhì)量影響的相關(guān)研究。本文通過探討不同時期環(huán)割處理對上部煙葉生長發(fā)育及質(zhì)量的影響，為改善上部煙葉提供參考1材料與方法

1.1供試材料

試驗于2018、2019年79月在恩施州利川市柏楊鎮(zhèn)進行，供試品種為云煙87，土壤為砂壤土，土壤有機質(zhì)含量2.39%，pH591，速效氮9.00mgkg，有效磷4934mgkg，速效鉀158.00mgkg。施肥量純氮90kghm2，mCN）m（P2Os）m（K2O）=1：152.5，行距12m，株距0.55m。其他技術(shù)措施和田間管理按常規(guī)生產(chǎn)。

1.2試驗設(shè)計

選取煙株生長正常、長勢一致的煙田，設(shè)置4個處理：CK，不環(huán)割;T，打頂后地面上方10cm處寬度為1cm環(huán)割;T2，下部葉采收后地面上方10cm處寬度為1cm環(huán)割;T3，中部葉采收后地面上方10cm處寬度為1cm環(huán)割。每處理3次重復(fù)每小區(qū)3行，每行10株，田間隨機區(qū)組排列。

1.3測定項目及方法

于上部煙葉成熟采收時，每個小區(qū)選取自下而上第15葉位進行農(nóng)藝性狀和生理指標測定。

1.3.1農(nóng)藝性狀測定葉長和葉寬，葉面積=葉長x葉寬x0.6345。每小區(qū)測定3株。

1.3.2光合參數(shù)光合參數(shù)采用工i-6400光合儀測定，每處理各3片。

1.3.3酶類及生理指標隨機取6片第15葉位煙葉，用蒸餾水洗凈、擦干，取葉片基部第2、3葉脈之間部分采用試劑盒（購自南京建成生物工程研究所）測定生理衰老指標超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性，丙二醛（MDA）、過氧化氫（H2O2）含量，糖代謝相關(guān)指標α淀粉酶活性、β淀粉酶活性、總淀粉酶活性、NI活性、蔗糖含量、NR活性，測定方法參照文獻[1-12]進行。

1.3.4化學成分每小區(qū)隨機取6片第15葉位煙葉進行標記，隨各小區(qū)上部煙葉烘烤后制成樣品?？偺恰⑦€原糖、煙堿含量分別按照YCT159-2002YCT160-2002烤煙及烤煙制品化學成分連續(xù)流動法測定，蛋白質(zhì)含量采用試劑盒（購自南京建成生物工程研究所）測定。

1.3.5感官品質(zhì)評價感官質(zhì)量由湖北中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心評吸專家按標準YC/T

1381998進行鑒定。指標包括香氣質(zhì)、香氣量雜氣、刺激性、余味、燃燒性、灰色。

1.3.6經(jīng)濟性狀通過三段五步式烘烤工藝進行烘烤后回潮，按照GB26351992要求進行烤煙分級，計算產(chǎn)值。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有試驗數(shù)據(jù)均通過Microsoft Office Excel2016和SPSS190軟件進行統(tǒng)計分析，多重比較采用Duncan法。

2結(jié)果

2.1不同時期環(huán)割對上部煙葉農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，不同時期環(huán)割處理對上部煙葉農(nóng)藝性狀具有一定影響。與CK相比，各處理葉長、葉寬之間均無顯著差異，但T1、T2、T3處理長寬比分別較CK降低5.609%，7.90%6，4.40%，且T2處理差異顯著;葉面積分增加7.87%6，6.53%，5.51%，且均與CK差異顯著。說明環(huán)割能夠增加上部煙葉葉面積，降低長寬比，促進開片。綜合來看，以下部葉采收后環(huán)割處理效果最優(yōu)。

2.2不同時期環(huán)割對上部煙葉光合參數(shù)的影響

由表2可知，不同時期環(huán)割對葉片光合特性具有一定的影響。與CK相比，各處理的凈光合速率均下降，其中T1、T2、T3分降低了9.15%，19.15%，1269%，但差異不顯著;T2處理氣孔導(dǎo)度降低8.33%，T1和T3處理較CK分別上升25%和8.33%，但各處理氣孔導(dǎo)度之間沒有顯著差異，以下部葉采收后環(huán)割氣孔導(dǎo)度最低;胞間CO2濃度較CK有所上升，其中T1、T2、T3分別上升了6.00%，16.48%，15.45%，且T2、T3較CK差異顯著;蒸騰速率以T2最低，且顯著低于其他處理。說明適時環(huán)割能夠抑制上部煙葉的光合作用。以下部葉采收后環(huán)割抑制作用最強。

2.3不同時期環(huán)割對上部煙葉生理指標的影響

2.3.1不同時期環(huán)割對上部煙葉衰老生理指標的影響由表3可知，不同時期環(huán)割處理對SOD、POD、CAT活性及MDA、H2O2含量的影響效果顯著。與CK相比，各處理SOD活性分別降低15.109%26.926、6.76%，其中T2處理差異顯著;POD、CAT活性均有所降低，但各處理之間差異不顯著。各處理中MDA、H2O2含量表現(xiàn)均表現(xiàn)為T1、T2較高，且顯著高于CK。說明在打頂、下部葉采收后環(huán)割能抑制抗氧化酶活性，提高MDA、H2O2含量，促進上部煙葉落黃衰老，有利于葉片成熟，而中部葉采收后環(huán)割對上部煙葉衰老生理指標影響較小。

2.3.2不同時期環(huán)割對糖代謝相關(guān)指標的影響由表4可知，不同時期環(huán)割對上部煙葉糖代謝指標具有顯著影響。TT2處理α淀粉酶活性分別較CK顯著上升9.78%、34.78%，而T3處理有所降低為34.78%;β淀粉酶活性表現(xiàn)為T1》T2》T3》CK，T1、T2顯著高于CK;總淀粉酶活性表現(xiàn)為T1》T2》T3》CK，T1、T2顯著高于CK。NI活性表現(xiàn)為T2》T》T3》CK，且T1、T2處理顯著高于CK，各處理的蔗糖含量均低于對照，且以T2處理最低。說明打頂和下部葉采收后環(huán)割均能提高淀粉酶和NI活性，促進淀粉和蔗糖的代謝轉(zhuǎn)化。

2.3.3不同時期環(huán)割對NR活性的影響由圖1可知，不同時期環(huán)割處理均能抑制NR活性。各處理NR活性大小表現(xiàn)為T2《T～T3《CK，其中T1、T2處理差異顯著且分別較CK降低了55.93%、61.01%。說明環(huán)割能夠抑制NR活性，從而抑制上部煙葉氮代謝，以打頂后環(huán)割處理效果最明顯。

2.4不同時期環(huán)割對烤后上部煙葉化學成分的影響

由表5可知，不同時期環(huán)割對上部煙葉化學成分具有顯著影響。與CK相比，T1、T2、T3處理的煙堿含量較CK分別降低25.82%，24.17%6，3.319%其中T1、T2處理較CK達到差異顯著水平;蛋白質(zhì)含量分別較CK降低了21.00%、26.47%、8.29%且均較CK差異顯著;還原糖含量分別上升3.149%，8.95%，2.62%，但差異不顯著;總糖含量各處理均低于CK;糖堿比和兩糖比均以T2最高，且較CK差異顯著。說明不同時期環(huán)割處理均能夠降低上部煙葉煙堿和蛋白質(zhì)含量，促進總糖向還原糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高糖堿比和兩糖比。綜合來看以打頂和下部葉采收后環(huán)割效果較明顯。

2.5不同時期環(huán)割對烤后上部煙葉感官質(zhì)量的影響

由表6可以看出，不同時期環(huán)割對上部煙葉烤后感官質(zhì)量具有一定影響。T1、T2處理香氣質(zhì)較CK略好，環(huán)割處理香氣量略有提升，余味改善，總分略高，但雜氣略重。各處理間刺激性、燃燒性和灰色無顯著差異。說明打頂后和下部葉采收后環(huán)割能夠小幅提升上部煙葉烤后感官質(zhì)量，提高香氣質(zhì)和香氣量?？傮w以下部葉采收后環(huán)割處理感官質(zhì)量最佳。

2.6不同時期環(huán)割對煙葉經(jīng)濟性狀的影響

由表7可以看出，不同時期環(huán)割對烤后煙葉的經(jīng)濟性狀具有顯著影響。隨著環(huán)割時間的推遲，各處理烤后煙的上等煙比例、上中等煙比例、產(chǎn)量和產(chǎn)值均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢。與CK相比，T1、T2上等煙比例分顯著增加18.89%，25.90%，T3處理較CK降低2.549%;T1、T2、T3上中等煙比例分別增加1.909%，742%，2.28%，其中T2處理達到顯著水平。T1、T2產(chǎn)量分別較CK增加4.28%，5.87%，而T3則略有降低，較CK降低1.21%。均價和產(chǎn)值均以T2最高;T1次之。說明適宜的時期環(huán)割能夠提高烤后煙葉的經(jīng)濟性狀，以T2最優(yōu)。

3討論

為解決烤煙上部煙葉葉片厚、開片差、組織結(jié)構(gòu)致密、難以正常落黃成熟、工業(yè)可用性低等問題，已有研究提出了一系列措施。羅海波等、吳黎明等研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)割處理能夠阻遏光合產(chǎn)物向皮部的運輸，提升葉面積，降低長寬比，促進上部煙葉開片。本試驗研究也發(fā)現(xiàn)，與CK相比，下部葉采收后環(huán)割能夠有效降低上部葉長寬比，提升葉面積，促進上部葉開片，效果最優(yōu)。

前人研究表明，環(huán)割會抑制上部葉凈光合速率降低葉片蒸騰速率。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，下部葉釆收后環(huán)割能夠顯著降低上部葉蒸騰速率，提升胞間CO2濃度，降低凈光合速率和氣孔導(dǎo)度，改善上部葉光合特性。

研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)割處理對多種植物生理過程都有影響，梁春輝等、顧祝禹等在柑橘和花花柴上研究發(fā)現(xiàn)環(huán)割能抑制SOD、POD、CAT等活性，提高MDA、HO2含量，造成上部葉氧化脅迫加劇，促進上部葉的生理衰老。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，打頂、下部葉采收后環(huán)割能有效抑制抗氧化酶活性，提高MDA、H2O2含量。此外烤煙植株韌皮部受到破壞后，阻礙了煙堿和葉片中的光合產(chǎn)物運輸，會導(dǎo)致碳代謝旺盛，而氮代謝受到抑制182。本試驗結(jié)果表明，與CK相比，不同時期環(huán)割后會抑制上部葉NR活性，提高NI活性，且下部葉采收后環(huán)割對改善上部葉碳氮代謝效果最為顯著。同時薛琳等2研究發(fā)現(xiàn)，烤后煙葉的感官質(zhì)量和還原糖、糖堿比等呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與煙堿、總氮等呈顯著的負相關(guān)關(guān)系。本試驗研究發(fā)現(xiàn)不同時期環(huán)割均能使上部葉蛋白質(zhì)、煙堿含量降低，還原糖含量增加，糖堿比提升，促進上部葉化學成分協(xié)調(diào)，且下部葉采收后環(huán)割香氣質(zhì)較好，香氣量略增加，余味改善、感官質(zhì)量最好。

4結(jié)論

研究表明，打頂后環(huán)割、下部葉采收環(huán)割、中部葉采收后環(huán)割3個處理均能增加上部葉葉面積，降低長寬比、促進開片，同時能抑制抗氧化酶活性，促進葉片衰老，并能調(diào)節(jié)碳氮代謝，提升烤后煙葉兩糖比、降低蛋白質(zhì)和煙堿含量，提高煙葉感官質(zhì)量。在下部葉采收后環(huán)割對提升上部葉質(zhì)量效果最為顯著。

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