基因型和留葉數對皖南煙區烤煙產量和品質的影響

柏永超，劉旦，張國平

(1.浙江大學 農業與生物技術學院，浙江 杭州 310058； 2.華環國際煙草有限公司，安徽 鳳陽 233121； 3.中國農業科學院煙草研究所，山東 青島 266101)

煙草是葉用經濟作物，葉片的數量及特性對其產量和品質有重要影響。當前煙草生產中，高產已不是主要目標，煙葉的工業可用性和內在質量已受到更大的關注[1]。實踐上，通常采用打頂留葉這一農藝措施實現烤煙產量和質量的均衡發展。烤煙打頂是調節煙葉營養水平的重要手段，可調節植株源庫平衡，阻斷光合產物由營養器官向生殖器官轉移，促進煙葉干物質積累[2]。留葉數量的多少則能直接或間接影響煙株的養分積累和分配，從而影響煙葉的產量和質量[3-4]。單株留葉數多的煙葉產量高，但過多會導致單葉重與葉片內含物下降，最終使煙葉品質變劣[5-6]。

烤煙的每株葉片數主要受遺傳因素控制，最終的可留葉數因品種(基因型)而異[7]。目前的栽培品種大多在30片左右，而一些多葉品種可達上百片之多[8-9]。另一方面，同一品種的適宜留葉數也受生態條件的影響，如云煙87在福建武平縣種植以留18片·株-1左右最為適宜[10]，而在重慶煙區種植一般留22片·株-1左右[11]，在豫西地區則留19～22片·株-1[12]。云煙97是皖南煙區目前的主栽品種，其最適留葉數僅為14～16片·株-1[13]，而在重慶巫山留18片·株-1左右，在陜西安康[14]達23片·株-1[4]。

綜上，烤煙品種與留葉數對煙葉產量與質量均有較大的影響[1,15]。基于此，本實驗以3個遺傳特性不同的烤煙新品系為材料，研究不同留葉數對各品系的產量與質量的影響，探討基因型和留葉數之間存在的互作效應，明確這些品系在皖南煙區的最適留葉數，從而為新品系的種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

中國農業科學院煙草研究所育成品系P1、P3和P4。試驗于2015年在安徽省宣城市宣州區楊柳鎮滬皖科技園進行。土壤類型為壤土，煙田類別為水田。土壤基礎肥力為：pH 5.92，有機質1.83%，速效磷48.56 mg·kg-1，速效鉀115.82 mg·kg-1。

1.2 處理設計

各烤煙品系設置留葉數14、18和22片·株-13種處理，依次命名為T1、T2、T3。實驗以隨機區組設計，重復3次，行株距為1.2 m×0.5 m，每小區栽煙150棵。施肥及其他田間管理均按照當地優質煙葉生產技術規范進行。中心花開放50%時打頂。

1.3 指標測定

1.3.1 性狀調查

農藝性狀調查參照YC/T142—1998[16]進行；各重復分別選取代表性烤煙10株；在平頂期調查株高、莖圍、節距、葉片大小等農藝性狀。各小區定株對煙葉掛牌，成熟時采收、烘烤。

1.3.2 產量及產值測定

按照GB/T 2635—1992[17]對各處理不同部位的煙葉進行分級，計算上、中、下各等級煙葉比例及產量、產值。

1.3.3 煙葉常規化學分析

取正常采收烘烤后的中部(C3F)和上部煙葉(B2F)，65 ℃烘干，粉碎過篩。煙葉煙堿、總糖、還原糖、鉀、氯含量采用冷水浸提，鉀含量用火焰分光光度計法測定，其他成分用流動分析儀測定。

1.3.4 外觀質量

按照GB/T 2635—1992[17]選取C3F和B2F等級煙葉，平衡含水量后對煙葉顏色、成熟度、葉片結構、水分、油分及色度6個指標進行定量評價。

1.4 數據分析

采用SAS 9.1軟件包對試驗數據進行方差分析，利用Tukey測驗品系間或處理間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 對農藝性狀的影響

三個供試品系在平頂期的株高、莖圍、節距、葉片長寬等農藝性狀見表1。結果顯示，對節距、莖圍和腰葉長的影響品系大于留葉數處理，而對株高、腰葉寬和頂葉的影響則以留葉數處理較大。品系與留葉數的互作對株高的影響極顯著，節距和頂葉寬的影響顯著。各品系的株高均隨著留葉數的增多而明顯增加，而腰葉寬和頂葉長寬則隨之顯著減小；三個品系均在留14片葉時腰葉最寬、頂葉長寬最為適宜。

表1 留葉數處理對不同品系農藝性狀的影響

注：同一品系同一指標不同留葉數處理間沒有相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)；***，**和*分別表示在P<0.001，P<0.01和P<0.05水平上顯著。表2～4同。

2.2 對經濟性狀的影響

品系與留葉數處理之間比較，對產量、均價和中上等煙比例的影響以品系較大，對產值的影響則以留葉數較大(表2)。兩因子之間對產量和產值的互作效應不顯著，但對均價和中上等煙比例互作顯著。隨著留葉數的增加，P1產量呈增加趨勢，T2和T3兩處理之間無顯著差異，但T2的產值最高。均價以T1和T2的較高，其原因是它們的上等煙和中等煙比例較高。P3的產量與產值均隨著留葉數的增多而增加，但T3與T2相比，增加幅度相對較小，均價也相當。P4的產量雖亦隨著留葉數的增多而增加，但T2和T3之間產值上無明顯差異，且均價隨之顯著下降，這與留葉數增加該品系的上等煙比例顯著下降有關。

表2 留葉數處理對不同品系經濟性狀的影響

2.3 對常規化學成分的影響

與留葉數處理相比，供試烤煙品系對中部煙葉煙堿、兩糖和總氯含量以及兩糖比、糖堿比、氮堿比、鉀氯比等的影響更為顯著；但留葉數處理對煙堿和總氮含量以及兩糖比、氮堿比亦有顯著影響；兩因子對總氮和總鉀含量以及糖堿比和鉀氯比的互作效應顯著(表3)。留葉數對上部葉化學成分的影響更明顯，且對總氮、總鉀和兩糖比的影響要大于品系效應；而品系對其他幾種常規化學成分的影響較大(表3)。隨著留葉數的增加，P1中部葉的煙堿含量逐漸減少，T1處理下，上部葉煙堿含量最高，為3.32%。留葉數較少，總氮含量較高，其他成分對留葉數的反應相對較小。對P3中部葉的影響，T1和T2之間，煙堿含量無顯著差異，而T3處理下，煙堿含量明顯降低。隨著留葉數的增加，其總氮含量和氮堿比逐漸升高。而對上部葉的影響，留葉數較少時，煙堿、總氮含量及鉀氯比均較高(表3、表4)。同樣，留葉數增加導致P4中部葉的煙堿含量降低。而對上部葉的影響，表現為隨著留葉數的增加，煙堿及總氮含量減小，兩糖含量增加。另外，留葉數增加還引起總鉀與總氯含量降低(表3、表4)。

表3 留葉數處理對不同品系中部煙葉化學成分的影響

表4 留葉數處理對不同品系上部煙葉化學成分的影響

2.4 對外觀質量的影響

對制備的煙葉樣品進行外觀質量評價，結果見表5和表6。T1和T2兩種處理對P1中部葉的外觀質量影響差異不大；但T3處理下，水分、油分與色度以及整體外觀質量較差。其上部葉的外觀質量則以T3的較好。P3中部葉的外觀質量以留葉數少的處理較好，T1和T2兩種處理下的外觀質量無明顯差異。同樣，其上部葉外觀質量亦以T1處理的較好，顏色、水分、油分和色度得分均較高。對P4的影響表現為，中部葉的外觀質量在留葉數較少時較差，隨著留葉數的增加而提高。另外，其上部葉的顏色和油分在留葉數較少時較差。

3 討論

品種和留葉數對煙葉產量和品質均有很大的影響。本實驗利用3個遺傳背景不同的烤煙新品系，研究了不同留葉數對主要農藝與品質性狀的影響，結果顯示，品系(基因型)對莖圍、節距和腰葉長等農藝性狀、產量和中上等煙比例等經濟性狀及中部葉化學成分含量的影響要大于留葉數處理的影響，而對株高和頂葉開片及上部葉部分化學成分的影響則以留葉數較大；而部分考查與分析的性狀，品系與留葉數兩因子之間的互作效應顯著。顯然，品種(遺傳)是生產優質煙葉的基礎，決定了煙葉的潛在品質。而適宜的留葉數能夠協調煙葉代謝，使之有利于優質煙葉的形成[18]；同時，適宜的留葉數也能優化煙葉結構、提高上部煙葉的可用性。留葉數之所以影響煙葉品質，是因為其對煙株在成熟期間碳、氮代謝的轉化時間或相對強度有顯著的影響[19-20]。本實驗結果表明，留葉數對中部和上部煙葉煙堿、總氮含量及氮堿比的影響分別達顯著和極顯著水平。同時，這一處理對上部葉總糖和還原糖含量以及糖堿比也有顯著影響。較多的單株留葉數使P1和P4中、上部煙葉總氮及煙堿含量降低，而使P3中部葉煙堿含量增加；同時，留葉數對P1和P3中、上部葉的總糖和還原糖含量并無顯著影響，但對P4的總糖和還原糖含量有顯著影響。以上結果表明，留葉數對碳、氮代謝轉化的調控作用在烤煙不同基因型存在著一定的差異，進而明確留葉數對特定品種(基因型)代謝調節作用以及品質形成影響的重要性。

表5 留葉數對不同品系中部煙葉外觀質量的影響

表6 留葉數處理對不同品系上部煙葉 外觀質量的影響