黔西南州煙區烤煙高可用性上部葉適宜采收期研究

劉心亞 陳小龍 馮亞克 劉 洋 段衛東安學強 陳發元 曹興兵 趙園園 史宏志

（1河南農業大學煙草學院，450002，河南鄭州；2河南中煙工業有限公司，450016，河南鄭州；3貴州省煙草公司黔西南州公司，562400，貴州黔西南州）

在不斷優化烤煙下部煙葉的情況下，上部葉產量已經占到煙葉總產量的40%以上；相比中、下部位煙葉，上部煙葉煙氣濃度高、香氣量足、滿足感強，對卷煙香味及風格有很大的影響，是煙草卷煙配方中的重要部分[1]。滿足工業需求是生產的最終目標，可用性是煙葉在卷煙配方中的地位、作用、使用比例、使用效能及滿意程度等特征的綜合體現與評估[2]。然而，目前我國上部煙葉由于葉片厚、刺激性大、雜氣較重、油分較少以及香氣量不足[3]，其可用性與國際水平相比仍有較大差距，不能大量用于工業生產一、二類卷煙，形成工業高位庫存，產區嚴重滯銷，制約了我國卷煙工業的發展[4-5]。因此，提高上部煙葉的可用性具有重要意義[6]。近年來，煙草行業大力推動現代煙草農業建設，重視煙草農業科技研究與推廣工作，從農業措施[7-8]、烘烤技術[9-10]、生態條件和成熟度等方面就提高上部煙葉可用性做了許多研究，并取得很大的進展。但上部葉依然存在成熟度不足、難以達到高可用性的問題。

煙葉生產是影響煙葉工業可用性的關鍵，成熟度又是煙葉生產中重要的一環，是烤煙重要的質量要素，包括田間成熟度和分級成熟度。田間成熟度是煙葉生長發育過程中表現出來的成熟程度，分級成熟度是田間收獲的葉片經烘烤調制后形成的產品按采收標準劃分的成熟檔次，田間成熟度是分級成熟度的物質基礎[11]。因此，采收真正成熟的煙葉是增加經濟效益、提高上部葉可用性的重要途徑，也是保證煙葉品質和外觀質量的前提[12-14]。對提高煙葉成熟度來說，規范栽培是基礎，正確采收是關鍵，科學烘烤是重點[15]。通過對豫中煙區[16]和湖北煙區[17]的研究表明，上部葉集中一次性采收有助于提高煙葉的成熟度和煙葉品質。劉國順等[18]發現，適當延遲采收可有效提高上部煙葉的成熟度和品質。

黃金葉現階段正處于品牌轉型升級的關鍵時期，需要黔西南州的煙葉來進一步滿足一、二類卷煙的發展需求。然而，目前黔西南州煙葉成熟度不夠、青雜稍多、外觀質量差、煙堿含量偏低、香氣不足，因此如何提高上部葉的品質及其可用性是當前亟需解決的問題。試驗以云煙87為供試材料，對上6片煙葉進行延遲采收，通過分析延遲不同時間采收煙葉的產量和質量情況，確定最適于黔西南州上部煙葉采收的時間，明確優質上部煙葉的成熟特征，為優質上6片煙葉成熟采收提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020年在貴州省黔西南州普安縣新店鎮（104°57′E，25°48′N）進行，供試品種為云煙87。4月20日移栽，6月25日打頂抹芽，留葉數為18片。試驗田塊規整，肥力中等。煙株長勢均勻一致，生長良好，按照當地優質煙葉生產栽培措施進行管理。

1.2 試驗設計

根據當地的氣候條件和耐熟性情況，當地煙葉正常采收之后在地里最多能生長16d，而延遲12d之后的煙葉葉片成熟斑明顯增加，葉片破損嚴重，不能用于工業生產，因此該試驗把從煙葉正常采收前的4d到后12d，間隔4d進行1次采收，即可保證處理間葉片顏色和主脈變白程度等有差異性，又能保證對成熟度的辨識。采收期內降雨量較少（85.3mm），不影響烤煙的成熟。地上部葉8月25日正常采收，從8月21日開始采收樣品，設置5個處理（表1）。采用完全隨機區組設計，每個處理重復3次，小區面積0.2hm2，行株距為1.2m×0.5m，密度為16 500株/hm2。樣品為每個處理的上6片煙葉，取樣時將上6片煙葉按照上3片和下3片進行采收，采收及烘烤均按照當地優質煙葉生產技術規范進行。烘烤結束后，每個處理隨機選取樣品6kg，進行經濟性狀、外觀質量、物理性狀、化學成分和感官品質的分析評價。

表1 試驗設計Table 1 Experimental design

1.3 測定項目與方法

1.3.1 煙葉成熟的采收特征 田間煙葉采收時，在各小區選取15株長勢均勻一致、有代表性的煙株進行標記，對上6片的煙葉進行成熟特征的鑒別和記錄。葉片落黃程度、成熟斑及葉片色調由人工進行判定評測。葉面與莖稈角度使用量角器測量。

1.3.2 采收煙葉相對葉綠素含量（SPAD值） 在各小區選擇15株長勢均勻一致的、有代表性的煙株，以葉片主脈為對稱軸，使用OK-Y104葉綠素儀（鄭州歐柯奇儀器制造有限公司）測定兩側葉基、葉中和葉尖6個點，每個點測量3次，以平均值作為該片煙葉的SPAD值。

1.3.3 外觀質量 根據《烤煙：GB/T 2635-1992》[19]的分級標準對煙葉進行分級，對分級后的煙葉從葉片結構、成熟度、油分、顏色、色度和身份進行外觀質量評價。

1.3.4 經濟性狀 根據《烤煙：GB/T 2635-1992》[19]對烤后煙葉進行分級，統計等級結構和均價，計算單葉重、產量和產值等經濟性狀指標。

1.3.5 物理性狀 對烤后煙葉采用測量法測定葉長和葉寬，采用稱重法測定單葉重、含梗率及葉質重，使用BHZ1-1型薄片厚度計（石家莊誠信中輕機械設備有限公司）測定葉片厚度，使用ZKW-3煙草薄片抗張試驗機（廣州潤湖儀器有限公司）測定葉片拉力。

1.3.6 化學成分 采用AAⅢ型連續流動化學分析儀（德國BRAN+LUEBBE公司），按照《煙草及煙草制品標準體系：YC/Z 240-2008》[20]測定化學成分含量。

1.3.7 香氣成分 采用內標法[21]檢測香氣成分含量。

1.3.8 感官品質 將烤后煙葉切絲，卷成單料煙，由河南中煙工業有限責任公司和河南農業大學國家栽培生理生化研究基地評吸專家進行評吸打分，檢測指標包括香氣量、香氣質、濃度、雜氣、刺激性、余味和燃燒性等。

1.4 數據處理

采用Excel 2010和SPSS 22.0進行數據處理和統計分析，用Duncan法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 田間鮮煙葉不同采收期外觀特征

從圖1可知，隨著采收時間的延遲，不同處理的煙葉成熟特征變化明顯。

圖1 不同采收期煙葉的主要外觀特征Fig.1 Main appearance characteristics of tobacco leaf during different harvesting dates

由表2可知，從提前4d到延遲12d采收，上6片煙葉葉面色調由黃綠或綠黃，逐步變為淺黃直到淡黃，葉面落黃程度明顯增加，葉脈變白，絨毛加劇脫落，成熟斑由較少逐漸增多直至較多，枯焦面積增大。這可能是隨著煙葉成熟度的提高，煙葉的內含物質充分轉化引起的，進而說明不同采收期對煙葉主要外觀特征的影響明顯[22]。

表2 不同采收期對煙葉主要外觀特征的影響Table 2 Effects of different harvest dates on main appearance characteristics of tobacco leaves

2.2 田間鮮煙葉不同成熟度采收SPAD值

SPAD值可以判斷煙葉的成熟度。由圖2可知，隨著采收期的延遲，上3片和下3片煙葉的SPAD值逐漸降低，各處理間存在顯著差異。在延遲4d采收前，上3片的SPAD值大于下3片，之后上3片的SPAD值小于下3片。通過SPAD值和延遲采收天數的趨勢線方程得R2＞0.9000，擬合度較高，可以通過趨勢線方程計算出適宜采收期的SPAD值，用以指導生產。

圖2 不同采收期對煙葉SPAD值的影響Fig.2 SPAD value of tobacco leaf during different harvest dates

2.3 不同采收期對煙葉外觀質量的影響

從表3可知，隨著采收期的延遲，烤后煙葉的外觀品質發生改變，上3片和下3片均表現為葉片顏色加深，由檸檬黃變為橘黃，成熟度由尚熟達到完熟，疏松度由緊密或稍密到尚疏松，油分先增加后減小，色度和身份均有改善，殘傷面積加大。整體來看，上3片和下3片均延遲4～8d采收外觀質量最為理想，此時葉片組織結構尚疏松、油分較足、身份中等，工業可用性強。

表3 不同采收期對煙葉主要外觀質量的影響Table 3 Effects of different harvest dates on main appearance quality of tobacco leaves

2.4 不同采收期對煙葉經濟性狀的影響

烤后煙葉的經濟性狀是煙葉等級結構、均價及內含物質協調性的綜合體現，因此成為優質煙葉生產的重要指標。由表4可知，上3片和下3片烤后煙葉的單葉重、均價、上等煙比例、產量和產值都表現出先增加后降低的趨勢，因隨著成熟度的提高煙葉內含物質先積累再逐漸被消耗。上3片和下3片煙葉的產值各處理差異顯著，均價除正常和延遲8d采收間差異不顯著外，其他各處理間差異顯著。上3片的上等煙比例除正常和延遲8d采收間差異不顯著，其他處理差異顯著。下3片正常和延遲4d采收的單葉重和上等煙比例差異不明顯，延遲4d和延遲8d采收差異顯著。產值、均價和上等煙比例均以延遲4d采收為最大值。綜合來看，上3片和下3片在延遲4d時采收產值最高，經濟效益最好。

表4 不同采收期對煙葉經濟性狀的影響Table 4 Effects of different harvest dates on economic characters of tobacco leaves

2.5 不同采收期對煙葉物理性狀的影響

由表5可知，隨著采收期的延遲，上部葉煙葉的葉長、葉寬和單葉葉面積均呈先增大后減小的趨勢。上3片的單葉葉面積提前4d和正常采收時差異顯著，延遲4d和延遲8d采收時差異顯著，在正常采收時出現最大值。

表5 不同采收期對煙葉物理性狀的影響Table 5 Effects of different harvest dates on physical properties of tobacco leaves

由圖3和圖4可知，在延遲采收的時間范圍內，葉質重和含梗率與采收期的相關性較大。隨著采收期的延遲，上部煙葉的葉質重逐漸減小，上3片和下3片的相關系數分別達0.9391和0.9139。含梗率先減小后增大，上3片的相關系數達0.8521，下3片達0.8838。說明隨著采收期的延遲，煙葉內含物質逐漸從積累轉變為降解轉化為主，并進一步達到最佳的生理狀態、物理狀態和協調的化學組成。延遲4～8d采收時，葉質重適宜、厚度適中、柔韌性好、含梗率較低，工業利用性強，可用性高。

圖3 不同采收期對煙葉質重的影響Fig.3 Effects of different harvest dates on leaf density of tobacco leaves

圖4 不同采收期對煙葉含梗率的影響Fig.4 Effects of different harvest dates on midrib ratio of tobacco leaves

2.6 不同采收期對煙葉化學成分含量的影響

由表6可知，隨著采收期的延遲，上3片和下3片煙葉淀粉、總糖和還原糖含量均呈先增加后減少的趨勢，淀粉含量各處理間差異顯著，總糖和還原糖含量在延遲4d和延遲8d采收時存在顯著性差異，因隨著成熟度提高，物質積累逐漸增加，達到頂點后，煙葉的合成能力下降，消耗加劇，所以總糖、還原糖及淀粉含量先升高后降低[23]。隨著采收時間的延遲，鉀、煙堿和氯含量整體呈上升趨勢，煙堿含量增加顯著，總氮含量整體呈降低趨勢。上3片和下3片的氮堿比、糖堿比和鉀氯比在延遲4d和延遲8d采收時差異顯著，延遲8d采收時各化學成分比例適中，含量相對協調。

表6 不同采收期對煙葉化學成分含量的影響Table 6 Effects of different harvest dates on chemical composition contents of tobacco leaves

2.7 不同采收期對煙葉中性香氣物質的影響

對所測定的中性香氣物質按照香氣前體物可分為棕色化反應產物、類胡蘿卜素降解產物、苯丙氨酸降解產物、類烯柏烷類降解產物和新植二烯5類[24]。由表7可知，隨著采收期的延遲，上3片和下3片棕色化反應產物、茄酮、苯丙氨酸降解產物和新植二烯含量逐漸增加，延遲4d和延遲8d采收差異顯著。在延遲采收范圍內，下3片的類胡蘿卜素降解產物在延遲8d采收時含量最高，除新植二烯含量外，上3片中性香氣物質均高于下3片。綜上所述，上3片和下3片中性香氣物質總量在延遲采收范圍內隨著采收時間的延遲持續增加，煙葉的滿足感更強，整體上上3片香氣總含量高于下3片。

表7 不同采收期對煙葉香氣成分含量的影響Table 7 Effects of different harvest dates on aroma components of tobacco leaves μg/g

2.8 不同采收期對煙葉感官品質的影響

如表8所示，隨著采收時間的推遲，上3片和下3片煙葉感官品質總得分先升高后降低。上3片和下3片總分均在延遲8d采收時最高，且后者處理間差異不顯著。下3片在延遲4～8d采收時，香氣量足、香氣質好、刺激性小、雜氣量少且燃燒性好。香氣質、刺激性和雜氣屬于煙氣質量類評分指標，香氣量、濃度和透發性屬于煙氣豐富程度指標，勁頭和余味代表煙氣滿足感，3類指標整體變化規律和感官品質總得分一致，都是呈先升高后降低的趨勢。

表8 不同采收期對煙葉感官品質的影響Table 8 Effects of different harvest dates on sensory quality of tobacco leaves

2.9 基于感觀品質和經濟性狀的模擬回歸方程分析

對表4和表8數據進行回歸方程擬合（表9），可得出上3片和下3片煙葉煙氣品質得分在延遲4.61和4.20d采收時最高，煙氣豐富程度得分在延遲8.11和8.44d采收時最高，煙氣滿足感得分在延遲7.92和7.54d采收時最高，感官評吸總得分在延遲7.00和6.89d采收時最高。這說明適當延遲采收可以提高上部煙葉的感官品質，增加上部葉的產值。

表9 不同采收期煙葉感官品質和產值的綜合評價Table 9 Comprehensive evaluation of sensory quality and output value of tobacco leaves at different harvest dates

3 討論

烤煙上部煙葉是煙葉的重要組成部分，其品質不但影響煙農的經濟收入，而且直接關系到原料保障和品牌建設。成熟度對煙葉的產質量及可用性有很大的影響，高成熟度上部煙葉是企業追求的目標。成熟度分為田間成熟度和分級成熟度，分級成熟度是田間成熟度的根本體現和最終要求，田間成熟度是分級成熟度的物質基礎。采收真正成熟的上部葉是獲得優質烤后葉的基礎，提高上部葉可用性的保障[11]。目前上部葉田間成熟度偏低，是制約煙葉質量提升和有效供應的主要問題。貴州煙區成熟期溫度偏低、開片不良、煙葉耐熟性差，這些是影響煙葉正常成熟的主要因素，因此，適當提早移栽期，促進煙株早生快發，均衡土壤營養，合理控制株型，有利于促進上部葉生長發育和良好開片，提高上部葉耐熟性，在此基礎上適當推遲采收，提高成熟度，可促進物質降解轉化和結構疏松，顯著提高可用性。傳統采收中，煙葉身份較厚，葉片顏色偏淡，組織結構稍密，很難充分挖掘煙葉的潛力，而煙葉過熟采收，其產質量又會有所下降，這與歐明毅等[25]的研究結果一致。本試驗通過對不同處理上部煙葉的外觀質量、物理特征、化學成分和感官品質等指標的分析可知，適當延遲采收可提高上部煙葉的成熟度，增加中、上等煙比重，改善煙葉的感官品質，增加產值，提高其工業可用性，這與前人[26]的研究結果一致。

隨著采收期的延遲，煙葉的成熟度提高，葉綠素降解，類胡蘿卜素和葉綠素比值升高，葉片顏色由綠到黃。葉綠素含量可以作為判斷田間采收成熟度的指標，通過測定SPAD值，可在對葉片無損的情況下實時判斷葉綠素含量，從而客觀反映成熟度，煙葉的成熟度越高，煙葉的SPAD值越低[27-28]，因此可利用SPAD值指導上部葉的采收。通過感官評吸模擬方程可知，上部葉延遲7d左右時一次性采收煙葉品質最好，這與張冰濯等[29]研究結果相似，延遲7d左右采收的上部葉，由于在延遲采收過程中內含物質被消耗，化學成分相互轉化，采收的煙葉組織結構疏松，顏色橘黃，含梗率低，油分多，香氣量足，煙堿含量高，化學成分更加協調，工業利用性強。對不同采收期的經濟性狀建立模擬方程可知，上部葉延遲3d左右采收時產值最高，這是因為延遲3d左右采收上部煙葉的單葉重較大，產量較高，所以產值高，并不能體現煙葉的價格和品質，隨著采收期的延遲，上部煙葉的化學成分相互轉化，煙葉的單葉重降低，此時煙葉質量提升，結合煙葉品質和產值綜合考慮，延遲5d左右采收的上部煙葉經濟效益最好。綜合感官評吸和經濟性狀結果來看，針對河南中煙工業需求，黔西南州上部煙葉最適宜采收時間為延遲5～7d，與河南豫中煙區濃香型煙葉有一定差異[26,30]，這可能和黔西南州煙區烤煙伸根期和成熟期的氣溫有所下降，成熟期降雨量較多有關。采收期的煙葉成熟特征與魏光鈺等[31]和黃珍平等[32]的研究結果一致。

4 結論

為提高上部葉的可用性，黔西南州煙區的煙葉應在正常采收的基礎上適當延遲采收，可增加煙堿含量和SPAD值，糖堿比和氮堿比下降，化學成分比例協調，經濟性狀得到改善，可用性提高，延遲5d采收的上部煙葉經濟效益最好，延遲7d采收的煙葉感官品質最好。通過對感官評吸和經濟性狀模擬回歸方程綜合來看，黔西南州上部煙葉，應在傳統采收時間的基礎上延遲5～7d，在上3片SPAD值為10.36～12.79、下3片SPAD值為11.82～13.82時進行，此時上部葉葉面落黃及主脈變白程度達90%以上，化學成分比例協調，中性香氣物質較足，感官品質好，能滿足工業需求，可用性更高。