施氮量、留杈數及其互作對烤煙上部葉質量的影響與綜合評價

摘要：為了探明不同施氮量下留杈處理對烤煙初烤上部葉質量的影響，以云煙87上部葉為材料，采用雙因素隨機區組設計，設置不同氮肥施用量［正常施氮處理（N1處理），施氮量為105 kg/hm2；增施氮肥處理（N2處理），施氮量為135 kg/hm2］與不同留杈方式（L0處理，不留杈；L1處理，留1杈；L2處理，留2杈）2個因素，研究施氮量與留杈數及其互作對煙葉化學成分、物理特性、評吸質量、經濟性狀、外觀質量的影響，并計算效果指數。結果表明，增施氮肥的烤后上部煙葉的質量下降，各質量效果指數均表現為N1gt;N2；留杈后的煙葉質量明顯提升，與不留杈處理相比，在留1杈的N1處理下，各質量效果指數提升了4.72%～8.39%，N2處理下的各質量效果指數提升了4.14%～21.49%。與不留杈處理相比，在留2杈的N1處理下，各質量效果指數提升了7.52%～13.64%，N2處理下的各質量效果指數提升了8.75%～29.02%，留杈處理對N2處理上部葉質量的改善效果大于N1處理。從產值來看，N1L1處理的產值（17 096.47元/hm2）最高，N2L2處理的產值（17 010.53元/hm2）與N1L2處理的產值（16 958.63元/hm2）略低于N1L1處理，但三者間無顯著差異。施氮量與留杈數互作對烤后煙葉各質量效果指數均有極顯著影響。綜合來看，N1L2處理初烤上部煙葉的整體質量最好，N2L2處理介于N1L0處理與N1L1處理之間。由研究結果可知，留杈有利于改善上部葉質量，其中留2杈的改善效果最好，生產上不鼓勵多施氮肥，因此無論是在正常施氮情況還是因不可控因素造成氮素過高時，均可通過留杈來改善上部葉的品質。

關鍵詞：烤煙；上部葉；施氮量；留杈；互作；烤后質量；效果指數

中圖分類號：S572.04；S572.06" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）03-0069-09

張鴻飛，張洪霏，潘" 洪，等. 施氮量、留杈數及其互作對烤煙上部葉質量的影響與綜合評價［J］. 江蘇農業科學，2025，53（3）：69-77.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2025.03.010

收稿日期：2024-08-22

基金項目：貴州省煙草公司黔東南州公司科技項目（編號：2022522600270019）；中國煙草總公司貴州省公司科技項目（編號：201812）。

作者簡介：張鴻飛（1998—），男，貴州甕安人，碩士研究生，主要從事煙草栽培與調制方面的研究。E-mail：2390536794@qq.com。

通信作者：艾復清，碩士，教授，碩士生導師，主要從事煙草栽培與調制方面的研究。E-mail：afq2006@sina.com。

上部葉是卷煙生產的重要原料，隨著中細支香煙在市場上的流行，上部葉在卷煙配方中的作用越來越重要，但是烤后的上部葉存在煙堿含量高、填充性低、雜氣含量高等質量問題。調整種植密度、改變施肥方式、調控打葉時期、施用外源物質等方式都能改善上部葉質量，提高其工業可用性［1-4］，而針對提升上部葉品質措施的研究屢見報道，說明優化上部葉是烤煙生產上十分注重的問題。

合理施用氮肥是保障烤煙品質的重要措施，增施氮肥后，煙葉的干物質積累量有明顯提高，尤其是上部葉，從而有效提升了煙葉產量，但是會導致煙葉品質下降［5-7］。留杈是一種二次平衡煙株營養的措施，留杈后杈煙的頂端優勢明顯，能夠提高養分向上運輸的效率，同時杈煙也參與養分的分配。盧彬榮等認為，在煙株頂部留2個煙杈，能提高常規施氮處理上部葉的品質，而當施氮量減少時，留杈則會降低煙葉品質［8］；曹安全等認為，煙株現蕾打頂后，在倒數第2或第3葉位留1杈（長出4～6張杈葉后再次打頂）能夠提高上二棚煙葉化學成分的協調性［9］；魏新亮等研究發現，上部葉第2葉位留1杈（杈葉4～6張）能提高上部葉的感官質量及化學成分協調性從而提高其工業可用性［10］。有關留杈改善上部葉質量的研究尚有報道，但是關于留杈后對煙葉烤后質量的測定分析還不夠完善，且效果指數在留杈對煙葉影響上的應用也鮮有報道。因此，本研究擬分析施氮量與留杈數及其互作對上部葉化學成分、物理特性、評吸質量、經濟性狀、外觀質量的影響，并計算各類質量指標的效果指數，旨在為如何優化上部葉提供一定參考。

1" 材料與方法

1.1" 試驗地概況及材料

試驗地位于貴州省黔東南州鎮遠縣魏家屯，該地屬于中亞熱帶濕潤氣候，海拔為493 m，年平均氣溫為16.6 ℃，年降水量為1 057 mm，土壤類型為黃壤，有機質含量為25.87 g/kg，總氮含量為1.94 g/kg，全磷含量為0.58 g/kg，全鉀含量為16.10 g/kg，堿解氮含量為119.55 mg/kg，有效磷含量為 9.18 mg/kg，速效鉀含量為115.52 mg/kg。供試品種為云煙87。

1.2" 主要栽培措施

于2022年采用漂浮育苗井窖式移栽，種植密度為16 500株/hm2，N、P2O5、K2O的施用比例為 1 ∶1 ∶2.3，基肥和追肥的比例為6 ∶4，有效留葉數18張，其他栽培措施按照當地優質煙生產技術要求進行。

1.3" 試驗設計

試驗采用雙因素隨機區組試驗，施氮量設為2個水平，分為正常施氮處理（N1處理，施純氮 105 kg/hm2）、增施氮肥處理（N2處理，施純氮 135 kg/hm2）；留杈方式設為3個水平，分別為L0處理（不留杈，對照）、L1處理（留1杈）、L2處理（留2杈），杈上留杈葉數固定為2張。試驗共設6個處理，每個處理重復3次，共18個小區，小區面積為100 m2。

1.4" 試驗要求

（1）初花打頂，除L0處理全部抹除煙杈外，其余處理待杈煙長出3張葉片后去除多余葉片，留杈位置為倒2葉位（L1）或倒2、3葉位（L2），其余煙杈全部抹除。（2）待上部煙葉綜合變黃70%左右、主脈變白2/3左右時，分批次采烤。（3）對于成熟度達標的煙葉，分小區采收、綁竿后掛牌烘烤，再將烘烤的煙葉置于烤房中層；采用“三段式”烘烤工藝進行烘烤，烘烤結束后按處理進行堆放。（4）每個小區分別取0.5 kg B2F等級煙葉送至貴州大學煙草品質分析重點實驗室進行物理特性、化學成分的測定。

1.5" 項目測定及方法

1.5.1" 化學成分的測定" 總糖、還原糖及淀粉含量用DNS（3，5-二硝基水楊酸）比色法［11］測定；煙堿含量用紫外分光光度法［12］測定；總氮、鉀含量用H2SO4-H2O2消煮法［13］測定；氯含量采用莫爾法［11］測定。

1.5.2" 物理特性的測定" 煙葉厚度的測定參考GB/T 451.3—2002《紙和紙板厚度的測定》［14］，含梗率的測定參照YC/T 142—2010《煙草農藝性狀調查方法》［15］，拉力的測定參考GB/T 12914—2008《紙和紙板抗張強度的測定》［16］，填充值的測定參照YC/T 152—2001《卷煙" 煙絲填充值的測定》［17］，柔軟度采用柔軟度值測定儀（RH-R1000，廣州潤湖儀器有限公司）進行測定，葉質重的測定參照鄧小華等的方法［18］。

1.5.3" 評吸質量的測定" 各小區分別取15張烤后煙樣送至貴州中煙工業有限責任公司技術中心，參照YC/T 138—1998《煙草及煙草制品" 感官評價方法》［19］對香氣質、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性、余味、甜感共8個指標進行評吸鑒定。

1.5.4" 經濟性狀的測定" 參照烤煙分級標準GB 2635—1992《烤煙》［20］，對各小區初烤上部葉進行分級，并統計上等煙率、上中等煙率、橘黃煙率、雜色煙率、均價、產量、產值等。

1.5.5" 外觀質量的測定" 參照GB 2635—1992《烤煙》對各小區煙葉的6個外觀質量指標（顏色、成熟度、葉片結構、身份、油分、色度）進行評分。

1.6" 綜合評價方法

用各質量效果指數代表綜合評價得分。步驟為數據無量綱化→確定指標權重→計算效果指數。

1.6.1" 數據無量綱化" （1）化學成分數據的無量綱化處理。采用模糊數學理論隸屬性函數進行化學成分數據的無量綱化處理［21］。以貴州中煙工業有限責任公司對云煙87上部葉優質煙的要求和常延斌等的研究［22-24］為參考，確定本試驗中化學成分各指標隸屬性函數類型及拐點（表1），根據指標所屬類型及數據所屬范圍將原始變量x代入公式（1）、公式（2）、公式（3）計算無量綱化數值。

P：f（x）=1""""""" x2≤x≤x3

0.9（x-x1）x2-x1+0.1x1≤x≤x2

1-0.9（x-x3）x4-x3x3≤x≤x4

0.1xlt;x1，xgt;x4。（1）

S：f（x）=1""""""""" x≤x1

0.9（x-x1）x4-x1+0.1x1lt;xlt;x4

0.1x≥x4。（2）

反S：f（x）=1""""""" xlt;x1

1-0.9（x-x1）x4-x1x1≤x≤x4

0.1xgt;x4。（3）

（2）物理特性、評吸質量、經濟性狀及外觀質量等數據的無量綱化處理。采用灰色局勢決策中的效果測度方法對數據進行無量綱化處理［25］，其中含梗率、柔軟度、雜色煙率采用下限效果測度模型進行處理，詳見公式（4）；煙葉厚度、葉質重、拉力、填充值采用適中效果測度模型進行處理，詳見公式（5）；評吸質量、外觀質量與經濟性狀除雜色煙率外其余指標均采用上限效果測度模型進行處理，詳見公式（6）：

rij=minuijuij；（4）

rij=ui0j0ui0j0+｜uij-ui0j0｜；（5）

rij=uijmaxuij。（6）

其中：uij為局勢的實際效果，即各指標的實測值；minuij為所有局勢效果的最小值；ui0j0為局勢效果指定的適中值；maxuij為所有局勢效果的最大值。查閱相應參考文獻后確定煙葉厚度、葉質重、拉力、填充值的適中值分別為120 μm、85 g/m2、2.0 N、3.5 g/cm3；含梗率、柔軟度、雜色煙率的最小值分別為20%、30 mN、5%；上等煙率、上中等煙率、橘黃煙率、均價、上部葉產量、上部葉產值的最大值分別為80%、95%、90%、30元/kg、900 kg/hm2、20 000元/hm2［26-28］；評吸質量各指標的最大值為9分；外觀質量各指標的最大值為10分。

1.6.2" 確定指標權重" 采用主成分分析法確定化學成分、物理特性、評吸質量、經濟性狀等指標的權重，即先計算線性組合系數矩陣，然后計算綜合系數，歸一化處理后得到權重［29］。外觀質量指標權重參考王彥亭等對煙葉外觀質量指標賦予的權重，即顏色值為0.29，成熟度為0.26，葉片結構為0.15，身份為0.11，油分為0.10，光澤為0.09［30］。

1.6.3" 計算效果指數" 采用指數和法分別計算各質量效果指數。

效果指數=∑xj=1Qij×Wj×100%。（7）

式中：x為指標數量；Qij為指標無量綱化數值，Wj為對應指標的權重。

1.7" 數據處理

用Excel整理數據，用SPSS 23.0進行數據分析，用OriginPro 2024作圖。

2" 結果與分析

2.1" 施氮量、留杈數及互作對初烤上部葉化學成分的影響

從圖1可以看出，增施氮肥后煙葉總糖含量、還原糖含量及糖堿比、鉀氯比均極顯著降低，而淀粉、煙堿、總氮、鉀、氯含量及氮堿比均顯著或極顯著增高；隨著留杈數的增加，總糖含量、還原糖含量及糖堿比、鉀氯比也隨之增加，淀粉含量、煙堿含量、總氮含量、鉀含量、氯含量、氮堿比隨之下降。

從表2可看出，N2處理的化學成分效果指數（CCEI）顯著低于N1處理；隨著留杈數的增加，CCEI隨之增加；與不留杈處理相比，N1處理下留1杈、留2杈處理的CCEI分別提升了7.78%、13.64%，N2處理下留1杈、留2杈處理的CCEI分別提升了15.61%、29.02%，說明留杈有利于改善上部葉化學成分，且留杈對N2處理上部葉化學成分的改善效果要大于N1處理。由總體排名可以看出，N1L2互作處理的表現最佳，N1L1、N2L2處理次之。施氮量對各化學成分指標均存在極顯著影響，而留杈數對除鉀氯比外其余指標存在顯著或極顯著影響，二者互作對除鉀含量、氯含量、氮堿比、鉀氯比外的其余指標存在顯著或極顯著影響。比較F值可知，施氮量是除總糖含量外其余指標的主要影響因子，留杈數對總糖含量的影響要大于施氮量的影響及施氮量與留杈數互作的影響。

2.2" 施氮量、留杈數及互作對初烤上部葉物理特性的影響

從圖2可以看出，增施氮肥后，煙葉厚度、葉質重、柔軟度均極顯著提高，含梗率、拉力、填充值均顯著或極顯著降低；隨著留杈數的增加，含梗率、拉力、填充值隨之提高，厚度、葉質重、柔軟度隨之降低。

從表3可以看出，N2處理的物理特性效果指數（PPEI）顯著低于N1處理，而隨著留杈數的增加，PPEI呈增加趨勢；與不留杈處理相比，N1處理下留1杈、留2杈的PPEI分別提升了7.60%、7.52%，N2處理下留1杈、留2杈的PPEI分別提升了5.72%、12.86%，說明適當留杈能改善上部葉的物理特性，且留1杈對N1處理上部葉物理特性的改善效果更好，留2杈對N2處理的改善效果更好。總體來看，N1L1與N1L2互作處理的效果最佳。從互作效應可以看出，施氮量與留杈數對各指標均有極顯著影響，而二者互作對拉力、柔軟度及PPEI有極顯著影響，對填充值有顯著影響。比較F值可知，施氮量是除含梗率外其余指標的主要影響因子，而留杈數是含梗率的主要影響因子。

2.3" 施氮量、留杈數及互作對初烤上部葉評吸質量的影響

從圖3可以看出，增施氮肥后，烤后煙葉的香氣質、濃度、雜氣、刺激性、余味得分極顯著降低，甜感得分略微降低，勁頭得分極顯著增加，香氣量得分略微增加；而增加留杈數后，勁頭得分極顯著降低，其余評吸指標得分均極顯著增加。

從表4可以看出，N1處理的評吸質量效果指數（SQEI）顯著高于N2處理，并且隨著留杈數的增加，SQEI隨之升高；與不留杈相比，N1處理下留1杈、留2杈的SQEI分別提升了6.58%、10.78%，N2處理下留1杈、留2杈的SQEI分別提升了4.14%、8.75%，說明適當留杈有利于上部葉評吸質量的提升，且留杈對N1處理評吸質量的改善效果大于N2處理。總體來看，N1L2處理的SQEI顯著高于其他互作處理，N1L1、N2L2處理次之；從互作效應可以看出，施氮量對除香氣量外其余指標均有顯著或極顯著影響，而留杈數對所有指標均有極顯著影響，二者互作對香氣質、濃度有顯著影響，對雜氣及SQEI有極顯著影響。比較F值可知，施氮量是濃度、勁頭、刺激性、余味的主要影響因子，而留杈數是其余各指標的主要影響因子。

2.4" 施氮量、留杈數及互作對初烤上部葉經濟性狀的影響

從圖4可以看出，增施氮肥后，烤后煙葉上等煙率、上中等煙率、橘黃煙率、均價及產值顯著或極顯著降低，雜色煙率、產量極顯著增加；隨著留杈數增加，除雜色煙率、產量外，其余指標均隨之極顯著提高。

從表5可以看出，N1處理的經濟性狀效果指數（ECEI）顯著高于N2處理，并且隨著留杈數的增加，ECEI隨之升高；與不留杈處理相比，留1杈、留2杈的N1處理的ECEI分別提升了8.39%、10.65%，留1杈、留2杈的N2處理的ECEI分別提升了6.64%、13.98%， 說明適當留杈能夠改善上部葉經濟性狀，且留1杈對N1處理上部葉經濟性狀的改善效果更好，而留2杈對N2處理的改善效果更好。由總體排名可以看出，N1L2處理的ECEI顯著高于其他互作處理；從產值來看，N1L1處理最高，但N1L1、N1L2、N2L2處理間無顯著差異。從互作效應可以看出，施氮量及留杈數對所有指標均有極顯著影響，而二者互作對除上部葉產量外的其余指標有顯著或極顯著影響。比較F值可知，施氮量是除上部葉產值外其余指標的主要影響因子，而留杈數對上部葉產值的影響要大于施氮量的影響及施氮量與留杈數互作的影響。

2.5" 施氮量、留杈數及互作對初烤上部葉外觀質量的影響

從圖5可以看出，增施氮肥后，烤后煙葉外觀質量的各指標得分均顯著降低；隨著留杈數增加，各指標得分均隨之增加。從表6可以看出，N1處理的外觀質量效果指數（AQEI）顯著高于N2處理，并且隨著留杈數的增加，AQEI隨之增加；與不留杈相比，留1杈、留2杈的N1處理的上部葉AQEI分別提升了4.72%、8.12%，留1杈、留2杈的N2處理的上部葉AQEI分別提升了21.49%、26.22%，說明適當留杈能改善上部葉外觀質量，且增施氮肥后留杈對煙葉外觀質量的提升更為明顯。總的來看，N1L2處理的AQEI顯著高于其他互作處理；從互作效應可以看出，施氮量、留杈數對煙葉外觀質量各指標均有極顯著影響，而二者互作對顏色、油分、結構及AQEI均有極顯著影響；比較F值可知，施氮量是除成熟度、油分外其余指標的主要影響因子，而留杈數對成熟度、油分的影響要大于施氮量的影響及施氮量與留杈數互作的影響。

3" 討論

3.1" 施氮量對上部葉質量的影響

本研究結果表明，增施氮肥后初烤上部葉質量降低，但產量會增加，與郭春燕等的研究結果［31］一致。究其原因，可能由于施氮量的增加使上部葉的長勢增強。趙會杰等研究發現，增加施氮量對上部葉同化13C的能力有較大提升，因此葉片中的干物質含量增多，細胞間隙變小，導致葉片組織結構緊密［32］，并且高氮含量會使煙葉易烤性變差、耐烤性變強［33］，使得烘烤過程中的內含物質轉化不充分，因此烤后煙葉質量下降，但產量得到了提高。

3.2" 留杈對上部葉質量的影響

本研究發現，留杈能提高煙葉烤后質量，與曹安全等的研究結果［9-10］吻合，并且隨著留杈數的增加，提升效果隨之增加，留杈后總糖、還原糖含量增加，煙堿、總氮含量等下降。究其原因，可能由于留杈后杈煙的頂端優勢明顯，提高了煙株養分的頂端運輸效率，同時杈煙作為新代謝庫，使煙葉光合作用的同化物質以糖的形式儲存在葉片中［34］，但是杈煙對物質的吸收能力更強，主莖上部葉內含物質會向杈煙移動，從而產生稀釋效應，且杈葉越多，稀釋效應越強，這導致主莖上部葉的干物質減少，也使煙葉厚度、葉質重等降低。

稀釋效應的產生也使主莖葉片細胞間隙擴大，組織結構變得疏松，而總氮含量的降低在一定程度上意味著多酚氧化酶（PPO）活性的降低［35］，酶促棕色化反應變弱，因此烘烤時內含物質轉化得更為充分，烤后煙葉的黑色素含量減少，烤后煙葉的上等煙比例、柔軟性、填充值等得到提升。然而，留杈處理雖然降低了煙葉產量，但是煙葉質量提高的同時也增加了煙葉均價，相比之下產值有所提升。

評吸質量、外觀質量與化學成分含量密切相關，留杈后糖含量增加，總氮含量降低，這意味著留杈具有改善上部葉氮含量高、糖含量低的效果，即改善上部葉的酸堿平衡，降低上部葉雜氣、刺激性及提高煙葉甜感，從而使評吸質量得以提升。外觀質量的提高也是由糖含量增加、氯含量降低等造成的。

3.3" 綜合評價方法

質量效果指數（CCEI、PPEI、SQEI、ECEI、AQEI）是煙葉各質量指標的量化體現。本試驗在數據無量綱化時均以貴州中煙工業有限責任公司對上部葉的要求為標準，在此基礎上參考前人的研究［22-24］，最終確定隸屬性函數的拐點及局勢效果上、下限與適中范圍的取值，使指標無量綱化體系的建立更合理且更符合當地烤煙的特性。因前人對化學成分、物理特性、評吸質量、經濟性狀的研究指標各不相同，至今對煙葉各質量綜合評價還未有包含所有指標的完善體系，因此除外觀質量指標外，其余指標權重的確定均采用主成分分析法，最終所得結果較為客觀地反映了煙葉的質量。

3.4" 留杈的優勢

留杈究其本質是通過增加煙株葉片數來消耗干物質，而多留葉（主莖）少采葉也是一種增加煙株葉片數以消耗干物質的措施，二者的相同點都是通過增加葉片數達到減少上部葉干物質的目的，但二者的不同點在于多留葉（主莖），因其頂上葉較早消耗上部葉的干物質，可能會影響上部葉的開片［36］，而留杈則因其消耗養分相對較晚，使其對開片的影響較小。本研究僅設置了留1杈、2杈處理，從結果來看，留2杈處理對上部葉質量的改善效果最好，但繼續增加留杈數后的改善效果如何還有待進一步研究。

4" 結論

增施氮肥后，上部葉質量變差，但留杈處理能有效改善上部葉質量，無論是正常施氮還是增施氮肥，留杈處理均能提高初烤上部葉的化學成分、物理特性、評吸質量、經濟性狀、外觀質量效果指數，并且隨著留杈數的增加，改善效果隨之增加。綜合來看，施氮量為105 kg/hm2時留2杈的上部葉質量最佳；施氮量與留杈數互作對上部葉各質量效果指數均有極顯著影響，施氮量越高，留杈對上部葉的質量改善效果越好。在生產上可以通過留杈方式來改善上部葉品質，若因氣候條件等不可控因素造成煙株氮素吸收過多的偶發情況，留杈也是挽救煙葉品質的一種有效措施。

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