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摘要优化烟叶结构作为提高烤烟等级质量、解决工业企业库存结构性矛盾的重要举措,一直是烟草科技工作者研究的重点和热点。针对当前国内优化烟叶结构关键技术措施研究的现状,综述了优化烟叶结构关键技术措施与农艺效应、烟农种烟效益、工业可用性等方面的关系,并进行了展望。 关键词烤烟;结构优化;农艺效应;工业可用性 从2009年国家局提出“卷烟上水平”重大战略和2010年制定“532、461”发展规划后,各卷烟企业为了保证自身品牌长期稳定的竞争力,力争排名上的争先进位,在优质烟叶原料储备上的比拼日趋激烈,特别是对上中等烟叶和中部烟叶的抢夺更趋激烈[1]。随着卷烟结构的不断转变,卷烟企业对上等烟的消耗不断加大,上等烟叶出现供不应求的局面,而下等烟则存在积压严重的现象[2-4]。一方面是“调结构、提质量、增效益”使工业真正需要的高等级原料供不应求;另一方面是烟叶库存不断大量增加,面临资源浪费和资金占用的实际压力。在这种数量与质量难以平衡的窘迫情况下,国家局提出了优化烟叶结构,不适用烟叶田间处理的工作措施[4]。近几年来,各级商业公司、科研院所和高等院校均对优化烟叶等级结构进行了积极有效地探索与思考[5-9]。该研究对烤烟等级结构优化的综合效应进行概述,以进一步丰富和发展优化烟叶结构理论,为优质、特色烟叶生产提供理论依据和技术支持。 1优化烟叶结构的关键技术措施 1.1打顶技术 打顶技术是实施优化烟叶结构的基础。烟草打顶是通过人为摘除烟株顶端的花序及包括顶部的几片幼叶,控制和去除烟草的顶端优势,其目的是去除生殖生长的花序和避免顶部不能形成有效产量的烟叶进一步对烟草体内养分的消耗。打顶可及时地将烟株的生长中心调整到刺激保留下的烟叶生长发育,以获得理想的烟叶产量和优质的烟叶[10]。烤烟打顶是一项时间性、针对性、技術性很强的重要技术措施,要求操作者具有较丰富的生产经验和明确的生产目的;能结合当地具体的天时和地利条件,根据烟株的长势等诸多因素,做出正确的判断,采取适时适度的打顶方法[11]。打顶技术可根据烟株生长的特点和打顶时间的早晚分为扣心打顶、现蕾打顶、初花打顶和盛花打顶4种方法[12]。 1.2去除脚叶与二次打顶技术 去除脚叶与二次打顶技术是实施烟叶结构优化的关键。去除脚叶,即烤烟在大田中生长到一定时期时(一般为60~70 d),结合培土打掉底部几片脚叶。二次打顶,即第1次打顶之后进行第2次打顶,打掉45 cm以下或者不开片的顶叶。张振平等[13]开展高打脚叶与二次打顶技术的试验与应用,结果表明高打脚叶不仅能提高烟叶产量、产值,而且能提高烟叶等级结构与质量;二次打顶后,烟叶产量虽有所降低,但产值、质量明显提高,上中等烟比例提高,中部烟比例增加,可用性提高。 1.3烤烟驳枝技术 烤烟驳枝技术是实施烟叶结构优化的保障措施。烤烟驳枝,即烤烟在大田中生长到一定时期时打顶处理,在上部第二叶位处留1个腋芽,待腋芽长至一定长度时再次打顶,保证腋芽侧枝上有一定数量的叶片。驳枝处理适用于烤烟生长期间受到干旱影响导致烟株生长发育不良、上部叶难以开片的烟田。当烟株发育不正常时,提早打顶后留杈烟(驳枝)栽培,可以增加烟株有效叶片数,提高烟叶产量和产值,改善烟叶等级结构和烟叶品质[6]。宫长荣等[14-15]报道,通过适时打顶和驳枝处理能提高上部叶可用性和烟叶产质量。 2优化烟叶结构的关键技术措施与农艺效应的关系 2.1优化烟叶结构的关键技术措施与农艺性状的关系 农艺性状是烤烟生长状况的外在表现,有国外研究者[16-17]发现烤烟的农艺性状对其产量有一定的影响,与株高、叶数、叶宽呈显著正相关。王付锋等[18]的研究结果显示,随着留叶数的增加,株高越高,节距越长,茎围越细,最大叶面积越小,特别是上部叶最大单叶面积与留叶数呈显著负相关(r=0924)。张黎明等[19]通过不同留叶数和方式对K326生长影响的研究认为,主茎留叶数相同时,随着杈烟留叶数的增加,株高逐渐增加,而茎围与节距变化不大;不同留叶数对下部葉片影响较大,相同的主茎留叶数,随着杈烟留叶数的增加,下部叶片的长和宽有逐渐增加的趋势,对中、上部叶片的影响较小。 2.2优化烟叶结构的关键技术措施与田间烤烟光合作用的关系 光作为光合作用的能量来源,是植物生长发育的必要条件。与其他作物一样,烟草需要较强的光照条件才能生长旺盛。在中、低海拔地区,夏日中午温度过高(37.9 ℃)、持续时间较长是烟草光合午睡现象的主要原因[20]。优化烟叶结构可以改善烟田微生态环境,有效改善田间通风透光条件,降低田间温度,控制光合午睡现象,增强中部烟叶的光合作用,促进中部叶的生长发育[13]。张喜峰等[21]研究表明,低、中密度下,随着留叶数的增加,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)及叶绿素含量均表现出上升趋势,而高密度下均是先升高后降低,说明中密度下,适当增加留叶数有利于提高烤烟的光合特性。钱华等[22]认为,留24片叶烤烟具有较低的光补偿点和较高的光饱和点,有效光合辐射范围较宽,表现出较强的弱光利用能力和强光利用潜力,最大Pn均最高,光合能力较强,光能利用率较高。徐照丽等[23]应用三维数字化和激光扫描技术对云南玉溪实验基地的K326烟株结构进行测定,构建了能精确地表征大田烟草群体机构特征的模型,结果表明,在烟株现有留叶情况下,去掉顶部2片叶和底部2片叶不会降低烟草群体的净潜在光合同化量,且因改善了烟株叶片的受光条件而有利于烟株所留烟叶的生长和品质的提高。 3优化烟叶结构的关键技术措施与烟农收益的关系 优化烟叶结构,提高优质烟叶供给能力的关键是将不适用烟叶直接处理在田间。不适用烟叶难以销售,既浪费燃煤,又增加烘烤成本;如果进行结构优化,既减少无效投入,又有补贴收入[24]。此外,还能提高中上等烟比例,提高收购均价,会在一定程度上提升烟农的综合收入。 3.1优化烟叶结构的关键技术措施与产量的关系 一般情况下叶数越多,产量也越高。据刘洪祥[25]对29个品种的研究,叶数与产量的相关系数r=0.658 3,为极显著正相关。薛琳等[7]研究表明,在现蕾期打顶,留叶数16、18、14片产量有显著差异;第1朵中心花开放和50%中心花开放打顶的不用留叶数处理烟叶产量有明显的差异,但未达到显著水平。黄一兰等[26]研究表明,同一打顶时间,产量随着留叶数的增加而增加,但留叶18片以上处理的产量差距不大;而相同留叶数处理,随着打顶时间的推迟,产量略微减少,并表现为留叶数少时,产量受打顶时间影响的差距大,留叶数多时,差距小。 3.2优化烟叶结构的关键技术措施与均价的关系 烟叶的均价在一定程度上可以反映出烤烟的外观品质。黄莺等[27]研究认为,在施氮量、密度因素取零水平时,留叶数对均价的影响呈抛物线变化,即在一定范围内,均价随留叶数的增加而增加,超过范围时,均价随留叶数的增加而降低。申宴斌等[28]、戴勋等[29]研究了不同留叶数对美引NC297烤烟新品种生长及产质量的影响,结果表明:各处理烤烟均价随留叶数的增加呈递减趋势,留叶数偏少时,均价虽然较高,但对烟叶的产量和产值会有不利影响,而留叶数偏多,产量虽有所增加,但均价、上等烟比例将受到不利影响。 3.3优化烟叶结构的关键技术措施与中上等烟比例的关系 烟叶的中上等烟比例可直接反映出烤烟的外观品质。潘广为等[30]研究结果表明,在上等烟比例方面,以烟株留叶16片处理的上等烟比例最高,其次是留叶18、20片处理,都与留叶22片处理之间达到了显著性差异;在中上等烟比例方面,以烟株留叶20片处理的中上等烟比例最高,其次是留叶16片处理,以留叶18片处理最低,留叶20、16片处理的中上等烟比例分别与留叶22、18片处理之间差异显著。王付锋等[18]研究结果显示,每株留叶数影响中上等烟比例的作用比密度大,3种留叶数处理中上等烟的差异达极显著水平,其中以每株留叶22片处理的中上等烟比例最高。 3.4优化烟叶结构的关键技术措施与产值的关系 产值是由产量和均价共同构成。随着打叶数的增加,产量逐渐降低,合理打叶可以提高上等烟和中上等烟比例,从而提高均价,进而影响到产值[31]。潘秋亚等[32]研究指出,采用70%底肥+30%追肥的常规施肥方式,50%现蕾打顶,打顶留叶数在20片时,烤烟经济性状表现较佳;在留叶数相同的情况下,打顶时期相对越早,经济效益越好;同一打顶时期,留叶数20片处理的产值优于留叶数22片的处理。黄夸克等[33]研究表明,在试验设置水平范围内,优化烟叶结构均不同程度地提高了烤烟的经济性状。消除上部叶的时机是影响烤烟产值的主要因素,下部叶消除叶片数是次重要因素,消除下部叶的时机与上部叶消除叶片数是次要因素。 4优化烟叶结构的关键技术措施与工业可用性的关系 20世纪80年代,左天觉[34]认为烟叶可用性就是质量加上安全性,质量也可被认为是合意性或可用性。20世纪90年代,Hill D[35]提出,可用性是烟叶对某种特定的配方和加工过程适合程度的量度。21世纪,朱尊权[36]从工业使用角度对可用性进行了深化,可用性就是使用价值,是烟叶加工特性、化学成分、内在感官质量、安全性等方面的综合表现。目前,对于烟叶可用性与品质的关系研究不断深入,尤其在化学成分、内在质量及其相关性等方面[37-39]。 4.1优化烟叶结构的关键技术措施与烤烟物理指标的关系 烤烟烟叶的物理特性表征指标一般包括烟叶长、烟叶宽、单叶重、含梗率、填充值、平衡含水率、厚度拉力等。烟叶的物理特性与其工业可用性及烟气组分密切相关,是烟叶质量的重要构成因素[40]。张永安等[41]研究认为,打顶过早对海绵组织里的气腔扩大产生抑制,从而造成叶片发育受阻,叶片增厚,叶肉细胞紧密,随着打顶时期的推迟,上部烟叶的长宽比、叶质重和单叶重都有所下降,其中在中心花开放时期长宽比和叶质重最低,若再推迟打顶,又有所升高。王斌等[42]研究认为,经不同时间二次打顶,各处理上部烟叶的物理性状与对照的差异显著,其叶长、叶宽、含梗率随二次打顶时间推迟而增加,而叶厚、单叶重,梗重、平衡含水率逐渐减小。 4.2优化烟叶结构的关键技术措施与烤烟外观质量的关系 烤烟烟叶的外观质量因素主要包括成熟度、颜色、油分、结构、身份、色度,是目前我国烤烟烟叶42级分级标准的主要分级因素,也是我国烤烟烟叶生产、收购和工业调拨中的重要质量依据[43]。赵芳等[44]研究结果显示,清除最底部2片叶及顶叶后,烤烟原烟外观质量中的油分有所增加,叶片组织结构变得更加疏松。郭芳军等[45]研究表明,在現蕾期和打顶期优化2片底脚叶的处理外观质量明显好于打顶后7d的处理,主要体现在成熟度有所提高,叶片结构、油分、色度有所改善。但也有研究表明,烤烟品种KRK26原烟成熟度、烟叶颜色、光泽、油分、叶片结构与烟叶留叶数无关[46]。 4.3优化烟叶结构的关键技术措施与烤烟化学成分的关系 莫静静等[47]研究表明,不同部位各处理叶片中总糖含量随着打顶时期的推迟先升高后降低,还原糖与总糖含量变化规律大致一样,还原糖与总糖比值各处理之间随着打顶时期的推迟也呈先升高后降低的趋势;不同时期打顶后烤烟叶片中淀粉含量,除了下部叶变化规律不明显外,上部叶和中部叶淀粉含量均随着打顶时期的推迟先升高后降低;不同时期打顶对烤烟叶片总氮含量的影响表现为:无论上、中、下部位,总氮含量均随着打顶时期的推迟而降低;上部叶和中部叶各处理的烟碱含量均随着打顶时期的推迟而降低;各处理中的上、中、下部位叶片蛋白质含量均随着打顶时期的推迟逐渐减小。王育军等[9]研究表明,随着摘除脚叶时间的推迟,烤烟色素质量分数逐渐降低;多酚在采收上部叶时弃采1片顶叶情况下逐渐增高,而在圆顶情况下打掉顶部1片叶时先降低后增高;烟碱质量分数在中部叶先减少后增加,而在下部叶先增加后减少;随着摘除顶叶时间的推迟,烤烟色素、多酚和中上部叶烟碱质量分数逐渐降低;下部叶烟碱质量分数在打顶时摘除脚叶情况下逐渐降低,而在打顶后5 d或10 d摘除脚叶时逐渐增高。 4.4优化烟叶结构的关键技术措施与烤烟致香物质含量的关系 烤烟的致香物质直接影响卷烟的品质,所以烤烟的香味、香气也是衡量烤烟质量的重要标准。烤烟香气物质主要是指挥发油等能从烟叶中散发出芳香气味的物质,香气物质也称潜香物质,主要是指复杂高分子化合物等经过燃烧后产生特殊香气的物质[48]。赵铭钦等[49]研究认为,种植密度、留叶数及二者的交互作用对烤烟多酚类物质和石油醚提取物含量的影响均达到了极显著水平。 4.5优化烟叶结构的关键技术措施与感官评吸的关系 赵铭钦等[50]试验表明,各处理中以密度为120 cm×50 cm、留叶数为18片/株的处理评吸得分最高,尤其是香气质和香气量的得分最高,这与该处理的总致香物质含量最高是一致的。张世渠[51]通过不同留叶数处理对中部烟叶感官评吸质量的研究结果表明,留叶数为20片处理的烤烟劲头和烟气浓度中等,杂气微有,香气质较好,香气量尚足,余味尚净尚舒适,口感特征优于其他处理,整体表现较好,同时其产值收益和工业利用较均衡。李继新等[52]研究结果显示,中部叶(C3L和C3F)在同一密度条件下,随着留叶数的增加,评吸总分呈抛物线变化,留叶过多、过少对烟叶质量都造成影响,特别是留叶数过多,会使香气质变差,香气量不充足,杂气变重;留叶数过少劲头偏大。 5展望 优化烟叶结构是为了解决工业企业库存结构偏低而采取的措施,是为了满足高价位卷烟所需原料不足而采取的措施,是为了控制烟叶收购量、维护烟农利益而采取的措施。首先,烤烟生产以卷烟工业需要为导向,工业企业对优质烟叶的需求是农业生产需要达到的目标,解决供给侧的结构性矛盾,是现代烟草农业生产和卷烟工业企业的共同任务。其次,优化烟叶结构的技术措施应针对不同产烟区生态环境条件、主栽品种和香型风格的不同,“因地制宜,因材施教”,适时适量。最后,保证烟农切身利益,提高烟农自觉实施烟叶结构优化的积极性。适当提高对实施优化烟叶结构烟农的补贴力度,强化收购价格对优化烟叶等级结构起到的引导作用。实施烟叶结构优化要以科技为支撑,提高优化烟叶结构关键技术水平,提高专业化服务层次,提高烟叶等级结构和内在质量,缓解工业企业品牌原料的结构性矛盾,为“卷烟上水平”提供更加有力的原料支撑。 参考文献 [1] 盛立冉,杨乐.优化烟叶结构的对策研究[J].宁夏农林科技,2012,53(11):169-170. 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