豫中上六片烤烟不同采收期对烤后烟叶品质的影响

杨明坤,李建华,刘扣珠,顿松阳,李洪亮,王典,史宏志*

(1.河南农业大学, 国家烟草栽培生理生化研究基地, 烟草行业烟草栽培重点实验室, 郑州 450002;2.河南省烟草公司许昌市公司, 河南 许昌 461000)

成熟度是烤烟重要的质量要素，是烤烟国家标准中的第一品质因素。正确掌握和判断烟叶成熟度，采收真正成熟的烟叶，是提高烟叶质量、增加经济效益的重要途径，也是保证和提高烟叶品质和外观质量的前提[1-5]。烤烟上部烟叶是烟草卷烟配方中重要的组成部分，上部烟叶相比其他部位烟叶，烟气浓度高、香气量足，满足感强[6]，因此提高上部烟叶产量和质量具有重要意义[7]。我国上部叶普遍存在厚度偏厚、颜色偏深、组织结构紧密、烟碱含量过高、糖碱比较低、内在化学成分不协调等问题，制约了上部叶的可用性，导致大量上部叶库存积压[8-9]。为解决豫浓香高端原料供应量不足的问题，克服质量缺陷，挖掘优质潜力十分必要。在烟叶采收方法上，学者们认为，以前“成熟1片采收1片”的做法只适用于中下部烟叶，不适用于上部烟叶，烟株上部六片叶充分成熟一次性采收可明显提高烟叶的成熟度[8,10]。相关研究表明，上部叶推迟采收可以提高烟叶成熟度，可使叶片内含物质积累与转化更加充分，叶片颜色逐渐加深，油分含量增多，进一步改善烟叶理化特性及协调性，且产出中上等烟比重也有所增加，有效提高了烟叶可用性，有利于烟叶等级结构的划分，同时也能减少烘烤耗能[11-13]。目前生产上主要通过烟叶成熟时的外观特征来判断烟叶成熟度，但在采收过程中普遍存在上部采青现象，而且判断成熟度的定性描述较多，可操作性差[14]。另外，SPAD值可用于评价烟叶的相对叶绿素含量，判断烟叶落黄程度及成熟度[15]。综合分析发现，关于上六片及成熟度的研究较多，但将上六片划分为上三片(上六片的上部三片叶，即倒1、倒2、倒3)和下三片(上六片的下部三片叶，即倒4、倒5、倒6)两个部位进行对比分析，研究并建立相应的成熟度采收标准的文献鲜见报道。因此，本研究在河南中烟工业有限责任公司合作的上六片烟田进行采收梯度试验，以中烟100上六片烟叶为试验材料，并将烟叶分为上三片和下三片，设置不同采收期，通过测定分析不同采收期烟叶的产质量情况，确定豫中上六片烟叶适宜的采收时间，并得出适宜采收的烟叶成熟特征和叶绿素相对含量状况，以期为建立优质上六片烟叶成熟采收技术规程提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试材料

本试验在河南省许昌市襄城县闫寨示范田(上六片标准化烟田)进行。供试烤烟品种为当地主栽品种中烟100，留叶数为18～22片，行株距为1.20 m×0.55 m，于2018年4月27日移栽，6月30日打顶。其他栽培管理措施及病虫害防治均按照当地优质烟生产技术方案。

1.2 试验设计

试验采用完全随机区组设计，设置5个采收期和2个部位,共10个处理，每个处理3次重复。小区面积为333 m2。从当地正常采收时间9月1日开始，每隔4 d采收一次，采集样品为每个处理的上六片烟叶，共取样5次，分别为：9月1日正常采收(T1)、推迟4 d采收(T2)、推迟8 d采收(T3)、推迟12 d采收(T4)、推迟16 d采收(T5)。取样时将烟叶按照上三片和下三片2个部位分开采收。田间测量指标包括主要外观特征和SPAD值。采收后采用当地常规的烘烤方式，在同一烤房的相同条件下进行烘烤，留取烤后样，以测定经济性状、外观质量、物理性状、化学成分，进行感官质量评价。

1.3 测定项目与方法

1.3.1田间烟叶主要外观特征 采收时，在田间选取长势均匀一致的鲜烟叶叶片。将叶片置于长宽均大于叶片的均匀纸片上，沿叶片边缘剪下后称重，对比叶片在纸上画出相应的叶脉变白、叶面变黄和茸毛脱落程度的区域后，剪下并称重。后者与前者相比得到的百分比即为该叶片的叶脉变白、叶面变黄和茸毛脱落程度。叶片色调和成熟斑由河南省许昌市王洛烟站的专家进行测评。叶面与茎秆角度使用量角器测量。

1.3.2SPAD值测定 田间选取鲜烟叶主脉对称两侧的叶尖、叶中、叶基6个点为测定位置，每个小区测量30株，每个处理测量10株，每株测量1片烟叶，每个点测量3次，以叶绿素仪(型号OK-Y104，郑州欧柯奇仪器制造有限公司)测定的SPAD值平均值为该片烟叶的SPAD值。

1.3.3经济性状调查 根据GB 2635—1992烤烟[16]对烤后烟叶进行分级，统计等级结构和均价。烤后烟上三片、下三片分别去青去杂后各取混合样2 kg，以备外观鉴定、化学成分检测和感官评吸。

1.3.4烤后烟叶外观质量评价 根据GB 2635—1992烤烟[16]，以颜色、油分、疏松度、成熟度、色度、身份、残伤面积7项指标作为烤后烟外观质量评价指标。

1.3.5物理性状测定 烤后烟叶检测的物理特性包括叶长、叶宽、单叶重、叶片厚度、叶质重、含梗率及拉力。叶长、叶宽采用测量法；单叶重和含梗率用称重法测定；采用BHZ 1-l型薄片厚度计(石家庄诚信中轻机械设备有限公司)测定叶片厚度；叶质重用直径1 cm的打孔器打孔5个，放入小铝盒烘干称重；用型号为ZKW-3的烟草薄片抗张试验机(广州润湖仪器有限公司)测定叶片拉力。

1.3.6化学成分检测 烤后烟叶检测的化学成分包括蛋白质、还原糖、钾、氯、烟碱、总氮及总糖，并计算糖碱比、氮碱比和钾氯比。采用AAⅢ型连续流动化学分析仪(德国BRAN+LUEBBE公司)，按照YC/Z 240—2008 烟草及烟草制品标准体系[17]测定化学成分。

1.3.7感官评吸鉴定 烤后烟切丝样品检测的评吸成分包括香气质、香气量、浓度、杂气、刺激性、余味、燃烧性等。由河南中烟工业有限责任公司和河南农业大学国家栽培生理生化研究基地评吸专家进行打分。

1.4 数据处理

采用 Microsoft Excel 2016 对数据进行处理；采用 SPSS 22.0 统计软件进行显著性分析，并利用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同采收期上六片烟叶的主要外观特征

由表1可以看出，随着采收期的延迟，烟叶叶脉逐渐变白直到基本全白，叶片颜色逐渐变黄直到基本全黄，茸毛逐渐脱落至基本全部脱落，叶面与茎秆角度增大至接近90°，叶面成熟斑逐渐增多。由差异显著性分析可知，叶脉变白程度、叶片落黄程度、茸毛脱落程度和叶面与茎秆角度的各处理间差异显著，说明不同采收期对烟叶主要外观特征的影响较明显。

表1 不同采收期烟叶的主要外观特征Table 1 Main appearance characteristics of tobacco leaf during different harvesting period

2.2 不同采收期上六片烟叶的SPAD值

由图1可知，上六片烟叶延迟4 d采收(T2)和延迟8 d(T3)采收间存在差异显著，其余各相邻处理间均无显著差异。不同部位烟叶相同采收期的SPAD值叶略有差异，基本表现为下三片>上三片。根据SPAD值和延迟采收天数可得到上三片和下三片的趋势线方程，分别为y=0.175x2-2.751x+13.214，R2=0.988 8和y=-0.092 1x2-1.172 1x+12.104，R2=0.919 2。根据方程可以计算出适宜采收期对应的SPAD值区间。

图1 不同采收期烟叶的SPAD值Fig.1 SPAD value of tobacco leaf during different harvesting period

2.3 不同处理对烤后烟叶经济性状的影响

经济性状是烤后烟叶等级结构和均价的体现。不同处理对烟叶经济性状的影响如表2所示。随着成熟度的提高，上三片和下三片烟叶的产量和单叶重均呈显著下降趋势，但产值、上等烟比例和均价呈现先增大后减小的规律。差异显著性分析结果表明，上三片和下三片的单叶重在正常采收(T1)和延迟4 d(T2)处理之间存在显著差异，下三片延迟12 d(T4)和延迟16 d(T5)之间存在显著差异，其余各处理间差异不显著；上等烟比例和产值方面，上三片和下三片在各处理之间基本均存在显著差异，整体呈先上升后下降趋势。综合分析，上三片的经济性状在延迟8～12 d之间最好，下三片的经济性状在延迟12 d左右最好，上三片的经济性状略低于下三片。上六片烟叶的综合经济性状表现出随采收时期的延迟，呈先上升后下降的趋势。

表2 不同采收期烟叶的经济性状Table 2 Economic characteristics of tobacco leaf during different harvesting period

2.4 不同处理对烤后烟叶外观质量的影响

烟叶的外观质量可以反映内在质量，是烟叶收购过程中分级的主要依据。从表3可以看出，采收期对烤后烟叶外观有一定影响。上三片烟叶中，不同采收期对颜色、成熟度、结构等因素影响不明显；随着烟叶成熟度的提高，残伤面积持续增加，且各处理间差异显著。下三片烟叶中，随着烟叶采收期的延迟，成熟度、结构、油分、色度均有所改善，残伤面积持续增加。综合各项指标，延迟12 d左右外观较理想。整体上，上三片和下三片2个部位均以延迟12 d左右的外观质量较好。

表3 不同采收期烟叶的外观质量评价Table 3 Appearance quality evaluation of tobacco leaf during different harvesting period

2.5 不同处理对烤后烟叶物理性状的影响

由表4可知，上三片和下三片的叶质重和含梗率各处理间均有显著差异。叶质重从正常采收(T1)到延迟8 d采收(T3)间显著降低，说明在烟叶成熟后一段时期，随着生育期延长，烟叶中部分内含物质降解，烟叶叶质重降低。各处理间在上三片和下三片叶片厚度和拉力方面差异不显著，在叶长和叶宽方面略有差异，总体呈下降趋势。上三片正常采收(CK)处理叶长最长，延迟8 d采收(T3)和延迟12 d采收(T4)的叶质重较低，延迟12 d采收(T4)处理的含梗率最低，工业利用性较强。上三片5个处理的叶质重除延迟8 d采收(T3) 外均高于下三片，延迟4 d采收(T2)处理的叶质重相对较适宜；下三片正常采收(CK)处理叶长、叶宽最大，随着采收时间的推迟，叶长、叶宽逐渐降低，延迟12 d采收(T4)处理的烟叶含梗率最低，延迟16 d采收(T5) 次之。以上结果表明，上三片和下三片延迟12 d左右采收，叶片叶质重较适宜，含梗率较低，工业利用率较强。

表4 不同采收期烟叶的物理性状Table 4 Physical properties of tobacco leaf during different harvesting period

2.6 不同处理对烤后烟叶化学成分的影响

烟叶主要化学成分是反映烟叶品质的重要指标，对烟叶质量和风格特色的形成至关重要。表5显示，上三片钾含量在正常采收(T1)到延迟12 d采收(T4)之间均存在显著差异。氮碱比在正常采收(T1)到延迟8 d采收(T3)处理间呈显著降低趋势。上三片延迟12 d(T4)采收的钾含量较低，烟碱含量、还原糖含量较高，总氮含量较高，糖碱比、氮碱比和钾氯比均较适宜，化学成分较协调[18]；延迟8 d(T3)次之。下三片氮碱比除延迟8 d(T3)和延迟12 d(T4)之间无显著差异外，其余各处理间呈显著降低趋势。下三片5个处理的总糖含量，以正常采收处理最高，延迟12 d(T4)采收次之，延迟8 d(T3)采收含量最低；延迟12 d(T4)采收的钾含量和还原糖含量较高，糖碱比值较适宜，化学成分较协调；延迟16 d(T5)较延迟8 d(T3)稍好。由此可知，上三片在延迟8～12 d采收，下三片在延迟12～16 d采收时，化学成分含量及比例较适宜。

表5 不同采收期烟叶的化学成分Table 5 Chemical composition of tobacco leaf during different harvesting period

2.7 不同采收期上六叶的感官质量评价

由图2可以看出，随着采收期的延迟，上六片烤后烟叶感官质量评价总分呈先升高后降低的趋势，说明烟叶延迟采收有利于提高烟叶的感官评吸质量。上三片烟叶的各个指标随采收期的延迟叶呈现先上升后下降的趋势，在延迟8 d(T3)采收时的感官评吸总分最高，为46.7分；下三片烟叶的各个指标的得分变化规律与上三片的趋势大致相同，延迟8 d(T3)处理感官质量评价得分最高，为47.0分，正常采收处理的得分最低。对比上三片和下三片的评吸结果，可以看出，上三片的香气量和浓度得分比下三片略高，下三片的香气质、杂气、刺激性和燃烧性得分比上三片略高，总体差异并不大。

根据图2得出的趋势线方程计算可得感官评吸各项指标的分值最大值出现的时间，即最佳采收期(表6)。由表6可知，上三片烟叶的香气量、浓度、杂气、刺激性和余味在延迟10 d左右采收时得分达到最大；香气质在延迟9 d采收时得分达到最大；总分在延迟10 d采收时得分达到最大，为46.71分。下三片烟叶的香气质、刺激性和余味在延迟9 d采收时得分达到最大；香气量在延迟10 d采收时得分达到最大；浓度和杂气在延迟11 d采收时得分达到最大；总分在延迟10 d采收时得分达到最大，为46.83分。因此，上三片和下三片在延迟9～11 d采收时的感官质量最好。

表6 感官质量评价各指标的最佳采收期Table 6 Optimum harvest time of sensory quality evaluation indicators

图2 不同采收期烟叶的感官质量评价Fig.2 Sensory quality evaluation of tobacco leaf during different harvesting period

3 讨论

烟叶在成熟过程中由绿变黄，是叶绿素降解和类叶比(类胡萝卜素与叶绿素含量的比值)升高的外在表现，颜色变化是田间判断烟叶成熟度的主要参考指标[19]。研究发现，SPAD值与叶绿素含量正相关，能较好地反映烟叶采收成熟度[20-23]。本研究结果表明，SPAD值随着采收期的延迟而降低，这与前人研究结果基本一致[20-21]。通过对不同采收期烤烟上六片烟叶分析研究发现，上六片的最适宜采收期在延迟10～11 d，这与孙敬国等[13]的研究结果相似。烟叶延迟10～11 d时，上六片烟叶物理性状较好，工业利用率较高，化学成分较协调。这是因为在延迟采收过程中，叶片皱缩，含梗率降低，内含物被消耗，化学成分相互转化引起的。外观质量方面，随着采收期的延迟，外观质量的成熟度、结构、油分、色度均有所改善，但残伤面积会逐渐增大，为防止烤后烟叶过度成熟、烟叶结构被破坏以及出现残叶烂叶等情况，烟叶适宜的延迟期不宜过长。根据不同采收期的经济性状结果显示，适宜的成熟度能够提升烟叶品质，提高均价，但在一定程度上降低了烟叶的单叶重和产量。这是因为延迟过程中，上部烟叶逐渐满足上六片标准，提高了上等烟比例和产值，进一步提高了均价。感官评吸质量结果显示，随着烟叶采收期的推迟，上六片烟叶的内在质量各项感官指标出现有规律的变化，感官评吸得分呈现先升高后降低的趋势，以延迟10 d采收时的感官评吸总分最高。采收烟叶延迟天数较短时，烟叶香气质纯正度低，烟气舒适度差，香气量不足，烟气平淡，满足感较差。但延迟采收 9～11 d时，成熟烟香明显，舒适度高，烟气饱满，满足感强，香气丰满且纯净，杂气少。这与前人研究结果一致[24-25]。本研究中，根据适宜采收期和方程计算可以得出，上三片烟叶适宜的SPAD值为5.4～5.7；下三片烟叶适宜的SPAD值为6.4～6.9，此时的田间成熟特征表现为叶脉变白75%～90%，叶片颜色为淡黄色,落黄85%～95%，茸毛脱落70%～85%，成熟斑较多。该时期烤后烟外观质量较理想，化学成分与协调性适宜，感官评吸质量处于较高质量档次。这与李旭华等[15]的研究结果有差异，原因可能与测量烟叶的位置有关，本研究所测SPAD值为主脉两侧叶尖、叶中、叶基6个位置的读数的加权平均值，李旭华等[15]的数值是测叶基部得到的。此外，还有可能与选择的烟草品种、施肥水平以及气候条件有关。