嫁接对烤烟烘烤特性的影响

代卓毅，张希，徐志强，姚怡帆，薛刚

（1.河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002；2.浙江中烟工业有限责任公司,浙江 杭州 310009）

烘烤是烟叶调制过程中的一道重要工序，是紧密联系大田农业和卷烟工业的关键步骤，同时对烟叶品质有着很大影响，决定了烟叶的可用性[1]。烘烤特性是烘烤过程中烟叶对所采用烘烤工艺的反馈，研究烤烟的烘烤特性可为寻找适宜的烘烤方案提供理论基础[2]，避免烟叶烤黑、烤糟等不利因素的出现，提高烟叶品质，增加烟农效益。烟叶的烘烤特性包括易烤性和耐烤性2 个方面[3]。易烤性是指在烘烤过程中烟叶失水和变黄速度快慢及其协调程度，耐烤性是指烤烟对烘烤环境的耐受程度。烟叶容易变黄和失水且两者较为协调，说明易烤性好；烟叶容易定色且不容易烤黑，说明耐烤性好[4-5]。

影响烟叶烘烤特性的因素有品种[4]、氮肥[6]、移栽期[7]和采收成熟度[8]等。武圣江等[9]发现，不同烤烟品种烘烤特性具有显著差异。此外，研究发现，嫁接能改善烟叶烘烤特性[10-11]。刘洪祥等[10]采用嫁接技术研究烟草品种大白筋599的特异香味来源时发现，嫁接可以一定程度改善烟叶落黄，促进烟叶早熟。刘剑君[11]用烘烤特性较好的中烟100 和烘烤特性较差的金星6007进行嫁接，发现嫁接烟株的烘烤特性介于两嫁接亲本之间，其中接穗影响较大，砧木也会对接穗产生影响。因此，通过嫁接技术改良烤烟的烘烤特性具有现实意义。

目前，通过嫁接改良烤烟烘烤特性的研究多集中在对烤后烟叶品质的影响上[11-14]，缺乏对烟叶烘烤过程中生理指标变化的分析，降低了其参考意义。因此，针对NC89贪青晚熟[15]、不易烘烤的问题，选用烘烤特性较好的品种中烟100[16]与NC89 进行嫁接，并进行烘烤试验，对烘烤过程中的烟叶水分含量、叶绿素含量、多酚氧化酶活性以及烤后烟叶品质进行综合评价，分析嫁接对烤烟烘烤特性的影响，旨在为烤烟品种烘烤特性改良及烟叶品质提高提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2020年3月1日至9月10日在河南省许昌市王洛 镇（北 纬N33°57′31.16″，东经E113°29′29.57″，海拔108 m）进行。供试烤烟品种为中烟100（简称ZY100，易烘烤）、NC89（不易烘烤），均由河南农业大学烟草学院育种实验室提供。

1.2 试验设计

1.2.1 前期处理 试验设置4 个处理，分别为2 个嫁接组合：ZY100/NC89（ZY100 作接穗，NC89 作砧木）、NC89/ZY100（NC89 作接穗，ZY100 作砧木）；2个对照：ZY100、NC89。

在许昌市襄城县汾陈镇大磨张村进行育苗，采用托盘育苗方式，3 月1 日育苗，4 月29 日采用劈接方式进行嫁接，之后放入愈合棚中培养3 d，再放入普通棚，逐渐揭开遮阳网和薄膜，让烟叶进行通风和光照处理，待嫁接苗伤口愈合并生长正常后于5月15 日移栽到大田，未嫁接的烟苗采用控水剪叶措施，同样放入愈合棚，后续处理与嫁接苗一致。

1.2.2 田间管理 田间采用完全随机设计，每个处理种植300 m2左右，3行区，每行150 株，行距120 cm，株距50 cm，重复3 次。试验地土壤类型为粉砂质黏壤土，土壤肥力均匀，地面平整，灌溉方便，肥力中等。田间管理参照《烤烟栽培技术规程》（GB/T 23221—2008）进行。

1.2.3 采收烘烤 烟叶正常落黄成熟时，每个处理采收具有代表性的中部（10—13 叶位）鲜烟200 片进行编杆烘烤。采用小型烤箱进行烘烤，该烤箱为电加热型定制烤箱，温湿度可人工设置，烤箱自动控制调整，装烟量在800 片。烘烤方法按照三段式烘烤工艺进行。

1.3 测定项目与方法

一般认为，河南烟叶烘烤0～72 h 为变黄期，72～96 h 为定色初期。在烘烤0、24、48、72、96 h 取样，用于测定烟叶水分含量、叶绿素含量和多酚氧化酶活性，共取5 次样。另取烤后烟叶3～5 kg 用于化学成分分析以及外观质量评价和评吸。各个处理重复3次。

1.3.1 烟叶失水特性 采用杀青烘干法[17]测定烟叶水分含量；失水速率为单位时间内烟叶水分损失量，失水均衡性为0～72 h（变黄期）和72～96 h（定色初期）的失水速率之比。

1.3.2 烟叶叶绿素含量 采用分光光度法测定烘烤过程中烟叶的叶绿素含量[18]。

1.3.3 多酚氧化酶(PPO)活性 采用邻苯二酚氧化分光光度法测定中部烟叶的PPO 活性，以每克干烟叶样品每分钟内吸光度值（OD398）变化1.00 为1 个酶活性单位（U）[19]。以烘烤过程中24、48、72、96 h烟叶PPO活性的平均值来评价烟叶耐烤性。

1.3.4 外观质量评价 外观质量评价由河南中烟公司技术中心分级专家按照外观质量量化评定标准进行评估，外观质量权重为：颜色0.1、成熟度0.15、叶片结构0.2、身份0.2、油分0.1、色度0.1、叶面组织0.05、柔韧性0.05、光泽度0.05。

1.3.5 评吸 感官质量由河南中烟公司技术中心和河南农业大学烟草学院评吸专家按河南中烟技术中心单料烟质量评价办法进行评估。

1.3.6 常规化学成分 烟叶化学成分采用连续流动分析法检测[20]。

1.4 数据处理

采用Excel 2016对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同嫁接组合中部烟叶烘烤过程中含水率的变化

由表1 可知，随着烘烤时间的推进，4 个处理中部烟叶含水量均呈下降趋势。在烘烤0～72 h，中烟100/NC89 和中烟100 失水较快，NC89/中 烟100 和NC89 失水较慢；在烘烤72～96 h，NC89 和NC89/中烟100 失水较快，中烟100 和中烟100/NC89 失水较慢。可见，中烟100 和中烟100/NC89 在变黄期易失水，NC89 和NC89/中烟100 在变黄期不易失水。依据行业标准，中部烟叶失水均衡性在1.0～1.3易烤性好[19]。中烟100 的失水均衡性为1.26，介于1.0～1.3；中烟100/NC89 失水均衡性超过1.3，但与适宜值差异不大，失水较为协调；NC89/中烟100和NC89失水均衡性较为接近，分别为0.89、0.85，显著低于中烟100和中烟100/NC89，明显低于适宜值，失水较不均衡。从烘烤0～96 h 含水率的变化及失水均衡性可以看出，各处理烟叶的易烤性表现为中烟100＞中烟100/NC89＞NC89/中烟100＞NC89。

表1 不同嫁接组合中部烟叶烘烤过程中的含水率变化Tab.1 Changes in water content in the middle leaves with different grafting combinations during curing

2.2 不同嫁接组合中部烟叶烘烤过程中叶绿素含量的变化

研究认为，72 h 内叶绿素平均降解速率在1.25%/h 以上，降解量90%以上，烟叶易烤性较好；72 h 内叶绿素平均降解速率在1.15%/h 以下，降解量85%以下，烟叶易烤性不太理想[19]。由表2可见，烘烤24 h，中烟100/NC89 烟叶叶绿素降解比例最高，其次是中烟100，均显著大于NC89/中烟100 和NC89；烘烤48 h，中烟100 烟叶叶绿素降解比例最高，显著高于中烟100/NC89、NC89/中 烟100 和NC89；烘烤72 h，中烟100 烟叶的降解比例为95.25%，且0～72 h 叶绿素平均降解速率1.32%/h，说明其烟叶叶绿素降解较为完全；中烟100/NC89 烟叶72 h 内叶绿素平均降解速率和72 h 降解比例均显著低于中烟100，且低于易烤标准临界值，因此易烤性一般；NC89/中烟100 和NC89 与易烤标准值差异较大，易烤性远不及中烟100 和中烟100/NC89。综上，通过分析烘烤过程中各处理烟叶叶绿素含量的变化，易烤性表现为中烟100＞中烟100/NC89＞NC89/中烟100＞NC89。

2.3 不同嫁接组合中部烟叶烘烤过程中PPO活性的变化

在烘烤过程中，烟叶的PPO 活性变化是反映烟叶耐烤性的最重要指标。烘烤过程中中部叶平均PPO 活性（0～72 h）在0.3 U 以下，烟叶耐烤性好；在0.3～0.4 U，烟叶耐烤性中等；在0.4 U 以上，烟叶耐烤性下降，烤后烟叶容易发生棕色化反应[19]。由表3可知，嫁接烟株烟叶的初始PPO 活性相对于嫁接亲本均显著提高。在烘烤0～72 h 过程中，NC89 和NC89/中烟100的平均PPO活性较高，均显著高于中烟100 和中烟100/NC89；而在烘烤96 h，中烟100 和中烟100/NC89 的PPO 活性显著高于NC89 和NC89/中烟100。参考烘烤过程中的PPO 活性标准[19]，中烟100 和中烟100/NC89 中部烟叶0～72 h PPO 活性平均值在0.3 U 以下，耐烤性好。中烟100 烘烤0～72 h 的PPO 活性平均值显著低于中烟100/NC89，因此，中烟100的耐烤性更好。而NC89/中烟100烘烤0～72 h 的PPO 活性平均值介于0.3～0.4 U，说明其耐烤性中等；NC89则在0.4 U以上，说明其中部叶耐烤性较差，烟叶在烘烤过程中易发生棕色化反应。各处理烟叶耐烤性由好到差依次是中烟100＞中烟100/NC89＞NC89/中烟100＞NC89。

表3 不同嫁接组合中部烟叶烘烤过程中的PPO活性变化Tab.3 Changes in PPO activity in the middle leaves with different grafting combinations during curing

2.4 不同嫁接组合烤后中部烟叶外观质量评价

由表4 可知，中烟100 和中烟100/NC89 烤后烟叶各项外观指标得分较为均衡，NC89/中烟100 和NC89 各项指标得分均低于中烟100 和中烟100/NC89。通过对各处理各项外观质量评价指标加权求和后得出总分，烤后烟叶外观质量以中烟100 得分最高，其次是中烟100/NC89 和NC89/中烟100 嫁接组合，NC89 得分最低，这与它们的易烤性和耐烤性排名相符。

表4 不同嫁接组合烤后中部叶外观质量评价Tab.4 Evaluation of appearance quality of the middle leaves with different grafting combinations after curing

2.5 不同嫁接组合烤后中部叶感官评吸质量

烟叶感官质量评价结果（表5）显示，不同处理之间各项感官质量评价指标得分情况规律性不太明显，但可以看出，NC89/中烟100和NC89的香气质和杂气得分较高，中烟100 和中烟100/NC89 的浓度和灰色得分较高。从综合得分来看，各处理得分差异不大，其中，中烟100感官质量得分最高，NC89感官质量得分最低。

表5 不同嫁接组合烤后中部烟叶感官质量评分Tab.5 Sensory evaluation of the middle leaves with different grafting combinations after curing

2.6 不同嫁接组合烤后烟叶主要化学成分含量

优质烟叶标准为还原糖含量16%～20%，总糖含量18%～22%，烟碱含量2%～3%，两糖比≥0.9，钾氯比≥4[21]。由表6 可见，各处理烟叶的烟碱含量均高于3%，不在优质烟叶标准范围之内，其中中烟100的烟碱含量与优质烟叶标准更接近；各处理的总糖含量均符合标准；中烟100还原糖含量最高；各处理烟叶钾含量表现为NC89/中烟100＞中烟100＞中烟100/NC89＞NC89；中烟100/NC89 两糖比和钾氯比最佳。

表6 不同嫁接组合烤后烟叶化学成分含量Tab.6 Content of main chemical components in the middle leaves with different grafting combinations after curing

3 结论与讨论

在烘烤过程中，烟叶的易烤性取决于烟叶的失水特性和变黄特性[22]。烟叶的变黄和失水是相互协调的过程，前期烟叶变黄必须在一定的水分条件下才能进行，后期烟叶颜色的固定是水分大量散失的结果[23]。本试验研究结果表明，中烟100 变黄期失水速率较快，叶绿素降解较完全，表现出较好的易烤性；中烟100/NC89 的变黄、失水协调性不如中烟100，说明用易烤性差的品种作为砧木嫁接时，会对接穗的易烤性产生负面影响。NC89 变黄期失水速率较慢，定色期失水速率较快，使烟叶难以定色，易出现烤青、烤黑现象；NC89/中烟100的变黄、失水较NC89 协调，说明用易烤性好的品种作为砧木嫁接时，可以一定程度上改善烟叶的烘烤特性，与刘洪祥等[10]的论证一致。这可能是由于用易烤性较好的品种作为砧木时，提高了接穗的鲜烟素质。

PPO 是鲜烟叶组织中的重要酶类之一。在烘烤过程中，多酚氧化酶参与多酚物质的氧化，是酶促棕色化反应的关键酶，其在烘烤过程中决定烟叶的色泽和内在质量。因此，烘烤过程中PPO 活性可以作为判断烟叶耐烤性的关键指标[22]。本试验中，各处理PPO 活性在定色初期（72 h）有明显的高峰，这与兰俊荣等[24]的研究结果一致。可能是由于在烘烤过程中水分不断散失，温度升高，导致细胞完整性受到破坏[25]。本试验结果表明，各处理耐烤性表现为中烟100＞中 烟100/NC89＞NC89/中 烟100＞NC89。说明嫁接会影响烤烟烟叶的耐烤性，用耐烤性较好的品种作砧木时，会在一定程度上改善接穗的耐烤性。可能是因为烘烤过程中水分含量的高低影响到了PPO 活性[26]。这与刘剑君[11]的研究结果一致。

在对烤后烟叶外观质量评价中发现，中烟100和中烟100/NC89 的外观质量得分较高，其次是NC89/中烟100 和NC89，这可能是嫁接改变了烤烟的烘烤特性，进而影响了烟叶的外观质量。各处理烤后烟叶的感官质量差异不大。烤后烟叶化学成分含量测定表明，中烟100 的烟碱含量低于NC89，钾积累量高于NC89，结合嫁接组合可以看出，用中烟100作为砧木可以降低NC89的烟碱含量，同时提高NC89 的钾含量，其主要原因是，烟碱的合成是在根系中进行的[27]，而对钾的吸收也是通过根系[28]，改变烟株根系会对烟碱的合成和钾的吸收效率产生影响。这与刘剑君等[13]和胡玮[14]的研究结果一致。

综上所述，嫁接会改变烤烟的烘烤特性，且嫁接烟株的烘烤特性介于接穗与砧木之间，其中受接穗影响较大；用烘烤特性好的品种作为砧木时，在一定程度上能提高接穗品种的烘烤特性；用烟碱含量低和钾积累效率高的品种作为砧木可以提高接穗钾含量，降低烟碱含量。