不同遮陰條件下施氮量對雪茄茄衣生理特性及品質的影響

任一鶴 趙松超 樸晟源 白建保 趙銘欽

摘要：雪茄煙是特殊的高氮類型煙草，氮素用量對其生理特性及品質發育影響較大，氮肥施用的多少可以直接調控雪茄煙葉的生長發育，目前國內外獲取雪茄茄衣的方式主要采用遮陰栽培的方法。為了探究不同遮陰條件下施氮量對德雪3號品種雪茄生長過程中不同時期生理特性及品質的影響，以四川雪茄德雪3號為試驗材料，分析不同施氮量（120、150、180 kg/hm²）和透光率（40%、60%、80%）對雪茄煙葉不同生長時期光合特性、質體色素、根系發育、化學成分、物理特性、外觀質量的影響。結果表明，凈光合速率T9處理最佳。3個時期相比較，成熟期的蒸騰速率普遍較高；整體團稞期和旺長期的氣孔導度普遍高于成熟期。根系發育的干物質積累在成熟期達到最大，根系活力指標在高氮處理下活性最高，T6處理與其余處理差異性最顯著?；瘜W成分含量的測定結果表明，T5處理的鉀氯比值最高，證明其燃燒性最好。雪茄質量越優的其化學成分指標之一氮堿比越接近1，而T5處理最接近1；化學成分協調性、物理特性以及外觀質量評價以T5處理最優?？傮w研究表明，中氮中透光率處理最有助于雪茄茄衣生長發育，且適度的遮陰條件與施氮量互作更有利于雪茄茄衣的品質發育。

關鍵詞：施氮量；遮陰；雪茄茄衣；光合特性；根系活力；質體色素；化學成分

中圖分類號：S572.04? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）06-0111-06

收稿日期：2023-09-18

基金項目：四川省煙草公司專項（編號：SCYC20210、SCYC201913）。

作者簡介：任一鶴（1998—），女，河南郟縣人，碩士研究生，研究方向為煙草種植與栽培。E-mail：ryh_1106@163.com。

通信作者：趙銘欽，博士，教授，主要從事煙草栽培、卷煙調香、雪茄等的開發研究。E-mail：zhaomingqin@ 126.com。

雪茄煙是一種煙草制品，由晾制干燥及經發酵的煙草卷制而成，對氮用量要求較高，施氮量的多少直接影響雪茄煙葉的生理特性及品質發育，雪茄煙葉的干物質積累直接或間接來源于自身的光合作用^[1]?？刂频适┯玫亩嗌倏梢灾苯诱{控雪茄煙葉的生長發育，目前國內外獲取的雪茄茄衣主要采用遮陰栽培的方法。遮陰栽培是通過不同的透光強度處理，從而影響煙葉的生長發育，改變其光合特性從而使煙葉根莖葉之間的生物量發生變化，其中變化最顯著的是光合作用^[2]。碳氮代謝是最基本的生理代謝反應之一，雪茄煙葉生理特性及品質與之息息相關^[3]。雪茄煙葉的碳氮代謝作用主要受溫度、光照強度、施氮量水平等多種因素的影響，因此通過調節施氮量的多少和遮陰程度就可以直接影響雪茄煙葉品質的形成^[4]。要確保煙葉品質就意味著施氮量不能過多，合理的施氮水平和適度的遮陰才能保證雪茄煙葉正常良好地生長發育^[5]?，F有對煙草方面的研究主要集中在烤煙^[6]，氮光互作對雪茄煙的影響目前沒有相關研究。本試驗通過模擬試驗研究不同遮陰強度和高、中、低施氮量及其之間的互作對不同生育期雪茄煙葉光合特性、質體色素、根系發育、化學成分、物理特性及外觀質量的影響，來挑選出最優良的栽培處理方式。

1? 材料與方法

1.1? 試驗田概況

試驗時間為2022—2023年，試驗地點為河南省許昌市河南農業大學許昌校區煙草栽培基地。試驗土地質地為沙壤土，試驗田基礎養分：有機質含量19.10 g/kg，堿解氮含量69.33 mg/kg，速效磷含量6.93 mg/kg，速效鉀含量99.13 mg/kg，pH值為7.30。

1.2? 試驗設計

試驗品種為川煙品種德雪3號，在溫室大棚進行漂浮育苗，煙苗于2022年5月1日移栽。試驗共設置9個處理（表1）。移栽前翻地并進行條施基肥，各處理施氮量分別為120、150、180 kg/hm²，鉀磷肥施用量分別為430、95 kg/hm²。磷肥用磷酸鈣（含P₂O₅12%），鉀肥用過硫酸鉀（含K₂O₅0%），用煙草專用復合肥和高碳基肥的混合物來提供氮素營養。肥料配施脛腐康消毒劑以及根脛1號菌劑，均由鄭州惠農有害生物防治有限公司提供，預防煙葉病蟲害。

煙苗于2022年5月1日進行大田移栽，采用隨機區組試驗設計，煙株種植株距40 cm、行距 120 cm，小區面積為69.5 m²，取樣重復3次。透光率是通過改變遮陰網的密度進行控制，并用儀器測量精準透光率。于6月1日搭棚，按試驗設計進行遮陰處理。雪茄煙生育期為90 d，分別在團稞期、旺長期、成熟期各采收1次發育良好的中部煙葉作為樣品進行各指標測定，每次取樣的煙株留葉數盡量控制在19～20張。

1.3? 取樣方法

取樣分為3個時期，分別在移栽后的團稞期、旺長期和成熟期，每個時期9個處理分別取樣，重復3次。光合特性的測量在田間用光合儀進行。采摘樣品為2部分，一部分采摘發育良好的中部葉（9～10葉位），下部葉要在50 d后才能采摘。每次取樣的新鮮煙葉用做過處理標記的錫箔紙包裹，放置在-80 ℃液氮中保存用于質體色素含量的測定。一部分為整株煙的樣品，需挑選發育良好、長勢一致的整株煙株洗干凈進行晾曬，進行根莖葉的稱重以及根系活力的測定。

1.4? 測定項目及方法

1.4.1? 光合特性使用便攜式光合測定儀^[7]在田間測定雪茄葉片在團稞期、旺長期、成熟期的氣孔導度、蒸騰速率、凈光合速率以及細胞間隙CO₂濃度等光合指標。

1.4.2? 煙株根系在每個小區中選取生長狀況整齊一致且長勢良好的雪茄植株15株，然后取根系尖段的嫩細小根，采用TTC法^[8]測定根系活力。剩下的根系放進烘箱中將溫度調節至105 ℃，殺青 30 min，然后溫度調至60 ℃烘干，最后稱其干重。

1.4.3? 質體色素含量用分光光度計測定雪茄新鮮葉片在不同波長下葉綠素和類胡蘿卜素的吸光度^[9]情況。

1.4.4? 化學成分用流動分析法^[10]測定各種化學成分以及它們之間的比值。

1.4.5? 物理特性葉質重：用天平稱重。含梗率：使用稱重法測定。厚度：選取10張煙葉，將葉片水分平衡至含量在（16.5±0.5）%，用厚度計測量并計算平均值。拉力：將葉片裁剪成小長條，規格為長15 cm、寬1.5 cm，環境溫度控制在22 ℃，相對濕度控制在65%左右，然后放置2～3 d，用薄片抗張強度試驗機測定拉力并計算平均值。平衡含水率：稱重法測定^[11]。

1.4.6? 茄衣外觀質量測定具體評分標準見表2^[12]。

1.5? 統計分析

用Excel 2019作圖，用SPSS 27.0進行交互作用檢驗以及數據顯著差異性分析。

2? 結果與分析

2.1? 不同處理對雪茄茄衣光合特性的影響

雪茄煙葉的光合作用是物質合成和獲得能量的基礎，更是煙草重要的碳素同化作用。由于是2因素3水平全因子組合設計，考慮到2個因素之間或許存在交互作用效應，因此利用SPSS 27.0進行數據統計分析，得出凈光合速率和胞間CO₂濃度P<0.05（表3），交互作用效應顯著，因此結論只看處理組合的效應。由圖1可知，T9處理的凈光合速率在不同時期均最高，說明高施氮量有助于葉片光合作用的增強。隨著生育期的變化，葉片細胞會消耗大量CO₂導致細胞間CO₂濃度降低，碳代謝活性增強^[13]，所以旺長期胞間CO₂濃度普遍低于團稞期，其中T9處理碳氮代謝活性最強，且與其余各處理相比普遍具有顯著性差異。而蒸騰速率和氣孔導度交互作用效應不顯著，只考慮2個因素間的主效應。各個時期相比較，蒸騰速率主效應因素是透光率，伴隨透光率的增加蒸騰速率呈現逐漸升高的趨勢，雪茄葉片蒸騰速率高說明代謝旺盛，適量增加透光率可以提高葉片的蒸騰速率^[14]。煙葉在生長發育旺期光合碳代謝能力逐漸增強，隨著施氮量增加，凈光合速率、氣孔導度、葉片蒸騰速率均呈升高趨勢。在低氮和中氮處理下低透光率組光合作用受到抑制最強，高氮處理下光照對處理組的影響相對較小。

2.2? 不同處理對雪茄煙株發育的影響

2.2.1? 干物質積累量

由圖2可知，雪茄在成熟期干物質積累量最高，團稞期變化趨勢不明顯，旺長期、成熟期呈現逐漸升高趨勢，說明高氮用量有助于根系積累干物重，且在透光率為80%時達到了頂峰。說明T6處理是最有利于干物質積累的處理。

2.2.2? 根系活力

根系活力是煙株地上部分的生長基礎^[15]，是判斷煙葉生長發育是否良好的重要生理指標，煙株根系對養分水分的吸收狀況都與根系活力息息相關^[16]。從圖3可以看出，2因素處理都對根系活力有顯著性影響。不同處理下的雪茄煙煙株系活力在團稞期和旺長時期均為T6處理最優，且與其余處理的差異均達到了顯著水平，說明中氮高透光率最有利于根系的發育。而成熟期增加氮用量也顯著增加了根系活力，但中高氮組之間

無顯著性差異，說明透光率對結果影響不大。

2.3? 不同處理對質體色素含量的影響

由表4可知，各個時期T9處理葉綠素含量相對較高，且與其他處理有顯著性差異，說明80%高氮透光最有助于葉綠素合成，高氮處理有利于雪茄葉綠素含量的積累^[17]。成熟期雪茄葉片中的葉綠素a會逐漸分解^[18]，比旺長期含量相比會降低，要想保證煙葉能夠正常地成熟落黃就不能過量施用氮素^[19]，而相關研究表明低施氮量確實能夠有效阻止煙葉“貪青晚熟”現象發生^[20]。類胡蘿卜素成分是煙葉香氣前體物質形成的基礎成分^[21]，在旺長期T4處理類胡蘿卜素含量最高且與大部分處理之間有顯著性差異。在煙葉生長前期和中期，中施氮量能保證葉綠素積累，在生長后期低中施氮量也能使葉綠素充分降解，可以有效提高煙葉香氣物質含量^[22]。

2.4? 不同處理對化學成分含量的影響

從表5可以看出，隨著施氮量增加，總糖及還原糖含量先升高再下降，T3與T5、T7處理之間存在顯著性差異，T5處理糖含量是最高的，說明適當增加施氮量有助于糖含量的積累^[23]。而隨著透光率的增加，糖含量逐漸增高，當透光率達到80%時糖分含量顯著下降，結果表明60%透光率最有利于糖含量物質積累，已有研究也表明雪茄不能遮陰過度^[24]?？偟蜔焿A含量隨著施氮量和透光率的增加先升高再下降，同一施氮水平下，低氮組T1、T2、T3之間和高氮組T7、T8、T9之間都有顯著性差異，說明透光率對總氮含量影響較大。煙堿含量高氮組T7、T8、T9與其余各處理之間有明顯差異，說明只有在施氮量過多時透光率才會影響其含量值。研究表明施氮量對煙葉中氯鉀含量的影響相對其他化學成分弱^[25]，各組之間沒有明顯的差異。質量越優的雪茄其化學成分指標之一氮堿比就會越接近1^[26]，T5處理比值最接近1。而鉀氯比比值高說明葉片燃燒性相對較好^[27]，T5處理的鉀含量值和鉀氯比值最高，且與其他各組處理之間存在顯著性差異。研究表明T5處理下煙葉的化學成分協調性最優。

2.5? 不同處理對雪茄煙葉物理特性的影響

施氮量過高會導致葉片含梗率較低。從表6可以看出，含梗率大小為低氮>高氮>中氮，而同一施氮水平不同光照強度之間含梗率差異不顯著，適度施氮能有效防止黑暴煙的形成。高氮水平處理下雪茄煙葉的平均葉重和葉厚度最高，拉力和平衡含水率大小表現為中氮>高氮>低氮，且透光率60%的值最高，且有顯著性差異。綜合研究結果表明T5處理下葉片的物理特性總體較好，煙葉的品質較高。

2.6? 不同處理對雪茄茄衣外觀質量評價的影響

雪茄葉的顏色越深，抽起來味道就越甜越濃郁，茄衣的油脂和糖分就越高。由表7可以看出，優質的雪茄茄衣外觀質量的各項指標都應在8～10分的標準范圍內，通過分析數據可以得出結論，雖然雪茄是高氮型煙草，但施氮量過多會導致葉片結構密從而不利于茄衣發育，T5處理的雪茄煙葉茄衣的外觀質量最好；施氮量高有利于油分的積累，60%透光率有利于茄衣葉片結構的發育。綜合來看，中氮60%透光率的T5處理最有利于提高雪茄茄衣的外觀質量。

3? 討論

氮是雪茄煙進行碳氮代謝的物質基礎，同時又參與多種化合物的形成^[28]，施氮量和光照對煙葉的發育和生長速度以及整體產量品質緊密相連^[29]。在雪茄煙葉的生長前期，充分的氮素可以保證煙葉葉片的光澤度。已有的研究表明如果氮素不足或光照不足則會抑制光合作用，光合被抑制后煙株的碳代謝強度就會有所下降。合理的施氮量和適度的遮陰不僅有利于雪茄煙葉的碳氮代謝，還可以提高卷制后雪茄煙葉的外觀質量^[30]。本試驗結果表明增施氮肥和適度遮陰可提高雪茄煙葉的品質。質體色素含量的變化是反映葉片光合性能強弱的標準^[31]，葉綠素和類胡蘿卜素含量會影響雪茄葉片的外觀顏色以及各種化學香氣物質的合成，研究結果表明葉片中的質體色素含量會隨著施氮量的增加而增加，煙葉的光合作用也會隨之增強，3組低氮處理的煙葉碳代謝強度較低，過量施用氮肥會導致葉綠素在生長后期不容易得到充分有效的降解，導致葉片成熟期不能夠正常成熟落黃。氮素對根系生長至關重要，充足的氮會保證雪茄的根系生長旺盛。

雪茄煙的品質與各化學成分含量有很大關系^[32]，煙氣質和香味取決于其中的糖含量高低，糖含量不能過低也不能過高，否則會降低煙葉的燃燒性和品質。過高的煙堿含量會導致點燃的煙氣具有強烈的辛辣刺激性，影響其感官品質。因為雪茄屬于晾曬煙，晾制時間為2～3個月，耗時較長，過程中充分接觸氧氣進行大量的呼吸作用從而消耗大量的糖類物質，這就造成比烤煙糖含量低很多。已有對白肋煙的研究結果表明，適度增加氮用量，經調制后的煙葉各化學成分之間更加平衡協調，但是過多的氮素反而會使雪茄煙葉的品質下降。本試驗結果表明，隨著施氮量和透光率的增加，總糖和還原糖含量呈現下降趨勢，煙堿和總氮含量呈現逐漸升高的趨勢。品質越好的煙葉其氮堿比越接近1，值過低會導致在吸食煙葉時感受到強烈的刺激性。高品質雪茄煙葉的鉀氯比應≥4，鉀氯比越高說明雪茄煙葉的燃燒性越好，光澤度也越好。本試驗結果顯示，9組處理煙葉氮堿比值均大于1，說明各處理均達到合格品質，T5處理的化學成分最協調，雪茄煙葉香氣味和燃燒性最好。

4? 結論

本研究結果表明，最有利于光合特性的處理是高氮80%透光處理。最有利于雪茄根系發育的時期是成熟期，最有利于根系活力的處理是高氮處理。晾后煙葉9組處理煙葉的常規化學成分都滿足合適范圍，其中對比其他處理，兩糖比、鉀氯比以及氮堿比最適宜且化學成分平衡性最佳的是中氮60%透光處理組。雪茄的物理特性是鑒定其品質好壞的標準之一，T5處理下的含梗率最低，彈性及抗拉強度最優；茄衣應當是適度遮陰，較強的光照不利于組織結構疏松，過多的施氮量也會導致干物質積累量過多從而不利于茄衣的光合速率提高。本試驗最終結果表明，施氮量150 kg/hm²、透光率為60%時雪茄茄衣品質最優。

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