破口温度对膜下烟生长及品质的影响
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摘要：为了解烟苗对温度的耐受能力，确定膜下烟适宜的破口温度，开展了田间及室内模拟验证试验。结果表明，破口前膜下温度可高出膜外10 ℃左右，烟苗长期处于45 ℃以上高温成活率明显下降且生育期出现后移。未破口处理烟苗栽后35 d的株高、茎围、叶面积指数均显著低于40 ℃和45 ℃破口的处理，且烟叶产量、产值仅为40 ℃破口处理的83%左右。及时破口的烟叶总糖含量略高，糖碱比值适宜，感官评吸得分略高。40 ℃和45 ℃破口处理的烤烟整体表现差别不大。因此，当膜下温度超过45 ℃时应及时破口，以防高温灼伤烟苗。
关键词：烤烟；膜下移栽；破口温度；成活率；品质
中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）05-1212-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.05.031
Effects of Different Crevasse Temperature on Growth and Quality of
Tobacco under Plastic Film
DENG Xiao-peng1， TAO Yong-ping2， YANG Yu-hong1， DUAN Yu-qi1， YANG Jun-zhang2
（1. Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences， Kunming 650021， China；
2. Zhaotong Branch of Yunnan Tobacco Company， Zhaotong 657000， Yunnan， China）
Abstract： In order to investigate the tolerance ability of tobacco seedling to temperature， the field and indoor simulation experiments were conducted to determine the suitable crevasse temperature. The results showed that， the temperature under film was higher about 10 ℃ than outside before crevasse， and survival ratio of tobacco seedlings long-term exposed above 45 ℃ was decreased significantly， also the growth period of seedlings was delayed. After transplanting 35 d， the plant height， stem girth and leaf area index of tobacco seedlings which didn’t crevasse were significantly lower than 40 ℃ and 45 ℃ treatments， moreover， the yield and output value were about 83% to 40 ℃ crevasse treatment. The total sugar content in tobacco leaf crevassing timely was slightly higher， sugar nicotine ratio was appropriate， and the sensory score was slightly higher than other treatments. There was no obviously difference between 40 ℃ and 45 ℃ crevasse treatment as a whole. Therefore， when the temperature under film exceeded 45 ℃， the membrane should be crevassed timely to avoid high temperature burn of tobacco seedling.
Key words： flue-cured tobacco；transplanting tobacco seedling under plastic film；crevasse temperature；survival ratio； quality
膜下小苗移栽是近年来在云南烟区普遍推广的烤烟栽培技术。云南是典型的立体气候区域，冬春夏初雨水稀少，对烟叶生产影响很大。在有限的水分供应条件下，确保烟苗移栽成活是保障烟叶有效供给的关键。2008年，云南烟区开始尝试烤烟膜下小苗移栽技术，不仅节水效果好，烟苗成活率高，示范推广也取得较好的效果。研究表明，膜下移栽可以改善土壤温度、水分及光照条件，在节本、省工、提高烟叶产量等方面表现出一定优势[1-3]。2010～2014年，云南各植烟州（市）累计推广应用面积已达40多万公顷，并辐射应用到邻近的四川、贵州等烟区。然而，膜下小苗移栽仍有不少技术问题，如适宜的移栽时期、烟苗大小等尚未得到解决。膜下移栽一方面能够节水保墒、促进烟株早生快发，另一方面常会因为膜下高温而造成烟苗灼伤致死。因此，在保证膜下移栽节水保水优势的同时，适时进行地膜破口尤为重要。本文从烤烟膜下移栽适宜的破口温度为出发点，采用田间试验和室内模拟验证相结合的方式，研究不同破口温度对膜下烟生长及品质的影响，旨在为烤烟膜下移栽提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点及材料
田间试验于2014年在玉溪市高仓街道龙树村进行，土壤为沙壤土，前茬空闲。室内模拟验证试验在云南省烟草农业科学研究院和试验基地人工气候室内进行。
供试烤烟品种为K326，由玉溪中烟种子有限责任公司提供。试验选用35～40 d的未剪叶小苗以及黑色农用地膜。
1.2 试验设计
以13：00膜下的实测温度为基础进行破口，试验设6个处理。P1，膜下温度超过40 ℃时破口；P2，膜下温度超过45 ℃破口；P3，膜下温度超过50 ℃破口；P4，膜下温度超过55 ℃破口；P5，膜下温度超过60 ℃破口；P6，烟苗掏出地膜生长前不破口。在田间操作过程中，由于13：00膜下温度无法人为控制，因此实际只有4个处理，即P1、P2、P4和P6，故结果与分析只有4个处理的数据（每个处理4次重复，1个采样区，3个计产区），每个重复植烟80～120株，行株距为120 cm×50 cm，随机排列。田间水肥管理按照当地优质烟叶生产技术进行。
室内温度模拟试验采用盆栽形式，栽烟盖膜，人为控制气候室内光照（日开昼关）和温度。温度设置两个方案：方案A设3个处理，分别为40、45和50 ℃（用处理1至处理3表示）；方案B设不同时间和温度段的3个处理，12：00～17：00分别设置为40、45和50℃（用处理Ⅰ至处理Ⅲ表示），其他时间段3个处理温度相同，在9：00～12：00和17：00～21：00均为25 ℃，21：00至次日9：00均与外界温度相同。温度模拟试验每个处理均植烟24株。
1.3 测定方法
1）温度记录：用温度自动记录仪记录破口前后膜内外温度变化。
2）生育期调查：调查不同处理的移栽期、破口时间、团棵期、现蕾期、封顶期、初采期和终采期。
3）烟苗成活率调查：调查田间试验和室内模拟试验的烟苗成活率。室内模拟试验方案A分别于处理2、4、6、8和12 h后调查烟苗成活率；方案B分别于处理后1～4 d调查烟苗成活率。
4）田间生长调查：分别于移栽后5、10、15和25 d，取样称量各处理烟苗地上部鲜重；分别于移栽后35 d和打顶前，每小区选取4株有代表性烟株，调查烟株的株高、茎围、叶片数、叶长、叶宽等农艺性状，计算叶面积系数。
5）经济性状调查：田间试验烤后烟叶按国标分级、称重，统计产量及中、上等烟比例，按照2013年国家烟叶收购价格计算均价、产值等。
6）初烤烟叶化学成分测定：田间试验每个处理取C3F（中部）和B2F（上部）等级的初烤烟叶各1.0 kg，对烟叶中的常规化学成分总糖、还原糖、总氮、烟碱及石油醚提取物进行测定。
7）烟叶样品评吸：每个处理取C3F、B2F等级的初烤烟叶各1.0 kg，制成烟丝，并调节含水量在11.5%左右，制成卷烟。在（22±1）℃和（60±2）%的相对湿度下，平衡水分48 h[4]。由云南中烟工业有限责任公司专业评吸人员参照红塔烟草（集团）企业标准“清香型烟叶风格与质量评价方法”进行感官质量评价。
1.4 数据处理
数据采用SPSS 18.0统计软件进行处理分析。
2 结果与分析
2.1 破口对膜下温度的影响
烤烟田间生产者认为，午后膜下温度过高时应及时破口，以防高温灼伤烟苗。本研究用温度自动记录仪测定了破口前后膜内外温度的变化，结果如图1、图2所示。从图1和图2可以看出，膜下移栽改变了烤烟生长的温度环境，破口前膜内温度高于膜外，午后高出膜外10 ℃左右，夜间高出1～3 ℃；破口后膜内外温度差别不大，夜间膜内仍略高于膜外。适宜的环境温度有利于烟苗的生长发育，而午后过高的膜下温度对烟苗的正常生长会造成不利影响。
2.2 不同破口处理对烤烟生育期的影响
对不同处理烤烟的生育期变化情况进行调查，结果如表1所示。试验的移栽期为4月14日，膜下温度在19日超过40 ℃进行P1破口处理，在20日超过45 ℃进行P2破口处理，在22日超过55 ℃直接进行P4破口处理。从生育期上看，最早进入团棵期的为P1处理，P2、P4次之，未进行破口的P6处理进入团棵期最晚。破口较早的处理随后进入现蕾期、封顶期和采烤期的时间也相对略早。可见，在玉溪4月中旬移栽的膜下小苗，及时破口对烟株生育期的影响很大。
2.3 不同破口处理对烟苗成活率的影响
从表2可以看出，烤烟移栽后5 d（仅P1处理破口），各处理烟苗成活率均在98%以上，处理间差别不大；栽后10 d（除P6外均已破口），P1、P2烟苗成活率仍在98%左右，而55 ℃进行破口的P4处理成活率为94.2%，未进行破口的P6处理成活率为92.9%。到栽后15 d（此时各处理烟苗均已掏出膜外生长），各处理除P6有新增烟苗死亡外，其余处理烟苗成活率与栽后10 d一致。说明破口能够有效防止烟苗因高温灼伤导致的烟苗死亡。田间温度记录显示，栽后一周左右温度持续较高，并达到55 ℃以上，而随后一直较为适宜、稳定，到烟苗掏出膜外生长之前，膜内温度基本未超过50 ℃，这也是未破口的P6处理烟苗灼伤死亡率在10%以下的原因。
2.4 不同破口处理对烤烟生长的影响
从图3可以看出，各处理地上部鲜重随栽后时间推迟均呈增加趋势。栽后10 d， P1、P2处理烟株地上部鲜重已略高于其他处理。栽后25 d，P1和P2处理之间烟苗地上部鲜重差别不大，但远高于P4和P6处理。分析认为，这是由于烟苗长期处于膜下高温环境中，生长严重受阻所致。而烟苗掏出膜外后，需要一段时间才能恢复到正常生长状态。这说明在环境温度可以保障烟苗生长需求的前提下，较早破口相对利于烟苗生长。
不同破口处理对农艺性状的影响如表3、表4所示。可以看出，栽后35 d，不同处理烟苗株高、茎围、叶片数和叶面积指数均存在一定差异。其中，P6处理的株高与其他处理之间均存在显著差异，茎围、叶片数、叶面积指数与P1、P2处理之间存在显著差异。说明一直未破口的P6处理，烟苗在掏出膜外生长一段时间后，农艺性状上的表现仍与其他处理存在较大差距。而40 ℃和45 ℃破口的P1和P2处理之间差异不显著。
打顶前各处理农艺性状调查结果见表4。其中，P1处理株高略高，为117.3 cm，P6处理略低，为107.9 cm，茎围、叶片数和叶面积系数也表现出同样趋势。但各处理的株高、茎围之间均不存在显著差异。从表4可以看出，P1叶面积系数为3.03，和P2处理基本一致；而P6处理的叶面积系数仅为2.63，与P1、P2处理之间存在显著差异。可见，掏苗前不破口影响了烟株前期的生长，并最终影响烟株的叶片数和叶面积指数。
2.5 不同破口处理对烤后烟叶经济性状的影响
表5为不同破口处理烤烟经济性状调查结果。与农艺性状的变化趋势类似，各处理产量、产值等经济性状以P1处理最好，P2与P1处理之间差异不显著；P4处理的产量、产值次之，产值与P1和P2处理之间差异显著。P6处理的产量、产值最低，分别为P1处理的83%、82%左右。就烟叶的等级而言，P1和P2的上等烟比例略高，但中等烟比例明显低于P4和P6处理，这也是各处理烟叶的均价不存在显著差异的原因。
2.6 不同破口处理对烤后烟叶化学成分的影响
表6为不同处理烤烟各部位烟叶主要化学成分的变化。从表6可以看出，就总糖含量而言，各处理上部烟叶总糖含量差别不大，中部烟叶以P1处理较高，为28.88%，P6最低，为20.73%。通常认为，在一定范围内，烟叶总糖含量与评吸质量呈正相关，含量过低会引起烟气产生呛味，刺激性增强[5]。各处理中、上部烟叶总氮含量差别不大，且变化规律不明显。烟叶的烟碱含量是决定吸食品质的关键因素[6]，烟碱含量在上部烟叶中以P1处理较低，而在中部烟叶中以P6处理较低。从表6还可以看出，在各烟叶部位，糖碱比均以P1处理最高，P2、P4次之，P6处理最低。在一定范围内，糖碱比与香气、吃味等呈正相关关系[7]，糖碱比低，则烟气的劲头和刺激性较大。另外，石油醚提取物在各处理和部位之间变化不明显。综合以上分析，及时进行破口处理的烤烟烟叶化学成分含量相对适中，成分间的协调性相对较好。
2.7 不同破口处理对烤后烟叶评吸质量的影响
从表7可以看出，不同破口处理烟叶感官质量评分结果存在一定差异。就B2F烟叶而言，P1处理总分相对较高，为81.17分，P2、P4次之，二者差别不大，未进行破口处理的P6烤烟烟叶分值相对最低，为79.72分。P6处理的样品表现为本香不足，烟香浑浊不清晰，杂气略重，口腔特性较差，且有涂层和残留，涩口感明显。就C3F烟叶来说，P2处理感官评分相对较高，为80.73分，P1和P4处理次之，P6处理相对较低，仅为78.78分。P6处理的烟叶仍表现为本香不足，香气质量表现欠佳，导致杂气偏重且口感较差。根据以上感官评吸结果可以看出，P1和P2处理的烟叶总体评价略好，P6处理的烟叶相对略差。可见，膜下生长时期的破口处理影响到了烟叶的最终评吸质量。
2.8 烟苗耐受温度的模拟验证
为进一步验证烤烟膜下小苗移栽后对温度的适应能力，在人工气候室内设置了烟苗耐受温度的模拟试验。试验结果如表8、表9所示。
从表8可以看出， 膜下40 ℃持续处理的烟株在12 h内无死亡，45 ℃持续处理下烟苗在12 h成活率为91.67%（死亡2株），而50 ℃处理4 h，烟株开始出现死亡，到12 h后，烟株成活率仅为12.50%；而设置的温度段试验，在处理后3、4 d，处理Ⅱ的烟苗仅有1株烟株死亡，处理Ⅲ则仅剩66.67%和37.50%的成活率（表9）。由此可以看出，温度是决定烟苗生长的重要环境因素。结合田间破口试验结果，认为当膜下温度超过45 ℃时，烟苗会受到高温伤害，造成萎蔫甚至死亡。因此，当膜下气温超过45 ℃时，应及时进行破口处理。
3 小结与讨论
从田间破口试验及模拟试验分析结果可以看出，烤烟膜下移栽的破口温度影响到烤烟的生育期、农艺性状、经济性状以及烟叶的化学成分和感官评吸。分析原因，主要是膜下移栽改变了烟苗生长的温度、湿度、光照等环境因素[8，9]，而温度无疑是影响本试验结果的最主要因素。从本研究的结果来看，在午后温度较高的时段，未破口的膜内温度高出膜外可达10 ℃左右，夜间可以高出1～3 ℃。膜下移栽的保温作用在为温凉烟区移栽初期的烤烟提供有利生长条件的同时，对气温较高烟区的烟苗生长也带来灼伤的危险。因此，及时进行破口降温排湿，才能将膜下小苗移栽的优势得到充分发挥。
还苗期和伸根初期的烟苗长势直接影响团棵及旺长期烟株的正常生长。本研究中，未进行破口处理的烟苗由于长时间受到高温胁迫，在移栽后不同时段的地上部鲜重均低于40 ℃和45 ℃进行破口处理的烟苗，在栽后35 d的主要农艺性状指标（株高、茎围、叶面积指数等）也相对处于劣势。
经济性状和烟叶化学成分是评价烟叶品质的重要指标[10，11]。本研究中，P1、P2处理的烟叶产量和产值差别不大，但均显著高于其他处理，说明生育初期的破口处理影响到最终的产质量。烤烟叶片中含有大量的糖类化合物，总体上糖组分与评吸质量呈正相关，在燃烧时能够产生酸性物质来平衡烟气的酸碱度，从而产生令人愉悦的口感和吃味[12，13]。本研究中，P1处理的中部烟叶总糖含量明显高于其他处理，且还原糖含量也较高。另外，及时进行破口处理的烟叶糖碱比值相对处于适宜范围内，化学成分协调性较好。感官评吸是反映烟叶香气类型及化学成分协调度的重要手段，本试验中评吸总分以及时进行破口处理的分值较高，印证了化学成分的检测结果。
综上所述，在40 ℃和45 ℃进行破口处理的烟苗田间长势整体较好，农艺性状表现较优，烟叶的产量、产值也显著高于55 ℃破口和未进行破口的处理。而且，及时破口处理的烟叶化学成分含量相对适中，成分间的协调性也相对好于未破口处理，感官评吸打分相对略高。结合室内模拟试验，认为当膜下温度超过45 ℃时，应及时进行破口处理，以防高温灼伤烟苗。
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