楊 樹 勛

（甘肅省煙草公司隴南市公司，隴南 746000）

20世紀(jì)60年代以來，許多科學(xué)家對高等綠色植物葉片衰老機(jī)理及影響因素進(jìn)行了大量研究，并取得了很大進(jìn)展，形成了自由基傷害學(xué)說、內(nèi)源激素調(diào)節(jié)學(xué)說和細(xì)胞程序性死亡學(xué)說等理論［1］。研究表明，植物葉片的衰老伴隨衰老發(fā)生的生化代謝和生理過程變化以及隨植物衰老進(jìn)程發(fā)生的外部形態(tài)特征改變，均是由一群衰老相關(guān)基因的特異性有序表達(dá)及其環(huán)境因子協(xié)同作用的結(jié)果［2］。近年來，關(guān)于高等綠色植物葉片衰老的生理變化及其影響因素的研究越來越深入，許多理論已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增產(chǎn)、增收做出了積極的貢獻(xiàn)。

煙葉作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，其葉片不但是光合作用的營養(yǎng)器官，也是卷煙生產(chǎn)的原料。煙葉在田間生長成熟后其葉片要進(jìn)行采摘和烘烤，從成熟到采摘及烘烤過程實(shí)際是葉片衰老的過程。與大多數(shù)農(nóng)作物不同，研究作物衰老的目的是如何延緩衰老以提高產(chǎn)量，而在煙葉采摘及烘烤方面，是根據(jù)葉片衰老機(jī)理及利用影響葉片的衰老因子，促進(jìn)采收的葉片在烤房內(nèi)衰老，以促進(jìn)葉片內(nèi)含物降解向有利于吸食的方向轉(zhuǎn)化，使烤后煙葉達(dá)到最佳質(zhì)量要求。本文主要綜述植物葉片衰老機(jī)理及影響因素的最新研究進(jìn)展，以及探討如何利用葉片衰老機(jī)理服務(wù)于煙葉生產(chǎn)。

1 高等綠色植物葉片衰老的生理生化變化

植物葉片都要經(jīng)過葉芽發(fā)生、旺盛生長、生理成熟、衰老、死亡過程。植物葉片生理成熟后就進(jìn)入衰老死亡期，衰老從外觀上表現(xiàn)出的是葉色由綠變黃、再到枯黃、再變褐，最終成為枯葉死亡的過程。同時(shí)其內(nèi)部伴隨著蛋白質(zhì)含量、淀粉含量、葉綠素含量和光合速率、各種酶及內(nèi)源激素等的變化。

1.1 葉片衰老過程中蛋白質(zhì)含量的變化

蛋白質(zhì)是植物組織的重要組成部分，蛋白質(zhì)降解是葉片衰老的基本特征。隨著植物葉片的衰老，蛋白質(zhì)合成速度下降，降解速度增加，蛋白質(zhì)含量下降。左天覺等［3］指出，煙葉衰老時(shí)，被水解了的蛋白質(zhì)是煙葉進(jìn)行光合作用的RuBP羧化酶，它是一個(gè)主要的葉片蛋白質(zhì)組分，其他的酶及非結(jié)構(gòu)蛋白也被水解，衰老過程中蛋白質(zhì)水解酶的比活增加150%以上。Ray等［4］指出，隨著葉片衰老，蛋白水解酶的活力逐漸增加，并且降解的主要是可溶蛋白質(zhì)中的部分Ⅰ蛋白，也就是核酮糖二磷酸（RuBP）羧化酶。吳光南等［5］指出，蛋白質(zhì)降解是葉片衰老的基本特征，水稻葉片在抽伸過程中蛋白質(zhì)含量增加，抽伸完畢時(shí)達(dá)最高值，然后在衰老過程中下降，證實(shí)了蛋白質(zhì)合成和降解是葉片生長和衰老的基本特征。宋松泉等［6］以水稻離體葉片進(jìn)行試驗(yàn)表明，隨著離體葉片衰老的開始和進(jìn)程，葉片中氨肽酶和內(nèi)肽酶活性顯著增加，因而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的水解作用加強(qiáng)，可溶性蛋白質(zhì)含量下降。在葉片衰老過程中，蛋白水解酶與底物接近程度的改變也可影響蛋白質(zhì)的降解速度。Matile等［7］認(rèn)為，在正常情況下蛋白水解酶與底物位于不同的區(qū)間，但進(jìn)入衰老后，它們被逐漸釋放到細(xì)胞質(zhì)，從而促進(jìn)了蛋白質(zhì)的降解。所以葉片進(jìn)入衰老后，一是蛋白質(zhì)合成速率降低；二是蛋白水解酶比活上升；三是蛋白質(zhì)水解酶與底物在空間上接近，三者共同改變的結(jié)果［8］。丁文明等［9］認(rèn)為，伴隨著葉片的衰老，可溶性蛋白質(zhì)含量下降，氨基酸總含量上升。

1.2 葉片衰老過程中葉綠素含量及光合速率的變化

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的組織，葉片中葉綠素含量的多少代表著植物生命的旺盛程度。研究表明，葉綠素含量與生命的旺盛程度為正相關(guān)，與衰老之間為負(fù)相關(guān)。葉片衰老最明顯的表現(xiàn)就是葉綠素逐漸消失，葉片發(fā)黃。聶先舟等［10］報(bào)道，水稻離體葉片隨著離體天數(shù)的增加，葉綠素含量下降，衰老加深。在活體內(nèi)所有的葉綠素都以葉綠素-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式存在，結(jié)合于類囊體膜上，在衰老過程中隨著蛋白質(zhì)的降解，葉綠素-蛋白質(zhì)復(fù)合被破壞，葉綠素含量隨之下降。Biswas等［11］研究水稻葉片衰老時(shí)指出，水稻葉片中葉綠素和蛋白質(zhì)含量的下降可作為衡量水稻葉片衰老的可靠指標(biāo)。在小麥葉片衰老過程中積累的超氧陰離子（O2-）能直接引發(fā)葉綠素的破壞及特異性地破壞葉綠素a，致使葉綠素分解破壞和葉綠素a／b值下降。實(shí)驗(yàn)證明，O2-的產(chǎn)生與光合色素含量的降低及膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量的增加具有極顯著的相關(guān)性，葉綠素含量的變化與MDA含量的變化呈極顯著的負(fù)相關(guān)［12］。因而有人提出，葉綠素分解是衰老的原發(fā)過程及衰老的真正標(biāo)志。

隨著葉片衰老、葉綠素含量的下降，葉片光合能力也隨之下降［13］。Giles等［14］指出，衰老葉片光合作用的下降，與葉綠體結(jié)構(gòu)的紊亂有著內(nèi)在的聯(lián)系。葉綠體結(jié)構(gòu)的破壞是造成光合作用下降的重要原因。植物衰老后，根系吸水能力減弱，水分和養(yǎng)分會向新的組織以及生殖器官傾斜，隨著水分脅迫與營養(yǎng)脅迫的加深，光合作用進(jìn)一步下降。史蘭波等［15］研究證明，葉片水分脅迫時(shí)間及程度與MDA含量呈正相關(guān)，與光合作用呈一定的負(fù)相關(guān)。

1.3 衰老葉片中內(nèi)源激素的變化

葉片衰老受多種植物激素的調(diào)控。在葉片衰老過程中脫落酸（ABA）、乙烯（ETH）、茉莉酸（JA）和茉莉酸甲酯（MeJA）含量上升，而細(xì)胞分裂素（CTK）、赤霉素（GA）、植物生長素（IAA）和激動素（KT）的含量下降。植物體內(nèi)，除ABA、ETH、JA和MeJA促進(jìn)衰老外，CTK、GA、KT及低濃度的IAA有延緩衰老的作用［16］。

1.4 衰老葉片中其他物質(zhì)的變化

隨著葉片衰老，葉內(nèi)其他物質(zhì)如脂類、核酸、淀粉等物質(zhì)的含量也在下降。衰老過程中，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能完整性都趨于衰退，導(dǎo)致了膜脂代謝的加速。葉片衰老時(shí)，RNA總量下降，尤其是rRNA的減少最為明顯。其中以葉綠體和線粒體的rRNA對衰老最為敏感，而細(xì)胞質(zhì)的tRNA衰退最晚。葉片衰老時(shí)DNA也下降，但下降速度較RNA為小。如在煙草葉片衰老處理3 d內(nèi)，RNA含量下降16%，但DNA只減少3%，組蛋白及非組蛋白等會產(chǎn)生較大的變化。染色質(zhì)凝縮和DNA的損傷，淀粉含量下降，生物膜結(jié)構(gòu)破壞解體也是葉片衰老的基本特征之一。隨著葉片衰老，葉內(nèi)內(nèi)含物大量水解，氨基酸、還原糖含量上升［17］。

2 影響高等植物葉片衰老的因素

植物葉片的衰老雖然是植物生命的必然過程，但是受一系列內(nèi)部因素的控制和影響，并受環(huán)境因素的影響和誘導(dǎo)。內(nèi)部因素包括內(nèi)源激素、自由基和受核基因的調(diào)控，環(huán)境因素主要包括溫度、水分、營養(yǎng)、光照等。

2.1 影響植物葉片衰老的內(nèi)在因素

植物在億萬年進(jìn)化過程中為了適應(yīng)環(huán)境，確保種群的遺傳，形成了系統(tǒng)的生命周期，葉片衰老是其重要的一環(huán)。為了保證植物葉片衰老的有序進(jìn)行，植物進(jìn)化出了自己的控制因子，影響植物葉片衰老的內(nèi)在因子有內(nèi)源激素、自由基和基因。

2.1.1 植物激素對植物葉片衰老的影響

植物葉片的衰老受體內(nèi)激素的調(diào)控，影響葉片衰老的激素有CIK、ETH、ABA和IAA。CIK不僅能促進(jìn)植物細(xì)胞的分裂和擴(kuò)大，并且對芽的分化、葉綠體的發(fā)育、養(yǎng)分的運(yùn)輸和分配等方面有顯著影響，而且能抑制細(xì)胞衰老。在葉片衰老過程中，葉綠素的合成，物質(zhì)的分解代謝，礦質(zhì)營養(yǎng)的轉(zhuǎn)移和再分配等多種生理生化過程都受細(xì)胞分裂素調(diào)節(jié)。在分子水平上對衰老相關(guān)基因的表達(dá)起到了激活、表達(dá)增強(qiáng)和表達(dá)抑制等調(diào)節(jié)作用。ETH能促進(jìn)衰老，可以加快衰老基因的表達(dá)，抑制合成作用，促進(jìn)呼吸作用。ABA能促進(jìn)衰老，誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，控制mRNA合成，也可影響mRNA的穩(wěn)定性，在翻譯水平上控制基因表達(dá)。IAA能促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)的生物合成，延緩衰老［25］。

2.1.2 自由基對植物葉片衰老的影響

自由基是帶有未配對電子的原子、離子、分子、基團(tuán)和化合物等，有細(xì)胞殺手之稱［26］。1955年哈曼（Harman）就提出，衰老過程是細(xì)胞和組織中不斷進(jìn)行著的自由基損傷反應(yīng)的總和。葉片體內(nèi)的自由基是指代謝過程中產(chǎn)生的O2-、OH-等活性氧基團(tuán)或分子，當(dāng)它們在葉片內(nèi)引發(fā)的氧化性損傷積累到一定程度，葉片就出現(xiàn)衰老。但葉片在長期進(jìn)化過程中在體內(nèi)形成了一套抗氧化保護(hù)系統(tǒng)，正常情況下，由于植物體內(nèi)存在著活性氧清除系統(tǒng)，通過減少自由基的積累與清除過多的自由基來保護(hù)細(xì)胞免受傷害。葉片的抗氧化劑主要有兩大類，一是抗氧化酶類，主要包括SOD、CAT、POX等；二是非酶類抗氧化劑，主要有維生素E、維生素C、谷胱甘肽（GSH）、花青素等。研究表明，植物清除自由基的能力隨年齡增加而下降。自由基、活性氧對葉片的損害機(jī)理是對生物膜損傷、呼吸鏈損傷、線粒體DNA損傷等。膜脂過氧化即自由基（O2-、OH-等）對類脂中不飽和脂肪酸引起的一系列自由基反應(yīng)。其中間產(chǎn)物自由基和最終產(chǎn)物丙二醛都會嚴(yán)重地?fù)p傷生物膜，自由基還損傷線粒體呼吸鏈及線粒體DNA。

2.1.3 遺傳基因?qū)χ参锶~片衰老的影響

遺傳基因有控制遺傳性狀和活性調(diào)節(jié)的功能，基因通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，并通過控制酶的合成來控制生命代謝過程。植物葉片的衰老死亡也受基因的控制，是程序性死亡過程。程序性死亡（programmed cell death，PCD）是植物進(jìn)化過程中為適應(yīng)環(huán)境有選擇性地使某些非要害細(xì)胞、組織和器官有序死亡；是植物在某個(gè)生命時(shí)期將不需要的細(xì)胞或組織通過自溶、裂解和木質(zhì)化等方式主動撤退，不但可以減少這些細(xì)胞或組織對養(yǎng)分和水分的消耗，以確保生殖等要害組織的養(yǎng)分和水分供應(yīng)，還可以將死亡細(xì)胞或組織自溶、裂解的養(yǎng)分進(jìn)行重新利用；是植物為延續(xù)種群的自我保護(hù)功能［27］。像黃瓜、番茄、煙草等植物都有程序性死亡功能。一般植物葉片程序性死亡過程包括兩個(gè)階段：第一階段為可逆衰老死亡過程，如遇逆環(huán)境程序性死亡就會啟動，如逆環(huán)境解除或改善，發(fā)黃的葉片會返青；第二階段為不可逆衰老階段，細(xì)胞器裂解，細(xì)胞衰退，說明植物上一個(gè)生命周期已經(jīng)完成，結(jié)束了自己階段性使命［28］。對于離開了母株的葉片其衰老死亡是不可逆過程。

2.2 影響葉片衰老的環(huán)境因素

植物進(jìn)化過程中發(fā)展出一套對抗逆境的機(jī)制，在逆境條件下葉片等營養(yǎng)器官或組織的衰老被引發(fā)，營養(yǎng)物質(zhì)更多地分流到新的組織及生殖器官，以減少生活力低的器官或組織對養(yǎng)分及水分的消耗，保證植物在逆境下完成一個(gè)生活周期。影響葉片衰老的環(huán)境因素有極度溫度、水分脅迫、營養(yǎng)脅迫、病原體感染、傷害、光等。

2.2.1 極度溫度對植物葉片衰老的影響

植物生命都有其適宜的溫度范圍，而高溫能促進(jìn)植物葉片的衰老。試驗(yàn)表明，在30～38℃范圍內(nèi)，隨著溫度升高及時(shí)間的延長，植物葉片中MDA含量呈持續(xù)增加趨勢，可溶性蛋白質(zhì)含量、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）酶活性值升高，高溫處理葉片的葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量呈持續(xù)下降趨勢［18］。表明高溫脅迫降低了植物葉片保護(hù)酶活性，導(dǎo)致體內(nèi)活性氧大量積累，抗氧化能力降低，引起生物膜相變或膜脂過氧化［19］。隨著生物膜相變或膜脂過氧化，淀粉、蛋白質(zhì)等水解酶被釋放到細(xì)胞質(zhì)中起作用，促進(jìn)淀粉、蛋白質(zhì)的降解。蛋白水解酶比活上升和水解酶在空間上與底物接近促進(jìn)了蛋白質(zhì)含量下降，促進(jìn)了葉片衰老。同時(shí)高溫能夠促進(jìn)葉片內(nèi)含物的水解及呼吸反應(yīng)。溫度是植物葉片內(nèi)含物水解及呼吸反應(yīng)的必備條件，較高的溫度能提高水解及呼吸反應(yīng)的速度。溫度的作用：第一，達(dá)到生理生化反應(yīng)（水解及呼吸）酶活性要求的溫度；第二，提供生理生化反應(yīng)的活化能；第三，能促進(jìn)水分子及親水有機(jī)物的運(yùn)動，提高底物與酶活性位點(diǎn)的結(jié)合速度和頻率；第四，為植物葉片水分的蒸發(fā)提供動能，而水分的蒸發(fā)進(jìn)一步帶動水分子及親水有機(jī)物的運(yùn)動，同時(shí)防止反應(yīng)產(chǎn)物的堆積而延緩反應(yīng)；第五，高溫誘發(fā)自由基產(chǎn)生，造成生物膜破壞；第六，高溫降低了植物葉片保護(hù)酶活性，使植物葉片抗逆性下降［20］。

2.2.2 水分對植物葉片衰老的影響

水是生命之源，是促進(jìn)生命旺盛的因素，水分脅迫是引起植物葉片衰老的主要因素。在水分脅迫條件下植物葉片衰老被引發(fā)，水分更多地分流到新的組織及生殖器官，以保證植物在逆境下完成一個(gè)生活周期。水分脅迫的主要作用：第一，可以促進(jìn)植物內(nèi)源激素Eth和ABA的合成，并使細(xì)胞膜的透性增加，加速呼吸作用，加快葉片中蛋白質(zhì)和葉綠素的降解（蛋白質(zhì)和葉綠素以復(fù)合體的狀態(tài)結(jié)合在一起，隨著蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞與分解葉綠素也隨之進(jìn)行分解）；第二，引起氧化脅迫、積累活性氧破壞葉綠素和加劇膜脂過氧化，膜脂過氧化進(jìn)一步加劇了對葉綠素破壞，葉綠素含量隨水分脅迫程度的加深和脅迫時(shí)間的延長，均呈現(xiàn)下降趨勢；第三，水分脅迫造成葉內(nèi)還原狀態(tài)，谷胱甘肽還原酶受激，促進(jìn)蛋白質(zhì)降解和氨基酸活化，導(dǎo)致淀粉酶、蛋白酶等水解酶類數(shù)量的增加和活性的提高；第四，水分脅迫使葉片的膨壓降低、氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致水解酶數(shù)量的增加和活性的提高，有利于淀粉和蛋白質(zhì)的水解，進(jìn)而加速衰老［21］。同時(shí)在植物葉片衰老的過程中保持一定的失水速度可以增加底物與酶的流動性，能促進(jìn)衰老。保持一定的失水速度的主要作用：第一，促進(jìn)水分子及親水有機(jī)物的運(yùn)動，提高底物與酶活性位點(diǎn)的結(jié)合速度和頻率，加快水解反應(yīng)和酶促反應(yīng)速度；第二，防止水解反應(yīng)和酶促反應(yīng)產(chǎn)物堆積減緩反應(yīng)速度，如果水分流動慢反應(yīng)產(chǎn)物堆積，細(xì)胞組織就會將信息傳遞給上一級反應(yīng)，減慢反應(yīng)速度［22］。

2.2.3 營養(yǎng)脅迫對植物葉片衰老的影響

Molish研究表明，植物營養(yǎng)虧缺會出現(xiàn)葉片衰老，進(jìn)而提出著名的營養(yǎng)虧缺學(xué)說。該學(xué)說認(rèn)為衰老是由于開花、結(jié)果及離體等生物行為導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)向生殖生長部位定向運(yùn)輸，以及環(huán)境營養(yǎng)（N、P、K、Mg）缺乏最終導(dǎo)致營養(yǎng)生長部位營養(yǎng)耗盡所致。而離體的葉片由于同化作用的中斷、異化作用的延續(xù)導(dǎo)致葉片營養(yǎng)耗盡，從而促進(jìn)了衰老的進(jìn)行［23］。

2.2.4 光照、病原體感染、傷害對植物葉片衰老的影響

適度的光照能延緩小麥、燕麥、菜豆、煙草等多種作物連體葉片或離體葉片的衰老，而強(qiáng)光對植物有傷害作用（光抑制），會加速衰老。不同光質(zhì)對衰老的作用不同，紅光能延緩衰老，遠(yuǎn)紅光可消除紅光的作用；紫外光因可誘發(fā)葉綠體中自由基的形成而促進(jìn)衰老；短日照促進(jìn)衰老，長日照延緩衰老。光敏色素信號途徑和光合作用水平與葉片衰老的引發(fā)機(jī)制有關(guān)。植株上部葉片和株冠下避陰處葉片比較，前者優(yōu)先吸收紅光，避陰處或下部葉片獲得較低的紅光／遠(yuǎn)紅光比率，所以避陰處或下部葉片先衰老。減少 PAR（Preferential absorbance of red photons，紅光優(yōu)先吸收率）和降低紅光／遠(yuǎn)紅光比率是引發(fā)避陰處葉片衰老的信號。事實(shí)證明，轉(zhuǎn)基因煙草過量表達(dá)光敏色素A（phyA）可以延緩避陰處葉片的衰老。這是由于phyA過量表達(dá)可以增加避陰處葉片對強(qiáng)光或者對紅光／遠(yuǎn)紅光的感受性。黑暗是一種極度的避陰現(xiàn)象，研究認(rèn)為暗誘導(dǎo)葉片衰老與程序性衰老是同步發(fā)生的［24］。

病原體感染、蟲害等自然傷害損傷了葉片的組織結(jié)構(gòu)，促進(jìn)衰老。

3 植物葉片衰老機(jī)理在煙葉生產(chǎn)上的應(yīng)用

煙葉是高等綠色植物，其葉片也具有高等綠色植物葉片的一般屬性，遵循高等綠色植物葉片衰老的一般規(guī)律。煙葉葉片在田間生理成熟后進(jìn)入衰老期，當(dāng)達(dá)到工藝成熟標(biāo)準(zhǔn)時(shí)要進(jìn)行采摘和烘烤。從生理成熟到工藝成熟是葉片衰老的第一階段，其在大田自然條件下完成，這個(gè)過程與其它植物衰老過程相似。由于從田間采收的鮮煙只有潛在的質(zhì)量，尚不能成為實(shí)際的產(chǎn)品，只有通過烘烤過程的轉(zhuǎn)化其潛在的優(yōu)良品質(zhì)才能顯現(xiàn)并固定下來，才能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品，因而采摘后在烤房內(nèi)進(jìn)行烘烤是葉片衰老的第二階段。葉片離開母株后其同化作用停止，但其異化作用繼續(xù)進(jìn)行。在自然環(huán)境下，煙葉葉片衰老的速度較慢，消耗的干物質(zhì)較多，經(jīng)濟(jì)價(jià)值低。而在烤房內(nèi)人為創(chuàng)造的溫濕度等逆環(huán)境條件下讓其加速衰老，不但可以使對煙葉品質(zhì)不利的淀粉分解轉(zhuǎn)化為對吸食者有利的糖，并能使對人體有愉悅感的芳香類化合物產(chǎn)生和增加，同時(shí)還縮短了衰老時(shí)間，減少了干物資的消耗，當(dāng)達(dá)到人們所要求的質(zhì)量指標(biāo)和吸味要求后通過加快失水降低其生命活動，將葉片內(nèi)的香氣成分固定下來。烘烤技術(shù)通常決定煙葉產(chǎn)品質(zhì)量，以達(dá)到人們所要求的質(zhì)量指標(biāo)和吸味要求為目標(biāo)。如果不進(jìn)行烘烤處理，葉片會變?yōu)榭萑~，不能達(dá)到吸味目的，將失去經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.1 煙葉葉片衰老與采收標(biāo)準(zhǔn)

煙葉葉片在田間工藝成熟后必須及時(shí)采收。煙葉葉片田間成熟最明顯的外觀標(biāo)志是葉色由綠變黃。楊樹勛認(rèn)為［29］，煙葉葉片田間成熟標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)方面：一是葉齡，即下部葉葉齡55～65 d；中部葉65～75 d；上部煙75～85 d；二是外觀特征，葉色由綠色變?yōu)辄S綠色，葉面的綠色逐漸消退，黃色程度增加；葉脈由綠色變?yōu)椴煌潭鹊陌咨?，并且發(fā)亮，下部煙葉成熟時(shí)主脈2／3變白，支脈開始變白；中部葉成熟時(shí)主脈全白，支脈1／2變白；上部葉成熟時(shí)主脈全白，支脈2／3以上變白；葉面茸毛部分脫落，煙油增多；葉尖部和葉邊緣部下卷，葉片下垂，莖葉角度增大；葉面發(fā)皺，出現(xiàn)成熟斑，葉尖、葉緣呈現(xiàn)輕微枯焦?fàn)?。外觀特征和葉齡按部位各有側(cè)重，下部葉以葉齡為主，中、上部葉根據(jù)葉齡和外觀特征綜合判斷。

3.2 煙葉葉片衰老與煙葉烘烤

在影響采收煙葉衰老死亡的自身因素和環(huán)境因素中，煙葉自身因素是煙葉億萬年進(jìn)化過程中形成的，通過現(xiàn)有技術(shù)很難調(diào)控，但人類可以通過改變環(huán)境因素影響煙葉衰老死亡，如控制煙葉烘烤進(jìn)程，即提供有利于衰老的環(huán)境條件加速葉片衰老，當(dāng)煙葉質(zhì)量達(dá)到最佳的吸食水平時(shí)，改變環(huán)境條件結(jié)束衰老進(jìn)程，將形成的煙葉質(zhì)量固定下來。這些過程涉及對溫度、水分、光照等因素的調(diào)控。

3.2.1 溫度的調(diào)控

在煙葉烘烤過程中，最關(guān)鍵的控制指標(biāo)是溫度。這里的溫度包括烤房內(nèi)的環(huán)境溫度和煙葉組織溫度。在煙葉烘烤過程中（煙葉烘烤分為變黃期、定色期、干筋期）不但要將烤房內(nèi)的環(huán)境溫度控制在適宜的范圍內(nèi)（即變黃期烤房內(nèi)的環(huán)境溫度在32～44℃，定色期烤房內(nèi)的環(huán)境溫度在45～54℃，干筋期烤房內(nèi)的環(huán)境溫度在55～70℃），而且最關(guān)鍵的是要將煙葉組織溫度控制在適宜的范圍內(nèi)。煙葉組織溫度達(dá)到最適宜衰老死亡的溫度才有利于煙葉變黃，才能縮短變黃時(shí)間，減少干物質(zhì)的消耗，防止燒壞煙葉。在變黃期煙葉組織溫度控制在33～37℃，過低變黃慢，過高會燒壞煙葉，煙葉在變黃后濕煙葉的組織溫度不得超過38℃，也就是在小卷筒之前不超過38℃，如超過38℃多酚氧化酶活性升高，就會發(fā)生棕色化反應(yīng)，煙葉變褐，質(zhì)量下降［30］。因此煙葉組織溫度是烘烤控制的核心，通過控制煙葉組織溫度能夠有效地掌握煙葉烘烤進(jìn)程。

3.2.2 水分的調(diào)控

在煙葉烘烤過程中水分控制及水分與煙葉組織溫度的協(xié)調(diào)是煙葉烘烤的核心，必須將水分控制在適宜的范圍。水分的控制分兩個(gè)階段：

第一階段在煙葉裝爐起火后加大風(fēng)量，通過強(qiáng)制通風(fēng)強(qiáng)制煙葉失水，讓煙葉失去多余的水分，造成葉內(nèi)水分脅迫環(huán)境。失水標(biāo)準(zhǔn)為：下部煙失水6%，中部煙失水4.7%，上部煙失水2.7%，水分脅迫能夠促進(jìn)煙葉加速衰老變黃進(jìn)程［21］。在烘烤前期強(qiáng)制失水讓煙葉失去多余的水分還能降低烘烤難度、簡化操作技術(shù)。在生產(chǎn)中同一批煙葉存在素質(zhì)差異，如不同葉位、不同地塊、不同采收時(shí)間等，其主要原因之一是含水量不同。通過烤前強(qiáng)制失水不但可以將煙葉的含水量調(diào)整到適宜衰老程度（最佳變黃水平），而且可以縮小同一批煙葉的素質(zhì)差異，提高煙葉的一致性，從而降低烘烤的難度，簡化操作技術(shù)，提高烤后煙葉質(zhì)量，為輕簡化烘烤創(chuàng)造條件。而且前期強(qiáng)制失水還拉大了葉邊、葉緣、表皮與葉肉及葉脈的水勢差，為下一步的失水變黃創(chuàng)造了條件。

在煙葉烘烤過程中，不同的時(shí)期需保持相應(yīng)的失水速度。變黃期失水速度控制在2.5～4.5 g／（kg·h）之間，定色期失水速度控制在9～12 g／（kg·h）之間，干筋期失水速度控制在3～7 g／（kg·h）之間［30］。在變黃期保持一定的失水速度不但提高了底物流動性，加快了水解反應(yīng)和酶促反應(yīng)速度，避免了水解反應(yīng)和酶促反應(yīng)產(chǎn)物堆積減緩反應(yīng)速度，而且使煙葉變黃后同時(shí)達(dá)到發(fā)軟的程度。變黃期最佳失水速度在2.5～4.5 g／（kg·h）之間，這與底物與酶活性位點(diǎn)的結(jié)合速率相協(xié)調(diào)，同時(shí)與煙葉呼吸產(chǎn)生的水分及煙筋內(nèi)的水分通過維管束向葉片的擴(kuò)散能力相關(guān)聯(lián)，能使葉片的含水量保持在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)逐漸減少。如失水慢，耗時(shí)長，不但不利于淀粉、蛋白質(zhì)的水解，反而使已水解的小分子的糖、氨基酸被消耗，煙葉香氣原始物質(zhì)得不到積累。當(dāng)失水速度大于4.5 g／（kg·h）時(shí)，葉片失水過快導(dǎo)致葉片含水量下降過快，原生質(zhì)將由溶膠變?yōu)槟z，黏性增大，底物流動性下降，生命活動大大減弱，限制了水解、呼吸反應(yīng)的發(fā)生，葉綠體及大分子化合物的轉(zhuǎn)化還未完成，就會將煙葉烤青。在煙葉基本變黃后即變黃后期（烤房環(huán)境溫度41～43℃，組織溫度不超過37℃）延長時(shí)間，加快失水，失水速度控制在5～7 g／（kg·h）之間，讓煙葉達(dá)到充分凋萎的程度，不但可以消除青煙，防止棕色化反應(yīng)的發(fā)生，還可以大大縮短定色干筋期的時(shí)間。因?yàn)樵谟绊憻熑~失水的諸要素中失水面積是一個(gè)重要因素，而此時(shí)的失水面積最大，當(dāng)進(jìn)入定色干筋期后雖然風(fēng)速大、溫度高，單位面積失水速度大，但由于葉邊葉緣迅速干燥，失水面積迅速減小，耗時(shí)反而長，能耗增加。在定色期失水速度控制在9～12 g／（kg·h）之間，如失水過慢，定色期過長，大量香氣原始物質(zhì)被消耗，形成的香氣物質(zhì)就少。如失水過快，一方面香氣原始物質(zhì)脫水縮合形成的香氣物質(zhì)少，香氣量不足，另一方面香氣原始物質(zhì)剩余量較多，烤后煙葉香氣質(zhì)欠純。此時(shí)，隨著煙葉水分排出煙葉含水量減少，又有限制酶促反應(yīng)的作用，使葉內(nèi)生化變化逐漸減弱，直至終止，從而將煙葉顏色固定下來。在干筋期失水速度在3～7 g／（kg·h）之間，如過快可使部分香氣物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化及揮發(fā)，香氣量減少。在煙葉烘烤過程中還要注意煙葉組織溫度與失水的協(xié)調(diào)。在變黃后煙葉達(dá)到充分凋萎前組織溫度不超過37℃，小卷筒前煙葉組織溫度不得超過38℃，否則多酚氧化酶活性升高，就可能發(fā)生棕色化反應(yīng)，煙葉變褐，質(zhì)量下降［31］。

3.2.3 光的調(diào)節(jié)

一定的光照能延緩煙葉葉片衰老，而黑暗可加速衰老死亡。因而在煙葉烘烤過程中要將煙葉置于不透光的烤房內(nèi)進(jìn)行烘烤。所以煙葉烤房圍護(hù)設(shè)備一定不能透光，即使觀察窗在烘烤時(shí)也要用遮光布進(jìn)行遮光。煙葉完全處于一個(gè)黑暗的環(huán)境中才有利于衰老變黃。

4 煙葉葉片衰老機(jī)理與煙葉烘烤的思考

植物葉片衰老是一個(gè)復(fù)雜的生命現(xiàn)象，是生命科學(xué)研究領(lǐng)域的核心問題之一。無論是在器官水平上還是在個(gè)體水平上，衰老都是一個(gè)高度有序的被調(diào)控的過程。近年，許多學(xué)者對葉片衰老進(jìn)行了較廣泛的研究，如葉片衰老是如何啟動的、衰老的機(jī)理、影響衰老的因素、衰老如何調(diào)控等，并提出了多種理論，這些理論各有優(yōu)劣，從不同的角度揭示了植物葉片衰老機(jī)理。但目前對葉片衰老機(jī)制的認(rèn)識還不深入，需進(jìn)一步探索，需應(yīng)用分子生物學(xué)等當(dāng)代最新科技成果和技術(shù)，在分子水平上深入揭示葉片組織及不同細(xì)胞衰老機(jī)制，尤其是揭示衰老的啟動、發(fā)生發(fā)展的規(guī)律，達(dá)到人為調(diào)控衰老的目的。

煙葉的成熟采收與烘烤屬于植物葉片衰老的范疇。煙葉烘烤過程就是煙葉葉片在烤房內(nèi)進(jìn)一步衰老的過程，認(rèn)識和掌握煙葉葉片衰老的規(guī)律和影響衰老的因素，設(shè)計(jì)相應(yīng)的烘烤工藝，提高衰老變黃速度并在達(dá)到煙葉最佳質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)停止衰老進(jìn)程，對降低煙葉烘烤難度，實(shí)現(xiàn)煙葉烘烤自動化，提高煙葉烘烤質(zhì)量具有現(xiàn)實(shí)意義。

［1］ 魏道智，戴新賓，許曉明.植物葉片衰老機(jī)理的幾種假說［J］.廣西植物，1998，25（1）：89-96.

［2］ Huffaker EC，Peterson LW.Protein turnover in plants and possiblemeans of its regulation［J］.Ann Rev Plant Physiology，2003，25：363.

［3］ 左天覺，朱尊權(quán).煙草的生產(chǎn)、生理和生物化學(xué)［M］.上海：上海遠(yuǎn)東出版社，1993.25-70.

［4］ Ray S，Choudhuri MA.Flag leaf senescence in intact rice plant：effect of hormones on the activities senescenseeniymes during leaf age at the reproductive development［J］.Biochem Physiol Pflanzen，1980，175：346-353.

［5］ 吳光南，劉寶仁，張金渝.水稻葉片蛋白水解酶的某些理化特性及其與衰老的關(guān)系［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，12（3）：1-8.

［6］ 宋松泉，蘇衛(wèi)珍，袁曉南.雜交水稻離體葉片衰老與蛋白代謝的關(guān)系［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2005，30（1）：20-23.

［7］ Matile P，Winkenbach F.Function of lyoosomal enzymes in the senescing corolla of the morning glory［J］.JExp Bot，2004，22：759-771.

［8］ Martin C，Thimann KV.The role of protein synthesis in the senescence of leaves［J］.Plant Physiology，2014，49：64-71.

［9］ 丁文明，趙毓橘.表油菜素內(nèi)酯對黃瓜子葉過氧化物酶活性和可溶性蛋白含量的影響［J］.植物生理學(xué)報(bào)，1995，21（3）：259-264.

［10］聶先舟，劉道宏，徐竹生.水稻旗葉脂質(zhì)過氧化作用與葉齡及 Ni2＋、Ag＋的關(guān)系［J］.植物生理學(xué)通訊，1989（2）：32-34.

［11］ Biswas AK，Choudhuro MA.Mcheir inhibitors in plants［J］.Ann Rev Plant Physiol，2003，24：173-196.

［12］陳少裕.膜脂過氧化對植物細(xì)胞的傷害［J］.植物生理學(xué)通訊，2001，27（2）：84-90.

［13］鄭少青，曾廣文.植物葉片衰老及其延緩的分子途徑［J］.植物生理學(xué)通訊，1999，35（2）：152-157.

［14］ Giles KL，Cohen D，Beardsell MF.Effects of water stress on the ultrastructure of leaf cell of Sorghum bicolor［J］.Plant Physiology，1976，57：11-14.

［15］史蘭波，李云蔭.水分脅迫對冬小麥幼苗幾種生理指標(biāo)和葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響［J］.植物生理學(xué)通訊，1990，16（2）：28-31.

［16］ Nooden LD，Guiamet JJ，John I.Senescence mechanisms［J］.Plant Physiology，1997，101：746-753.

［17］孫玉瑩，畢京翠.作物葉片衰老研究進(jìn)展［J］.作物雜志，2013（4）：38-41.

［18］楊再強(qiáng)，朱 靜，張 波，等.高溫處理對結(jié)果期草莓葉片衰老特征的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2012，33（4）：512-518.

［19］劉媛媛.高溫脅迫對水稻生理生化特性的影響研究［D］.重慶：西南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

［20］ Havaux M，Tardy F.Loss of chlorophyll with limited reduction of photosynthesis as an adaptive response of Syrian barley landraces to high-light and heat stress［J］.Functional Plant Biology，1999，26（6）：569-578.

［21］楊樹勛，榮翔麟.煙葉烘烤前期失水對煙葉變黃的影響［J］.作物研究，2013，36（1）：668-671.

［22］楊樹勛，孟 剛，榮翔麟.煙葉烘烤過程中主脈和葉片失水特點(diǎn)研究［J］.作物研究，2017，31（4）：426-428.

［23］ Solano L，Baron MA.Pobreza estructural y déficit nutricional en ni os preescolares，escolares y adolescentes del Sur de Valencia Estado Carabobo-Venezuela［J］.Salus Online，2011，15（1）：18-22.

［24］李曉萍，胡文玉.光和激素在葉片衰老中的作用［J］.植物生態(tài)學(xué)報(bào)（英文版），1990，30（12）：957-965.

［25］ Martin C，Thlmann KV.The role of protein synthesis in the senescence of leaves［J］.Plant Physiology，2002，49：64-71.

［26］閻成士，李藹壘，張建華.植物葉片衰老與氧化脅迫［J］.植物學(xué)通報(bào)，1999，16（4）：398-404.

［27］ Vernon AW.Induced senescence of intact wheat seedlings and its reversibility［J］.Plant Physiol，1977，59：1039-1042.

［28］ Rao MV，Davis KR.The physiology of ozone induced cell death［J］.Planta，2001，213（5）：682-690.

［29］楊樹勛.準(zhǔn)確判斷煙葉采收成熟度初探［J］.中國煙草科學(xué)，2003，26（4）：34-36.

［30］宮長榮.煙葉調(diào)制學(xué)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.1-7.

［31］董淑君，黃明迪，王耀鋒，等.密集烤房與普通烤房烘烤中煙葉色素和多酚含量的變化分析［J］.中國煙草科學(xué)，2015（1）：90-95.