谷宇超 楊懿德 鄢 敏 劉 勇 楊 建向金友 羅柱石 李林秋 景延秋 楊 洋

（1河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，450002，河南鄭州；2四川省煙草公司宜賓市公司，644002，四川宜賓）

烤煙是以收獲葉片為目的的經(jīng)濟(jì)作物，烤煙植株的生長(zhǎng)發(fā)育情況對(duì)烤煙的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益具有重要影響[1]。植物激素在烤煙的各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期都起著重要的作用，農(nóng)業(yè)上常用噴施外源植物激素的方法調(diào)控烤煙的生長(zhǎng)[2-5]。在烤煙生產(chǎn)過(guò)程中，打頂起到了調(diào)節(jié)煙葉源庫(kù)比[6-7]、調(diào)節(jié)煙葉碳氮代謝和解除頂端優(yōu)勢(shì)的作用，但也阻礙了烤煙內(nèi)源激素的合成[8]，影響煙葉的品質(zhì)。研究[9-10]表明，打頂后涂抹外源激素能調(diào)控?zé)熤甑膸?kù)源關(guān)系，提高煙葉鉀含量，降低煙堿含量，協(xié)調(diào)煙葉的化學(xué)成分。GA3作為赤霉素應(yīng)用最為廣泛的一種，具有促進(jìn)種子萌發(fā)和莖葉生長(zhǎng)分化的作用[11-12]。劉超等[13]研究表明，噴施一定濃度的赤霉素（GA3）和生長(zhǎng)素（IAA）可使煙葉干物質(zhì)積累增加，煙葉中總糖、還原糖和鉀含量增加，總氮、煙堿和氯含量有所降低。王林等[14]在打頂后煙株表面噴施IAA與GA32種外源激素，發(fā)現(xiàn)較高濃度的GA3和IAA可顯著提高煙葉香味品質(zhì)。6-芐氨基嘌呤（6-BA）是一種類似于細(xì)胞分裂素的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，有促進(jìn)細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)休眠芽增殖分化、抑制葉綠素及蛋白質(zhì)分解、打破頂端優(yōu)勢(shì)、促進(jìn)側(cè)芽生長(zhǎng)、抑制葉的老化進(jìn)程和提高植株抗性等作用[7,15]。孟云等[16]對(duì)蘋(píng)果苗腋芽的研究表明，噴施外源6-BA能夠打破頂端優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)腋芽細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。此外，外源6-BA還可以增加葉片中葉綠素含量，增強(qiáng)葉片的光合性能[17]。

目前關(guān)于外源植物激素對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和改善品質(zhì)方面已有一定的研究，但對(duì)不同濃度GA3和6-BA的互作對(duì)烤煙生長(zhǎng)及品質(zhì)特征的影響效應(yīng)報(bào)道較少。本研究以煙葉生產(chǎn)中大面積推廣的優(yōu)質(zhì)品種云煙87為材料，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)烤煙打頂當(dāng)天噴施不同濃度的外源GA3和6-BA，觀測(cè)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育情況，探討了不同濃度外源GA3和6-BA對(duì)煙葉物理特性、常規(guī)化學(xué)成分和香味物質(zhì)等指標(biāo)的影響，旨在通過(guò)外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)煙葉生長(zhǎng)，滿足工業(yè)配方原料需求，為優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年在四川省宜賓市筠連縣高坪鄉(xiāng)英雄村進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為黃壤土，肥力中等，地勢(shì)平坦，灌排方便。試驗(yàn)地海拔1150m，土壤pH 6.12、堿解氮109.90mg/kg、全磷1.73g/kg、速效磷14.72mg/kg、全鉀15.72g/kg、速效鉀414.56mg/kg、有機(jī)質(zhì)35.42g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以當(dāng)?shù)刂髟云贩N云煙87為試驗(yàn)材料，種苗由四川省煙草公司宜賓市公司提供。2019年4月20日移栽，7月5日打頂，植煙行距1.2m，株距0.5m，種植密度 15 750株/hm2。采取全田煙株有 50%中心花開(kāi)放后一次性打頂，留葉22～24片，于煙株打頂當(dāng)天進(jìn)行葉面（各葉面正反面均勻）噴施，在藥液中加入適量表面活性劑吐溫80以減少表面張力，藥液用量以葉面濕潤(rùn)為度。選擇在無(wú)風(fēng)傍晚進(jìn)行，噴施后48h內(nèi)無(wú)雨。噴施不同濃度GA3和6-BA，配比處理見(jiàn)表1，每處理重復(fù)3次，隨機(jī)排列，共27個(gè)小區(qū)，其他栽培措施按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。

表1 GA3與6-BA葉面配施濃度設(shè)置Table 1 Foliar concentration setting of GA3 and 6-BA mg/L

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀 于打頂后第20天參照YC/T 142-2010[18]測(cè)定各處理株高、莖圍、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬等農(nóng)藝性狀指標(biāo)。

1.3.2 葉綠素和類胡蘿卜素含量 采用丙酮研磨比色法測(cè)定葉綠素和類胡蘿卜素含量。

1.3.3 煙葉常規(guī)化學(xué)成分 取各處理烤后煙葉C3F測(cè)定煙葉中各成分，參照YC/T 160-2002測(cè)定煙堿含量；參照YC/T 161-2002測(cè)定總氮含量；參照YC/T 159-2002測(cè)定總糖含量；參照YC/T 216-2007測(cè)定還原糖含量；參照YC/T 217-2007測(cè)定鉀含量；參照YC/T 162-2002測(cè)定氯含量。

1.3.4 中性香味物質(zhì) 按照李炎強(qiáng)等[19]的方法測(cè)定烤煙中性香味物質(zhì)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和圖表繪制，采用SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度GA3和6-BA對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，與T1相比，GA3主要對(duì)烤煙的株高有一定促進(jìn)作用，單用6-BA處理株高無(wú)顯著差異。GA3和6-BA的互作組合主要對(duì)烤煙的最大葉長(zhǎng)、最大葉寬和最大葉面積有促進(jìn)作用，而對(duì)莖圍幾乎沒(méi)有影響。GA3濃度相同而6-BA濃度不同的處理之間株高沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明株高的變化主要是由GA3引起的；與T1相比，T2和T3最大葉長(zhǎng)、最大葉寬和最大葉面積無(wú)顯著差異，說(shuō)明單一噴施6-BA對(duì)烤煙葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積影響不大；T4和T6處理在最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、最大葉面積上有顯著差異，T7和T9處理在最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、最大葉面積有顯著差異，說(shuō)明在噴施相同濃度外源GA3的情況下，噴施40mg/L的6-BA有利于烤煙葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積等指標(biāo)的增加；從GA3和6-BA的互作效應(yīng)來(lái)看，GA3對(duì)最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、最大葉面積有促進(jìn)作用，而6-BA只有在外源噴施GA3和6-BA濃度為40mg/L時(shí)才有顯著的正效應(yīng)（P＜0.05）。

表2 不同濃度GA3和6-BA的烤煙農(nóng)藝性狀Table 2 Agronomic characteristics of flue-cured tobacco with different concentrations of GA3 and 6-BA

2.2 不同濃度GA3和6-BA對(duì)烤煙質(zhì)體色素的影響

由表3可知，與T1相比，各個(gè)處理煙葉葉綠素a含量均顯著增加，從GA3與6-BA的互作效應(yīng)來(lái)看，6-BA對(duì)葉綠素的影響大于 GA3，并且隨著6-BA濃度的增大，葉綠素a含量有所增加；只有T8和T9處理葉綠素b與T1有顯著差異，這可能與葉綠素b較為穩(wěn)定有關(guān)；與T1相比，T7和T8處理烤煙類胡蘿卜素含量有顯著增加，T9處理有一定程度減少。這一定程度反映了噴施外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可能是通過(guò)調(diào)控?zé)熑~中的色素含量影響煙葉的光合作用，從而影響煙葉中碳氮化合物代謝。

表3 不同濃度GA3和6-BA的烤煙質(zhì)體色素含量Table 3 Flue-cured tobacco plastid pigments content with different concentrations of GA3 and 6-BA mg/g

2.3 不同濃度 GA3和 6-BA對(duì)烤煙常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表4可知，與T1相比，不同濃度的GA3和6-BA互作噴施使烤煙葉片總糖和還原糖含量均有增加，且顯著高于單一噴施GA3和6-BA的處理，且濃度較高的互作組合總糖和還原糖含量相對(duì)較高；各外源激素處理后的烤煙總氮含量與T1無(wú)顯著差異，但不同處理之間有一定差異，其中T3處理最高，T7和T9處理相對(duì)較低；6-BA和GA3對(duì)烤煙煙堿含量有顯著影響，與T1相比，T3處理的煙堿含量顯著增加，T7處理的煙堿含量顯著降低，而 GA3和 6-BA的互作組合與 T1無(wú)顯著差異。GA3和6-BA在調(diào)節(jié)煙堿的過(guò)程中屬拮抗關(guān)系，打頂后噴施GA3有利于煙堿的降低，而噴施6-BA有利于煙堿的升高；T4、T5、T6和T7處理的煙葉鉀含量與T1相比顯著增加，說(shuō)明噴施一定濃度的外源GA3和6-BA有利于提升煙葉的鉀含量；各處理間氯含量無(wú)顯著差異。

表4 不同濃度GA3和6-BA下烤煙葉片常規(guī)化學(xué)成分Table 4 Conventional chemical composition of flue-cured tobacco leaves with different concentrations of GA3 and 6-BA %

2.4 不同濃度GA3和6-BA對(duì)烤煙香味物質(zhì)的影響

由表5可知，將烤煙香味物質(zhì)按照香味前體物質(zhì)進(jìn)行分類后，僅有新植二烯含量達(dá)到了顯著差異水平（P＜0.05）。煙草香味物質(zhì)在煙草化學(xué)成分中所占比例較小，此外還受到調(diào)制和儲(chǔ)存環(huán)境等諸多因素的影響，這可能是導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因。打頂后噴施不同濃度的GA3和6-BA，各處理烤煙香味物質(zhì)中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、新植二烯、類西柏烷類降解產(chǎn)物含量不同，其中T6處理的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量最高，T6和T8處理的新植二烯含量較高，T4和T7處理的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量較高，但新植二烯和類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量較低，這說(shuō)明噴施一定濃度的GA3和6-BA主要影響煙葉中新植二烯、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和類西柏烷類降解產(chǎn)物含量。

表5 不同濃度GA3和6-BA的烤煙香味物質(zhì)含量Table 5 Contents of aroma substances in flue-cured tobacco with different concentrations of GA3 and 6-BA μg/g

3 討論

烤煙的葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積等指標(biāo)對(duì)煙草的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有著重要的作用[20]。有研究[21]表明，煙葉的感官評(píng)吸總分與葉長(zhǎng)、葉面積呈顯著正相關(guān)，促進(jìn)煙葉開(kāi)片，增加葉面積，有利于提高煙葉香氣質(zhì)和香氣量。植物內(nèi)源激素間的平衡是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素[22]。本次試驗(yàn)結(jié)果顯示，打頂后噴施GA3和6-BA能不同程度地增加最大葉長(zhǎng)、最大葉寬和最大葉面積。不同濃度GA3和6-BA的組合中以T9處理對(duì)煙葉的最大葉長(zhǎng)、最大葉寬和最大葉面積的影響最為顯著。煙葉面積過(guò)大也會(huì)對(duì)煙葉產(chǎn)生不利影響，各處理中，最大葉面積為1243.46cm2，屬于該品系烤煙品種正常葉面積適宜范圍[23]。在保持正常的氮素水平下，本試驗(yàn)僅施用外源激素對(duì)烤煙葉面積的增加程度有限，并不會(huì)因?yàn)闊熑~過(guò)大對(duì)烤煙產(chǎn)品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。其作用機(jī)理可能是打頂后煙株內(nèi)生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值發(fā)生改變，從而促使細(xì)胞分裂和葉片細(xì)胞數(shù)量增加，同時(shí)，水分為細(xì)胞產(chǎn)生膨壓和擴(kuò)展提供動(dòng)力[24]，二者的協(xié)同作用促使烤煙葉面積擴(kuò)大[25]。噴施不同濃度的GA3和6-BA均能不同程度地增加葉綠素a含量，其中6-BA對(duì)葉綠素a的增加作用更為明顯，二者共同施用要比單一施用效果好；這對(duì)于增強(qiáng)煙葉的同化作用、提高煙葉內(nèi)含物質(zhì)積累具有重要的作用。

煙葉化學(xué)成分是煙葉品質(zhì)的內(nèi)在體現(xiàn)，煙葉主要化學(xué)成分與評(píng)吸質(zhì)量、外觀質(zhì)量、物理特性及安全性等方面有著密切聯(lián)系[26-27]。薛琳等[28]研究表明，影響煙葉感官評(píng)吸得分的化學(xué)成分指標(biāo)主要有總植物堿、總糖、還原糖、鉀和總氮等，感官評(píng)吸得分與總糖、還原糖含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；周繼華等[29]研究表明，噴施一定濃度的GA3（100mg/L）促進(jìn)了煙草葉片內(nèi)源激素GA3與吲哚乙酸的合成，并提高了各時(shí)期煙草葉片中的相對(duì)鉀含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，打頂后噴施一定濃度的外源 GA3和 6-BA可以增加煙葉總糖和還原糖含量，提高煙葉鉀含量，其中T6處理的煙葉鉀含量最高，煙葉總糖和還原糖含量也相對(duì)較高，同時(shí)外源6-BA在一定程度上引起了煙葉中煙堿含量的升高，GA3則會(huì)導(dǎo)致煙葉煙堿含量降低，這與前人的研究[29]結(jié)果基本一致。

煙草香味是由各種特定香味成分相互作用形成的，是評(píng)價(jià)煙葉及卷煙質(zhì)量的重要指標(biāo)。煙葉香氣物質(zhì)除包括分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的揮發(fā)性香氣成分外，還包括分子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的香氣前體[30]。這些物質(zhì)在煙葉生長(zhǎng)、成熟、調(diào)制、醇化和燃燒過(guò)程中通過(guò)積累、轉(zhuǎn)化和降解將直接影響烤煙的香氣風(fēng)格、香氣質(zhì)和香氣量[31-32]，其中質(zhì)體色素包括葉綠素和類胡蘿卜素，是一類本身不具有香味特征，但通過(guò)降解和轉(zhuǎn)化可形成致香成分的物質(zhì)[33]，占中性揮發(fā)香氣物質(zhì)總量的85%～95%。打頂后噴施一定濃度的GA3和 6-BA，增加了煙葉中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和新植二烯的含量。韓富根等[34]研究認(rèn)為，打頂后噴施植物生長(zhǎng)活性劑能有效促進(jìn)葉綠素適度降解，抑制類胡蘿卜素過(guò)度降解，提高烤后煙葉中新植二烯的含量和質(zhì)體色素降解產(chǎn)物的總量。然而，質(zhì)體色素的合成受多方面因素的影響，如光照、發(fā)育信號(hào)、激素、溫度和營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)等[35]，但這些因素影響質(zhì)體色素的合成的機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

打頂后噴施一定濃度的GA3和6-BA可以促進(jìn)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)烤煙光合作用，增加煙葉總糖和還原糖含量，煙葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和新植二烯等香味物質(zhì)含量也有所增加。噴施濃度為100mg/L GA3和40mg/L 6-BA（T9處理）時(shí)，烤煙葉面積增加最多；噴施100mg/L GA3和20mg/L 6-BA（T8處理）時(shí)，烤煙總糖和還原糖含量增加最多；噴施50mg/L GA3和40mg/L 6-BA（T6處理）時(shí)，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和新植二烯含量最高。