葉面噴施日本外擔菌培養液對烤煙上部葉可用性的影響

魏嘉妤 彭劍濤 劉國琴 彭麗娟 田靜 朱丹瑞

文章編號? 1000-5269（2024）01-0048-06

DOI：10.15958/j.cnki.gdxbzrb.2024.01.07

收稿日期：2023-04-11

基金項目：中國煙草總公司貴州省公司技術開發項目（2022XM20）

作者簡介：魏嘉妤（1998—），女，在讀碩士，研究方向：農藝與種業，E-mail：jy_remi@qq.com.

*通訊作者：彭麗娟，E-mail：296430006@qq.com.

摘? 要：為探究日本外擔菌培養液對烤煙上部葉可用性的影響，以烤煙品種‘云煙87為材料，打頂后對上部6片葉噴施不同濃度日本外擔菌培養液（1/10原液和1/50原液），研究其對上部葉成熟、烤后煙葉化學品質以及感官評吸質量的影響。結果表明，隨著不同濃度的日本外擔菌培養液噴施烤煙上部葉次數的增加，噴施3次后（45 d）煙葉綜合變黃程度提高，主脈和支脈變白比例及葉尖下勾程度增加；降低超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）和多酚氧化酶（polyphenol，PPO）等抗氧化代謝酶活性及葉綠體色素含量，有效促進上部葉成熟；提高烤后上部葉的還原糖與總糖含量，降低了煙堿、總氮和氯含量；烤后上部葉糖堿比和鉀氯比更協調，提高煙葉的感官評吸質量，有效改善上部葉品質。其中以日本外擔菌1/50原液處理后提高上部葉可用性效果最佳。綜上，葉面噴施日本外擔菌1/50原液可提高烤煙上部葉成熟度，改善烤后上部葉質量。

關鍵詞：日本外擔菌；烤煙；上部葉；成熟；化學品質；感官評吸

中圖分類號：S572

文獻標志碼：A

烤煙（Nicotiana tabacum L.）是一種收獲葉片的特殊經濟作物，烤煙上部葉數量占單株煙葉的1/3，其產量可占煙葉總產量40%左右；同時優質的上部葉是生產高級卷煙的原料［1-2］。但目前上部葉因受傳統煙葉品質意識、農業栽培技術措施以及生態因素的影響，致使其葉片窄而厚，成熟度不足；內在化學成分不協調，煙堿含量過高，還原糖含量偏低，導致上部葉存在糖堿比偏低、煙葉香氣質差等［3-5］缺點。與國外上部葉在卷煙配方中高達40%的利用率相比，我國因上部葉工業可用性差，在原料配方中占比偏低。因此有必要提升烤煙上部葉質量，提高其工業可用性［6-7］。近年來，國內學者為解決烤煙上部葉所面臨的問題，開展了提高成熟度［8］、改進烘烤調制技術［9-10］和植物生長調節物質調控［11-12］等方面研究，其中施用植物生長調節物質在個別煙區取得一定效果［13］。

植物生長調節物質是指人工合成的、具有植物激素活性的有機物質，通過調控植物的生長發育，進而改善植物的產量和品質，其作用取決于濃度和施用時間［14］。有研究表明，植物生長調節物質通過調節烤煙生理過程，既可有效調控其生長發育，又可強化烤煙的抗脅迫能力，增加烤煙經濟產量，改善煙葉內在品質。劉梓謖［15］研究發現，烤煙上部葉噴施乙烯利能有效促進煙葉的落黃成熟，內在化學成分更協調，煙葉品質更好。周穎［16］研究表明，外施硝普納（sodium nitroprusside，SPN）、表油菜素內酯（brassinolide，BR）和亞精胺（spermidine，Spd）處理后，煙葉葉綠素含量和細胞膜穩定性顯著高于對照，有效提高煙葉的耐熟性，其中BR和Spd效果較好，并明顯提高上等煙葉的比例。課題組發現從錦繡杜鵑葉片上分離的日本外擔菌（Exobasidium japonicum）培養液中含有吲哚乙酸（3-indoleacetic acid，IAA）、脫落酸（abscisic acid，ABA）和Spd等7種植物生長調節物質［17］。推測含有植物生長物質的日本外擔菌培養液能提高烤煙上部葉可用性。為此，以烤煙品種‘云煙87為材料，不同濃度日本外擔菌培養液噴施上部煙葉，對上部葉成熟度、烤后煙葉化學品質及烤煙感官評吸，探究其對烤煙上部葉可用性的影響，以期為提高烤煙上部煙葉質量提供依據。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地概況及材料

試驗于2021年7—9月在貴州省安順市西秀區楊武鄉（106°11′E，26°2′N）進行。煙田面積約1 000 m2。供試煙田土壤類型為黃壤，肥力中等。供試烤煙品種為‘云煙87，試驗所用日本外擔菌菌株由貴州省煙草品質研究重點實驗室提供，其培養液制備參照文獻［18］。

1.2? 試驗設計

試驗共設3個處理：1）對照（CK），噴施PD液體培養基；2）D1，日本外擔菌1/10原液；3）D2，日本外擔菌1/50原液。試驗采取隨機區組設計，處理間設保護行，每個處理60株，重復4次，共12個小區，720株。每小區隨機選取3株有代表性的定株進行上部葉外觀區域特征調查，打頂當天分別將各處理溶液均勻噴施于從頂葉開始往下數6片葉的正反面，單株噴施量為10 mL，處理整個小區的煙株。之后每隔15 d處理1次，共處理3次（0 d，15 d，30 d）。

分2次采收上部葉，采收后對不同處理分小區掛牌，放置于同一烤房同一層進行烘烤。

1.3? 測試樣品采集

鮮煙葉采集：打頂后隨機選取鮮煙葉，取樣結束后當天進行葉面噴施處理，之后每隔15 d取樣1次，共取樣4次（0 d，15 d，30 d，45 d）。每個處理隨機選取3株長勢一致的煙株采集上部6片葉，每片葉去除主脈和支脈，在田間用液氮將每株6片葉混合研磨后，放入同一自封袋保存，用干冰運輸回實驗室，放置-80 ℃冰箱保存待測。

烤后煙葉采集：各處理分小區收集全部烤后上部6片葉用于煙葉分級，取上部葉混合煙樣0.5 kg用于烤后煙葉化學品質測定以及感官評吸。

1.4? 測定項目及方法

1.4.1? 烤煙上部葉外觀區域特征調查

第1次處理后45 d調查掛牌定株的上部葉外觀區域特征，調查內容參考文獻［19］，主要包括煙葉綜合變黃程度、主脈、支脈和葉尖葉緣情況。

1.4.2? 鮮煙葉生理指標測定

按文獻［20］方法測定葉綠體色素含量；多酚氧化酶（polyphenol，PPO）和過氧化氫酶（catalase，CAT）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）均采用蘇州格銳思試劑盒測定，方法參照說明書進行。

1.4.3? 烤后煙葉化學品質測定

烤后煙葉總糖、還原糖、煙堿、氯、總氮和鉀測定參照王瑞新［21］的方法。

1.4.4? 感官質量測定

感官質量：取各處理烤后上部葉混合樣品 200 g，切絲后由貴州省煙草科學研究院分析測試中心組織評吸專家進行評吸鑒定。感官評價方法參照行業標準YC/T 138—1998［22］，其中香氣質、香氣量、刺激性、雜氣、濃度、余味、燃燒性、灰色和勁頭9項指標為評判因素集，按照9分制的標準，對每個評價因子進行打分，并將其轉化為百分制，總分越高，說明產品的感官質量越好。

1.5? 數據統計與分析方法

所有數據均采用Excel 2019整理， SPSS 26軟件采用Duncan氏新復極差法進行多重比較。

2? 結果與分析

2.1? 對烤煙上部葉成熟度的影響

2.1.1? 對烤煙上部葉外觀區域特征的影響

由表1可知，不同濃度的日本外擔菌培養液處理后上部煙葉的成熟特征明顯，主要體現為煙葉綜合變黃程度提高，主脈和支脈變白比例及葉尖下勾程度增加。其中D2對頂1 ～ 3葉的成熟效果明顯。

2.1.2? 對烤煙成熟相關酶的影響

由圖1可知，隨處理時間推移，烤煙上部葉中PPO活性呈現先上升后下降的趨勢，CAT和SOD活性呈現下降的變化規律。處理后第15天， D1和D2處理后PPO活性達到峰值均顯著高于CK，較CK分別提高29.07%和15.20%； D2處理后CAT和SOD活性最低且顯著低于各處理，較CK分別降低47.39%和28.59%。處理后第30天， D1的PPO和SOD活性均顯著低于CK，分別降低58.14%和18.49%； D2處理后PPO和SOD活性均顯著低于CK，分別降低62.86%和39.83%。處理后第45天， D1的PPO活性顯著低于對照，較對照降低75.55%； D2處理后PPO、CAT和SOD活性最低且顯著低于CK，較CK分別降低81.02%、37.34%和25.37%。

2.1.3? 對烤煙上部葉葉綠體色素含量的影響

由表2可知，隨時間推移，烤煙上部葉的葉綠體色素含量呈逐漸下降的趨勢。處理后15 d， D1和D2處理后煙葉葉綠體色素含量均顯著高于CK，其葉綠素a含量分別較CK提高1.87和1.66 mg/g，葉綠素b含量均顯著提高0.52 mg/g，類胡蘿卜素含量提高0.45和0.36 mg/g。處理后30 d， D1和D2處理后葉綠素a和葉綠素b含量均顯著高于CK，其葉綠素a含量較對照顯著提高1.38和0.57 mg/g，葉綠素b含量顯著提高0.37和0.21 mg/g，D1處理后煙葉類胡蘿卜素含量顯著高于CK，較于CK顯著提高0.32 mg/g。處理后45 d，D1和D2處理后葉綠體色素均顯著低于CK，葉綠素a含量較CK降低1.24和1.06 mg/g，葉綠素b含量降低0.44和0.37 mg/g，類胡蘿卜素含量降低0.22和0.21 mg/g。

綜合日本外擔菌培養液對烤煙上部葉成熟度相關指標的影響，結果表明隨著菌液噴施次數的增加，噴施3次后（45 d），SOD、CAT和PPO等抗氧化代謝酶活性和葉綠體色素含量顯著低于對照，說明其處理能顯著促進烤煙上部葉成熟，其中D2效果最佳， D1效果次之。

2.2? 日本外擔菌培養液對烤后上部葉品質的影響

由表3可知，與CK相比，日本外擔菌培養液處理后對烤后上部葉化學成分含量有較大影響。日本外擔菌培養液能顯著提高烤后上部葉總糖和還原糖含量，其中D1處理后分別提高了0.044 8和0.045 5， D2處理后分別提高了0.028 6和0.021 9。同時，培養液處理較CK顯著降低烤后上部葉煙堿和總氮含量， D1分別降低0.003 0和0.001 2， D2分別降低0.002 4和0.001 0。D2處理煙葉的氯含量較CK顯著降低0.000 3。此外，培養液處理后烤后上部葉糖堿比顯著高于CK，較CK分別提高39.57%和30.98%；D2培養液處理后鉀氯比顯著高于CK，較CK提高11.00%。培養液處理后氮堿比無顯著變化。說明不同濃度日本外擔菌培養液處理后能提高煙葉化學成分品質，協調糖堿比和鉀氯比，其中D2改善作用最顯著。

2.3? 日本外擔菌培養液對烤煙上部感官葉評吸的影響

由表4可知，香氣質以D2分值最高達6.0分，較CK和D1均高0.5分；雜氣以 D1和D2分值最高達 6.5分， 較CK均高 0.5分；刺激性以 D1和D2分值最高達 6.7分，較CK高 0.2分；香氣量、濃度勁頭、余味、燃燒性和灰色這5項指標，3個處理均表現一致。

綜上所述，香氣質和刺激性以D2較好，總分表現為 D2﹥D1﹥CK?？梢奃2的評吸質量最好，D1次之。

3? 討論

3.1? 日本外擔菌培養液對上部煙葉成熟的影響

通過分析與烤煙成熟相關的生理生化成分變化趨勢，可以判定煙葉成熟的狀態［23］。調節烤煙生理代謝以促進煙葉的成熟，應用植物生長調節物質是重要手段之一。在烤煙生長發育時期噴施植物生長調節物質，調節煙葉內部生長激素變化，進而調控改善烤煙內部的物質代謝。

本試驗中，不同濃度的日本外擔菌培養液噴施上部煙葉，對鮮煙葉成熟采收特征進行觀測，發現處理后的上部煙葉成熟特征明顯，其中主要體現為煙葉綜合變黃程度提高，主脈和支脈變白比例及葉尖下勾程度增加。在烤煙成熟過程中，葉綠體色素隨煙葉成熟度的增加而逐漸降低，其中葉綠素含量較類胡蘿卜素含量下降更快，降解量更大，二者之間的比例變化使不同成熟度煙葉顏色產生差異［24］，因此常被作為衡量煙葉成熟度的重要指標。本試驗中，隨著不同濃度的日本外擔菌培養液噴施烤煙上部葉次數的增加，噴施3次后（45 d）葉綠體色素含量較CK相比顯著降低，煙葉顏色失綠變黃與外觀特征調查結果表現一致，說明菌液處理能有效促進煙葉成熟，其中以D2效果最佳。

在烤煙成熟的過程中，其煙葉中的抗氧化酶活性降低，活性氧自由基增多，細胞膜的過氧化作用增強，SOD、CAT和PPO作為植物體內的抗氧化酶，3種酶分工合作，在植物的抗逆代謝中起重要作用［25］。SOD具有轉運和清除超氧陰離子自由基的作用，在植物逆境和衰老生理代謝中起著主導作用［26］。CAT是一種含有血紅素的四聚體酶，3種從烤煙中分離到的 CAT同工酶都可以清除過多的H2O［27］2。PPO參與多酚類物質的氧化，在煙株防御酶體系中起到重要作用［28］。本研究結果表明，PPO活性隨著生育期延長呈先升高后降低的趨勢，SOD和CAT活性呈現逐漸降低的趨勢，2個處理的PPO酶活性顯著低于CK，D2的SOD和CAT酶活性顯著低于CK。有研究結果顯示，SOD、CAT和PPO的活性一般呈逐漸降低的趨勢，但也有研究發現，在煙葉成熟前期PPO有短暫升高的現象，這與本試驗結果一致。SOD作為植物眾多抗氧化保護酶之一，在抗氧化酶類中處于核心地位［29］，研究發現葉面噴施赤霉素（Gibberellins，GA）可顯著提高葉片中 SOD活性，使煙葉生理活性增加延緩衰老［5，23］，而本試驗中處理后SOD活性顯著低于對照，可能是日本外擔菌培養液中7種植物生長調節物質共同作用的結果。本研究中隨著菌液處理次數的增加，3種酶活性均顯著低于對照，說明菌液處理后烤煙上部葉成熟過程中抗氧化酶活性降低，煙葉衰老程度增強，有利于促進煙葉成熟。

3.2? 日本外擔菌培養液對上部煙葉烤后煙葉品質的影響

烤后煙葉化學成分含量及協調性對于烤煙煙葉品質和吸食品質至關重要，通過改善上部煙葉化學成分和協調性可有效提高烤后煙葉質量，改善煙葉的香吃味，是提高烤煙上部葉可用性的重要措施［30］。研究表明，外源噴施植物生長調節物質可有效改善烤后煙葉化學品質。陳希等［31］通過對‘云煙97上部葉噴施外源植物生長調節劑發現，處理后有利于煙葉總糖、還原糖、總氮以及鉀含量的積累，降低氯和煙堿的含量。此外，He等［32］通過外源噴施低濃度水楊酸可有效提高‘紅花大金元烤后煙葉中可溶性糖含量，同時烤后煙葉香氣濃度增加，提高了煙葉的產量和產值。本研究中，不同濃度日本外擔菌培養液噴施烤煙上部葉后，對煙葉化學品質有一定影響。其中以D2對烤后煙葉化學成分的有益改善最為顯著，有效提高烤后煙葉的還原糖和總糖含量，同時降低煙堿、總氮和氯含量，使烤后煙葉糖堿比和鉀氯比更為協調，從而有效改善化學成分含量，并提高了烤后煙葉的香氣質含量。

4? 結論

隨著日本外擔菌培養液噴施烤煙上部葉次數的增加，噴施3次后（45 d），煙葉綜合變黃程度提高，主脈和支脈變白比例及葉尖下勾程度增加，葉綠體色素含量降低，調節抗氧化代謝酶活性有效促進上部煙葉成熟；在烤后品質方面，培養液有效提高烤后煙葉的還原糖和總糖含量，同時降低煙堿、總氮和氯含量，使烤后煙葉糖堿比和鉀氯比更為協調，有效改善上部煙葉品質；能夠提高煙葉的感官評吸質量，香氣物質含量更高。其中以日本外擔菌1/50原液效果最佳，1/10原液次之。說明日本外擔菌培養液對提高烤煙上部葉可用性具有實際應用價值，值得進一步研究。

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（責任編輯：曾? 晶）

Effects of Foliar Spraying with Exobasidium japonicum Culture

Solution on the Usability of Upper Leaves of Tobacco

WEI Jiayu， PENG Jiantao， LIU Guoqin， PENG Lijuan*， TIAN Jing， ZHU Danrui

（College of Tobacco Science， Guizhou Key Laboratory for Tobacco Quality Research， Guizhou University， Guiyang 550025， China）

Abstract：

The “Yunyan 87” tobacco variety was used in the study in order to investigate the effects of Exobasidium japonicum culture solution on the usability of upper leaves of flue-cured tobacco. Different concentrations of E. japonicum culture solution （1/10 and 1/50 original solution respectively） were sprayed on the upper six leaves after topping to assess their effects on the ripeness， chemical quality and sensory quality of flue-cured tobacco leaves. The results show that with the increase in the number of times the upper leaves of tobacco are sprayed with different concentrations of E. japonicum culture solutions， the overall yellowing degree of the tobacco leaves increase. After spraying 3 times （45 days）， the proportion of whitened main and branch veins， as well as the degree of hooking of the leaf tip increase. The activities of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase （SOD）， catalase （CAT） and polyphenol oxidase （PPO） and the content of chloroplast pigments are decreased. The content of reducing sugar and total sugar in the upper leaves after curing is increased， while the nicotine， total nitrogen， and chlorine content are reduced. The sugar-alkaloid ratio and potassium-chloride ratio in the upper leaves after curing are more coordinated， which improves the sensory quality of the tobacco leaves and increases the content of aroma substances. The quality of the upper leaves is effectively improved， especially with treatment of the 1/50 original solution of E. japonicum culture solution. Therefore， spraying E. japonicum culture solution on the surface of the leaves can improve the ripeness of the upper leaves and improve the quality of the flue-cured upper leaves.

Key words：

Exobasidium japonicum; flue-cured tobacco; upper leaves; ripening; chemical quality; sensory evaluation