烤烟是一种重要的经济作物，优化其烟叶结构、增加留叶数和采取密植是提高烟叶产质量的关键措施[1-2]。影响烟叶质量的因素主要是烟株留叶数量偏多，导致下部叶质量偏低和上部叶偏厚。目前提高烟叶产量和品质的研究聚焦于改进栽培技术措施方面，葛嘉雪等[3]研究发现，适当增密减叶有利于降低烟叶烤后烟碱含量，提高其还原糖、总糖含量及糖碱比，使化学成分更为协调，烟叶评吸质量具有明显提升；王利兵等[4]研究表明，减少施氮量后适当深施肥料，可有效保障烟株后期养分供给，提高经济效益。为提高中部烟叶质量，解决上部叶伸展不开导致叶片偏厚的问题，可采取去除脚叶进行结构优化的方式来减少下部叶对养分的消耗，从而促进中、上部叶的生长[5]。龙江911是哈尔滨烟区的主栽品种之一，在该烟区分布广泛，由于各地土壤与环境条件差异较大，其叶片结构优化后在各地的生长状况和烟叶质量情况有待进一步深入探究。本试验以龙江911为研究材料，以未进行烟叶结构优化为对照，测定其叶片结构优化后的烟叶农艺性状、经济性状和化学成分，并进行感官评价，为研究区采取合理的烤烟栽培技术措施提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地点及材料
试验于2022年5—10月在宁远镇爱国村（A）、常安镇常安村（B）、宁远镇太兴村（C）、糖坊镇永和村（D）和宾安镇永兴村（E）5个烤烟种植区进行，土壤肥力情况总体如下：碱解氮含量在70.0～105.0 mg/kg，速效磷含量在77.8～327.9 mg/kg，速效钾含量在202.0～387.4 mg/kg，有机质含量在1.38～3.72 g/kg，土壤氯离子含量在32.8～64.2 mg/kg。供试材料为龙江911，由黑龙江烟草科学研究所选育，其抗逆性强，烟叶外观质量和化学品质优良[6]。
1.2 试验设计
采取大区试验设计，其中试验点A 33.33 hm2，试验点B 26.67 hm2，试验点C 13.33 hm2，试验点D 13.33 hm2和试验点E 13.33 hm2。试验共设置2个处理：T1为对照组（CK），未进行烟叶结构优化，按照当地常规栽培方式种植；T2为烟叶结构优化处理组，在烤烟进入旺长期时，去除底脚叶4～6片，随着烟叶成熟落黄，再去除底部2片叶；平顶期，将去除的花蕾、花杈及底脚叶及时清理出烟田；成熟期，将顶部40 cm处烟叶（2片叶）去除，烤烟全株留叶18片左右。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 农艺性状记载
分别于烤烟旺长期和成熟期，选择各试验点烟株20株，测定其株高、叶长和叶宽，每株测定时充分展开叶片，结果取平均值。
1.3.2 经济性状测定
成熟期测定产量时，各试验点均选取10行，每行20株，测定该范围内所有烤烟产量，折算为单位面积产量。由哈尔滨烟叶公司根据烟叶抽样结果直接核定均价。在烘烤好的烟叶中随机抽样10 kg，送至哈尔滨烟叶公司进行烟叶分级鉴定，上等烟比例和中等烟比例按照各级烟叶重量除以总重得出。
1.3.3 化学成分测定
在烘烤后的烟叶中随机抽取4 kg送至哈尔滨烟叶公司，参考《烟草化学》[7]进行烟叶化学成分测定。
1.3.4 烟叶感官评价
在烘烤后的烟叶中随机抽取10 kg送至山东中烟工业有限公司，按照YC/T 530—2015《烤烟 烟叶质量风格特色感官评价方法》进行烟叶工业可用性评价和感官质量评价。
1.4 数据分析
使用Excel 2010软件进行图表制作，使用DPS 7.05软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 对农艺性状的影响
2.1.1 株高
由表1可知，在5个试验点，不同处理烤烟在旺长期和成熟期的株高差异均无统计学意义（P>0.05），其中叶片结构优化后植株在旺长期、成熟期的株高略高于对照组（CK）。未进行叶片结构优化和优化后植株在旺长期的株高分别在80.2～85.6、83.4～87.7 cm；在成熟期株高分别在111.6～114.8、114.3～117.3 cm。表明叶片结构优化有利于提高龙江911旺长期和成熟期的株高。
表1 叶片结构优化对株高的影响 (cm) |
| 试验点 | 处理 | 株高 | |
|---|---|---|---|
| 旺长期 | 成熟期 | ||
| A | T1（CK） | 84.2 a | 112.8 a |
| T2 | 86.1 a | 115.5 a | |
| B | T1（CK） | 85.6 a | 114.8 a |
| T2 | 87.4 a | 117.3 a | |
| C | T1（CK） | 80.2 a | 111.6 a |
| T2 | 83.4 a | 114.3 a | |
| D | T1（CK） | 82.9 a | 113.1 a |
| T2 | 85.5 a | 115.5 a | |
| E | T1（CK） | 84.6 a | 112.4 a |
| T2 | 87.7 a | 115.5 a | |
|
2.1.2 叶长
由表2可知，不同处理烤烟在旺长期和成熟期的叶长差异均无统计学意义（P>0.05），其中叶片结构优化后植株在成熟期的叶长略高于对照组（CK），除试验点D外，优化后植株在旺长期的叶长较CK均有所提高。未进行叶片结构优化和优化后植株在成熟期的叶长分别在63.8～64.8、64.5～65.7 cm，表明叶片结构优化有利于增加龙江911烟叶叶长。
表2 叶片结构优化对叶长的影响 (cm) |
| 试验点 | 处理 | 叶长 | |
|---|---|---|---|
| 旺长期 | 成熟期 | ||
| A | T1（CK） | 62.8 a | 64.8 a |
| T2 | 63.5 a | 65.7 a | |
| B | T1（CK） | 62.1 a | 64.3 a |
| T2 | 64.2 a | 64.6 a | |
| C | T1（CK） | 61.9 a | 63.9 a |
| T2 | 63.2 a | 64.5 a | |
| D | T1（CK） | 62.6 a | 63.8 a |
| T2 | 62.2 a | 64.7 a | |
| E | T1（CK） | 62.7 a | 63.8 a |
| T2 | 64.5 a | 65.4 a | |
2.1.3 叶宽
由表3可知，叶片结构优化对不同试验点烟株叶宽的影响存在差异。不同处理烤烟在旺长期和成熟期的叶宽差异均无统计学意义（P>0.05），其中叶片结构优化后植株在旺长期、成熟期的叶宽略高于对照组（CK）。未进行叶片结构优化和优化后植株在旺长期的叶宽分别在28.3～29.7、28.8～30.5 cm，在成熟期的叶宽分别在31.5～32.7、32.4～33.5 cm。表明叶片结构优化有利于增加龙江911烟叶叶宽。
表3 叶片结构优化对叶宽的影响 (cm) |
| 试验点 | 处理 | 叶宽 | |
|---|---|---|---|
| 旺长期 | 成熟期 | ||
| A | T1（CK） | 28.7 a | 31.8 a |
| T2 | 29.6 a | 32.4 a | |
| B | T1（CK） | 28.3 a | 32.1 a |
| T2 | 30.3 a | 33.5 a | |
| C | T1（CK） | 29.1 a | 31.5 a |
| T2 | 29.6 a | 32.5 a | |
| D | T1（CK） | 28.4 a | 32.3 a |
| T2 | 28.8 a | 33.1 a | |
| E | T1（CK） | 29.7 a | 32.7 a |
| T2 | 30.5 a | 33.4 a | |
2.2 对烟叶产量和产值的影响
由表4可知，叶片结构优化后，龙江911在不同试验点的产量与产值存在差异。其中试验点C和D的T2产量分别较T1提高了3.79%、9.38%，而试验点A、B和E的T2产量分别较T1降低了2.45%、5.02%和7.89%。从产值上看，在各试验点，与T1相比，T2的产值分别提高了12 337.16、5 479.80、6 982.45、10 565.40和146.70元/hm2，其中试验点A、C和D叶片优化前后产值差异具有统计学意义（P<0.05）。从均价上看，在各试验点，T2的烟叶均价较T1分别提高了3.37、2.48、1.70、2.05和2.16元/kg，除试验点C外，其余试验点T2与T1差异具有统计学意义（P<0.05）。与T1相比，在试验点A、B和E，T2的中等烟比例分别降低了8.22、8.54和9.42个百分点；在试验点C和D，T2的中等烟比例分别提高了14.63、6.78个百分点，各试验点的T2与T1差异具有统计学意义（P<0.05）。在试验点A、B和E，T2的上等烟比例较T1分别提高了9.89、12.36和10.96个百分点，而试验点C和D，T2的上等烟比例分别降低了12.79、6.10个百分点，除试验点D外，其余各试验点T2与T1差异具有统计学意义（P<0.05）。说明叶片结构优化后龙江911的中、上等烟比例提高，烟叶单价上升，烟叶产值明显提高。
表4 叶片结构优化对烟叶产量和产值的影响 |
| 试验点 | 处理 | 产量/（kg/hm2） | 产值/（元/hm2） | 均价/（元/kg） | 中等烟比例/% | 上等烟比例/% |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A | T1（CK） | 2 691.00 ab | 65 313.07 b | 24.27 b | 47.55 a | 45.98 bc |
| T2 | 2 625.00 ab | 77 650.23 a | 27.64 a | 39.33 b | 55.87 a | |
| B | T1（CK） | 2 754.78 ab | 68 501.60 ab | 24.87 b | 47.58 a | 44.95 c |
| T2 | 2 616.45 b | 73 981.40 a | 27.35 a | 39.04 b | 57.31 ab | |
| C | T1（CK） | 2 567.97 b | 64 612.74 b | 25.16 b | 32.41 b | 61.90 a |
| T2 | 2 665.35 ab | 71 595.19 a | 26.86 ab | 47.04 a | 49.11 bc | |
| D | T1（CK） | 2 400.00 b | 59 947.71 b | 24.98 b | 38.91 b | 56.63 ab |
| T2 | 2 625.00 ab | 70 513.11 a | 27.03 a | 45.69 a | 50.53 ab | |
| E | T1（CK） | 2 850.00 a | 70 025.11 ab | 24.57 b | 50.76 a | 43.73 c |
| T2 | 2 625.00 ab | 70 171.81 ab | 26.73 a | 41.34 b | 54.69 b |
|
2.3 对烟叶化学成分的影响
由表5可知，与T1相比，在试验点A、C、D和E，T2中部叶的烟碱含量分别提高了0.10、0.01、0.09和0.11个百分点，试验点A、B、C和E，T2的氯离子含量降低了0.14、0.23、0.14和0.05个百分点。试验点A、C、D和E的T2总糖含量较T1增加了1.60、4.31、0.75和0.19个百分点，试验点B、C和E的T2还原糖含量较T1增加了0.40、4.20和0.88个百分点。与T1相比，试验点D的T2钾离子含量降低0.03个百分点，其余各试验点均表现为升高。在试验点B、C、D和E，T2的糖碱比较T1均表现出升高的趋势。
表5 叶片结构优化对中部叶（C3L）化学成分的影响 |
| 试验点 | 处理 | 烟碱含量/% | 氯离子含量/% | 总糖含量/% | 还原糖含量/% | 钾离子含量/% | 糖碱比 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | T1（CK） | 1.33 | 0.52 | 34.90 | 30.50 | 1.40 | 22.93 |
| T2 | 1.43 | 0.38 | 36.50 | 30.20 | 1.50 | 21.11 | |
| B | T1（CK） | 1.35 | 0.54 | 39.20 | 30.70 | 1.41 | 22.74 |
| T2 | 1.32 | 0.31 | 38.70 | 31.10 | 1.43 | 23.56 | |
| C | T1（CK） | 1.24 | 0.52 | 34.70 | 30.40 | 1.40 | 24.51 |
| T2 | 1.25 | 0.38 | 39.01 | 34.60 | 1.45 | 27.68 | |
| D | T1（CK） | 1.19 | 0.42 | 37.20 | 30.10 | 1.36 | 25.29 |
| T2 | 1.28 | 0.45 | 37.95 | 30.03 | 1.33 | 27.72 | |
| E | T1（CK） | 1.34 | 0.41 | 33.02 | 30.42 | 1.51 | 22.70 |
| T2 | 1.45 | 0.36 | 33.21 | 31.30 | 1.53 | 23.46 |
叶片结构优化后的上部叶化学成分变化与中部叶相似。由表6可知，在试验点A、B、C和D，T2的烟碱含量较T1分别提高了0.23、0.05、0.08和0.03个百分点。与T1相比，在试验点A、B和E，T2的氯离子含量分别提高了0.12、0.02和0.14个百分点，在试验点C和D，T2的氯离子含量分别降低了0.03、0.05个百分点。除试验点D、E外，其余试验点叶片结构优化烟叶较未优化的总糖和还原糖含量变化趋势一致，T2较T1均有所提高。在5个试验点，T2的钾离子含量较T1分别提高了0.41、0.01、0.01、0.05和0.06个百分点。在试验点B和E，T2的糖碱比较T1上升了0.47、1.84。说明烟叶结构优化后会使龙江911的中、上部叶化学成分更加协调。
表6 叶片结构优化对上部叶（B2F）化学成分的影响 |
| 试验点 | 处理 | 烟碱含量/% | 氯离子含量/% | 总糖含量/% | 还原糖含量/% | 钾离子含量/% | 糖碱比 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | T1（CK） | 1.60 | 0.36 | 38.80 | 26.1 | 1.06 | 16.30 |
| T2 | 1.83 | 0.48 | 39.30 | 26.7 | 1.47 | 14.59 | |
| B | T1（CK） | 1.57 | 0.49 | 39.10 | 29.6 | 1.51 | 18.85 |
| T2 | 1.62 | 0.51 | 42.90 | 31.3 | 1.52 | 19.32 | |
| C | T1（CK） | 1.60 | 0.41 | 38.31 | 30.4 | 1.45 | 19.00 |
| T2 | 1.68 | 0.38 | 39.66 | 32.3 | 1.46 | 18.09 | |
| D | T1（CK） | 1.61 | 0.35 | 38.90 | 34.3 | 1.27 | 21.43 |
| T2 | 1.64 | 0.30 | 38.40 | 34.1 | 1.32 | 19.22 | |
| E | T1（CK） | 1.62 | 0.39 | 40.40 | 30.7 | 1.30 | 18.95 |
| T2 | 1.58 | 0.53 | 42.80 | 28.5 | 1.36 | 20.79 |
2.4 对烟叶感官评价的影响
由表7可知，试验点B的T2中部叶得分最高，为59.0。试验点A的T2香气质、杂气较T1得分增加，其余评价指标与T1一致；与T1相比，试验点B的T2香气质、浓度、杂气、刺激性和余味得分增加，香型、劲头得分降低；试验点C的T2香气量、刺激性得分增加，其余评价指标得分无变化；试验点D的T2香气量、浓度和余味得分增加，而香型、劲头和杂气得分降低；试验点E的T2浓度、杂气、刺激性和余味得分增加，而香气质、香气量和香型得分降低；5个试验点的T2燃烧性和灰分与T1得分一致。
表7 叶片结构优化的中部叶（C3L）感官评价 (分) |
| 试验点 | 处理 | 香气质 | 香气量 | 香型 | 浓度 | 劲头 | 杂气 | 刺激性 | 余味 | 燃烧性 | 灰分 | 总分 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | T1（CK） | 6.0 | 6.5 | 5.0 | 6.3 | 5.0 | 6.5 | 7.0 | 7.0 | 4.0 | 4.0 | 57.3 |
| T2 | 7.3 | 6.5 | 5.0 | 6.3 | 5.0 | 6.8 | 7.0 | 7.0 | 4.0 | 4.0 | 58.9 | |
| B | T1（CK） | 7.0 | 6.4 | 5.5 | 6.0 | 5.5 | 7.0 | 6.5 | 6.0 | 4.0 | 4.0 | 57.9 |
| T2 | 7.4 | 6.4 | 5.0 | 6.3 | 5.0 | 7.1 | 6.8 | 7.0 | 4.0 | 4.0 | 59.0 | |
| C | T1（CK） | 7.0 | 6.0 | 5.0 | 6.5 | 5.5 | 6.5 | 6.0 | 6.5 | 4.0 | 4.0 | 57.0 |
| T2 | 7.0 | 6.5 | 5.0 | 6.5 | 5.5 | 6.5 | 6.5 | 6.5 | 4.0 | 4.0 | 58.0 | |
| D | T1（CK） | 6.5 | 6.0 | 5.5 | 6.0 | 6.0 | 6.5 | 6.5 | 6.0 | 4.0 | 4.0 | 57.0 |
| T2 | 6.5 | 6.5 | 5.0 | 6.5 | 5.5 | 6.4 | 6.5 | 6.5 | 4.0 | 4.0 | 57.4 | |
| E | T1（CK） | 7.0 | 6.5 | 5.5 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 4.0 | 4.0 | 56.0 |
| T2 | 6.8 | 6.3 | 5.0 | 6.5 | 5.0 | 6.5 | 6.7 | 6.6 | 4.0 | 4.0 | 57.4 |
由表8可知，试验点C的T2上部叶总分最高，为58.8。与T1相比，试验点A的T2上部叶香气量、杂气和余味得分提高，而香气质、浓度得分降低；试验点B的T2刺激性、余味得分增加，而劲头、杂气得分降低；试验点C的香气量、浓度、劲头、杂气、刺激性和余味得分均增加，而香气质得分降低；试验点D的T2表现为劲头、余味得分增加，而刺激性、灰分得分降低；试验点E的T2表现为香气量、浓度、刺激性和余味得分增加。说明叶片结构优化后的中、上部叶感官评价总分高于未优化处理，不同试验点得分项目存在差异。
表8 叶片结构优化的上部叶（B2F）感官评价 (分) |
| 试验点 | 处理 | 香气质 | 香气量 | 香型 | 浓度 | 劲头 | 杂气 | 刺激性 | 余味 | 燃烧性 | 灰分 | 总分 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | T1（CK） | 7.5 | 6.0 | 5.0 | 6.5 | 5.0 | 6.0. | 6.5 | 6.3 | 4.0 | 4.0 | 56.8 |
| T2 | 7.3 | 6.3 | 5.0 | 6.3 | 5.0 | 6.8 | 6.5 | 6.8 | 4.0 | 4.0 | 58.0 | |
| B | T1（CK） | 6.0 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 5.5 | 6.5 | 5.0 | 5.0 | 4.0 | 4.0 | 53.0 |
| T2 | 6.0 | 6.0 | 5.0. | 6.0 | 5.3 | 6.0 | 5.8 | 6.0 | 4.0 | 4.0 | 54.1 | |
| C | T1（CK） | 7.5 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 5.0 | 6.3 | 6.0 | 6.5 | 4.0 | 4.0 | 56.3 |
| T2 | 7.2 | 6.2 | 5.0 | 6.5 | 5.5 | 6.8 | 6.8 | 6.8 | 4.0 | 4.0 | 58.8 | |
| D | T1（CK） | 6.0 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 6.3 | 5.0 | 4.0 | 4.0 | 53.3 |
| T2 | 6.0 | 6.0 | 5.0 | 6.0. | 5.1 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 4.0 | 3.5 | 53.6 | |
| E | T1（CK） | 7.0 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 5.0 | 7.0 | 6.5 | 6.5 | 4.0 | 4.0 | 57.0 |
| T2 | 7.0 | 6.3 | 5.0 | 6.3 | 5.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 4.0 | 4.0 | 58.6 |
3 结论与讨论
烟叶结构优化是改善烤烟田间通透性和提高光合能力的栽培措施之一，也是促进中、上部叶生长和改善烟叶质量的重要技术措施之一[3]。试验结果表明，叶片结构优化后的成熟期烟株高度在114.3～117.3 cm，由于去掉了脚叶，中、上部叶光合作用产生的光合产物主要用于其生长，成熟期的烟叶长度和宽度均有所提高，表明结构优化有利于中、上部叶的生长。李成军等[8]研究发现，去除4片底脚叶的烟株的株高、有效叶数、叶长和叶宽优于其他处理组合，本试验与此结果基本一致。烟叶产量以及中、上等烟叶比例是影响烤烟栽培经济效益的重要指标[9]。叶片结构优化后，5个试验点产量未发生明显降低，中、上等烟比例提高，烟叶单价上升，烟叶产值明显提高，与陈智亮等[10]研究结果一致。
总糖和还原性糖含量会影响烟叶的甜度、醇和程度，糖碱比可反映烟气柔和程度，氯、钾含量会对烟叶内在质量和外观品质产生显著影响，尤其对烟叶燃烧性影响巨大[11-12]。烟叶结构优化后的中、上部叶烟碱含量以及总糖和还原糖含量整体呈上升趋势；烟叶结构优化后，中部叶的糖碱比整体呈增加趋势，氯离子含量呈降低趋势，而钾离子含量则表现出升高的趋势，说明烟叶结构优化后会使龙江911中、上部叶化学成分更加协调。成明珠等[13]研究发现，烤烟云烟87以留叶17～19片的中、上部烟叶的总糖和还原糖含量及糖碱比呈增加趋势，本试验结果与此一致。叶片结构优化后，5个试验点的中、上部叶感官评价总分均提高，这说明叶片结构优化会明显改善烟叶品质。
综上，叶片结构优化后会促进宾县地区龙江911的中、上部叶生长，提高中、上部叶比例和均价，烟叶产值、品质明显提升，烟叶化学成分更加协调。叶片结构优化后的中、上部叶更符合工业需求，在生产中可进行叶片结构优化以提升烤烟品质。