煙草原產於中、南美洲,作為栽培作物有四、五百年的曆史。我國栽培的煙草約在十六世紀中葉由南洋島或菲律賓傳入,但當時都是曬煙。上世紀初我國開始種植烤煙,1900年才開始在台灣引種種植。1910年在山東威海孟家莊試種成功。目前我國煙草分布相當廣泛,幾乎全國所有的農業區都有種植。烤煙分布在22個省、自治區、直轄市,曬晾煙分布幾乎遍及全國所有地區。
任務一煙草的栽培基礎
一、煙草栽培的生物學特性
(一)根的特性及生長發育
1.根的形成和形態煙草根屬直根係,有主根、側根和不定根三部分組成。種子萌發,胚根伸出種皮逐漸發育成主根。胚根發展成主根時,在主根周圍生出許多側根,稱為一級側根,在一級側根上麵再發生的側根稱為二級側根,以此類推,產生三級、四級側根。到移栽前,主根可達15cm以上,移栽時主根多被折斷或損傷,殘留的主根較短而不明顯,因而停止伸長,但在主根和根莖部發生許多不定根,中耕培土後在莖的基部也產生不定根。因此,側根和不定根成為煙草根係的主要組成部分。煙草的發根能力很強,一般在移栽後15~20天,根深可達15~25cm以上,如條件適宜,近地麵的莖部能發出大量的不定根;開花時可達80~100cm;最後可達150cm左右。
根的分布,大約有70~80﹪密集在地麵下16~50cm的土層內,密集的寬度約25~80cm。但因生長和分布的環境條件及農業技術措施的不同而有差別。一般說,土壤通氣良好,肥水適度,磷鉀肥較多,濕度也不過高,光照比較強,則根係比較發達。此外,利用煙草發根能力強這一生物學特性,采取中耕、培土、打頂等農業措施,促使根基部多發生不定根,不僅增加根的吸收麵積,並且也提高了煙草的支持能力。
2.根的生理機能煙草的根係不僅是重要的吸收土壤中水分和養分的器官,同時也是煙草的一個代謝中心,它的合成能力很強,是煙草所需的物質諸如氨基酸、激素等主要是根部合成的。煙堿(尼古丁)是煙葉內在質量或品質的重要組成成分,也是在根內合成後輸送到葉和莖中去的,因而煙堿的合成量與根係生長發達與否有密切關係。研究證明,根係中以根尖生長活躍的部位與煙堿的合成關係最為密切。因此,栽培中培養強大的根係,特別是多次中耕培土後產生眾多的須根,是提高葉片中煙堿含量的一項重要而有效的措施。
(二)莖的特性及生長發育
1.莖的形成和形態煙草的主莖是由頂芽分化生長而成,是直立的圓錐形。莖一般為鮮綠色,老時呈黃綠色。其綠色部分是皮層內細胞含有葉綠素,有一定的光合作用能力。幼莖的中央充滿著髓,可儲存養料,所以是實心的。老的莖,髓破損,隻留下一些殘餘,因此變成空心。莖由節和節間組成,在莖的節上著生葉片,兩節之間稱為節間,上部節間較長,中下部較短,所以葉在莖上著生也有疏密。
煙草的每一腋都有腋芽,所有的腋芽都可能萌發形成分枝。在頂芽旺盛生長時,由於生長素的抑製作用,腋芽一般都不能萌發,煙株現蕾開花或打頂後,頂芽對腋芽的抑製作用解除,同時促進了根的活性和側根的發生,極大的刺激了上部4~5片葉的腋芽生長,腋芽自上而下陸續萌發,生產上為了避免腋芽萌發而消耗養分,減少煙葉中幹物質的積累,必須將腋芽及時抹去,不讓它形成分枝。但在一定條件下,也可以利用少數腋芽培育杈煙(即二茬煙)。
2.莖的生理機能煙草的莖杆除支持地上部分的作用外,它的主要生理機能是輸送水分和養料。根係吸收的水分和礦物質養料,由木質部的導管向上輸送到地麵上各部分,而葉片光合作用製成的養料,則由莖韌皮部的篩管運送到上部的嫩葉,生長點或果實中,同時也向下輸送到根部。一般地講,生命活動比較活躍,代謝旺盛,呼吸強度大,生長較快的部分總是優先獲得水分和有機及無機養分。所以,煙株下部的葉片常因環境條件不良及自身的衰老而獲得有機養分較少,而且有時還會向外輸出一些,特別是當水肥條件不良,供應不足時,這種表現更為明顯。幹旱和缺肥時,底葉枯黃而失去使用價值的原因即在於此。
(三)葉的特性及生長發育
1.葉的形成和形態煙草種子萌發後,子葉先展開,以後陸續出現真葉。苗期葉片出現較慢,葉麵積較小。移栽緩苗後則生長較快,葉麵積也逐漸增大,每隔2~3天出現一片葉子。越接近現蕾期,葉片出現的速度越快,在現蕾期5~10天,幾乎同時出現3~5片葉。這些葉片聚集在一起,類似葉簇,這時頂端出現花序,葉數不再增加。
(1)葉的形成煙草的葉是由頂芽或腋芽的生長點細胞分化而成。單葉的整個生長過程,從生長點出現葉原基突起開始,至葉片成熟,可分為6個時期。
胚胎分化期從形成葉原基開始,至分生組織基本上停止分裂,可稱為胚胎分化期。這時葉長1cm左右。這一時期的主要特點是細胞急劇分化,形成各種組織。
幼葉生長期從上一時期結束時起,至葉長達最後長度的1/6~1/4時止,(一般烤煙品種葉長度為葉片大的品種,葉長度可達70cm以上,葉片小的品種,葉長僅16~19cm),這一時期主要特點是細胞繼續分裂,同時開始生長。葉片直立,生長緩慢,葉麵積增長不大。
旺盛生長期煙葉進入旺盛生長期,細胞體積的擴大和葉麵積的增加都很快,葉與莖的角度增大,但小於90?,成斜立狀態。這一時期的主要特點是葉綠體含量高,光合作用強,生長很快,但所形成的碳水化合物主要用於擴大葉片的體積,貯存的有機質很少,水分很多。
緩慢生長期煙葉經過一定時間的快速生長後,增長速度逐漸減慢,趨於基本停止狀態。這一期間的特點是生長速度雖然減慢,但光合產物有所積累,同時有一部分營養物質開始外流,供應其它部分的生長。從外部看,葉色深綠,莖葉角度加大,葉尖開始下垂,水分含量減少。
工藝成熟期:葉片停止生長後,進入工藝成熟期。這時的特點是葉肉有機物質的積累多於消耗,碳水化合物的含量達到高峰,含氮化合物開始下降。在外觀上,工藝成熟完成時,莖葉角度加大,葉尖下垂,茸毛大部分脫落。由於葉綠素減少,葉色漸變黃綠。
生理成熟期工藝成熟完成後,進入生理成熟。葉肉的有機物質開始分解,並逐步加速,因而幹物質重量下降,葉色由黃變褐,漸趨死亡。
煙草單株葉片數及葉片形成和大小因品種不同而異。同一品種單株葉片數比較穩定,但在營養狀況好時,葉數能有所增加;生長發育條件不適時,則花序分化提前,葉數大為減少。同一株上不同部位的葉片,大小也不一樣,一般是下部葉片較小而薄,頂部葉片較小而厚,中部葉片最大。這種差別又隨栽培條件不同而變化。一般在肥水適當,光照充足,煙株營養狀況良好而發育健全時,葉片生長最好,加工調製後品質較高。但在氮肥較多,水分充足且光照較弱的情況下,則煙葉薄,油分差,品質降低。所以,隻有改善光照條件,配合肥水,促進光合作用,使碳水化合物得以適當積累,才能使煙葉健全生長,達到優質高產的目的。
煙葉中間有一條主脈,俗稱“煙筋”或“煙梗”,主脈兩側有側脈。一般原煙的煙梗重量約占全葉重的25﹪,粗的可達30~40﹪。生產上要求煙梗粗細適中,煙梗過粗則降低煙葉的出絲率,也影響煙葉質量。
烤煙葉片的厚度一般為0.2~0.5mm,品種不同,葉片厚度也有差別,多葉型品種葉片較薄,少葉形品種葉片較厚。
(2)葉的形態煙草的葉型差異很大,葉形雖受栽培條件和著生部分的影響,但主要是由品種遺傳性所決定。因此,葉形是識別品種的主要特征之一。根據葉長寬比例的不同,大體上可分為8種葉形
寬橢圓形:葉長為葉寬的1.6~1.9倍。橢圓形:葉長為葉寬的1.9~2.2倍。長橢圓形:葉長為葉寬的2.2~3倍。凡屬於橢圓形的葉片,其最寬處都是在葉的中部。寬卵圓形:葉長為葉寬的1.2~1.6倍。卵圓形:葉長為葉寬的1.6~2倍。長卵圓形:葉長為葉寬的2~3倍。凡屬卵圓形葉片,其最寬處都是靠近葉的基部。披針形:葉片窄長,最寬處都是靠近葉的基部,葉長為葉寬的3倍以上。心髒形:葉長為葉寬的1~1.5倍,葉的最寬處靠近基部葉基近中脈處,呈凹陷狀。
2.葉的生理機能煙草葉片的生理機能:光合作用,蒸騰作用和吸收機能。
(1)光合作用葉片中90﹪左右的幹物質直接或間接來自於光合作用,光合作用的強弱常用光合強度來表示。光合強度:以每平方厘米的綠色麵積,在1h內同化二氧化碳的毫克數表示。煙草的光合強度受外界條件影響較大,不同的施肥,灌溉條件,光合強度也不同,因此,可以通過改善栽培措施來促進光合作用。
(2)蒸騰作用煙草的葉片大,蒸騰作用強。一般上部葉片的蒸騰強度大於下部葉片,耗水量也較大。煙草是一種抗旱力較強的作物,但在幹旱條件下,生長發育仍會受到較大的影響,因此在遇到長期幹旱要及時灌溉。
(3)葉的吸收機能煙草葉片由於角質層較薄,有較多的氣孔,因而能吸收噴灑在葉麵上的一些有機和無機營養。實踐證明:尿素噴灑後6h吸收率是23﹪,並運轉全株直至根部,12h吸收率為24.9﹪,24h是30.2﹪。葉片對磷的吸收率相當高,噴後5h吸收率為30﹪,24h後約吸收45﹪。葉片對某些礦物質元素如錳的吸收比根吸收的還要多,葉片噴錳後吸錳量是37mg/株,而土壤施錳後吸錳量僅為21.9mg/株。可見在煙草生長進程中,根的吸收功能減弱,養分供應不足,某些養分施於土壤不如葉噴施用節約,也不如葉噴見效快。因此,在煙草栽培中,恰當地進行葉麵噴施,對煙葉的產量和質量有一定的效果。
3.煙葉的產量與質量
(1)產量結構與質量因素種植煙草的目的是收獲葉片,葉片是煙草經濟價值最高的部分。葉片的商品價值有許多品質要素構成。煙葉的產量由單位麵積株數、單株葉數和單葉幹重三因素構成。即產量主要決定於群體,品質主要決定於個體。合理的群體得到較大的發展,使之具有一定的光合麵積,以獲得適宜的煙葉產量;適量的單株得到一定的營養麵積和空間,使每一個植株能健壯的生長,單葉質量保持在適當的水平並獲得優良的品質。烤煙的優質適產,就是指品質達到最佳時的產量範圍。
煙草是商品性很強的經濟作物,即要產量高,更要質量優,以優取勝,質量第一。但產量超過一定範圍時,質量就會下降,這與煙葉質量密切相關。如煙葉含糖量上升時,蛋白質含量就會下降,使煙葉質量變佳;反之,含氮化合物增多,蛋白質則上升,糖含量相對的下降,致使煙葉質量變劣。
煙葉的產量和質量之間的矛盾,正是煙草栽培中所致力研究和解決的最突出的問題。因為,產量適宜,質量上升,才能達到產量、質量同步協調的增長。
煙草的優質適產,在大田裏的煙株長勢長相具體表現是:煙株生長整齊,均勻一致;旺長而不徒長,長勢豐滿而不瘦弱,煙色正綠而不濃綠。
(2)煙葉的內在品質因素煙葉的內在品質包括香氣、吃味、刺激性、生理強度、燃燒性和灰分等因素。
香氣煙葉本身或燃燒後,煙氣中發出一種給人以愉快感覺的氣息,稱為“香氣”;給人以厭惡感覺的氣息,稱為“雜氣”。煙葉的香氣與蛋白質及其分解物氨基酸的含量及糖類有很大關係。特別是含有芳香油、樹脂類(揮發性芳香油直接放出香氣,樹脂在燃燒時才發出香氣),可使煙葉濃鬱芬芳。烤煙的香氣可分為三種類型:清香型,如雲南省昆明和福建省永定的煙葉;濃香型,如河南省許昌的煙葉;中間型,如山東青州,貴州貴定等的煙葉。烤煙的雜氣,一般分為四種:青雜氣、枯焦氣、土怪氣、地方性雜氣等。
吃味煙葉中每種成分燃燒後,都出現在煙氣中,與吃味都有極為密切的關係。煙葉的吃味,一般指味覺器官即舌頭上的感覺。在煙葉中各種化學成分,隻要適當的調和,在煙氣中即可產生令人滿意的氣味。糖、樹脂、芳香油、多酚類等成分對吃味可產生良好的影響。各種成分的適當配合,才能產生協調的煙氣。如蛋白質含量適宜,可使煙葉吃味變佳。所以糖量與蛋白質量的比例(施木克值)作為比較煙氣吃味質量的一種指標。煙葉的吃味可分為:甜、苦、酸三類。甜味是好的,但必須適當,過甜不符和要求;苦味給人不愉快的感覺;酸味在好的卷煙中也會給人甜中略帶酸味的感覺。
刺激性煙氣中對感覺起刺激作用的主要是堿性物質,如含氮化合物經過高溫分解的產物(如氨)。煙氣中如含較多的氨類就會產生強烈的刺激性氣味;木質素和纖維素燃燒後,產生一定的刺激性而引起嗆咳的氣味。刺激性是指煙氣對喉部、口腔和鼻腔的刺激。刺激大的使人辛辣難受或引起嗆喉。因此,煙葉的刺激性越小越好。
生理強度煙堿味辛辣,吸入口腔後引起強烈的生理效應,稱為生理強度。煙堿會使吸收者中樞神經係統感到刺激。但適量的煙堿會使人感到興奮,即吸煙人所說的“勁頭足”。
燃燒性煙葉的燃燒性包括四個因素,一是陰燃持火力,即無火焰也能保持陰燃的能力,不會熄滅。容易熄火的煙葉,其香氣和吃味也比較差,且焦油含量高。二是燃燒速度,燃燒速度以比較緩慢為好。三是燃燒完全性,是指煙葉內所含物質的燃燒的充分程度。四是燃燒均勻性,是指煙葉及其製品在燃燒時,各部分保持均勻速度程度。燃燒以均勻為好,不均勻,陰燃持火力差。
灰分的顏色和黏著性灰分以潔白為最好,淺灰色次之,黑色最差。此外,還要求灰的黏結力較強,不容易散落。
(3)煙葉品質的評價煙葉的品質與化學成分、物理性狀、外觀特征彼此密切相關。近些年來,采用外觀評價與化學成分分析相結合來鑒別煙葉品質。
外觀品質評價外觀評價優質烤煙的主要指標是:畝產125~175kg,煙葉油潤豐滿,厚度適中,每平方米幹葉重65~70g,顏色橘黃、金黃,單葉重7~8g,即每kg幹葉120~150片。外觀評價還可通過煙葉質量簡單試測法進行評價:首先,每爐次在田間選取有代表性的鮮煙葉3竿(以能代表本爐次采烤煙葉的平均質量為準),選出煙葉立即稱其鮮重,然後分別編在3竿煙竿上,記載每竿鮮煙重和葉片數,掛牌標記。其次,將標記煙竿裝在第二台(層)對角線掛放。第三,烤後將標記煙竿取出,回軟適度,下杆稱重,檢查葉片數,如葉片數有變動,以實際葉數為準,求出單葉重,推算出每杆煙原有葉片數重,計算鮮幹比。然後分級記載各級煙重,算出平均價,評定該爐次的烘烤質量。
內在品質評價一般取同田同部位同級別的煙葉化驗分析和評級。內在化學成分的比例要協調,還原糖(主要是葡萄糖和果糖)的含量是決定煙氣醇和度的主要指標,含量較多時,煙葉比較柔軟,不易破碎,並能減少蛋白質燃燒時產生不愉快的氣味和煙葉的刺激性,是決定品質的重要成分。總糖(包括葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖)含量高時,煙葉品質好,能改善煙葉的吃味。但含糖量過高會引起一種酸的吃味,煙葉吸濕性大,容易吸潮,不耐貯藏,且葉片組織光滑,結構緊密,會使煙葉總氮、蛋白質和煙堿的含量相對降低;含糖量過低又會引起一種刺激、嗆咳的氣味。煙堿含量過低,煙氣吃味平淡而乏味,勁頭不足,不能令人滿意;過高時,煙氣刺激性大,勁頭過狠,嗆喉。總氮含量過低時,其煙氣平淡,有不愉快的吃味;過高則煙氣強烈,辛辣,刺激性強。總氮量的提高,蛋白質、煙堿、氯含量也增高。蛋白質含量過高時,燃燒後會產生一種令人厭惡的臭味“蛋白臭”,使煙葉質量變劣。
二、優質煙生產的生態條件
影響煙草生長發育的環境條件有溫度,光照、土壤、水分及礦物質營養等主要因素。
(一)溫度對煙草生長發育的影響
1.溫度對煙苗生長發育的影響煙苗正常生長要求適宜的苗床溫度,當平均溫度在25~28℃時,煙苗生長迅速,但在弱光、濕度大的情況下,容易造成徒長。徒長的煙苗節間細長,抗逆力下降,移栽後成活率較低。而在20~25℃條件下,濕度,光照適宜,煙苗生長雖慢一些,但煙草素質好,發根能力強,栽後成活率高。如溫度低於10℃,則生長遲滯,幼苗生長不正常。
苗床溫度不僅影響煙苗本身的形態特征,而且還影響栽後的發育速度。據日本岡田山煙草試驗的觀察,低溫不僅延長煙苗成苗的日數,而且移栽後現蕾早,易出現早花,葉數明顯減少,造成減產降質。其原因是低溫是引起花芽分化的主要因素,如在生長發育前期13~18℃時,特別是在13℃左右時,將抑製生長,促進花芽分化。低溫對大苗的影響較為明顯,煙苗越大,移栽越早,影響越大。因此,在生產上即要考慮培育壯苗要求溫度,同時也要注意到移栽後氣溫變化情況,這樣才能保證優質適產。