烟叶成熟度的研究进展

许自成，赵瑞蕊，王龙宪，焦敬华，宋鹏飞

（1.河南农业大学烟草学院，郑州 450002；2.中国烟草总公司辽宁省公司，沈阳 110012；3.红塔烟草（集团）有限责任公司，云南玉溪 653100）

烟叶成熟度的研究进展

许自成1，赵瑞蕊1，王龙宪2，焦敬华2，宋鹏飞3

（1.河南农业大学烟草学院，郑州 450002；2.中国烟草总公司辽宁省公司，沈阳 110012；3.红塔烟草（集团）有限责任公司，云南玉溪 653100）

成熟度是烟叶外观质量的第一要素。文章综述烟叶成熟及成熟度的进展情况，从三个角度探讨烟叶成熟度，一是烟叶成熟度的判定标准包括定性标准和定量标准；二是烟叶成熟度的七个影响因素，分别为遗传因素、烟叶着生部位、气候因素、土壤条件、栽培条件、成熟采收和科学烘烤；三是烟叶成熟度与烟叶品质的关系。

烟叶；成熟；成熟度；影响因素；品质

成熟度是烟叶品质形成的中心因素，烟叶田间成熟是获得优质烟叶的前提和基础。生产实践证明，在品种、土壤和栽培条件相似、田间烟株生长一致的情况下，采收成熟度好的烟叶，容易烘烤，烤后烟叶品质好、等级高、香吃味也比较好[1]。宫长荣认为成熟度是烤烟国家标准的第一品质因素，是烟叶质量的中心[2]。左天觉等研究认为，成熟采收对烟叶的质量贡献占整个烤烟生产环节的1/3[3-5]。宫长荣认为，对烟叶品质的贡献，田间栽培占1/3，成熟采收占1/3，烘烤技术占1/3[6]。国际烟叶市场上普遍采用成熟度作为重要质量因素，各国烟叶分级中也将其列为首选品质因素。本文就近年关于成熟度的相关研究进行综述，以期为正确认识、掌握及合理提高烟叶成熟度提供参考。

1 烟叶成熟和成熟度的概念

1.1 烟叶成熟

烟叶成熟是指烟叶生长发育的某个时期，此期采收调制可最大程度满足卷烟工业对原烟的需要。烟叶成熟的概念具有3个层面含义：一是烟叶生长发育过程中的一个时期，即工艺成熟期；二是具备某种特定状态，包括叶片组织结构、化学成分、生理功能、生化反应以及反映在外部的形态特征等；三是反映在调制效果上，成熟的烟叶经适当调制能够达到卷烟工业所要求的品质。因此，烟叶成熟实质上是烟叶原料质量的概念，成熟概念的含义是相对的，会因人、因时、因烟叶着生部位及环境条件的变化而变化[6]。

1.2 烟叶成熟度

烟叶成熟度是一个质量概念，指烟叶适于调制加工和满足最终卷烟可用性要求的质量状态和程度，包括田间成熟度和工艺成熟度。田间成熟度是烟叶在田间生长发育过程中表现出的成熟程度；分级成熟度是田间收获的叶片经烘烤调制后形成的产品按采收标准而划分成熟的档次。田间成熟度是活体烟叶的性质，分级成熟度是烤后干烟叶的性质。田间成熟度是分级成熟度的物质基础，分级成熟度是田间成熟度的根本体现和最终要求[6]。我国现行国家分级标准中，将烟叶成熟度划分为完熟、成熟、尚熟、欠熟和假熟5个档次；而国际烟叶市场将烟叶的成熟度划分为生青、不熟、欠熟、生理成熟、近熟、工艺成熟、完熟、过熟和非正常情况下假熟等不同档次。

2 烟叶成熟度的判定标准

2.1 定性标准

目前，烟叶生产上主要通过眼看、手摸等感官感受定性地把握烟叶成熟度。定性标准主要体现在叶面颜色、主支脉变化、茸毛脱落情况、采收时断面情况等方面。

2.1.1 叶面颜色及主支脉变化

叶色落黄是烟叶田间成熟的特征之一。有研究表明，烟叶成熟时，叶色落黄表现为叶片绿色逐渐消退而呈现不同程度的黄绿色，营养发育充分的中上部叶应具有黄色泡斑[7]。叶脉变白发亮，通常下部叶主脉全变白；中部叶主脉全白，支脉部分变白；上部叶主脉全白，支脉2/3变白。研究指出[8]，叶色落黄，通常表现是绿色减少，变为深浅不同的黄色，但要分清脱肥落黄、干旱缺水落黄、高温逼熟落黄和正常成熟落黄四种情况。在一些特殊气候条件下，烟叶主、支脉颜色变化程度比烟叶的颜色变化程度更能代表烟叶的成熟度，无论正常成熟、还是假象成熟，只要烟叶进入衰老过程，“成熟”主脉都变白发亮，支脉都退青转白。孙福山等研究结果[9]表明，烟叶成熟采收标准为下部叶面黄绿色，约6～7成黄，主脉变白1/ 2以上；中部叶面浅黄色，约8～9成黄，主脉变白2/3以上，比常规推迟5 d采收；上部叶面基本全黄，约9～10成黄，主脉全白，比常规推迟7 d采收。福建三明烟区，高汉杰等提出一套经实践检验可行的烟叶成熟度鉴别方法[10]，即一片叶按10成计算，下部叶成熟标准为7～8成黄，也就是说在一片叶面上黄色占7～8成，绿色为2～3成。中部叶8～9成黄，上部叶9～10成黄，为成熟叶即可采收。刘健康等提出凉山烟区品种红花大金元的成熟采收标准，下部叶以叶面黄绿色，5～6成黄，主脉变白1/3以上采收，中部叶以叶面浅黄色，7～8成黄，主脉变白2/3以上采收，上部叶以叶面基本全黄，9～10成黄，有叶尖发白或焦尖现象，主脉全白采收[11]。随着烟叶成熟度的提高，叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素均减少，但类胡萝卜素占色素总量的比例却在提高，这些色素变化的外观反映就是烟叶成熟过程中颜色的变化，说明叶色落黄是烟叶成熟的特征之一。

2.1.2 茸毛脱落状况

烟草叶片的上下表皮均密被茸毛，多数为腺毛，腺毛密度随叶片的发育而发生明显变化，且腺毛分泌活动与叶片发育有密切关系。因此，烟叶达到不同的成熟时期，腺毛活动表现差异很大，叶片接近工艺成熟期，腺毛分泌物开始增多，叶片弹性增强；进入工艺成熟期，腺毛分泌物大量溢出，叶片粘性最大，弹性好；进入过熟期，腺头脱落，分泌活动减弱，叶片弹性减弱，内在质量降低。有研究表明，下部烟叶成熟，茸毛几乎不脱落；中部烟叶成熟，茸毛部分脱落；上部烟叶成熟，茸毛大部分脱落[8]。

2.1.3 采收时断面情况

宫长荣提出，烟叶成熟采收时，叶基部产生分离层，容易采下，采摘时声音清脆，断面整齐，不带茎皮[6]。崔国民认为，烟叶成熟采摘时有略带沉闷的“当”的响声，采后断面整齐，呈马蹄形[8]。张海宏指出烟叶成熟的特征，主脉变白、变脆，容易摘下，采摘时发生清脆的声音，并且断面平齐。在实践过程中，叶基部产生的分离层，肉眼看不到；采摘时的响声，听得到；采后马蹄形，看得到[12]。这条标准是烟叶进入衰老期的性状表现，也是成熟烟叶在采摘过程中物理特性外在表现，对判断烟叶是否成熟，仅仅作为验证参考标准使用。

2.1.4 其他特征

除此之外，烟农还总结了其他一些判断成熟度的经验值：①烟叶成熟时，烟叶叶片下垂，叶缘下卷。②叶面发皱，有成熟斑。营养和发育水平好的烟叶，中上部烟叶成熟时叶片皱缩，出现黄色泡斑，甚至有赤星病斑，叶实叶缘开始发生枯焦。③叶片主脉基部产生离层。④营养不良、发育不全的烟叶，其下部叶只要明显落黄，茸毛部分脱落，叶脉部分变白即为成熟；对于中上部叶，主要看茎叶角度，只有叶片明显下垂才算成熟；营养不协调、发育不正常的烟叶，包括贪青晚熟烟和黑暴烟，主要以茸毛脱落为成熟标志。

2.2 定量标准

目前关于烤烟成熟度定量标准的研究报道不多，探讨定量标准主要包括叶龄和茎叶夹角等。金文华等研究表明，下部叶9周龄，中部叶11周龄，上部叶10～12周龄收烤最适宜[13]。有研究表明，一般成熟烟叶龄下部叶为50～70 d，中部叶为60～80 d，上部叶为70～90 d。王怀珠等研究指出，在烟叶成熟的过程中可定量地用茎叶夹角反映烟叶的成熟程度[14]。肖吉中等指出，各部位叶片从出生到成熟采收所需的叶龄，随着部位的上升而增加，优质烟叶生产所需的叶龄在不同品种和同一品种的不同部位之间都存在差异，下部叶9周龄，中部叶11周龄，上部叶10～12周龄收烤最适宜[15]。

研究者曾尝试用其他方法或指标来判定烟叶成熟度。聂荣邦等研究认为单位长度栅栏细胞数和细胞间空隙率可作为度量烟叶成熟度档次和确定适熟采收标准的最佳指标[16]。夏凯等研究表明，不同品种烟叶的叶片厚度、栅栏组织厚度及单位长度栅栏组织细胞数均随着烟叶成熟度的提高而减小，以田间烟株鲜叶厚度作为烟叶成熟度的指标[17]。比色卡比色法最早是被日本研究采用的成熟度鉴别方法，且在日本全国烟区推广应用[18]。比色卡共设10个格，1～4格为诊断田间烟株生长发育的营养状况，5～10格为鉴别烟叶成熟度，其技术特点是，在晴天或阴天时，比色卡的色泽不会因外界变化而受影响。李佛琳等进行连续两年的田间试验，利用SPAD-502叶绿素计建立SPAD的成熟度TMDSPADV模型，提出以叶绿素相对值（SPAD）作为判别指标，进行量化鲜烟叶成熟度判别[19]。

综上可知，烟叶成熟度的判定要根据天气、烟叶采收部位，参考烟叶成熟定性标准，条件允许的情况下，可同时测定定量指标，尽可能准备把握烟叶成熟度，适时采收。特殊情况下，烟叶成熟度的判定标准应灵活运用。

3 烟叶成熟度的影响因素

烟叶从叶原基分化到发育成熟是一个漫长的过程，其生长发育不仅受其基因型决定，还受光、温、水、土等自然因素和人为栽培条件的影响。宫长荣认为，影响烟叶成熟的因素很多，主要有气候因素、土壤条件、栽培条件、叶片在茎上的着生部位和遗传因素等[6]。闫克玉等提出，光照、营养发育状况、采收和烘烤技术影响烟叶的成熟度[20]。因此，烟叶的成熟及成熟度受内外因素的共同影响。

3.1 遗传因素

遗传因子是影响烟叶成熟度的内在因素，遗传因子的差异即种质差异。不同品种的烤烟，其生长发育及成熟周期均有差异，通过烤烟各种新陈代谢酶的变化可反映出来。张晓蕴等进行品种筛选试验，以NK4、S2007、豫烟5号、豫烟6号、8342、8302、NC89、红花大金元、Y041和云烟87等10个烤烟品种为材料，相同的栽培管理条件下，分析其打顶后的酶活性，其结果表明：成熟前期，豫5、NK4的硝酸还原酶和转化酶活性较高，烟株碳水化合物的积累较强，其后持续减弱；成熟后期，豫6和NK4的a-淀粉酶的活性较高，使得碳水化合物的代谢强度减弱缓慢，有利于烟叶的充分成熟[21]。烤烟的基因型决定烟株的株型、长叶数和生长周期，因此可认为遗传因子本质上决定烟叶的成熟时期。

3.2 烟叶着生部位

烟叶着生部位决定烟叶生长所处的环境条件，进而影响其叶片组织结构和生理生化特点。下部烟叶生长在光照差、湿度大、通风不良、营养物质还要不断向上部输送的情况下；中上部烟叶处于光照充足，通风良好的有利条件下，由于生长条件不同，导致烟叶成熟特征不同。

3.3 气候因素

烟叶成熟需要充足阳光，较高温度和较少降雨条件。烟草是喜光作物，优质烟生产需要充足和煦的光照条件。刘国顺等指出，大田期日照时数最好达到500～700 h，日照百分率要达到40%以上，成熟采烤期要达到280～300 h，日照百分率要达到30%以上才能生产出优质烟叶[22]。烟草生长发育的最适温度是25～28℃，在20～28℃温度范围内，烟叶的内在质量有随成熟期平均温度升高而提高趋势。尹智华等提出，气候对烤烟生产影响巨大，是影响烟叶成熟度最重要的因素之一，由于南雄烤烟生长中后期天气雨水偏多，光照不足，田间渍水严重，影响根系发育，造成中上部烟叶身份偏薄，耐熟性较差，落黄较快，成熟期较短，假熟烟较多，严重影响烟叶成熟度[23]。

3.4 土壤条件

土壤是烟草生长发育所需营养元素来源，土壤类型、土壤肥力、土壤酸碱度及土壤质地影响烟叶化学成分和烟叶组织结构，也影响烟叶的成熟过程。研究表明[24-25]，土壤有机质含量是表征土壤肥力的重要指标，有机质含量和性质关系到土壤的结构、可耕性、持水率、保肥供肥特性及生产性能。土壤有机质含量过高，烟叶贪青晚熟，不易正常落黄，甚至黑暴，烤后的烟叶主脉粗，叶片过厚，烟碱及蛋白质含量过高，色泽差，刺激性大，品质较差；有机质含量过低时，所产烤烟香气不足。

3.5 栽培条件

烟田栽培管理包括整地、移栽、施肥、灌水、中耕、培土、打顶、采收，每一环节都影响烟叶阶段性的生长发育，最终影响烟叶的田间成熟度。

烟株必须有适宜的种植密度才能保证通风透光和烟叶正常成熟，一般认为烟田最大叶面积系数2.5～3.5比较适宜。若种植密度过大，田间郁蔽，通风不良，光照不足，特别是下部叶的环境小气候极差，往往因湿度大、光照不足，最终形成“水黄”“白黄”现象，即所谓的底烘。底烘烟叶难以烘烤，烤后特别薄，质量很差；相反，若种植密度过小，虽能够正常成熟，但资源利用率降低，难以保证烟叶的单位面积产量。

王小东等指出，合理的营养水平是烟叶生长发育的物质基础，“少时富，老来贫，烟叶长成肥退劲”是烟叶生长过程中土壤肥力变化的基本规律[26]。正确的施肥直接影响烟叶的正常成熟。因此，在生产中要合理控制氮肥用量，协调氮、磷、钾肥之间营养平衡，注重烟株营养与土壤养分平衡、硝态氮和氨态氮的平衡、有机营养与无机营养的平衡、大量元素和微量元素的平衡。

适时打顶，合理留叶对烟叶的正常成熟非常必要。封顶打杈可以抑制烟株生殖生长，减少下部叶片的营养物质向上部叶片输送，使养分集中供应上部叶片生长，扩大叶面积、增加叶片厚度；烟株打顶后可促进根系发育，提高根系吸收和合成功能，根合成的烟碱向叶内积累，提高烟碱含量，并使叶片提早成熟。一般要求现蕾打顶，通常留叶数18～22片。打顶过低，留叶过少，烟叶往往推迟成熟；相反，若不打顶，放顶开花，叶内营养物质大量用于生殖生长，则叶片内含物不充实，不能真正成熟，尤其是下部烟叶，常表现为假熟。

3.6 成熟采收

一片烟叶自茎顶端发生到成熟大致经历幼叶生长期、旺盛生长期、生理成熟期和工艺成熟期四个阶段[27]。当烟叶达工艺成熟期后，其内部各种化学成分向有利于提高烟叶品质的方向转化，烤出的烟叶品质最好，价值最高；若烟叶未达到工艺成熟就采收，叶内化学成分不协调，烤出的烟叶品质较差，经济效益也不高；若烟叶已到工艺成熟还不采收，其内部化学成分继续分解、转化、消耗，会导致烟叶产量和品质下降，经济效益降低。因此，准确把握烟叶的成熟度，及时采收至关重要。

宫长荣提出，烟叶采收的基本原则是熟一片、收一片，生叶不收，熟叶不漏，通常情况下，自脚叶至顶叶5～10次采收，每次采1～3片叶，顶部4～6片叶往往成熟后一次采收，两次采收间隔时间一般5～7 d[6]。烟农根据多年种烟经验，总结出烟叶采收原则：“下部叶绿黄适时早收，中部叶淡黄适熟采收，上部叶全黄充熟采收”。采收以上午露水干后，或下午4时以后进行为好，以便正确识别成熟度和避免日光暴晒；天气干旱宜采露水烟，烟叶成熟时若遇雨返青，应待其重新表现出成熟特征时再采收；注意采烟时应做到不采生、不丢熟、不沾土、不暴晒、不挤压、不损伤。

3.7 科学烘烤

烘烤是烟叶离体后生成香气物质的过程，是烟叶体现其价值的关键点。目前国际上通用的是三段式烘烤工艺。正常采收的成熟烟叶，经过恰当烘烤，烤后烟叶的外观和香吃味符合卷烟工业的要求，可实现其价值；若出现非正常烟叶，如黑暴烟、干旱烟、返青烟、高温逼熟烟等，可通过调整烘烤工艺，改善烟叶质量，减少经济损失。

4 成熟度与烟叶品质的关系

成熟度好的烟叶，其内含物充分而协调，经调制后颜色、香吃味符合卷烟工业要求。当鲜烟叶成熟度过低时，烤后干叶达不到预期的成熟程度；鲜烟叶成熟度过高（即过熟），烟叶经不起调制，也会降低干叶质量甚至失去应有价值[28]。可见，烟叶成熟度与烟叶品质有关系密切。

韩锦峰研究表明，随着烟叶成熟度的提高，净光合强度降低，呼吸强度则随着烟叶成熟度的提高而上升；叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素均随烟叶成熟度的提高而减少，但类胡萝卜素占色素总量的比例随成熟度提高而提高；细胞膜透性随着烟叶成熟度的增加而增加；总糖含量随着成熟度的发展而提高，达到最大值后则下降；叶片中蛋白质及烟碱在生理成熟前达到最高值，生理成熟后有所下降；总脂、总脂肪酸和大多数极性脂在烟叶发育和衰老过程中随叶绿素含量变化而变化[29]。蔡宪杰等研究表明，烤烟外观质量指标中，成熟度与组织结构相关性最强，原因可能是不成熟的烟叶细胞排列紧密，而成熟烟叶的栅栏组织宽度增加，海绵组织细胞间隙增大，组织结构紧密到疏松变化明显[30]。韩锦峰研究认为，烤烟成熟叶片栅栏组织细胞密度、细胞原生质浓度随叶位的升高而增加；叶肉细胞的原生质凝聚成丝网状均匀分布；叶肉的空隙（胞间隙）随叶位升高而减小；鲜叶厚度随叶位升高呈凹曲线变化，而经正常烘烤干燥收缩后，叶厚顺序则为下部＜中部＜上部[29,31]。杨士福研究表明烟叶的组织结构随着烟叶成熟度增加，由紧密向疏松方向发展，栅栏组织细胞宽度稍有增加，长度稍有缩短，海绵组织细胞间隙加大，呈现疏松多空的结构[32]。宫长荣提出，从外观质量上看，成熟度越低的烟叶烤后含青度越高，光泽弱，油分差，组织致密[33]。陈庆园等探讨初烤烟叶外观质量量化评分建立与主要化学成分的关系，结果表明，成熟度与两糖比和糖碱比分别呈极显著（P< 0.01）和显著（P<0.05）正相关，与韩锦峰等研究结果一致[34]。蔡宪杰等研究表明，鲜烟叶淀粉含量变化为：欠熟～成熟烟叶淀粉含量逐渐升高，工艺成熟烟叶淀粉含量达到最高，过熟烟叶淀粉含量又降低[35]。在三段式烘烤工艺条件下，烤后烟叶淀粉含量则以工艺成熟采收的烟叶最低。其中，工艺成熟采收的鲜烟淀粉含量高于生理成熟采收的鲜烟叶，这与贾琪光的研究结果一致[36]。朱忠等研究表明，上部烟叶随着其成熟度增加，总植物碱含量随之增加，还原糖、总糖的含量及糖碱比随之减少，总氮、蛋白质的含量则以尚熟时最高；对中部烟叶而言，还原糖、总糖、总挥发碱、蛋白质、总氮的含量以尚熟烟叶最高，总植物碱以成熟烟叶最高，糖碱比随着成熟度的增加而减小[37]。朱忠等对河南烤烟K326不同成熟度上中部烟叶的22种重要中性香味物质研究表明，大多数香味物质的含量及所测物质中醛类、酮类、醇类的总量都随着成熟度的增加而呈增加的趋势[37]。随着烟叶成熟度的增加，香气质变好，香气量增加，劲头略有减小，杂气减轻，刺激性、辛辣味减弱，余味变舒适，但是超过某一成熟度档次后，总体质量又变差[38]。张树堂等在云南玉溪、弥勒、宾川，以K326为试验品种，进行初熟、适熟、过熟的采收成熟度试验，结果表明，采收适熟烟叶，进行恰当烘烤，不但可提高烟叶化学成分的协调性和品吸质量，还可降低亚硝胺含量，提高烟叶的安全性[39]。

烟叶的成熟度与烟叶的组织结构、化学成分、香气物质有密切关系，准确把握烟叶的成熟度，适时采收成熟烟叶，进行恰当烘烤，可提高烟叶质量，增加农民收益。

5 结语

成熟度是烟叶生产的核心，是影响烟叶质量的重要因素。烤烟成熟度的判断，仍以叶片颜色结合叶龄等定性指标的主观判断为主，客观量化的判定方法处于初步探索阶段，尚未推广应用，本文烟叶成熟度判定标准可为烟农生产中的准确判断提供科学依据，而量化判定标准尚需进一步研究。在烟叶生产中，应根据当地土壤气候条件，选择成熟周期适宜的烤烟品种，合理密植，制定配套的水肥管理措施，结合烟农的实践经验，准确判定烟叶的成熟度，适时采收。

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Research advance of maturity of flue-cured tobacco leaves

XU Zicheng1, ZHAO Ruirui1,WANG Longxian2,JIAO Jinghua2,SONG Pengfei3
(1.School of Tobacco Science, Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China;2.Liaoning Provincial Tobacco Corporation of CNTC,Shenyang 110012,China;3.Hongta Tobacco(Group)Limited Liability Corporation, Yuxi Yunnan 653100,China)

Maturity is the first element of the presentation quality of tobacco leaves.The intension of mature and maturity of tobacco was summarized in the article.This paper discussed tobacco maturity from three angles.The first,two kinds of standards about tobacco maturity were introduced that quantitative standard and the qualitative standard.The second,seven influence factors of tobacco maturity were introduced,they were genetic factor,plant parts of tobacco,climatic factor,soil conditions, cultivation condition,harvesting and baking science.The third,it discussed the relationship between tobacco maturity and leaf quality.

tobacco;mature;maturity;influencing factor;quality

S572

A

1005-9369（2014）01-0123-06

2012-03-27

中国烟草总公司特色烟叶开发重大专项（Ts-02-20110018）；中国烟草总公司辽宁省公司重点科技项目（LY201001）；云南中烟工业公司科技攻关项目（2011YL03）

许自成（1964-），男，教授，博士，博士生导师，研究方向为烟草品质生态与烟叶质量评价。E-mail:zcxu@sohu.com

时间2014-1-10 6:29:24[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140110.0629.007.html

许自成,赵瑞蕊,王龙宪,等.烟叶成熟度的研究进展[J].东北农业大学学报,2014,45(1):123-128.

Xu Zicheng,Zhao Ruirui,Wang Longxian,et al.Research advance of maturity of flue-cured tobacco leaves[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(1):123-128.(in Chinese with English abstract)