上部叶带茎烘烤水分迁移及形态结构变化

探讨烤烟上部叶带茎烘烤烟叶水分迁移特性及物理形态结构变化,为提高上部叶工业可用性提供参考。以云烟87上部烟叶为试验材料,利用低场核磁成像和扫描电镜等方法研究了烘烤过程烟叶的水分迁移、形态收缩、微观结构及烤后烟叶物理特性。结果表明,带茎烘烤茎秆的水分经主脉向叶片迁移,使叶片、主脉和整片叶含水率均显著高于不带茎烟叶,54℃后茎秆水分向烟叶迁移速率逐渐下降;54℃前带茎烟叶叶片厚度收缩率显著小于不带茎烟叶叶片,54℃后带茎烟叶叶片厚度收缩率显著大于不带茎烟叶叶片;烘烤过程带茎烟叶主脉直径收缩率显著小于不带茎烟叶主脉;叶片干燥后,不带茎烟叶叶片栅栏组织细胞结构变化程度小于带茎烟叶叶片;烤后烟叶单叶质量和叶片厚度表现为不带茎烟叶显著大于带茎烟叶,拉力、填充值和含梗率均表现为带茎烟叶显著大于不带茎烟叶。可见,上部叶带茎烘烤延缓烟叶的干燥,进而影响烟叶的形态收缩、微观结构和物理特性变化,其烤后烟叶的可用性得到一定程度的改善。     

烟叶叶脉水分迁移干燥特性分析

[目的]探究烘烤过程中烟叶叶脉水分迁移干燥特性,为优化烘烤工艺提供理论依据.[方法]以K326中部叶为试验材料,研究采后烟叶主脉和支脉维管束示踪染液分布、水分迁移速率,以及烘烤过程中烟叶失水状况和形态变化.[结果]烟叶叶脉水分迁移由叶基主脉维管束出发,优先向最近支脉迁移,最终到达叶尖部;烟叶主脉维管束水分迁移速率由叶基向叶尖呈逐渐减小趋势,距离叶基越近的支脉维管束水分迁移速率越大,支脉维管束水分迁移速率大于主脉维管束水分迁移速率.烘烤过程中,烟叶由叶基至叶尖水含率基本呈减小趋势;烟叶主脉直径收缩率逐渐增大,烘烤至42℃前,靠近叶基部主脉直径收缩率较大,42℃后,靠近叶尖部主脉直径收缩率较大,叶基部与叶中部间的主脉直径收缩率最小.[结论]烟叶叶脉水分迁移影响烘烤过程中烟叶各部分水分及主脉形态变化,叶脉水分迁移特性与烘烤过程烟叶失水特性间的关系可为烟叶水分散失的调控及烘烤工艺优化提供参考.     

不同带茎方式烟叶烘烤过程水分迁移特性

【目的】探究烘烤过程中带茎烟叶水分迁移特性,为揭示带茎烘烤烟叶干燥机理提供参考。【方法以"云烟87"上部叶为试验材料,利用质外体染色示踪法、阿贝折射仪法及核磁成像技术,研究烘烤过程不同带茎位置和不同带茎长度条件下烟叶水分的迁移、状态和干燥特性。【结果】主脉木质部导管与茎秆形态学下端木质部导管相连接,带茎烘烤过程中烟叶位于茎秆形态学上端时,有利于茎秆中的自由水经茎秆形态学下端木质部导管进入主脉木质部导管向叶片迁移,进而显著延缓叶片和主脉组织水分散失,随着带茎长度的增加延缓作用更明显。烘烤过程中带茎烟叶主脉木质部导管迁移速率逐渐降低,与鲜烟叶相比,42和54℃主脉水分迁移速率分别减小75%和94%,主脉木质部导管由叶基至叶尖水分迁移速率也呈降低趋势。烟叶位于2cm长的茎秆形态学上端时,烘烤后期主脉部分水分向茎秆迁移,有利于烟叶的干叶和干筋。【结论】带茎烘烤过程中烟叶位于茎秆形态学上端时,随着带茎长度的增加延缓烟叶干燥的作用增强。     

预凋萎烟叶烘烤过程中水分迁移干燥及形态收缩特性

【目的】研究预凋萎处理烟叶烘烤过程中水分迁移干燥及形态收缩特性,为烘烤工艺优化提供依据。【方法】以烤烟品种K326中部叶为试验材料,烤前对烟叶进行凋萎处理,研究烘烤过程中预凋萎烟叶温度、水分迁移态势、含水率和形态收缩的变化,并利用干燥收缩模型分析烟叶在烘烤过程中的失水收缩行为。【结果】与未进行预凋萎的烟叶相比,变黄期预凋萎烟叶叶温提高0.5~1℃,干筋期叶温、脉温提高0.5~2℃;烘烤过程中预凋萎烟叶主脉水分核磁信号强度明显较弱,主脉水分向叶片迁移效率较高,变黄期主脉的失水比率增大,主脉湿基含水率下降较快;预凋萎烟叶变黄期主脉直径收缩率增幅较大,烘烤过程中烟叶叶片和主脉体积比与水分比呈非线性变化,利用Quadratic收缩模型可以很好地预测烟叶叶片和主脉的失水收缩变化。【结论】与未进行预凋萎的烟叶相比,烘烤过程中预凋萎烟叶主脉水分迁移干燥及形态收缩加快。     

不同带茎方式烟叶烘烤过程水分迁移特性

【目的】探究烘烤过程中带茎烟叶水分迁移特性，为揭示带茎烘烤烟叶干燥机理提供参考。【方法】以“云烟87”上部叶为试验材料，利用质外体染色示踪法、阿贝折射仪法及核磁成像技术，研究烘烤过程不同带茎位置和不同带茎长度条件下烟叶水分的迁移、状态和干燥特性。【结果】主脉木质部导管与茎秆形态学下端木质部导管相连接，带茎烘烤过程中烟叶位于茎秆形态学上端时,有利于茎秆中的自由水经茎秆形态学下端木质部导管进入主脉木质部导管向叶片迁移，进而显著延缓叶片和主脉组织水分散失，随着带茎长度的增加延缓作用更明显。烘烤过程中带茎烟叶主脉木质部导管迁移速率逐渐降低，与鲜烟叶相比，42和54 ℃主脉水分迁移速率分别减小75%和94%，主脉木质部导管由叶基至叶尖水分迁移速率也呈降低趋势。烟叶位于2 cm长的茎秆形态学上端时，烘烤后期主脉部分水分向茎秆迁移，有利于烟叶的干叶和干筋。【结论】带茎烘烤过程中烟叶位于茎秆形态学上端时，随着带茎长度的增加延缓烟叶干燥的作用增强。     

成熟度对云烟87上部烟叶烘烤中失水特性的影响

探究不同成熟度上部烟叶烘烤过程中失水干燥特性及形态变化规律,基于田间烟叶落黄程度及SPAD值范围界定鲜烟叶成熟度,分析鲜烟叶组织结构及烘烤期间烟叶含水量及形态参数的变化.结果表明:随烟叶成熟度提升,叶厚、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织厚度/海绵组织厚度、栅栏细胞密度、海绵细胞密度和紧密度呈降低趋势,海绵组织厚度、疏松度逐渐增大.烘烤期间随成熟度提升,42～54℃叶片、主脉、整叶水含率及自由水、束缚水含量降低幅度逐渐增大,45～48℃叶片失水占比逐渐减小,主脉失水占比逐渐增大;42～45℃叶片横向、纵向收缩率增幅最明显,叶片厚度收缩率和主脉周长收缩率分别在45～48℃和48～54℃时增幅最大,且随成熟度提升烟叶形态收缩率增加量逐渐增大.相关性分析表明,不同成熟度烟叶含水量与形态指标之间均呈显著或极显著负相关.随烟叶成熟度提升,烟叶保水能力逐渐降低,形态收缩幅度逐渐增加.叶片综合变黄80%～90%处理的烤后烟叶具有较好的外观质量和适宜的化学成分含量.     

K326上部叶烘烤过程失水干燥特性研究

[目的]研究K326上部叶烘烤过程失水干燥特性,为烘烤工艺优化提供理论依据.[方法]以K326上部叶为试验材料,分析烘烤过程中烟叶失水特性、形态变化特性及两者间的相关性.[结果]烘烤过程中,烟叶各部分失水程度表现为叶片>全叶>主脉,叶片失水质量占全叶失水质量比例呈先减小后略有增大再减小的变化趋势,主脉失水质量占全叶失水质量比例呈先增大后略有减小再增大的变化趋势;叶面积收缩率和主脉周长收缩率均随烘烤温度的升高呈逐渐增大趋势;全叶失水程度和主脉失水程度均与主脉周长收缩率呈显著线性正相关(R2>0.9500,下同),叶片失水程度与叶面积收缩率呈显著线性正相关.[结论]烘烤过程中K326上部叶各部分失水特性及形态变化特性不同,可通过主脉形态变化判断密集烘烤过程中烟叶失水程度,进而为烘烤工艺烟叶状态参数优化提供理论参考.     

密集烘烤过程中烟叶含水量与形态变化关系研究

试验以湖南郴州烟区所产云烟87品种中部叶为试验材料,对密集烘烤过程中烟叶含水量及形态参数的变化进行测量,通过相关性和回归分析探究烘烤过程中烟叶水分含量与形态变化之间的关系。结果表明:全叶、叶片和主脉含水量与横向、纵向和叶面积收缩率以及横向卷曲度、主脉体积5项形态指标均呈显著或极显著负相关,全叶和叶片含水量与纵向卷曲度、主脉厚度及叶片体积呈显著或极显著负相关关系,叶片厚度与烟叶各项含水量指标的相关性均未达到显著水平;回归分析结果表明,烟叶含水量与各项形态参数的拟合程度较好,均达到极显著或显著水平,说明可依据烟叶形态变化判断烘烤过程中叶片、主脉和全叶的含水量。     

开片状况对上部烟叶烘烤过程中失水特性的影响

【目的】探究烘烤过程中不同开片度上部烟叶的失水干燥特性,为烘烤工艺优化提供参考。【方法】以烤烟K326不同开片度(0.35,0.31和0.25)上部叶为试验材料,分析鲜烟叶的组织结构以及烘烤过程中烟叶水分和形态的变化。【结果】(1)鲜烟叶栅栏组织细胞密度、栅栏组织厚度、栅栏组织厚度/海绵组织厚度、紧密度随着烟叶开片度的减小而显著增大,海绵组织厚度、疏松度随着烟叶开片度的减小而显著降低。鲜烟叶中叶片水分质量所占比例随着烟叶开片度的减小而显著降低,主脉水分质量所占比例随着烟叶开片度的减小而显著增大。(2)烘烤过程中温度为42~48℃时,烟叶全叶、叶片、主脉含水率随着烟叶开片度的减小呈增大趋势;在38~42℃,叶片的失水比率随着烟叶开片度的减小而增大,45~48℃叶片失水比率随着烟叶开片度的减小而降低;烘烤过程中,叶片的束缚水/自由水随着开片度的减小而增大,叶片横向收缩率、主脉周长收缩率随烟叶开片度减小而降低。【结论】随着K326上部叶开片度的减小,烟叶失水干燥特性变差。     

不同施氮量下烟叶的主脉特征和烘烤特性及其关系研究

【目的】研究氮素对烟叶主脉特征、烘烤特性的影响及烟叶主脉特征与烘烤特性的关系,为优化在合理施氮范围内烟叶的烘烤工艺提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87上部叶为试验材料,设75 kg/ha（低氮）、105 kg/ha（正常）和135 kg/ha（高氮）3个施氮量处理,研究鲜烟叶主脉水分迁移速率,烘烤过程中烟叶主脉硬度、木质素含量和水分变化,烟叶叶片水分、叶绿素含量及多酚氧化酶（PPO）活性,并统计烤后烟叶经济性状。【结果】鲜烟叶主脉水分迁移速率表现为低氮< 正常< 高氮。在烘烤过程中,低氮烟叶主脉失水较少,其中在定色期（48～96 h）失水速率为0.07%/h,束缚水/自由水比值较大,主脉硬度较小且变化缓慢,木质素含量较低;正常施氮量的烟叶主脉在定色期失水速率为0.22%/h,束缚书/自由水比值、硬度和木质素含量均居中;高氮烟叶主脉失水较多,其中在定色期失水速率为0.35%/h,束缚水/自由水比值较小,主脉硬度较大且变化速率较快,木质素含量较高。在烘烤过程中,低氮烟叶叶片水分散失较多,其中变黄期（0～48 h）失水速率为0.20%/h,叶绿素降解量为89.47%,降解速率为1.24%/h,表明易烤性较好,PPO活性较高,表明耐烤性较差,烤后烟叶杂色烟比例达12.47%;正常施氮量的烟叶叶片水分散失量居中,变黄期失水速率为0.13%/h,叶绿素降解量为87.35%,降解速率为1.21%/h,表明易烤性中等,PPO活性居中,表明耐烤性中等,烤后烟叶上等烟率达31.27%;高氮烟叶叶片水分散失较少,其中变黄期失水速率为0.08%/h,叶绿素降解量为85.64%,降解速率为1.19%/h,表明易烤性较差,PPO活性较低,表明耐烤性较好,烤后烟叶青烟比例达14.50%。相关分析结果表明,除了高氮烟叶主脉硬度与叶片PPO活性呈显著相关外（P< 0.05）,其他各施氮量烟叶主脉指标与叶片烘烤特性指标之间均呈极显著相关（P< 0.01）。【结论】氮素对烟叶质地和生理均有显著影响,施氮量为105 kg/ha的烟株,其烟叶主脉发育及保水力均较好,在烘烤过程中主脉调节叶片水分散失效果较好,使烟叶变黄和失水较协调且耐烤,可为适宜施氮范围内不同施氮量烟叶烘烤工艺优化提供参考。     

基于叶片保水力的烟叶烘烤水分干燥模型构建

[目的]研究不同烟区、品种及部位烟叶保水力与水分干燥模型参数的关系,为烟叶烘烤提供简易、精准的水分预测方法并为烟草精准烘烤提供理论依据.[方法]以江西和湖南烟区烤烟品种K326和云烟87不同部位烟叶为试验材料,采用称重法测定烟叶保水力,结合水分干燥原理及水分干燥模型对烘烤过程中烟叶水分变化进行拟合求解,并对烟叶保水力与模型参数进行回归分析.[结果]不同部位间烟叶保水力随烟叶部位的升高而增加,不同品种间K326保水力均大于云烟87;除湖南烟区K326上部叶保水力大于江西烟区外,不同烟区间江西烟区烟叶保水力均大于湖南烟区.不同烟区、品种及部位烟叶Wang and Singh模型拟合决定系数R2均大于0.95,且模型干燥参数a与烟叶保水力呈正相关,与干燥参数b呈负相关.烟叶保水力与模型干燥参数a、b之间线性回归结果显示:烟叶保水力与模型参数a、b显著水平P均小于0.05,且线性拟合决定系数R2均大于0.95.[结论]常规烘烤过程中烟叶水分比变化符合Wang and Singh模型,且烟叶保水力与干燥模型参数a、b存在极显著相关,可依据烟叶保水力精准估算模型参数预测烟叶烘烤过程中水分变化.     

烤烟叶片形状因素与叶片水分关系研究

[目的]探明烤烟鲜叶的形状因素与其水分之间的关系规律。[方法]以云烟99为试验材料,选取其处于旺长期的鲜叶60片,采用传统方法测定叶片的形状因素参数及水分参数并进行分析。[结果]覆膜及未覆膜的烤烟鲜叶叶片重量和叶片含水量均随叶片长度、叶片宽度的增加呈近似直线的增加,且叶片宽度对其影响比叶片长度对其影响显著,因此可以选择叶片宽度作为诊断叶片重量和含水量大小的主要因素;鲜烟叶含水率与叶片宽度、叶片伸缩率和叶片面积这些形状因素相关性很小,线性相关系数几乎为0;未覆膜的叶片含水率稍大于覆膜的叶片含水率,所以在旺长期雨量充足的情况下,覆膜对保水作用不大。[结论]可选择叶片宽度作为诊断叶片重量和含水量大小的主要因素。     

烟叶烘烤过程中水分变化及干燥数学模型构建

[目的]探究不同部位烟叶烘烤过程中的水分变化及干燥数学模型,为准确预测烟叶烘烤过程水分变化及烟草精准烘烤提供理论依据.[方法]以大理州凤仪烟区烤烟品种云烟85不同部位烟叶为试验材料,运用水分干燥理论,选取6种常用的水分干燥数学模型,基于Matlab2014a利用高斯—牛顿算法对数学模型进行非线性最小二乘法拟合求解,并根据筛选的模型进行拟合检验.[结果]不同部位烟叶烘烤过程中水分比均呈下降趋势,中、上部叶干基水含率为1.5~0.5g/g时干燥速率达最大值,平均干燥速率分别为0.0281和0.0262g/(g?h),下部叶干基水含率为3.0~1.5、1.5~0.5和0.5~0时干燥速率均呈逐渐递减趋势,平均干燥速率分别为0.0337、0.0285和0.0065g/(g?h).不同部位烟叶的水分有效扩散系数在干叶期均随干基水含率的减小而增加,在干筋期随干基水含率的减小而减小.Wang and Singh模型可较好地描述和拟合下、中、上部烟叶烘烤过程中水分干燥的变化规律,决定系数(R2)分别为0.9928、0.9733和0.9653,且验证效果好.[结论]Wang and Singh模型可更好地描述和预测不同部位烟叶烘烤过程中烟叶水分干燥的变化规律.     

烘烤过程中烟叶不同叶片结构含水量变化的研究

[目的]研究散叶烘烤过程中烟叶整片叶水分变化、叶片水分变化与主脉水分变化的规律.[方法]烘烤过程中每6h取1次样,编号并剥离主脉,对叶片与主脉分别采用杀青烘干法进行处理.[结果]试验表明,烘烤过程中烟叶叶片、主脉以及整片叶的失水速率表现为先慢后快的趋势,对三者进行回归分析的回归方程：y=-0.033 669 982 ＋0.405 171 159x1＋0.631 660 248x2（R2=0.949 1）.[结论]烘烤过程中叶片水分的变化相比主脉水分的变化对整片叶水分变化的影响较大.     

基于Weibull函数的烤烟干筋期干燥动力学及颜色分析

[目的]分析干筋期烤烟主脉干燥特性和颜色变化,为干筋期烤烟烘烤工艺优化提供参考.[方法]以云烟87中部叶为试验材料,利用Weibull分布函数研究干筋期不同风速(低速、中速和高速)、相对湿度(12%、18%和24%)和干球温度(60、64、68和72℃)条件下烟叶主脉的干燥特性,并对烤后烟叶颜色参数值进行分析.[结果]干筋期烟叶主脉失水呈降速干燥,随着干筋期风速的增加、相对湿度的降低或干球温度的升高,干燥速率加快.利用Weibull分布函数可很好地描述干筋期烟叶主脉水分干燥曲线,尺度参数α随着风速的增加、干球温度的升高和相对湿度的降低而降低,形状参数β受干筋条件影响较小.基于Weibull分布函数的干筋期烟叶主脉估算水分扩散系数Dcal在1.994× 10-10~4.026×10-1m2/s,干筋期烟叶主脉干燥活化能Ea为56.57 kJ/mol.随着干筋期风速增加,烟叶亮度L*和正反面亮度差?L*增大,颜色偏亮黄色;随着干筋期相对湿度的增加,烟叶L*和正反面?L*减小,而红度a*、黄度b*和饱和度C*逐渐增大,颜色偏橘黄色;随着干筋期干球温度的升高,烟叶a*增大,颜色偏红棕色.[结论]烤烟干筋期采用较高的温湿度和较低的风速有利于提高干筋效率、增加烟叶饱和度.     

密集烘烤过程中烟叶温度与烟叶形变的相关性

[目的]探究烟叶烘烤过程中烟叶温度与烟叶形变的相关性。[方法]使用烤烟叶温测量仪对整个烘烤过程中烟叶温度进行实时测量并自动记录,每隔9 h对烟叶形变数值进行测量记录。[结果]试验表明,烤烟烘烤过程中叶温与烟叶形变呈正相关,厚度收缩率大于横向收缩率大于纵向收缩率,且各收缩率在叶温达到41.7℃后明显增大。[结论]叶温可以真实反映烟叶的温度情况,叶温与烟叶形变规律对烘烤过程中烟叶形变判断具有指导作用。     

采收方式对周口烟区烤烟上部叶烘烤效果的影响

[目的]研究不同采收方式对周口烟区烤烟上部叶烘烤效果的影响。[方法]采用对比试验,分别对常规采烤(T_1)、上部叶一次性采烤(T_2)、带茎烘烤(T_3)3种采烤方式的农艺性状、化学成分、经济效益进行了研究。[结果]除叶长差异较大外,不同处理大田烟叶农艺性状差异不大;不同处理烤后烟叶化学成分烤后烟的烟碱含量为2.58%~2.68%,总氮含量从高到低依次为T_1、T_2、T_3,还原糖与总糖的含量从高到低依次为T_2、T_1、T_3,氯含量较低,T_3比T_2高出0.08百分点;T1处理单叶重最重(13.15 g),产量也最高,比T_2处理高70.2 kg/hm~2,上等烟的比例与中等烟的比例从高到低依次为T_3、T_2、T_1,其中T3处理中等烟的比例比T_1处理高4.97百分点,比T_2高0.73百分点;T3处理上等烟比例比T1处理高4.97百分点,比T_2处理高0.67百分点;T3处理的均价比T1处理高0.49元/kg,比T_2处理高0.08元/kg。[结论]带茎烘烤有明显的经济优势,其烤后烟叶的品质较好,经济价值较高。