培育特色烤烟品种,夯实中式卷烟原料基础
 

卢秀萍
(中国烟草育种研究(南方)中心,云南省烟草科学研究所,云南玉溪,653100)

 

    摘要:从品种种植的历史出发,分析了品种在中式卷烟中的基础地位。通过剖析我国烤烟生产中存在的问题,提出特色品种匮乏是限制烤烟生产发展的主要因素。结合中式卷烟原料特点,从育种目标的战略调整、育种手段、品种资源、遗传规律研究等方面,提出了适合中式卷烟需求的特色品种育种研究的发展对策。
关键词:中式卷烟,烤烟,特色品种

    中国是一个烟草大国,烟叶和卷烟产量均居世界首位,烟草业在我国的经济中占有非常重要的地位。在我国正式加入WTO和签署WHO的《烟草控制框架公约》后,随着我国卷烟和烟叶市场国际化程度的逐步加深以及《烟草控制框架公约》对烟草制品限制的愈加严格,中国烟草面临着新的形势与新的挑战。面对机遇和挑战,国家烟草专卖局对中国卷烟整体定位,提出了发展中式卷烟的方向和目标。以市场为导向,保持和发展中国卷烟的特色,大力发展中式卷烟,并以中式卷烟主导中国卷烟市场,是事关中国烟草生存与发展的一项战略性决策。

    中式卷烟是指能够满足中国广大卷烟消费者需求、具有独特香气风格和口味特征、拥有自主核心技术的卷烟[1]。中式卷烟以国内烟叶为主体原料,要保持和发展中式卷烟特色,必须依靠中国烟叶[2],质量水平的高低优劣直接影响和制约着中式卷烟的质量。

    烟叶生产是从事生物性生产的产业,原材料即是生物体本身,因而品种始终占有重要的位置[3]。随着育种技术的不断进步,结合传统技术、高新技术的品种选育将在中式卷烟的技术革命中扮演先锋角色。

1、品种在中式卷烟中基础地位分析

    品种是烟叶生产的基础,不论采用何种先进工具或应用现代技术,都必须通过它才能发挥提高质量、增加产量的作用。通过改良品种提高烟叶品质,以满足卷烟工业的要求,是一条投资少、收效大的最佳途径。

    中式卷烟产生于中国烟草的几百年历史[1],是中国烟草发展逾百年历史形成的产品风格。中国烟草从无到有,从小到大的不断发展,与品种工作的不断加强和提高密切相关。

    19世纪末20世纪初,英美等国卷烟工业开始进入我国,配方中高档烟原料以进口美国烤烟为主,中低档卷烟配方掺用不同比重的河南、山东、安徽等省的烤烟[4]。当时我国的烟草生产比较落后,生产上用的栽培品种不多,多为地方品种及少量外引品种[5]。如南洋兄弟烟草公司引进烤烟品种金元(Gold Dollar)和特字401(Special 401)等几个烤烟新品种。

    新中国成立后,英美烟公司撤出,中国开始发展自己的卷烟生产体系。由于烟叶不能进口,只能逐步改用国内烟叶。新中国成立初期,我国烤烟生产发展比较缓慢,生产上种植的品种比较混乱,但大多数属于优质、叶片数较少的品种(占63.3%)[5]。如引进品种金元、大金元、特字400号、特字401、牛津1号、牛津4号、佛光和地方品种黄苗榆等。党和政府为了迅速恢复和发展我国的烟叶生产,首先抓了烟草种子工作。于是大力开发了云南、贵州、福建等地具有不同香味风格的烟区以保证卷烟的香味品质。随着生产的恢复和卷烟工业的发展,烟叶生产满足不了市场的需求,高产品种相继而生,生产上种植多叶品种的比例由50年代初期的36.7%上升到60年代中期的80%左右[5],这些叶片数较多的品种(如河南种植的千斤黄、乔庄多叶,山东种植的金星6007、山东多叶,云南种植的58-1和寸金烟)为解决当时原料奇缺起了很大的作用,但高产品种的推广和不适当的栽培措施,致使烟叶品质下降,内在化学成分不协调,香味、吃味变劣,严重影响了我国卷烟的质量。

    70年代,为了满足卷烟工业的质量要求,生产上淘汰了多叶型品种,开始种植自育品种,如河南选育的长脖黄、许金1号等,山东选育的革新1号,临朐1号等,云南选育的红花大金元等。这些品种的推广种植曾为我国的烟叶生产发展做出了很大的贡献。特别是红花大金元品种的种植,为云南烟叶和卷烟的“清香型”风格奠定了基础,由于该品种烟叶较好的香气质在卷烟配方中的重要作用,至2003年在全国仍有42.28万亩的种植面积[6]。其余品种由于抗病性较差、香气特点不突出而被淘汰。

    80年代以来,由于国内烟叶生产相对过剩和国际市场上原料竞争的日益激烈,对烟叶质量的要求越来越高。自1986年全国烟草品种审定委员会成立以来,烟草育种工作者以优质抗病为主要目标,选育出了一批新的烤烟品种,至2002年底,共审定和认定烟草品种47个,国内培育的品种28个,引进品种19个,其中烤烟品种40个。如中烟98、中烟100、云烟85、云烟87、K326、NC82、翠碧一号等。这些品种已占据了主导地位,对稳定产量、提高烟叶品质起了重要作用。不同品种种植于不同的生态,产生了较为多样的卷烟原料,各地烟厂由于采用的原料不同和加工措施的差异形成了一些风格稍有差别的产品以迎合全国各地的吸烟消费者,形成了自己的品质风格。以国产烟叶为主要原料生产的一系列产品已为广大消费者所接受,其香味风格与原英式烤烟型已有较大差别[4],形成了独具特色的中式卷烟。

    随着近代“吸烟与健康”问题的提出,对烟叶的品质提出了更高的要求,不仅要重视烟叶的“色、香、味”,还要更多地考虑它的“安全性”问题。近年来卷烟工业在加工技术上采用了一系列措施,焦油量逐步降低。但降焦后的香味不足等已成为一个急待解决的问题。这些问题的解决,在很大程度上将依赖于品种的更新和改良,特别是“高香气、低焦油”品种的选育。

    从中国烟草发展历史来看,我国烟叶生产每次大的变革都是从品种开始的。品种在中式卷烟风格形成中起着重要的作用,未来中式卷烟对多样化中国烟叶原料的需求也决定了品种在中式卷烟中的基础地位。

2、特色烤烟品种匮乏是限制烤烟生产发展的主要因素

    近几年,先进实用的生产技术得到比较好的推广和落实,我国烟叶生产整体水平有了明显的提高,质量明显改善。但是,烟叶质量与卷烟工艺配方的需要还有一定的差距。主要表现在:香气量不足、香气质差,内在化学成分不协调,工业可用性低,田间产量不高、病虫害严重等方面。问题的存在,是由于有许多制约的技术性和社会性限制因素,以致无法实现产量、香气量、工业可用性和对病虫害抗性的增加。在制约的主要技术性因素中,品种基本特性不理想是最主要的。品种特性只能以培育新品种的方式才能改变,新品种的出现能够把某些不利的技术性限制因素内部消化。

    虽然我国目前已通过引进、选育了40个烤烟品种,但从品种分布现状来看,目前国内烤烟生产种植的品种中仍以少量品种为主。据统计,2003年K326、云烟85种植面积都在400万亩以上,其中K326占全国烤烟种植面积的34.56%,云烟85占30.58%,云烟87占15.46%。仅K326、云烟85和云烟87三个烤烟品种就占了全国烤烟总种植面积的80%以上的比例[6]。品种单一化现象突出。

    我国国土幅员辽阔,目前有24个省,约800余个县种烟[7]。种植范围较广,气候、土壤条件复杂多样,生态条件差异大,种植品种的单一,将不可避免带来种种弊端。主要原因有三个方面:

(1)每一个烤烟品种都是在特定的生态条件下经过多年的选育而形成的,因此,它在生长发育过程中也要求一定的生态条件与之相适应,并不是一个品种在什么条件下都能正常地生长发育,获得理想的产量和品质[5]。例如引进品种K326是一个需肥量高、不耐旱、喜大肥大水的品种,在我国一部分丘陵山区,土层薄,肥力低,又缺少灌溉条件,K326品种特性表现不出来。特别是K326对叶部病害抗性很低,易感气候斑点病、赤星病、病毒病等,在一些特殊年份某些烟区病毒病大流行,易引起严重减产降质,甚至有的绝产。云烟85、云烟87是由中国烟草育种研究(南方)中心近年选育的烤烟新品种,其适应性比K326强,这也是两个品种近年来得以迅速推广的原因,但由于它们对烟草普通花叶病的抗性较差,也不能在发病较重的区域种植。相同品种在不同地区种植,其品质、工业可用性有较大区别,据一些烟厂反映,部分地区种植云烟85和云烟87,其主要是香气质量差,烟叶储存后容易褪色。但在适宜区种植,则表现出较好的农业价值和较高的工业可用性。

(2)从遗传学特点来讲,现在的三个主栽品种具有较紧密的亲缘关系。如云烟85和云烟87都是云烟2号为母本,K326为父本,杂交后选良出来的姊妹系。烟草各种化合物的形成是受遗传基因控制的,不同的烟草类型和品种由于基因型不同,香气前体物和致香成分的种类、性质、含量以及代谢转化各不相同。云烟85、云烟87和 K326亲本来源的相同、遗传基础的贫乏,导致了三个品种在同一生态区域内,烟叶香气品质特点差异不明显,没有形成独特的香气风格。

(3)各新品种相应的配套技术研究较少。一般推广新品种的栽培、调制方法都按K326品种的特性,使得我国的烟草品种的多元化地方特色风格没有体现出来。

    品种的单一、特色品种的匮乏,极不适应国内发展中式卷烟对特色原料的需求。特色品种匮乏问题已成为限制烤烟生产发展的主要因素。

    大量的研究说明[8],品种因素和环境因素共同决定了烟叶香味的优劣。没有好的品种,再好的生态条件,再好的栽培管理措施和烘烤技术,都难生产出优质烟叶。由于我国烟区生态条件差异很大,为烟叶香味风格多样化打下了良好的基础,应该通过品种这一因素充分加以利用。在特定的区域内选育最适合的特色品种,生产出具有明显香味特征、香气风格突出的烟叶。

3、适合中式卷烟需求的特色品种育种对策

    纵观国内烤烟品种现状,选育、引进适合中式卷烟需求的特色品种已势在必行。要实现这一目标,应采取以下对策。

3.1 按照中式卷烟战略调整育种目标

    我国现育品种在抗性、适应性和丰产性方面比引进品种强,但在品质方面却很难赶上引进品种。针对中式卷烟对原料的要求,我国近期育种应主攻品种质量。在品质方面主要是提高香吃味和低危害。同时要加强抗病性、抗逆机理的研究,选育多抗品种,减少农药施用、资金投入和烟叶农药残留。继续选育部分早熟品种、抗旱品种提高品种适应性能力。育种目标主要包括:

3.1.1 提高烟叶质量,突出提高烟叶香气质和香气量,培育高香气、低焦油特色品种

    质量是一个相对的术语,它将随时间、地点和人们的不同而变化。质量是决定烟草可持续发展的重要内容。中式卷烟对烟草品种品质的要求与其它类型卷烟有许多相似之处,如烟叶外观成熟度好,结构疏松,叶片厚薄适中,化学成分协调,香气质好、香气量足,劲头适中,无杂气,刺激性小,燃烧性好等。中式卷烟的特征也决定了其对品种的要求有自身特点,在品质方面主要体现在香气风格多样、质量特点突出、安全性高[2]。
高香气育种:烟叶的香气风格是在特定的生态条件、遗传因素和一定的栽培技术下产生的。不同烟草品种由于基因型不同,香气前体物和致香成分的种类、性质以及代谢转化途径各不相同。烟叶中致香物质众多,许多成分含量太低,难以确定各种物质对香气质量的贡献大小,一般认为石油醚提取物、腺毛密度及腺毛分泌物可作为衡量香气质量的重要指标[5],其含量在不同基因型间有明显差异,这为香气质量的遗传改良提供了可能。
特定的生态条件难以通过人为因素予以改变,但选育有利于突出本地区香味风格的特色烟草品种是可以实现的。中式卷烟要求针对我国烟区生态条件差异大的特点,选育出适合不同生态条件种植的品种,为烟叶香味风格多样化奠定良好基础。

    低焦油育种:降焦减害是发展中式卷烟的重要内容,最根本的措施就是培育和推广低焦油品种。低焦油含量属数量遗传,受微效多基因控制,表现为累加效应,易受环境影响。近年来,低焦油育种主要从两方面入手:

    1)培育富钾烟草提高烟叶含钾量。对烟叶中有机钾含量与焦油释放量的关系进行的研究表明,烟叶中的有机钾含量与其焦油量呈负相关[10],即在一定范围内,提高烟叶中有机钾的含量,可以有效地降低其焦油释放量。因此,培育富钾烟草提高烟叶含钾量[11],不仅能有效提高烟叶的可燃率和阴燃的持火能力,而且还能减少烟气中的焦油量及其它有害物质,从而提高烟叶制品的安全性。中国农科院烟草所经过3年时间鉴定了400份烟草种质资源的钾积累效率(富钾能力),已找出富钾的育种材料,并着手进行烟草钾积累效率的遗传规律研究,为富钾烟草品种的培育作准备[12]。富钾烟草品种的培育可望不久将成为现实。从而显著地提高我国烟叶的含钾量,促进我国烟叶和卷烟焦油量的降低。(2)选育焦油/烟碱比值低的烤烟新品种。目前的研究表明烟气中的有害成份,主要集中于焦油和烟碱。降低焦油和烟碱含量已成为提高卷烟安全性的主要措施。国际上十分重视低焦油烟草品种的选育,已成功地培育出了一些低焦油烟草品种[12],如加拿大选育并在生产上推广种植的Delgold、Newdel和Canld等3个烤烟品种,美国的Sato从烤烟品种Hicks与雪茄烟品种NFT706的杂交后代中已选育出了3个低焦油品种系列,印度也培育出了低焦油烟草栽培品种。我国的一些烟草试验站也开始利用生物技术手段选育低焦油栽培品种。

3.1.2 增加品种抗病性,由单一抗性转向兼抗两种以上主要病害。

    我国现主栽品种中,对生产上流行的主要病害如病毒病、赤星病、黑胫病、青枯病、根结线虫病等缺乏多抗性。品种对病害抗性是一个动态过程,抗病品种在使用中,新的病原小种迅速产生,导致抗性下降。主要病害与非主要病害在一定条件下相互转化,主要病害得以控制后,非主要病害亦可转化为主要病害,单一抗性远不能适应病害的流行和转化。品种的多抗是中式卷烟特色品种重要研究内容。针对目前我国主要病害发展趋势,在抗黑胫病的基础上,北方区要以抗赤星病、花叶病为主,南方区以抗青枯病、花叶病为主,兼顾抗根结线虫病、马铃薯Y病毒等主要病害[9]。

3.1.3 抗逆型特色品种(抗旱、早熟等)选育

  作物品种不但要求适宜的自然条件,而且要求相应的生产管理水平。干旱、低温等是影响烟叶产量和质量的主要逆境,选育对这些逆境具有抗耐性的品种,有利于保持烟叶产量和质量的相对稳定。随着我国烟草业的不断发展,传统意义上的烟草适宜种植区的烟草种植面积基本趋于饱和,部分高海拔山区就成为了新烟区发展的主要区域。选育早熟的烟草品种,可有效避开前期或后期的低温影响,保证烟叶的正常成熟采收,既可拓展烟草适宜种植区的范围,缓解增大烟草种植面积带来的压力,也利于生产出更多风格的烟叶。肥料利用效率高的品种不仅能在土壤肥力相对较低的地区种植,还能减少肥料施用量,防止土壤退化[13]。由于生态环境的变化,特别是水资源的缺乏,部分烟区出现较严重的干旱,急需选育出抗旱能力较强的品种,在保障烟草生产的同时,有效减少水资源的浪费。

3.1.4 在保证质量的同时,兼顾丰产性

    随着中式卷烟的发展,对国内烟叶的需求将越来越大。耕地面积日益紧张使得烟草种植面积的增长极为有限,主要粮食、油料作物价格上涨给稳定现有种植面积增加了难度。因此,在保证烟叶品质的前提下提高单位面积产量,成为发展中式卷烟对品种的重要要求。高产和优质之间往往存在矛盾,两者的协调改良更符合农业生产的要求。研究表明,在一定范围内随着单位面积产量的提高,烟叶品质也相应有所改善[5]。在烟草品种改良中,选择合理株型、适当提高单叶重、增加有效叶数,可望在保证烟叶品质的前提下获得更高产量。

3.2 加快品种资源的引进、鉴定和筛选,深入开展烟草主要性状基因图谱构建和遗传规律研究。

    品种资源是由原始品种、地方品种、引进和选育的改良品种、近缘野生种组成。国内现在保存的品种资源有近4000份[9],仅烤烟引进种质就有200多份。烤烟也有一些特异种质,如优质的小黄金1025、具有特异香味的大白筋599、高抗赤星病的净叶黄等。美国等国在烟草育种中常用的主要亲本材料已被引进。但尚未深入研究,不能充分发挥作用,现在需要加快鉴定筛选,特别是香气特点研究和抗性鉴定。品种资源的研究,最终目的是科学合理的利用,而鉴定评价又是利用的依据,不是为了研究而研究,目的是提供育种利用。为了引进更多国外种质,云南省烟草科学研究所建立了全国第一座“负压温室”,为国内外种质的交流奠定了良好的基础。

    长期以来,对品种的认识多采用形态学方法。由于形态学性状鉴定周期长,鉴定地点有限,易受环境影响。利用现代分子生物学理论和技术,加快构建烟草指纹图谱,逐步用量化指标鉴别性状间的遗传差异,通过数量性状逐个剖析和处理,逐步建立数量性状遗传的分子基础,使育种工作从操作数量表现型尽快过渡到操作数量基因型。

3.3 以常规育种方法为主体,实行多途径育种。尝试生态育种、轮回选择等方法。

    坚持采用系统选育和杂交育种方法即常规育种途径,大力开拓育种新途径、新技术,以包括突变育种、倍性育种、远缘杂交育种,细胞工程、染色体工程、基因工程等为补充的现代育种方法和技术,实行多途径育种。

    生态育种:烟草生态育种是以不同生态区域对烟草品种的要求为基础,在育种过程中始终不脱离生态条件因子进行育种鉴定和评选品种的生态指标,品种育成后将成为适应某生态条件区域种植的生态型品种。所以生态育种的目标,是依据不同生态区域的生态条件要求育出适应型的品种。生态型品种首要的第一位指标是对条件因子的适应性,第二位是高产优质等指标。传统育种,是以高产、优质、抗性为首位指标,品种育成后,通过几年的区域试验鉴定适应生态区的产质量特性指标[14]。生态育种强调的是品种与生态条件的协调发展,重视生态条件与烟草品种的互作,将有利于生态环境的保护,同时有利于针对不同生态区种植适合该生态区的品种,并在不同生态区形成不同香型特点的烟叶产品,为丰富中式卷烟原料类型,打下坚实的基础,对我国烟叶的可持续发展具有重要意义。因为烟叶生产具有不可替代性,同时由于土地资源的有限性,使烟叶生产发展更应该重视生态科技。国家局科教司王彦亭司长多次强调“协调发展,科技与环境共鸣” [15]。生态育种结果是人与自然的统一,是和谐的可持续发展。

    轮回选择育种:轮回选择是一种择优交配、轮番选择、不断提高的育种程序。其作用主要有以下几方面(1)它通过轮复一轮地进行优良个体之间的互交、选择和鉴定,可将分别存在于群体内不同个体、不同位点上的有利基因积聚起来,提高群体内数量性状有利基因的频率;(2)经多次互交有可能打破不利连锁,提高有利基因间的重组机会,释放出潜在的遗传变异性,有利于理想个体的出现;(3)使群体不断得到改良并保持较高的遗传变异水平,增强适应性。作为育种工作的战略思想,它把短期的和中期、长期的育种目标结合起来,可将数量性状优良基因转移到优良的遗传背景上去,以被近期育种应用;还可通过综合杂交组成复合群体保存种质并合成具有丰富基因储备的种质库,为不断提高育成品种的水平创造条件。轮回选择是美国育种家海斯(Hayes)和柯柏(Garber)等最先在玉米育种中提出的选择方法,近年来已开始应用于自花授粉作物的品种改良[5]。Beatson和Wernsman、Long(1982)在经过五轮选择之后,发现类胡萝卜素的量可增加41%。美国北卡罗来纳州立大学利用轮回选择育种手段,对烟叶的低粒相物指数(PMI)进行连续五轮选择,其PMI最低的品系比双亲平均值低13.7%[16]。

    轮回选择方法在香气、焦油等由微效基因控制的性状改良中将发挥重要作用。

3.4 加强新品种配套技术研究

    品种的推广必须有相应的配套技术。K326刚引进时,由于不能全面掌握其栽培烘烤特性,其优质特性没有表现出来。经过多年全国以K326为中心的栽培调制技术研究,使它的优良特性充分体现,推广面积不断扩大,至今仍是我国的主栽品种。全国审定(认定)的国内烤烟品种有40个,其中也不乏品质好的品种,如红花大金元、中烟9203、翠碧1号,但它们的推广却举步艰难,究其原因,除品种抗性差外,与配套技术不完善有较大关系。为了实现品种的多样化,今后在新品种选育的同时,必须加强新品种的配套技术研究,做到特色品种有特定的配套技术措施。

3.5 完善全国烤烟品种区划布局,改进品种审定办法。

    在现有品种的基础上,按不同生态类型和卷烟产品结构对原料的需求,完善品种区划布局研究,使育成新品种按类型在适宜区推广种植,发挥品种的最大遗传潜力。
现行的品种审定办法不适应烟叶生产的需要。工业验证在选择烟厂和烟叶配方时带有随意性和主观性,很少考虑到品种的风格特征,不能客观反映品种的可用性[17]。品种审评体系复杂,缺乏科学的品种评判标准和体系,限制了特色品种的选育,无法适应中式卷烟的发展要求。为了适应中式卷烟发展的需要,必须简化品种审评程序,建立科学的、多样化的品种评判标准,促进适合中式卷烟的特色品种的培育。

    烤烟新品种选育是一个系统工程,需要育种工作者付出艰苦的努力。实施中式卷烟发展战略,迫切需要全国烟草育种工作者面对新形势,奋发努力,联合攻关。多选育有特色的烤烟新品种,为丰富中式卷烟原料作出贡献。

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