昭通煙區田間小氣候類型及與煙葉化學成分的相關性

查宏波，付修廷，李曉燕，黃 韡，陶永萍，趙 芳，倪 霞，陸文林，肖家繁，高順波，陳 松，王文斌，楊 劍，張 勇

（1.云南省煙草公司昭通市公司，云南 昭通 657000；2.云南省昭通市氣象局，云南 昭通 657000）

氣候條件是影響煙葉種植的重要生態因子，不同的氣候條件下，煙葉的產質量和內在化學成分均存在一定的差異[1-12]，對此，許多煙區開展了針對烤煙種植區域氣候類型及烤煙種植適宜性的相關研究[13-15]。但在相同宏觀氣候范圍條件下，不同自然環境和地形地勢所形成的烤煙田間小氣候的不同也會造成煙葉產質量的差異性。研究烤煙田間小氣候對于改善煙株生活環境，提高生產技術水平，保證穩產豐收具有重要作用。有關烤煙田間小氣候的研究報道較少，楊龍祥等[16]對烤煙田間一定高度的氣溫和空氣相對濕度，不同土壤深度的溫度變化規律，以及一定深度的土壤濕度變化情況進行了研究。王劍英等[17]對煙地微氣候與規范化栽培進行了研究，劉耀武等[18]也曾對烤煙膜內移栽微氣候特征進行了研究。云南昭通位于云貴高原，地形地貌復雜多樣，立體氣候特征明顯，在這樣的高原地貌和氣候特點條件下，通過對昭通不同煙區代表性區域田間小氣候與烤煙內在化學成分的相關性研究，旨在為昭通烤煙生產的擇優布局提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 田間小氣候氣象數據的采集

在昭通8個產煙縣區11個代表性煙區煙田上分別安裝田間自動氣象站（表1），各代表性煙區自動氣象站所在區域分別代表了昭通市不同氣候類型特征：南溫帶煙區氣候類型，包括昭魯壩區邊緣的丘陵地帶、東北部洛澤河河谷區抬升地段的二半山區、發達河河谷抬升地段的一半山區、一般山區和二半山區；北亞熱帶氣候類型地區，包括金沙江河谷區抬升地段的二半山區和牛欄江河谷區抬升地段的二半山區。采集2011年5—9月11個自動氣象站田間小氣候數據（氣溫、降水、相對濕度、日照、總輻射五個氣象要素），作為數據分析資料。

1.2 煙葉樣品采集及化學成分測定

在田間自動氣象站安裝地塊及附近烤煙種植地塊按部位采集煙葉樣品，掛牌定葉位取樣，從下往上數，下部葉取4～6葉位，中部葉取9～12葉位，上部葉取15～17葉位。煙葉質量以橘黃色為主的分別取B2F、C3F、X2F等級，煙葉質量以檸檬色為主的分別取B2L、C3L、X2L等級。每個煙葉樣品采集2 kg，共采集煙葉樣品數量為：上部葉76個，中部葉77個，下部葉73個。測定煙葉的細胞壁物質含量、果膠、全纖維素、木質素、蛋白質、總氮、水溶性氯、總灰分、水溶性灰分堿度、水溶性總糖、還原糖、氧化鉀、pH、總揮發堿、總揮發酸、總多酚、淀粉、石油醚提取物、氨基氮、總植物堿等20項內在化學成分。

1.3 數據處理

采用DPS統計軟件對數據進行統計分析。

2 結 果

2.1 昭通煙區田間小氣候五要素方差及聚類分析

對8個產煙縣區11個代表性區域田間小氣候5—9月烤煙大田生育期五氣象要素氣溫、相對濕度、降水、日照和輻射數據資料作方差分析并進行LSD法多重比較，結果見表2，各氣象要素在各地點間有極顯著差異。5—9月平均氣溫昭魯壩區（昭陽布嘎和魯甸桃源大水塘）偏低，牛欄江、金沙江河谷區域（魯甸龍頭山光明和巧家白鶴灘發土）平均氣溫最高，其余試點平均氣溫介于二者之間。5—9月平均相對濕度牛欄江、金沙江河谷區域（魯甸龍頭山光明和巧家白鶴灘發土）偏低，其余試點（永善黃華米貼、威信金鳳和鎮雄赤水源銀廠等）相對濕度較高，昭魯壩區（昭陽布嘎和魯甸桃源大水塘）相對濕度介于二者之間。5—9月平均降水量從區域位置來看，北部煙區（威信金鳳、永善黃華米貼、鎮雄堰塘和赤水源銀廠）和南部巧家煙區降水量較大，中部煙區其余試點降水量較少。5—9月平均日照自北向南呈遞增趨勢，平均輻射除威信金鳳外，自北向南也呈遞增趨勢。

表1 田間自動氣象站點基本信息Table1 Field automatic meteorological station information

數據進行標準化變換處理后，按卡方距離離差平方和法進行聚類分析，結果表明，可以分為3類（圖1、表3）。

表2 5—9月田間小氣候五氣象要素平均值Table2 The average of field microclimate from May to September

第Ⅰ類：昭魯壩區，該區域氣溫偏低，相對濕度在62.8%～74.3%，降水較少，日照時數較長，太陽輻射較大。

第Ⅱ類：巧家煙區和魯甸牛欄江煙區，該區域氣溫較高，相對濕度在58.2%～71.5%，降水較多，日照時數較長，太陽輻射較大。

第Ⅲ類：其他山區、二半山煙區，該區域氣溫介于第Ⅰ類和第Ⅱ類之間，相對濕度在 69.1%～79.6%，降水較多，日照時數較短，太陽輻射較小。

2.2 昭通煙區田間小氣候與煙葉化學成分的相關性

由表4看出，成熟期氣溫，特別是8月氣溫，與煙葉總揮發酸呈顯著負相關，9月氣溫與上部煙葉果膠和淀粉呈顯著正相關。成熟期相對濕度，特別是前期（7月），對上部煙葉內含物影響較大，分別與上部煙葉果膠、總灰分和氧化鉀呈顯著正相關，與水溶性氯和總植物堿呈顯著負相關。成熟期降水，特別是7月降水，對上部和下部煙葉化學成分影響較大，分別與下部煙葉細胞壁物質含量、全纖維素和石油醚提取物呈顯著正相關，與下部煙葉淀粉含量呈極顯著正相關；與上部煙葉總灰分和淀粉含量呈顯著正相關，與上部煙葉還原糖和總植物堿呈顯著負相關；8月降水與中部煙葉氨基氮呈顯著負相關，與上部煙葉氨基氮呈極顯著負相關；9月降水與上部煙葉木質素呈顯著正相關，與中部煙葉木質素呈極顯著正相關，與中部煙葉總多酚呈顯著負相關。成熟期日照對上部和中部煙葉化學成分影響較大，分別與上中部煙葉水溶性氯和總植物堿呈顯著或極顯著正相關，與上中部煙葉總灰分呈顯著或極顯著負相關；與上部煙葉石油醚提取物呈顯著負相關；前期（7月）日照與上部煙葉水溶性總糖和還原糖呈顯著正相關，后期（9月）日照與上部煙葉果膠呈顯著負相關。成熟期輻射，特別是 9月輻射，對上部煙葉化學成分影響較大，分別與果膠和淀粉呈顯著負相關，與總灰分呈極顯著負相關，與總植物堿呈極顯著正相關；前期（7月）輻射與中部煙葉淀粉呈極顯著負相關，8月輻射與中部煙葉淀粉和總植物堿呈顯著負相關。

圖1 昭通煙區田間小氣候5—9月五氣象要素聚類分析Fig.1 Cluster analysis on the five meteorological factors of Zhaotong tobacco field microclimate in May-September

表3 昭通田間小氣候五氣象要素分類Table3 The classification of field microclimate in Zhaotong

3 討 論

一般認為烤煙大田生長期溫度在22～28 ℃，日照時數＞500 h，對烤煙的生長和質量形成較為理想。在氣溫20～28 ℃范圍內，煙葉的內在質量隨著成熟期平均溫度升高而提高，但溫度并不是越高越好。韋成才等[19]對陜南5個植煙縣的氣候與其煙葉品質關系的研究表明，5—8月平均氣溫每增加 1℃，總糖含量降低0.6%，還原糖含量降低1.3%。戴冕[20]指出溫度與烤煙還原糖的積累相關不顯著。昭通各試點 7—9月田間小氣候氣溫對煙葉還原糖的積累相關不顯著，這與戴冕的研究結果一致，但對煙葉果膠和總揮發酸影響較大。各試點 5—9月田間小氣候日照時數在814.7～1193.1 h，但云南昭通烤煙大田生長期“兩頭低溫”現象比較突出，日照充沛時段主要集中在6—8月，且地域分布不均衡，這對5月烤煙移栽后的生長和9月烤煙上部煙葉的成熟都有不利影響。謝敬明等[21]發現，紅河州煙葉的總糖含量受成熟期（8月）日照時數的影響，黃中艷等[22]研究認為，云南烤煙大田期光、溫、水總量沒有任何優勢。大田中后期光溫劣勢顯著，但烤煙生長期間光溫水的時段分配和匹配具有獨特性；大田前期的多光少雨、氣溫偏高，與中后期的寡照多雨、氣溫偏低相匹配；前期氣候有利于糖分快速積累并抑制煙堿和含氮化合物的形成，中后期氣候決定云煙的清香型風格，有效降低煙葉糖分的耗失和轉移，并提高煙葉含氮量，從而造就了云南烤煙的品質風格和特點。昭通各試點 7—9月田間小氣候日照對煙葉水溶性氯、總灰分、石油醚提取物和總植物堿有較大影響。7—9月輻射對煙葉淀粉和總植物堿有較大影響，9月輻射還對煙葉水溶性總糖、還原糖、總灰分和果膠有較大影響。

表4 7—9月五氣象要素與煙葉化學成分的相關性Table4 The correlation between meteorological data and the tobacco chemical composition from July to September

土壤的水分含量、煙田小環境的空氣濕度對煙草的質量有重要影響。適宜的水分能促進光合產物的積累和轉化，提高煙草品質。常規化學成分與水分存在一定的相關性，戴冕[20]指出，雨濕因素對煙葉煙堿的積累呈極顯著的正相關關系。王彪等[6]認為，與旺長期的降雨量有較高相關度的是還原糖、總植物堿、總氮。韋成才等[19]認為，陜南煙堿含量與大田期5—8月平均降水量呈負相關，與7月平均相對濕度亦成負相關。昭通上部煙葉煙堿含量與田間小氣候相對濕度和降水呈負相關，這與韋成才等的研究結果基本一致。此外，7月相對濕度還對上部煙葉果膠、水溶性氯、總灰分和氧化鉀影響較大，7月降水對煙葉細胞壁物質含量、全纖維素、總灰分、還原糖、淀粉和石油醚提取物影響較大，而8月降水對煙葉氨基氮有較大影響，9月降水對煙葉木質素和總多酚有較大影響。

昭通8個產煙縣區11個代表性區域田間小氣候可分為3種類型。第Ⅰ類：昭魯壩區；第Ⅱ類：巧家煙區和魯甸牛欄江煙區；第Ⅲ類：其他山區、二半山煙區。植煙區域降水較少，煙葉成熟期日照時數較長，太陽輻射較大，易造成對煙葉水溶性總糖、還原糖、煙堿和氯的較大影響。因此，對云南昭通不同煙區，應根據區域氣候特點和田間小氣候特征，通過適宜的植煙密度、株行距規格、大田水分管理等栽培技術措施，來調節改善烤煙田間小氣候，使烤煙生長和煙葉品質形成盡可能向著有利的方向發展。

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