奉節(jié)煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分狀況及其與煙葉內(nèi)在質(zhì)量的相關(guān)性

王學(xué)杰，李承榮，王 政，黃聰光，過偉民，尹啟生

（1．廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧530001；2．中國煙草總公司鄭州煙草研究院，河南鄭州450001）

奉節(jié)煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分狀況及其與煙葉內(nèi)在質(zhì)量的相關(guān)性

王學(xué)杰1，李承榮1，王 政1，黃聰光1，過偉民2＊，尹啟生2

（1．廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧530001；2．中國煙草總公司鄭州煙草研究院，河南鄭州450001）

為促進(jìn)奉節(jié)煙區(qū)土壤合理施肥和改善煙葉品質(zhì)，采用土壤和煙葉樣品對應(yīng)取樣方法，研究奉節(jié)煙區(qū)土壤養(yǎng)分狀況及其與煙葉化學(xué)成分的關(guān)系。結(jié)果表明：奉節(jié)煙區(qū)土壤pH總體適宜，有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量較高，速效鉀含量較低，中微量營養(yǎng)元素含量豐富；煙葉煙堿含量略低，蛋白質(zhì)含量和總糖含量較高，兩糖比較低；土壤堿解氮、有機(jī)質(zhì)、錳、鋅等指標(biāo)與煙葉化學(xué)成分存在相關(guān)性，尤其堿解氮與煙葉蛋白質(zhì)含量相關(guān)性較強(qiáng)。在當(dāng)前的土壤條件下，建議煙區(qū)施肥實(shí)行控氮、穩(wěn)磷、提鉀的養(yǎng)分供給方案。

植煙土壤；土壤養(yǎng)分；化學(xué)成分

土壤養(yǎng)分狀況是土壤肥力的基礎(chǔ)，植煙土壤的養(yǎng)分狀況直接影響煙草生長發(fā)育的營養(yǎng)水平，進(jìn)而影響煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)［1－2］。研究評價(jià)土壤養(yǎng)分的豐缺程度、養(yǎng)分指標(biāo)的相互關(guān)聯(lián)以及土壤養(yǎng)分指標(biāo)與煙葉內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)系，對科學(xué)制定施肥方案，提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量具有重要意義。目前，關(guān)于不同生態(tài)區(qū)植煙土壤養(yǎng)分狀況評價(jià)的報(bào)道較多［3－8］，主要是在土壤養(yǎng)分檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上，參考一般的適宜范圍，對各養(yǎng)分指標(biāo)的豐缺程度進(jìn)行評價(jià)，部分研究探討了土壤養(yǎng)分指標(biāo)之間的相互關(guān)聯(lián)［9－10］。關(guān)于土壤養(yǎng)分指標(biāo)與煙葉內(nèi)在質(zhì)量關(guān)系的研究較少，如宋公等［11］對土壤養(yǎng)分狀況與煙葉化學(xué)成分關(guān)系的研究涵蓋了多個(gè)產(chǎn)區(qū)，不同產(chǎn)區(qū)由于土壤養(yǎng)分、煙葉化學(xué)成分的區(qū)域性差異對結(jié)果可能產(chǎn)生影響；沈晗等［12］分析了保山地區(qū)土壤養(yǎng)分與煙葉化學(xué)成分的關(guān)系，單一年份煙葉化學(xué)成分的結(jié)果易受氣象因素的影響，從而可能對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。奉節(jié)縣位于長江上游地區(qū)、重慶東北部，屬于長江中上游煙草種植一級區(qū)和渝、鄂西、川東山地烤煙白肋煙二級區(qū)［13］，歷史上種植烤煙搭配部分白肋煙，近年逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉N植烤煙。目前，少見關(guān)于奉節(jié)縣土壤養(yǎng)分的豐缺狀況及其與烤后煙葉化學(xué)成分關(guān)系的研究，因此，對奉節(jié)縣各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤和煙葉樣品連續(xù)2年分析評價(jià)，了解該區(qū)域及類似白肋煙向烤煙轉(zhuǎn)型產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分狀況，為當(dāng)?shù)睾侠碇贫ㄊ┓史桨福岣邿熑~品質(zhì)提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

1材料與方法

1．1材料

烤煙品種為云煙87。

1．2土壤樣品采集

1．2．1土壤樣品2014年在奉節(jié)縣所有植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)（吐祥，太和，興隆，龍橋，云霧，長安）采集土壤樣品，采樣時(shí)間為施肥起壟前，每行政村至少采集土樣1份，共采集土壤樣品50個(gè)。土壤采集采用多點(diǎn)混合取樣，每個(gè)樣品取樣點(diǎn)10～15個(gè)，各取樣點(diǎn)取土量一致，取樣深度為0～20cm，土體上下取土厚度和寬度一致，每個(gè)土壤樣品保留1kg鮮土，采用四分法去掉多余土樣。

1．2．2煙葉樣品 連續(xù)2年（2014、2015年）采集所有土壤樣品采集點(diǎn)對應(yīng)的初烤煙葉樣品3kg（C3F等級），用于主要化學(xué)成分分析。

1．3測定項(xiàng)目和方法

土壤養(yǎng)分指標(biāo)有pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效硫、有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅共12項(xiàng)。測定方法見文獻(xiàn)［8］。

煙葉化學(xué)成分指標(biāo)按YC／T160－2002、YC／T161－2002、YC／T159－2002、YC／T162－2002、YC／T173－2003、YC／T216－2007規(guī)定方法測定煙葉總植物堿、總氮、還原糖、氯、鉀和淀粉含量，按照文獻(xiàn)［14］方法測定蛋白質(zhì)含量。

1．4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 18．0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，樣本之間多重比較采用最小顯著差異法（LSD）。

2結(jié)果與分析

2．1土壤養(yǎng)分含量

從表1看出，土壤pH在4．3～7．5，80%樣品在5．3～7．2，基本在5．5～7．0的適宜區(qū)間；有機(jī)質(zhì)含量在1．8%～3．8%，75%樣品高于土壤有機(jī)質(zhì)含量適宜的上限范圍（2．5%［8］），土壤有機(jī)質(zhì)含量偏高。土壤大量營養(yǎng)元素中，堿解氮含量在115．2～202．7mg／kg，適于土壤氮素調(diào)控的臨界值上限（100mg／kg［8］），土壤堿解氮含量偏高；速效磷含量在6．1～61．3mg／kg，90%以上樣品達(dá)供磷豐富水平（＞20．0mg／kg）；速效鉀含量在41．7～205．8mg／kg，近90%樣品低于150mg／kg的臨界水平，土壤速效鉀含量偏低。土壤中量營養(yǎng)元素中，交換性鈣含量在1464．0～11 072．0mg／kg，超過90%土壤交換性鈣含量達(dá)極豐富程度；交換性鎂含量在189．6～998．4mg／kg，所有樣品均大于100mg／kg的土壤臨界水平，其中超過25%樣品達(dá)極豐富程度；有效硫含量在30．34～298．55mg／kg，超過75%土壤的有效硫含量達(dá)豐富或極豐富程度［56］。土壤微量元素中，有效鐵含量在5．2～236．1mg／kg，有效錳含量在62．9～176．3mg／kg，有效銅含量在1．1～39．4mg／kg，有效鋅含量在0．6～16．7mg／kg，大多數(shù)樣品（90%以上）高于土壤缺素臨界值［4，8］，土壤中的微量元素較為豐富。

總體上，奉節(jié)煙區(qū)土壤pH較適宜，有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量較高，速效鉀含量較低，土壤中微量營養(yǎng)元素含量豐富。

2．2煙葉化學(xué)成分

從表2看出，根據(jù)中國煙草種植區(qū)劃—煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［13］，奉節(jié)煙區(qū)中部煙葉的總氮、還原糖、糖堿比值、氮堿比值較適宜，淀粉含量較低，鉀含量較高，鉀氯比值較高。煙堿含量略偏低，蛋白質(zhì)含量和總糖含量偏高，氯含量和兩糖比值偏低。

2．3土壤養(yǎng)分與煙葉化學(xué)成分的相關(guān)性

2．3．1簡單相關(guān)分析 從表中3看出，土壤微量元素中的鐵和錳與煙葉煙堿含量呈正相關(guān)，鋅與兩糖比呈負(fù)相關(guān)，銅與淀粉呈正相關(guān)；中量元素中的硫與煙葉氯含量呈正相關(guān)；大量元素中的速效氮與煙葉總氮和蛋白質(zhì)呈正相關(guān)，與淀粉呈負(fù)相關(guān)；速效磷與煙堿呈負(fù)相關(guān)，與糖堿比和氮堿比呈正相關(guān)，速效鉀與淀粉和糖堿比呈負(fù)相關(guān)，與氯呈正相關(guān)；土壤有機(jī)質(zhì)與煙葉總糖和淀粉呈負(fù)相關(guān)；土壤pH與煙葉化學(xué)成分的相關(guān)性較弱。

表1 奉節(jié)縣主要植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤的養(yǎng)分含量Table 1 Nutrients contents in tobacco－growing soils in main towns and villages in Fengjie County

表2 奉節(jié)縣主要植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的化學(xué)成分Table 2 Chemical compositions in flue－cured tobacco in main towns and villages in Fengjie County

表3 煙葉化學(xué)成分指標(biāo)與土壤養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)分析Table 3 Relationship between chemical components in flue－cured tobacco and soil nutrients

2．3．2提取公因子的相關(guān)分析 由于煙葉化學(xué)成分和土壤養(yǎng)分指標(biāo)內(nèi)部存在復(fù)雜的相互聯(lián)系，利用因子分析，分別將煙葉化學(xué)成分和土壤養(yǎng)分指標(biāo)轉(zhuǎn)化為互不相關(guān)的獨(dú)立因子后進(jìn)行相關(guān)分析結(jié)果（表4）表明：土壤養(yǎng)分指標(biāo)共提取6個(gè)公因子，累計(jì)代表土壤養(yǎng)分信息的76．95%。由表5看出，與第1個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為有機(jī)質(zhì)和堿解氮，視為土壤供氮因素；與第2個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為鈣和鎂，視為土壤鈣鎂因素；與第3個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為錳和鋅，視為土壤錳鋅因素；與第4個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為鐵指標(biāo)，視為土壤供鐵因素；與第5個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為速效鉀指標(biāo)，視為土壤供鉀因素；與第6個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為速效磷指標(biāo)，視為土壤供磷因素。

煙葉化學(xué)成分指標(biāo)共提取4個(gè)公因子（表6），累計(jì)代表煙葉化學(xué)成分信息的86．12%。從表7可見，與第1個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為還原糖、總糖和鉀，視為糖鉀因素；與第2個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為煙堿、糖堿比和氮堿比，視為煙堿和糖氮堿協(xié)調(diào)因素；與第3個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為蛋白質(zhì)和總氮，由于蛋白質(zhì)為煙葉主要的非煙堿含氮化合物，將第3公因子視為總氮和非煙堿氮化合物；與第4個(gè)公因子相關(guān)程度較高的指標(biāo)為氯和鉀氯比，視為氯和鉀氯協(xié)調(diào)因素。

表4 土壤養(yǎng)分指標(biāo)提取公因子Table 4 Common factors extracted from soil nutrients indexes

表5 各公因子與土壤養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)性Table 5 Relationship between various common factors and soil nutrients indexes

將土壤養(yǎng)分和煙葉化學(xué)成分提取的公因子進(jìn)行相關(guān)分析結(jié)果（表8）表明，土壤供氮能力主要與煙葉總氮和非煙堿氮化合物相關(guān)性較強(qiáng)，隨土壤供氮能力提升，煙葉總氮和非煙堿氮化合物含量呈上升趨勢；土壤微量元素錳鋅主要與煙葉煙堿和糖氮堿協(xié)調(diào)指標(biāo)相關(guān)性較強(qiáng)，隨土壤錳鋅含量的上升，煙堿含量呈上升趨勢，糖堿比值和氮堿比值呈下降趨勢。

表6 煙葉化學(xué)成分提取公因子Table 6 Common factors extracted from chemical components in flue－cured tobacco

表7 各公因子與化學(xué)成分指標(biāo)的相關(guān)性Table 7 Relationship between various common factors and chemical components indexes

表8 土壤養(yǎng)分和煙葉化學(xué)成分提取公因子的相關(guān)分析Table 8 Correlation between common factors extracted from soil nutrients and chemical components in flue－cured tobacco

3結(jié)論與討論

張福鎖等［15］認(rèn)為，當(dāng)前中國土壤養(yǎng)分存在由大面積缺乏向過量累積方向發(fā)展的趨勢。從奉節(jié)煙區(qū)土壤養(yǎng)分狀況看，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量水平較高，速效鉀含量水平較低。土壤中微量元素含量較豐富，超過90%的土壤鈣和25%鎂含量達(dá)到極豐富的程度，可能會(huì)出現(xiàn)鈣、鎂對烤煙吸收其他陽離子，特別對鉀的吸收的拮抗作用［2］。土壤硫含量較高，超過50%土壤硫含量大于64．7mg／kg，可能會(huì)導(dǎo)致煙葉硫含量過高而影響煙葉的燃燒性和香吃味［16］。與王迪華等［17］對重慶黔江煙區(qū)土壤和江厚龍等［10］對重慶市土壤分析結(jié)果相比，奉節(jié)煙區(qū)土壤堿解氮水平明顯較高，土壤存在氮素營養(yǎng)過量積累現(xiàn)象，可能與長期種植白肋煙有關(guān)，不利于氮素調(diào)控。因此，施肥或煙草專用復(fù)合肥配方設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格注意控制氮肥用量和比例，防止煙株生長后期出現(xiàn)土壤氮素供應(yīng)過量，導(dǎo)致煙葉貪青晚熟。奉節(jié)煙區(qū)煙葉化學(xué)成分的主要特點(diǎn)為含氮化合物中煙堿含量略低，蛋白質(zhì)含量較高，兩糖比值較低。而蛋白質(zhì)燃燒產(chǎn)生的辛辣味、苦味和刺激性，使煙氣香氣和吸味變差而降低卷煙品質(zhì)。

綜合簡單相關(guān)分析和因子分析結(jié)果，土壤堿解氮與煙葉蛋白質(zhì)存在正向共變趨勢，這與沈晗等［17］的研究結(jié)果相似。土壤有機(jī)質(zhì)與總糖和淀粉存在反向共變趨勢，這與孫公等［11］研究結(jié)論相似。土壤堿解氮與煙堿含量的相關(guān)性較弱，與沈晗等［17］的研究結(jié)果不盡相同，結(jié)合奉節(jié)煙區(qū)煙葉含氮化合物的特點(diǎn)（非煙堿氮含量高），原因可能與氮素在煙堿、蛋白質(zhì)等含氮化合物中的分配存在差異有關(guān)［18］。土壤錳與煙堿存在正向共變趨勢，土壤錳鋅含量提高，煙葉煙堿含量呈上升趨勢，糖堿比和氮堿比呈下降趨勢。

綜合土壤養(yǎng)分和煙葉化學(xué)成分分析評價(jià)及二者間的關(guān)系，奉節(jié)煙區(qū)施肥建議降低供氮水平、穩(wěn)定供磷水平，提高供鉀水平，對平衡土壤養(yǎng)分，改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性（降低蛋白質(zhì)含量）具有積極作用。

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（責(zé)任編輯：聶克艷）

Status of Tobacco－growing Soil Nutrients in Fengjie Production Area and Its Relationship with Quality of Flue－cured Tobacco Leaves

WANG Xuejie1，LI Chengrong1，WANG Zheng1，HUANG Congguang1，GUO Weimin2＊，YIN Qisheng2

（1．China Tobacco Guangxi Industrial Co．，Ltd．，Nanning，Guangxi 530001；2．Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC，Zhengzhou，Henan450001，China）

To promote rational fertilization and improve quality of flue－cured tobacco leaves，the soil samples and corresponding flue－cured tobacco leaves were collected to investigate the soil nutrient status and its relationship with chemical components of flue－cured tobacco leaves in Fengjie production area．Results：The soil pH was appropriate for tobacco planting in mail area of Fengjie，and the main features of soil nutrients were high content of organic matter，available N，available P and medium trace element，and low content of available K．The main features of chemical components in tobacco leaves were as follows，nicotine content was relatively low，and protein content was relatively high，and the ratio of reducing sugar to total sugar was low．There was a relationship between available N，organic matter，Mn，Zn content in soil and chemical components in leaf tobacco，especially the relationship between available N in soil and protein content in leaf tobacco．A fertilizing scheme of controlling N，maintaining P and increasing K was recommended in Fengjie production area．

tobacco－growing soil；nutrients；chemical components

S572

A

1001－3601（2016）12－0496－0028－05

2016－08－08；2016－12－03修回

重慶市煙草專賣局科技重點(diǎn)項(xiàng)目“真龍－太和基地單元濃透清香煙葉成因分析及關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用”（NY20140401070012）；國家煙草專賣局科技項(xiàng)目“蛋白質(zhì)和游離氨基酸在煙葉質(zhì)量評價(jià)中的應(yīng)用及主要影響因素研究”（122014AA0610）

王學(xué)杰（1980－），男，農(nóng)藝師，從事煙葉生產(chǎn)技術(shù)研究及推廣工作。E－mail：75702479＠qq．com

＊通訊作者：過偉民。E－mail：guoweimin1984＠sina．com