羅平煙區不同植煙土壤養分狀況對中部煙葉化學成分可用性的影響

賀丹鋒++周冀衡++孫書斌++李鑫++張毅++張紀利++王浩

摘 要：選取2010年云南羅平煙區10個鄉鎮中部煙葉和對應土樣樣品362份，運用隸屬度函數法和主成分分析法計算出代表煙葉質量狀況的化學成分可用性指數（CCUI值），對羅平煙區中部煙葉化學成分可用性進行綜合評價，并對羅平煙區植煙土壤養分狀況進行了分析研究。結果表明：（1）羅平植煙土壤有機質、全氮、全磷、堿解氮和速效鉀含量豐富，全鉀含量中等，速效磷含量偏高，pH值適宜，除全氮含量外，在不同產地間，其余各土壤養分含量均達到極顯著差異水平。（2）羅平中部煙葉煙堿、總氮、鉀和氯含量以及鉀氯比和氮堿比較為適宜，總糖、還原糖和糖堿比較高，鉀氯比和氯含量變異程度較大。（3）羅平煙區中部煙葉煙堿含量在品種間和產地間差異不顯著，氮堿比在產地間差異不顯著，總氮在品種間差異不顯著，其余化學成分在品種和產地間均達到顯著或極顯著差異；煙葉化學成分可用性品種間表現為：K326>云煙85>云煙87>云煙97，產地間表現為：大水井鄉>羅雄鎮>老廠鄉>板橋鎮>富樂鎮>九龍鎮>鐘山鄉>舊屋基鄉>阿崗鎮>馬街鎮。

關鍵詞：羅平煙區；化學成分；可用性；土壤養分

中圖分類號：Q938.1+3 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.05.007

Chemical Component Usability of Middle Leaves and its Relation to Soil Nutrient in Luoping Tobacco-planting Area

HE Danfeng1，ZHOU Jiheng1， SUN Shubin1， LI Xin1， ZHANG Yi1， ZHANG Jili2， WANG Hao3

（1. Institute of Tobacco，Hunan Agricultural University， Changsha，Hunan 410128， China； 2. China Tobacco Guangxi Industrial Limited Company，Nanning，Guangxi 310009， China； 3.China Tobacco Yunnan Industrial Limited Company， Kunming， Yunnan 650231， China）

Abstract：362 samples of middle tobacco leaves and corresponding soil sample harvested in 2010 from 10 counties of Luoping in Yunnan Province were determined， the usability index （CCUI value），which represents the quality of tobacco leaves on the basis of chemical components in tobacco leaves was calculated with membership function method and principal component analysis method to comprehensively evaluate the usability of Luoping middle tobacco leaves on the basis of their chemical compositions， and the soil nutrient threshold of Luoping tobacco-planting area was analyzed. The results showed that：（1）the content of organic matter， total nitrogen， total phosphorus， Alkali hydrolysable nitrogen and the content of available potassium were rich， the content of total potassium was medium， the content of available phosphorus was high and pH was appropriate. In addition to the content of total nitrogen， while the other soil nutrients differed extremely significantly between growing areas. （2）The contents of nicotine，total nitrogen ， potassium and chorine， and the ratio of potassium to chorine， the ratio of nitrogen to nicotine in Luoping middle tobacco leaves were moderate， while the contents of total sugar and reducing sugar， and the ratio of sugar to nicotine were higher， the content of chorine and the ratio of potassium to chorine have larger variation.（3）Nicotine content did not differ significantly between varieties or growing areas， the ratio of nitrogen to nicotine did not differ significantly between growing areas， total nitrogen content did not differ significantly between varieties， while the other chemical components differed significantly or extremely significantly between varieties or growing areas. The order of usability among varieties was K326>Yunyan85>Yunyan87>Yunyan97，among growing areas was Dashuijing County>Luoxiong County>Laochang County>Banqiao County>Fule County>Jiulong County>Zhongshan County>Jiuwuji County>Agang County>Majie County.

Key words：Luoping tobacco-planting area； chemical component； usability；soil nutrient

煙葉品質包括外觀質量、內在品質、化學成分及其協調性和煙葉安全性等諸多方面，內在化學成分及其協調性決定著煙葉質量[1]。煙葉內在化學成分及其比列的協調性決定著卷煙的煙氣特性，直接影響煙葉的工業可用性和卷煙產品的安全性[2]。羅平縣有適宜烤煙種植的土壤、氣候等諸多自然條件，是全國優質煙葉重要產區之一。李自強[3]對羅平植煙土壤特性與煙葉質量的關系進行了研究；劉麗等[4]和王軍[5]對羅平煙區不同主栽烤煙品種煙葉質量進行了差異分析；李強等[6]運用地統計學方法對羅平煙區植煙土壤進行了養分豐缺評價，有關曲靖煙區烤煙化學成分可用性分析已有一些報道[7-8]，但對羅平縣不同植煙土壤養分狀況下烤煙化學成分可用性評價的研究還鮮有報道。因此，基于模糊數學理論系統分析了羅平中部煙葉化學成分的可用性，并對羅平縣植煙土壤養分如何影響其煙葉可用性做了研究以及提出了羅平煙區植煙土壤閾值，旨在明確羅平煙區不同品種、不同產地煙葉特色風格差異的化學成分基礎以及不同可用性和不同產地煙葉的土壤養分背景，為指導羅平特色優質煙葉生產及羅平煙區平衡施肥和土壤養分管理提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

2010年，在羅平縣10個植煙鄉鎮采集煙葉樣品，等級為C3F（中橘三），共362套，每套樣品2 kg。為確保煙葉樣品代表性，選取大田管理合理、煙田長勢良好一致、成熟采烤且烤后外觀質量較好的煙葉。同時，采用GPS技術，對取樣煙田定點取土樣，分布圖見圖1。煙田未施基肥前進行土樣取樣，取土深度0～20 cm。每個取樣煙田隨機選取5個以上取樣點，混勻后采用四分法取1 kg土樣，登記編號后，經風干、去雜、研磨及過篩后備用測定。

1.2 指標測定方法

煙葉指標的測定，其中總糖、還原糖、煙堿、總氮及氯采用連續流動分析儀法[9]，鉀的測定采用火焰光度計法，并計算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。土壤pH值、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀等指標的測定方法見參考文獻[10-11]。

1.3 數據處理與分析

運用隸屬度函數模型指數和主成分分析法計算烤煙化學成分可用性指數（Chemical Components Usability Index ，CCUI），計算公式為：

式中，Nij和Wij分別表示第i個樣品的第j個化學成分指標的隸屬度值和對應的權重系數（0

煙葉各指標及土壤各指標數據分析采用采用Excel 2007和SPSS 19.0等統計學軟件進行相關數據分析，繪圖采用ArcGIS9.3軟件實現。

2 結果與分析

2.1 羅平植煙土樣養分狀況分析

2.1.1 羅平植煙土樣養分描述統計分析 參照以往的研究[12]及曲靖烤煙的綜合標準[13]植煙土壤養分的豐缺指標（表1）可以看出，羅平植煙土壤的有機質、全氮、全磷、堿解氮和速效鉀的含量豐富，全鉀含量處于中等，速效磷含量偏高，pH值較適宜。其中速效磷、全鉀、速效鉀和全磷的變異程度較大，pH值、全氮和堿解氮的變異程度較小，相對較穩定。

2.1.2 不同產地土壤養分差異性分析 由表2可知，除全氮含量外，不同產地間各土壤養分含量均達到極顯著差異。其中各產地pH值均在適宜范圍內，以大水井鄉最高，阿崗鎮最低；有機質含量以馬街鎮最高，為53.19 g·kg-1，含量偏高，其他各產地有機質含量豐富。除阿崗鎮、九龍鎮和鐘山鄉外，其他各產地全氮含量偏高，以馬街鎮最高。全磷含量以馬街鎮最高，阿崗鎮最低，其中馬街鎮、舊屋基鄉、富樂鎮、板橋鎮和老廠鄉全磷含量偏高。老廠鄉全鉀含量最高，馬街鎮最低，馬街鎮全鉀含量偏低。堿解氮含量以舊屋基鄉最高，阿崗鎮最低，各產地堿解氮含量均在適宜范圍內。除阿崗鎮、富樂鎮、老廠鄉和大水井鄉外，其他各產地速效磷含量均偏高，以馬街鎮最高，阿崗鎮最低。速效鉀含量以舊屋基鄉最高，阿崗鎮最低，除阿崗鎮、馬街鎮外，其他各產地速效鉀含量豐富。

2.2 煙葉化學成分含量分析

2.2.1 羅平中部煙葉化學成分描述統計分析 由表3可以看出，羅平烤后中部煙葉具有總糖、還原糖含量及糖堿比值較高的特點，平均值分別為30.97%，25.04%，12.16。根據國際優質煙葉化學成分指標，總的來看，羅平烤后中部煙葉煙堿、總氮、鉀和氯含量以及鉀氯比和氮堿比較為適宜。氯含量及鉀氯比變異程度較大，穩定性較差；總氮、總糖和還原糖變異程度較小，其中總氮變異系數最小，相對較穩定。總糖和還原糖的偏度系數小于0，為負向偏態峰，其它各指標為正向偏態峰。各項指標的峰度系數均大于0，為尖峭峰。

2.2.2 不同產地煙葉化學成分差異性分析 表4可知，除煙堿含量和氮堿比外，其余化學成分在不同產地間差異均極顯著。其中，總糖和還原糖含量及糖堿比以阿崗鎮最高，馬街鎮次之，大水井鄉最低。富樂鎮總氮含量最高，板橋鎮次之，馬街鎮最低。鉀含量老廠鄉最高，大水井鄉次之，阿崗鎮最低。氯含量鐘山鄉最高，阿崗鎮次之，大水井鄉最低。鉀氯比老廠鄉最高，九龍鎮次之，舊屋基鄉最低。

2.2.3 不同品種煙葉化學成分差異性分析 由表5可知，除總氮和煙堿含量外，在不同品種間，糖堿比存在顯著差異，其余化學成分差異均極顯著。總糖含量K326最低，極顯著低于其他品種，云煙97最高，云煙87和云煙85次之，3品種間差異不顯著。還原糖以云煙97最高，云煙87次之，K326最低，云煙97極顯著高于云煙85和K326，與云煙87無顯著差異；總氮含量各品種間無顯著差異，以云煙85最高，K326最低。各品種中部煙葉煙堿含量差異不顯著，以云煙97最高，云煙85最低。K326鉀含量最高，極顯著高于云煙87和云煙97，與云煙85達到顯著差異。云煙97氯含量最高，極顯著高于其他品種，其它品種間無顯著差異。糖堿比以云煙87最高，顯著高于K326，與云煙85和云煙97差異不顯著。云煙85氮堿比最高，極顯著高于云煙97，顯著高于K326。鉀氯比以云煙85最高，極顯著高于云煙97，顯著高于云煙87，K326次之，與云煙97存在顯著差異。

2.3 煙葉化學成分可用性綜合評價

2.3.1 不同產地煙葉可用性綜合評價 選取總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀和氯含量，以及鉀氯比、糖堿比和氮堿比等9項指標作為評價羅平中部煙葉化學成分可用性的因子。參照以往研究[7]，確定羅平中部煙葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯含量，以及糖堿比和氮堿比的隸屬函數類型均為拋物線型，函數表達式為：

（1）

羅平中部煙葉鉀含量和鉀氯比的隸屬函數類型均為S型，函數表達式為：

（2）

計算各參評指標的隸屬度值，再運用主成分分析法，計算得到各參評指標的權重值。羅平中部煙葉化學成分可用性評價的函數拐點及指標權重見表6。

參照以往研究[14-15]，按CCUI值≥80、70～80、60～70、50～60和≤50，將煙葉化學成分可用性分為好（Ⅰ級）、較好（Ⅱ級）、中等（Ⅲ級）、稍差（Ⅳ級）和差（Ⅴ級）5個檔次。由表7可以看出，各產地間煙葉化學成分可用性存在極顯著差異，其中以大水井鄉CCUI值最高，羅雄鎮次之，馬街鎮最低，各產地烤后中部煙葉化學成分可用性指數呈現為大水井鄉>羅雄鎮>老廠鄉>板橋鎮>富樂鎮>九龍鎮>鐘山鄉>舊屋基鄉>阿崗鎮>馬街鎮的趨勢。其中大水井鄉、羅雄鎮、老廠鄉、板橋鎮、富樂鎮和九龍鎮CCUI值基本處在Ⅱ、Ⅲ級范圍內，且變異系數在13.18%～20.17%之間，相對穩定，煙葉質量狀況良好。鐘山鄉和舊屋基鄉CCUI值基本處在Ⅲ、Ⅳ級范圍內，變異系數分別為20.82%，16.05%，較為穩定，煙葉質量狀況較為良好。阿崗鎮和馬街鎮CCUI值基本處在Ⅳ、Ⅴ級范圍內，煙葉質量相對較差。羅平中部煙葉可用性分布見圖2。

2.3.2 不同品種煙葉可用性綜合評價 由表8可知，羅平縣不同品種間中部煙葉CCUI值表現為K326>云煙85>云煙87>云煙97。K326和云煙85煙葉可用性較好，Ⅲ級及以上的煙葉分別有52.271%，46.84%。云煙85和云煙97煙葉可用性相對較差，Ⅴ級煙葉分別有39.19%，57.89%。

2.3.3 不同可用性煙葉土壤養分含量分析 由表9看出，等級較好煙葉土壤有機質、全鉀、速效鉀和堿解氮含量豐富；全磷和速效磷含量適中。Ⅴ級煙葉其土壤表現出速效鉀、全鉀和堿解氮含量偏低；有機質、全磷和速效磷含量偏高的特點。Ⅰ級和Ⅱ級煙葉其土壤養分含量平均值表現為：pH值 6.66，有機質含量38.19 g·kg-1，全氮含量2.03 g·kg-1，全磷含量1.55 g·kg-1，全鉀含量15.24 g·kg-1，堿解氮含量170.99 mg·kg-1，速效磷含量32.58 mg·kg-1，速效鉀含量298.01 mg·kg-1。

3 結論與討論

羅平中部煙葉具有糖含量、糖堿比較高的特點，總氮、總糖和還原糖變異程度較小，相對穩定，這可能是羅平烤煙清香型特色風格形成的重要化學成分基礎。總的來看，羅平中部煙葉煙堿、總氮、鉀和氯含量以及鉀氯比和氮堿比較為適宜，符合優質煙葉標準，其糖含量、糖堿比較高可能由于羅平晝夜溫差大，有利于碳水化合物積累，但其氯含量及鉀氯比變異程度較大，穩定性較差，可能與各產地土壤條件及氣候因子有關。羅平中部煙葉除煙堿和氮堿比外，在不同產地間，其余化學成分均表現極顯著差異，這可能是導致不同產地間煙葉可用性指數差異的重要原因。羅平中部煙葉不同品種間除總氮和煙堿外，其余化學成分均存在顯著或極顯著差異，這可能是羅平煙區不同品種、不同地域間煙葉特色風格存在差異的重要原因。

從不同產地羅平中部煙葉化學成分可用性分析來看，各產地間煙葉化學成分可用性存在顯著差異。具體表現為：大水井鄉>羅雄鎮>老廠鄉>板橋鎮>富樂鎮>九龍鎮>鐘山鄉>舊屋基鄉>阿崗鎮>馬街鎮，羅平西北煙區煙葉可用性較差，煙葉可用性高的區域集中在中部、南部以及北部少數區域，可能與羅平西北煙區平均海拔較高以及土壤、氣候等生態因子有關。具體針對羅平煙區不同產煙鄉鎮，施肥建議措施如下：馬街鎮、老廠鄉、富樂鎮、舊屋基鄉要控施氮肥，阿崗鎮和馬街鎮由于其速效鉀含量偏低要增施鉀肥；馬街鎮、板橋鎮和舊屋基要控制磷肥用量。不同品種間中部煙葉可用性呈現為：K326>云煙85>云煙87>云煙97，評價結果與前人[8]研究有所差異，可能與品種自身特性以及對不同環境適宜性不同有關。

羅平植煙土壤有機質、全氮、全磷、堿解氮和速效鉀含量豐富，全鉀含量中等，速效磷含量偏高，pH值適宜，這與李強[6]研究基本一致。從不同可用性煙葉土壤養分含量分析來看，煙葉可用性較高的植煙土壤表現出有機質、全鉀、速效鉀和堿解氮含量豐富，全磷和速效磷含量適中，pH值適宜的特點，而煙葉可用性相對較差的植煙土壤其速效鉀、全鉀和堿解氮含量偏低，有機質、全磷和速效磷含量偏高。不同產地間土壤養分含量除全氮外，均存在顯著或極顯著差異，結合不同產地煙葉化學成分可用性指數來看，不同產地間土壤肥力的差異可能是導致其煙葉可用性的差異因素之一，針對煙葉可用性較差的產地可根據其具體土壤肥力情況來改善施肥措施，以達到提高其煙葉可用性的目的。煙葉可用性還可能與羅平煙區各產地海拔高度、降雨量、晝夜氣溫等諸多因素有關，筆者僅從土壤肥力情況來分析引起煙葉可用性差異的原因，尚存在不完善和缺乏整體性的缺陷，有待對羅平中部煙葉可用性差異評價體系進行進一步研究，但本研究對指導羅平煙區優質特色煙葉生產、平衡施肥有一定參考價值。

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