土壤質地與烤煙化學成分關系分析

吳飛躍，邱 坤，楊 鵬，楊建春，李春光，李耀光，陳孟起，徐宇航，楊曉亮，賈宏昉

（1.河南農業大學煙草學院，河南 鄭州 450002；2.貴州省煙草公司黔東南州公司，貴州 凱里 556000；3.四川省煙草公司攀枝花市公司，四川 攀枝花 617026；4.河南中煙工業有限責任公司技術中心，河南 鄭州 450000；5.貴州省煙草公司畢節市公司，貴州 黔西 551500；6.湖北中煙有限責任公司武漢卷煙廠，湖北 武漢 430000）

土壤質地與烤煙化學成分關系分析

吳飛躍1，邱 坤2，楊 鵬3，楊建春3，李春光4，李耀光4，陳孟起4，徐宇航5，楊曉亮6，賈宏昉1

（1.河南農業大學煙草學院，河南 鄭州 450002；2.貴州省煙草公司黔東南州公司，貴州 凱里 556000；3.四川省煙草公司攀枝花市公司，四川 攀枝花 617026；4.河南中煙工業有限責任公司技術中心，河南 鄭州 450000；5.貴州省煙草公司畢節市公司，貴州 黔西 551500；6.湖北中煙有限責任公司武漢卷煙廠，湖北 武漢 430000）

為了探明不同土壤質地對煙葉化學成分的影響，為優質煙葉的生產提供理論依據，以云煙87為試驗材料，對紫色土、黃壤土、黃棕壤土和石灰土4中不同類型土壤的理化性質與烤后煙葉化學成分的差異進行相關性分析。結果表明：不同土壤的耕層厚度、速效氮、速效磷及速效鉀差異顯著，紫色與黃棕壤土兩者烤后樣的碳和氮化合物及氯含量差異不顯著，與石灰土、黃壤土差異顯著。典型相關分析表明，煙葉化學成分與黃壤土土壤耕層質地、黃棕壤土的土壤耕層質地和有機質及速效鉀、石灰土的土壤有機質及速效氮、紫色土的pH值及速效氮關系密切。

烤煙；土壤質地；化學成分；典型相關分析

土壤是一切植物營養生長的基本點，同時還是生態系統中物質與能量交換的重要場所。優質煙生產需要良好的土壤環境和質量作基礎[1]。在煙葉生產過程中，土壤為煙葉提供所需的營養物質，影響煙葉化學成分的積累與轉化[2-3]。因此，研究土壤的理化性質對煙葉質量的影響，對于煙葉質量風格的彰顯以及經濟效益的提升有著重要作用[4]。土壤的種類及土壤的理化性質與烤煙的產質量、化學成分、抽吸品質及煙葉的工業可用性密切相關[5-6]。土壤肥力質量好，保證了烤煙生長所需的水分、肥料、氣體和熱量的供應；而土壤結構良好，才能滿足水、肥、氣、熱的需要[7]；土壤結構和肥力影響到烤煙根系生長、保水排水能力、土壤耕性、養分協調供應等方面。研究表明，煙葉總糖含量與土壤有機質含量顯著相關[8]；煙葉總氮、煙堿和蛋白質的含量受到土壤中含氮物質及相應酶的影響[9]；砂壤土種植的煙葉烘烤后煙葉色素降解充分、化學成分協調，品質優于砂土和膠泥土的煙葉[10]；土壤對煙葉化學成分含量占主導作用，氣候對煙葉鉀氯比影響較大[11]。目前，關于不同類型土壤對煙葉質量影響的研究鮮見報道。為此，筆者研究了不同類型植煙土壤理化性質對烤后煙葉化學成分的影響，為解決畢節地區煙葉生產中肥料施用不當、產質量不足的問題提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2006～2009年在畢節煙區同一海拔高度地區開展，供試土壤分別為紫色土、黃壤土、黃棕壤土和石灰土；供試品種為云煙87，種植行距120 cm，株距50 cm。煙葉長勢均勻，無病蟲害發生，田間管理按優質烤煙栽培生產技術規范進行。以中部煙葉（第7～11位葉）為試驗材料，成熟采收后將葉片放置在烤房的相同層位進行烘烤。試驗采用5點取樣法采集土樣，檢測其耕層厚度、耕層質地、pH值以及有機質、速效磷、速效氮和速效鉀的含量。并選取采樣點烤后C3F煙葉5 kg為樣品，進行化學成分分析。

1.2 試驗方法

1.2.1 土壤屬性的評價土壤的評價選擇耕層厚度、耕層質地、pH值以及有機質、速效磷、速效氮和速效鉀的含量7個指標，各指標得分及權重見表1。

表1土壤評價各指標的分級、評分和權重

1.2.2 常規化學成分檢測每個處理選取等級為C3F的烤后煙葉樣品1 kg測定常規化學成分，煙堿含量采用紫外分光光度法測定[12]，淀粉含量采用酸解法測定[13]，水溶性總糖含量及還原糖含量采用DNS顯色法測定[14]，總氮含量采用過氧化氫-硫酸消化法測定[15]，蛋白質含量采用間接計算法測定，鉀含量采用火焰光度法測[16]。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel2010、DPS7.05、SigmaPlot 12.5等軟件進行分析整理。

2 結果與分析

2.1 不同類型植煙土壤屬性的得分

由圖1可知，4種類型的土壤的耕層厚度差異顯著；耕層質地黃棕壤土與石灰土、紫色土與黃壤土之間差異不顯著；土壤pH值得分以石灰土得分最低，與其他3種土壤差異顯著；不同類型土壤的速效氮的含量黃壤土與石灰土二者差異不顯著，與其他2種土壤類型彼此之間差異顯著；不同類型土壤的速效磷與速效鉀的含量差異顯著；紫色土與黃壤土之間的有機質含量者差異不顯著，但與黃棕壤土、石灰土之間差異顯著。通過比較分析，土壤類型評價總分以紫色土最高，黃壤土次之，且兩者的總分顯著高于黃棕壤土和石灰土。

圖1不同類型植煙土壤各指標的得分及總評價得分

2.2 不同類型土壤對烤煙化學成分的影響

由圖2可知，烤后煙葉煙堿含量以石灰土與黃壤土的較高，且顯著高于黃棕壤土與紫色土；不同類型土壤所產煙葉的總糖含量水平整體較高，其中以紫色土與黃棕壤土的煙葉總糖含量較高，顯著高于黃壤土和石灰土的煙葉總糖含量；4種土壤類型煙葉還原糖含量的差異與總糖有著相似的分布規律；紫色土與黃棕壤土所產煙葉的總氮、氯和蛋白質含量差異不顯著，均顯著低于石灰土和黃壤土中的；黃棕壤土所產的煙葉鉀含量顯著高于另外3種土壤，紫色土與石灰土之間所產煙葉的鉀含量差異不顯著。

2.3 典型相關分析

由表2、表3可知，黃壤土有1組變量相關關系達到了極顯著水平，典型相關系數為0.994，得典型變量為u1=-0.859x1+1.817x2-0.173x3-0.002x4+0.008x5-0.81x6+0.823x7，v1=-0.627y1-0.954y2+1.516y3+0.296y4+ 0.025y5-0.014y6+0.57y7。在典型變量（u1，v1）中，由u1、v1與原始數據的相關系數可知，u1與土壤耕層質地存在較高正相關性，因此u1可以描述為黃壤土土壤耕層質地綜合性狀，即隨著土壤耕層質地的增加，u1呈現出增加的趨勢；而v1與煙堿的相關系數為-0.631，表明兩者間存在較高的負相關性，因此v1可以理解為主要描述了黃壤土煙葉煙堿的綜合性狀，即隨著煙堿增加，v1呈現減少的趨勢。這一線性組合說明了黃壤土中煙葉化學成分與土壤耕層質地的關系密切。

表2不同類型土壤肥力與煙葉化學成分的典型相關系數顯著性檢驗

黃棕壤土有1組變量相關關系達到了顯著水平，典型相關系數為0.990，得典型變量為u1=0.09x1-0.594x2+0.346x3+0.172x4+0.019x5+0.073x6-0.452x7，v1=0.359y1-0.685y2+0.286y3-1.231y4+0.11y5-0.867y6+0.67y7。在典型變量（u1，v1）中，由u1、v1與原始數據的相關系數可知，u1與土壤耕層質地及速效鉀存在較高負相關性，與土壤有機質存在較高正相關性，因此u1可以描述為黃棕壤土土壤耕層質地、土壤有機質與速效鉀綜合性狀，即隨著土壤有機質的增加，u1呈現出增加的趨勢，而隨著土壤耕層質地和速效鉀的增加，u1則呈現出減少的趨勢；而v1與鉀含量存在較高的正相關性，相關系數為0.664，與煙葉氯含量存在較高的負相關性，相關系數為-0.669，因此v1可以理解為主要描述了黃壤土煙葉鉀含量與氯含量的綜合性狀。這一線性組合說明黃棕壤土中煙葉化學成分與土壤耕層質地、有機質及速效鉀的關系密切。

石灰土有1組變量相關關系達到了顯著水平，典型相關系數為0.964，得典型變量為u1=0.538x1+0.704x2-0.158x3-0.672x4-0.868x5-1.274x6-0.093x7，v1=-0.792y1-1.489y2+0.602y3+1.863y4-0.804y5+0.218y6-2.768y7。在典型變量（u1，v1）中，由u1、v1與原始數據的相關系數可知，u1與土壤有機質及土壤速效氮存在較高負相關性，因此u1可以描述為石灰土壤有機質及速效氮的綜合性狀；而v1與蛋白質存在較高的負相關性，典型相關系數為-0.414，因此v1可以理解為主要描述了石灰土煙葉蛋白質的綜合性狀，即隨著蛋白質增加，v1呈現減少的趨勢。這一線性組合說明石灰土中煙葉化學成分與土壤有機質及速效氮的關系密切。

紫色土有1組變量相關關系達到了顯著水平，典型相關系數為0.981，得典型變量為u1=-0.178x1-0.23x2-0.243x3-0.403x4-0.105x5+0.779x6-0.562x7，v1=0.153y1-0.336y2-0.14y3+0.313y4-0.691y5+0.653y6-0.258y7。在典型變量（u1，v1）中，由u1、v1與原始數據的相關系數可知，u1與土壤pH值存在較高負相關性，與土壤速效磷存在較高正相關性，因此u1可以描述為紫色土壤pH值及速效磷的綜合性狀；而v1與總糖存在較高的負相關性，相關系數為-0.578，因此v1可以理解為主要描述了紫色土煙葉蛋白質的綜合性狀，即隨著蛋白質的增加，v1呈現減少的趨勢。這一線性組合說明紫色土中煙葉化學成分與pH值及速效氮的關系密切。

表3不同類型土壤肥力與煙葉化學成分的典型相關分析

3 結論與討論

土壤是煙葉生長的基礎，土壤養分狀況直接影響煙葉的生長發育，進而影響烤煙的外觀和感官品質[17-18]。土壤養分受其理化性質的影響，李銀科等[19]認為土壤養分形態受酸堿度的影響，孫燕等[20]認為土壤有機質的含量能間接影響煙葉化學成分，王劍等[21]認為土壤的氮磷鉀含量與耕層厚度密切相關。試驗分析表明，不同類型土壤的耕層厚度、有機質、速效氮、速效磷及速效鉀等存在較大差異。趙福楊等[22]認為不同土壤類型其土壤屬性差別較大，導致煙葉生長環境也存在較大差異，進而影響煙葉品質，與該試驗結果較為一致。

研究表明，4種土壤所產煙葉的烤后樣，其總氮、煙堿和蛋白質含量具有相似的規律，含量均以石灰土最高，黃壤土次之，黃棕壤土最低。4種類型土壤種植出來的煙葉總氮含量均已超過最適范圍，但蛋白質的含量均在適宜的范圍內。黃壤土與石灰土中的速效氮含量較高，且有機質含量豐富，這與朱書法等[23]研究較為一致，因此這2種土壤中種植出的煙葉蛋白質含量較高。紫色土中的速效氮含量較高，但其土壤結構阻礙了植株對氮素的吸收，這與黃石德等[24]認為紫色土土層淺薄、結構松散、保水保肥能力差的結論一致。4種土壤出產的煙葉總糖和還原糖含量具有相似的分布，均高于優質煙葉的適宜范圍，有利于煙葉質量的形成，但還原糖與總糖的比值偏小，導致煙草中的焦油含量高，影響煙葉協調性[25]。4種土壤出產的煙葉氯含量較高，遠超過適宜范圍，在施肥時應盡量減少含氯肥料的施用。黃棕壤土和黃壤土中種植的煙葉鉀含量較高，均顯著高于紫色土和石灰土所產的煙葉，雖然石灰土中速效鉀含量較高，但所產煙葉鉀含量相對較低，可能與石灰土的土壤分子結構有關；而紫色土中速效鉀含量相對較少，故煙株對鉀的吸收量也相對較少；煙葉對鉀元素的吸收可能與煙株本身和土壤元素有關。研究結果表明，煙葉化學成分與黃壤土土壤耕層質地、紫色土的土壤速效氮及速效鉀、石灰土的土壤有機質及速效氮、紫色土的pH值及速效氮關系密切。因此，生產過程中要依據各產區土壤的具體情況合理制定施肥方案，提高煙葉質量，充分挖掘各產區的生產潛力。

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（責任編輯：成 平）

Effects of Soil Texture on Chemical Components in Flue-Cured Tobacco

WU Fei-yue1，QIU Kun2，YANG Peng3，YANG Jian-chun3，LI Chun-guang4，LI Yao-guang4，CHEN Meng-qi4，XU Yu-hang5，YANG Xiao-liang6，JIA Hong-fang1
（1. College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, PRC; 2. Qiandongnan Tobacco Company, Guizhou Tobacco Corporation, Kaili 556000, PRC; 3. Panzhihua Tobacco Company, Sichuan Tobacco Corporation, Panzhihua 617026, PRC; 4. Technology Center, China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Zhengzhou 450000, PRC; 5. Bijie Tobacco Company, Guizhou Tobacco Corporation, Qianxi 551500, PRC; 6. Wuhan Cigarette Factory, China Tobacco Hubei Co., Ltd., Wuhan 430000, PRC）

This study was to test the influence of different soils and their textures on the chemical composition of tobacco leaves, and to provide experimental data for the production of quality tobacco, by correlation analysis on the physical and chemical properties of 4 different soils and the difference of chemical components in flue-cured tobacco, with Yunyan 87 as the tested variety. The results indicated that there was a significant difference in the topsoil thickness, available nitrogen, available phosphorus and available potassium of the different soils, but no significant difference in the contents of carbon and nitrogen and chlorine in baked samples of the purple soil and yellowish-brown soil which were significantly different from lime soil and yellow soil. The chemical composition of tobacco leaves was closely correlated with the topsoil texture of yellow soil, the topsoil texture, organic content and available potassium of yellowish-brown soil, the organic content and available nitrogen of limestone soil, and the available nitrogen and pH of purple soil. The soil texture, organic matter, available nitrogen, potassium and pH had great effect on the chemical components of flue-cured tobacco.

flue-cured tobacco; soil texture; chemical composition; canonical correlation analysis

S572.01

：A

：1006-060X（2017）08-0015-05

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.008.005

2017-05-22

中國煙草總公司資助項目[110201101001（TS-01）]

吳飛躍（1994-），男，河南商丘市人，碩士研究生，主要從事煙草調制等方面的研究。

賈宏昉