氯化鉀替代硫酸鉀對烤后煙葉化學品質的影響及相關性分析

張崇德，張勇剛，蔣承耿，王忠宇，李長權，楊文鋼，艾復清，3※

（1.貴州省煙草公司六盤水市公司，貴州 六盤水 553000；2.貴州大學，貴州 貴陽 550025；3.貴州省煙草品質研究重點實驗室，貴州 貴陽 550025）

烤煙為忌氯作物，但氯也是烤煙的必要營養元素，同時也是煙草質量評價的重要指標之一[1,2]。烤煙中氯離子含量的高低影響著煙葉的燃燒性、油分和香吃味等質量性狀[3,4]。前人對氯化鉀的研究主要集中在對烤煙農藝性狀、產量及煙葉外觀質量的影響等方面[5-10]，對烤煙內在質量的研究則主要在對化學成分和評吸質量的直觀比較，而對氯化鉀與烤煙化學成分的相關性分析鮮見報道。為此，在盤州開展氯化鉀替代試驗，分析氯化鉀對烤后煙葉化學成分的影響及其與各化學成分的相關性，旨在為盤州煙區施用氯化鉀提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及地點

1.1.1 試驗材料 云煙87 中部葉。

1.1.2 試驗地點 貴州省盤州市保田鎮五朋村。該區域海拔1690m，年平均氣溫14.6℃，年降雨量1504.8mm。土壤有機質24.35 g/kg、堿解氮139.32 mg/kg、有效磷5.47mg/kg、速效鉀224.56mg/kg、水溶性氯12.77mg/kg、pH 為6.32；前茬作物為小麥。

1.2 試驗設計

當地施肥配方為對照T1，以施鉀量不變為替代設置依據，在對照的基礎上設置不同的氯化鉀替代硫酸鉀比例。具體施肥設置見表1，按照隨機區組設計，重復3 次，共15 個小區，小區面積55.6 m2。

表1 氯化鉀替代試驗設置Table 1 Experimental setup of Potassium Chloride substitution test

1.3 主要栽培技術

煙苗采用漂浮育苗技術繁殖，5月上旬移栽，移栽密度為16 500 株/hm2，施純N 117.85 kg/hm2，N:P2O5:K2O=1:0.9:2.1，每小區測定3 株，每株留葉數20 片，有效葉18 片，取樣為第10～11 葉位煙葉，成熟采烤（葉面綜合變黃程度80%，主脈支脈2/3～3/4 變白），其余栽培技術措施均按當地優質煙生產技術進行。

1.4 化學成分測定及評價方法

煙堿測定使用分光光度法，總氮與蛋白質測定使用H2SO4-H2O2消化法，鉀測定使用火焰光度計法，氯測定使用莫爾法，總糖、淀粉和還原糖測定使用砷鉬酸比色法，石油醚提取物測定使用石油醚浸提法[11]。煙葉化學成分和協調性評價參照貴州中煙對化學成分的要求（表2）和《貴州省烤煙種植區劃》[12]的評價標準和權重進行綜合評價。

表2 貴州中煙對優質煙葉化學成分及協調性要求Table 2 The chemical composition and coordination requirements of Guizhou tobacco company for high-quality tobacco leaves

綜合評價公式：

式中，P代表烤煙化學成分協調性綜合指數，Ci為第i 個化學成分量化分值，Pi為第i 個化學成分相對權重。

1.5 數據處理

采用Excel2010 和SPSS26.0進行數據整理與分析。

2 結果與分析

2.1 氯化鉀替代硫酸鉀對煙葉化學成分及協調性的影響

從表3可以看出，隨著氯化鉀替代比例的增加，煙堿、鉀氯比呈下降趨勢，淀粉、氯、施木克值呈上升趨勢，其余所測化學成分含量及協調性呈先升后降趨勢。對照貴州中煙對烤后煙葉化學成分要求，T3 最好，T2 次之，T5 最差；但從烤后煙葉含氯量來看，則以T3、T4 更符合要求，說明適當施氯有利于改善煙葉的化學品質。

表3 氯化鉀替代量對烤后煙葉化學成分及協調性分析結果Table 3 Analysis results of chemical composition of tobacco leaves after curing by Potassium Chloride substitution amount

2.2 氯化鉀替代硫酸鉀對煙葉化學成分綜合指數的影響

氧化鉀替代硫酸鉀對煙葉化學成分綜合指數評價見表4。

表4 煙葉化學成分綜合指數評價Table 4 Comprehensive index evaluation of tobacco chemical components

根據貴州中煙對化學成分要求并結合《貴州省烤煙種植區劃》對烤后煙葉化學指標賦值方法可以得出化學成分各項得分，通過指數和法計算出化學成分綜合指數（表4），結果顯示隨著氯化鉀替代比例的增加，綜合指數呈先升后降趨勢，以T3 最高，總體趨勢為T3＞T4＞T2＞T1＞T5。

2.3 相關性分析

鑒于上述分析發現氯化鉀替代30%為化學品質升降的轉折點，因此，化學成分相關性將分兩段進行分析。由表5可知，氯化鉀替代量低于30%時，隨著替代量的增加，氯化鉀與總氮、石油醚提取物、施木克值相關性不顯著，與煙堿、鉀氯比呈極顯著負相關，與其余成分呈顯著或極顯著正相關；當替代量高于30%之后，氯化鉀與化學成分的相關性則變成，與總氮極顯著負相關，與施木克值極顯著正相關，與煙堿、鉀、兩糖比相關性不顯著，與其余成分變為顯著或極顯著負相關（表6）。結果表明，低氯到高氯條件過程中，氯化鉀與煙堿、鉀氯比均為負相關，與淀粉、氯、施木克值均為正相關，與其余化學成分相關性由正相關變為負相關。

表5 替代量0～30%范圍煙葉化學成分相關系數矩陣Table 5 Correlation coefficient matrix of chemical composition of tobacco leaves in the range of substitution amount 0～30%

表6 替代量30%～60%范圍煙葉化學成分相關系數矩陣Table 6 Correlation coefficient matrix of chemical composition of tobacco leaves in the range of substitution amount 30%～60%

續表

3 討論與結論

3.1 討論

氯對部分化學成分存在低促高抑的現象與前人研究結果基本吻合[8]；本研究結果氯化鉀適宜施用量（108 kg/hm2）高于前人研究結果（45～75 kg/667m2）[6-9]，其原因可能與盤州煙區土壤水溶性氯12.77 mg/kg 低于前人研究煙區土壤水溶性氯15～19.39 mg/kg 有關；且盤州為春旱煙區，在4月、5月時節降雨量少，影響烤煙生長前期水肥互作效應[13-16]，可能對氯的吸收有一定影響。

氯可參與煙葉體內的碳氮代謝，從而影響烤后煙葉的氮化合物及碳水化合物的含量；適當的氯含量有利于煙葉等級、色澤、油分、彈性和香氣的改善，從本試驗結果看，氯化鉀替代30%～45%是較為適宜的，但從化學品質角度看，則是替代15%～30%較為適宜；綜合考慮長期施氯可能對土壤帶來氯的富集問題，建議氯化鉀替代比例以＜30%為宜。值得注意的是，受烤煙恐氯癥的影響，當前生產上一般不施用氯肥，這可能在一定程度上會影響煙葉的內在質量，因此在低氯土壤上適當施用氯肥是值得思考并重視的問題。

化學成分綜合指數評價結果與直觀評價結果存在一定的不吻合性，其原因可能是選用的綜合指數評價方法只對煙堿、總氮、鉀、還原糖、糖堿比、氮堿比和鉀氯比指標進行評價，缺少了當前中煙公司對蛋白質、淀粉、總糖、石油醚提取物、氯、兩糖比和施木克值指標的評價，因此該評價方法或許需要進一步完善。

3.2 結論

隨著氯化鉀替代硫酸鉀比例的增加，烤后煙葉化學成分含量及協調性呈規律性變化，即煙堿含量、鉀氯比逐漸下降，淀粉、氯含量及施木克值逐漸上升，其余所測化學成分含量與協調性呈先升后降；綜合指數也呈先升后降變化趨勢；從低氯到高氯條件過程中，氯化鉀與煙堿、鉀氯比均呈負相關，與淀粉、氯及施木克值均呈正相關，與其余化學成分相關性由正相關變為負相關；化學品質以T3（氯化鉀替代30%）最佳，T2（替代15%）次之，T5（替代60%）最差。

綜合考慮盤州當前烤煙生產水平、土壤氯含量、氣候以及長期施氯可能帶來的影響，建議氯化鉀替代比例以不超過30%為宜。本研究僅在盤州煙區進行，其結果僅供參考。