百色市煙區土壤和煙葉鎂元素分布特征分析

韋雪峰，覃新鳳，吳潔梅，鄭惠千，巫祥龍，周 曄

（百色學院農業與食品工程學院，廣西百色 533000）

煙草（Nicotiana tabacumL.）屬于雙子葉植物綱（Dicotyledoneae）管狀花目（Tubiflorae）茄科（Solanaceae）煙草屬（Nicotiana）一年或多年生的重要經濟作物[1]。我國烤煙不僅是卷煙工業的主要原料，也被用作斗煙。煙草是產量和質量并重的特殊葉用經濟作物，氣候、地形、地質及土壤均是影響煙葉產質及風味特色的重要因素[2]。我國煙草開始出現“北煙南移”現象始于20 世紀90 年代，黃淮煙區的煙草種植面積減少，云南、貴州因其地理優勢和外部條件的引導成為產煙大省。在廣泛滿足市場需求的同時，也在一定程度上提高了當地的經濟效益[3]。

鎂（Mg）是植物必需營養元素之一，對改善烤煙品質及提高煙葉產量均有非常重要的作用。Mg可以增強烤煙蒸騰速率，進而促進營養成分及某些礦質元素的運輸，防止煙葉體表過熱；Mg還對植物根系有著顯著影響，充足的Mg 能促進根系發育，利于吸收養分和礦質元素，增強抗倒伏能力[4]。同時，Mg 是組成葉綠素的重要金屬元素，適量的Mg 能優化葉綠體內部結構，從而增加光合作用的強度，進而提高煙葉產量及水溶性碳水化合物含量，降低煙堿含量[5-6]。

Mg 對煙草種植的重要性早在1986 年就引起了學者的注意。冉邦定發現，烤煙缺Mg 時葉片的大小、形態如常，然而葉尖、葉緣、葉脈間失綠，導致煙葉呈現灰白甚至近白色，隨著缺Mg 程度加重，白斑延伸至主脈及側脈，進而造成煙葉品質低下、產量減少[7]。Mg 含量過高或者過量施用均不利于烤煙落黃，易形成青煙。王世濟等研究發現，缺Mg 程度直接影響煙葉外觀性狀，缺Mg 越嚴重煙葉進行烘烤后色澤越淡、油分降低、葉片變薄、彈性偏差，引起赤星病斑加重，同時Mg 缺乏會降低成品的口感舒適度，導致雜味加重、刺激性增加、助燃性變差[8]。李榮春等研究表明，Mg能使烤煙鮮葉片厚度變薄，使烤煙葉片細胞緊密連接，整體網絡性好，經過烘烤后的煙葉手感具豐滿、彈性好等優點[9]。合理施用Mg 肥能促進煙株生長發育，促進根系生長，提高根系干物質的積累量，增大葉面積及增加葉綠體色素含量，提高烤煙株高及莖粗，降低烤煙鉀含量，提高烤煙還原糖含量和糖堿比值[10]。我國南方酸性土壤中Mg 因土壤風化強烈，大部分已淋失，土壤Mg 含量很低，故合理施用Mg 肥十分重要[11]。李文卿等研究表明，隨著Mg 肥施用量的增加，土壤交換性Mg 含量明顯上升，煙株根系、葉片、煙莖的Mg 含量也隨之提高[12]。徐興陽等研究表明，烤煙團棵期噴施高鈣鎂鉀可加快煙葉成熟，促進煙株的生長發育，增強抗病性[13]。李文卿認為，當土壤交換性Mg 含量在50 mg·kg-1左右時，施Mg 量（以MgO 計）達到施氮量的60%時，煙葉烤后的均價和產值均較高[14]。

百色市是我國重點植煙區[15]，其烤煙種植可劃分為3 個生態區，其中靖西縣屬于南部優質烤煙種植區[16]。百色植煙區土壤養分含量分布不均勻，土壤交換性鎂含量較低，進而影響著烤煙煙葉中的Mg 含量[6]，應平衡煙株中鉀、鈣、鎂含量，進而提升烤煙的品質[17]。百色植煙區實行煙稻輪作耕種制度，受傳統種植的影響，復合肥用量的增加、有機肥用量的減少及高產耐肥品種的大面積種植，導致復種指數不斷提高，土地利用率增加，但又缺少Mg 肥補充，導致土壤Mg 逐漸耗竭，作物缺Mg 現象陸續出現。為了合理施用鎂肥，有針對性地提升烤煙的產量與質量，進而增加煙農收入，促進經濟發展，本文對百色靖西三友村植煙區烤煙及其根系土壤中Mg含量分布特征進行了分析，并初步探究了百色煙區缺Mg 的原因。

1 材料與方法

1.1 煙株及土壤樣品采集

于2020年6月10日，選取廣西壯族自治區百色市靖西縣三友村煙田，每隔100 m 采集成熟期煙株及其根系土。煙株分別采集煙莖（約10 cm 長，靠近根部）、上部葉、中部葉及下部葉。三友村烤煙品種為K326。根系土采集深度為0～20 cm，記錄采樣點的地理坐標及海拔。

1.2 煙株及土壤樣品處理

將新鮮采集煙株樣品的煙葉葉脈部切開，將煙莖剪成小塊，于60 ℃烘箱烘干后用粉碎機粉碎，通過80目孔徑（0.177 mm）篩備用。煙田采集的土壤樣品自然陰干，剔除動植物殘體、石塊等雜物，用圓木棍碾碎，通過80目孔徑篩（0.177 mm）備用。

1.3 煙株及土壤檢測方法

煙株（煙莖及煙葉）Mg含量根據《食品安全國家標準食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）中的電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）[18]進行測定。土壤Mg 含量根據《土壤和沉積物無機元素的測定波長色散X 射線熒光光譜法》（HJ 780—2015）[19]進行測定。土壤pH 根據《土壤pH 的測定》（NY/T 1377—2007）[20]，采用pH計（水土比為2.5∶1）法進行測定。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel及SPSS 22.0進行分析。

2 結果與分析

2.1 煙株根系土壤MgO含量分析

根據浙江省土地質量地質調查規范[21]，將土壤MgO 含量劃分為5 個等級，MgO 含量≤0.70%，為五級，即缺乏；MgO 含量處于＞0.70%～≤1.20%，為四級，即較缺乏；MgO含量處于＞1.20%～≤1.70%，為三級，即中等；MgO 含量處于＞1.70%～≤2.15%，為二級，即較豐富，MgO 含量＞2.15%，為一級，即豐富。樣品分析表明，三友村煙田土壤MgO 含量平均值為0.56%±0.05%，處于0.49%～0.63%，屬于五級，表明土壤MgO 含量呈缺乏狀態。峰度系數為-1.74，偏度系數為-0.28。土壤樣本MgO 含量變異系數為8.8%，樣本含量分布較均一。

2.2 煙葉Mg含量分布

由表1 可知，從三友村植煙區煙葉Mg 含量來說，上部煙葉>中部煙葉（P＜0.05）。上部煙葉Mg 含量的范圍處于0.13～0.25 mg·kg-1之間，峰度系數為1.17，偏度系數為0.93；中部煙葉Mg 含量范圍處于0.11～0.22 mg·kg-1之間，峰度系數為0.05，偏度系數為0.38；下部煙葉Mg 含量范圍處于0.10～0.36 mg·kg-1之間，峰度系數為2.35，偏度系數為1.42。

表1 三友村植煙區煙葉不同部位Mg含量分布

表2 烤煙不同部位煙葉Mg、K、Ca含量相關性分析

2.3 烤煙不同部位煙葉Mg、Ca、K 含量及相關性分析

烤煙不同部位煙葉Mg、K、Ca 含量分布見圖1。根據皮爾遜相關性分析，對三友村煙葉中Mg、K、Ca含量的相關性分析（見表1）表明，上部煙葉Mg 與上部煙葉Ca 含量之間呈極顯著正相關（r=0.72）；下部煙葉Mg 與中部煙葉Ca 含量呈顯著正相關（r=0.63），與下部煙葉Ca 含量呈極顯著性正相關（r=0.87）；中部煙葉Ca與上部煙葉K呈顯著正相關（r=0.59）；下部煙葉Mg 與下部煙葉K 之間呈極顯著性正相關（r=0.81），下部煙葉Ca 與下部煙葉K 之間呈極顯著正相關（r=0.86）。下部煙葉Ca 含量3.42±0.96 mg·kg-1＞中部煙葉Ca 含量2.37±0.37 mg·kg-1＞上部煙葉Ca 含量1.83±0.29 mg·kg-1，兩兩之間具有顯著性差異（p<0.05），說明下部煙葉中Ca 含量顯著高于上部煙葉。下部煙葉K 含量為3.61±1.21 mg·kg-1，中部煙葉K 含量為3.13±0.60 mg·kg-1，上部煙葉K 含量為2.81±0.41 mg·kg-1。阮妙鴻等研究表明，在植物養分吸收中，Mg、K及Ca的交互作用主要體現在拮抗作用[22]，本研究表明Mg 與Ca，Mg 與K 之間均呈極顯著正相關，與以上研究結論不一致。

圖1 烤煙不同部位煙葉Mg、K及Ca含量分布

3 討論與小結

本研究發現，百色靖西化峒鎮三友村土壤MgO 平均值為0.56%±0.05%，土壤MgO 含量呈缺乏狀態。因此，可通過施加適宜Mg 肥促進土壤Mg 含量的增加，促進根部對Mg 的吸收，提高煙株干物質的積累量；同時增強煙株的光合作用過程的磷酸化和羧化反應，增加株高，促進莖部發育，改善煙株的品質和提高煙葉產量。我國南方土壤多呈酸性且土壤風化嚴重，且百色地處高溫濕潤地區，風化程度高，土壤中可溶性Mg2+易流失，導致土壤中Mg含量減少。目前，影響土壤Mg2+流失量的因素多且復雜，除與降雨量有關外，還與降雨強度及pH 值、土壤理化性質、地形條件、地表植被、土地利用方式等因素有關。

徐興陽等研究表明，葉面噴施Mg 肥可促進煙株發育，改善煙葉生長后期缺Mg癥狀，增強抗病性，提高煙葉Mg含量及產質量[13]。本研究發現，Mg含量上部煙葉(0.20±0.03 mg·kg-1)>中部煙葉(0.15±0.03 mg·kg-1)（p＜0.05），說明Mg 素在上部煙葉的積累量顯著高于中部煙葉，即在煙株新鮮組織中的積累量顯著高于中部煙葉。

馬存金等研究表明，在試驗梯度范圍內，Si、Ca、K、Mg 肥的施用促進了煙草根部的發育及煙葉質量的改善，體現為根系形態優良且生理活性增強，且Ca、K及Mg成分更加協調，烤煙煙葉質量得到提高，繼而增加種植戶的經濟收入[23]。基于本研究結論，可以通過施用適量Ca、K、Mg 肥來調節土壤Mg 含量，以促進煙株的生長發育，提高本地烤煙煙葉品質，提高煙農經濟收入。