國植煙土壤含氯量及其他土壤性狀對煙株氯素營養(yǎng)的影響研究進展

朱換換，符 雷，曾代龍，祝春崗，時向東

（1河南農業(yè)大學國家煙草栽培生理生化研究基地，鄭州450002；2海南省煙草公司，海口570000；3川渝中煙工業(yè)責任有限公司，四川什邡618400；4海南省煙草公司儋州公司，儋州571700）

氯對煙草品質有重要影響，其含量過高或過低對煙葉質量和產量都有不良影響，對煙葉燃燒性和吸濕性的影響尤為重要。優(yōu)質煙葉含氯量在0.3%～0.8%，煙葉中 K／Cl≥4較為理想［1］。我國植煙面積世界第一，植煙土壤資源豐富多樣，不同的土壤類型和土壤狀況，必然形成氯素供給能力的差異，從而影響煙株對氯素的吸收、積累和煙葉的質量。

1 我國主要植煙區(qū)土壤含氯狀況

植物吸收氯的速度和數量主要取決于介質中的氯離子濃度，即煙葉吸收氯量與土壤含氯量呈正相關［2，3］。我國煙草種植的最適宜區(qū)域土壤氯離子含量不超過30mg／kg［4］。土壤類型和肥力條件都影響煙株對氯的吸收、積累和分配。土壤母質、氣候條件、海拔高度以及人類活動等均對土壤含氯量有明顯影響［5］。我國生產優(yōu)質煙葉的土壤類型有紅壤、黃壤、紫色土、水稻土、褐土和棕壤［4］。楊美麗［6］研究發(fā)現，福建煙區(qū)土壤水溶性氯含量與烤煙葉、根、莖部位含氯量達到極顯著正相關。袁家富等［7］研究發(fā)現，土壤中含氯量一般在37～370mg／kg，我國土壤平均含氯量為24.8mg／kg，南方煙區(qū)主要植煙土壤的游離態(tài)氯含量幾乎都低于30mg／kg，且有50%以上的土壤的含氯量低于10mg／kg。范藝寬等［8］、毛家偉等［9，10］通過對河南煙區(qū)耕層土壤氯含量的分析發(fā)現，河南煙區(qū)土壤氯含量的平均值為30.13mg／kg，與煙草生長所需的土壤氯含量臨界值相近或略高，但不同地區(qū)間差異較大：豫西煙區(qū)干旱少雨，耕層土壤中的氯由于不易淋溶，氯含量較高；豫東煙區(qū)雨水偏多，加之灌溉條件較好，因此耕層土壤中氯含量較低。河南部分地區(qū)煙葉中也存在氯含量偏高的現象［11］，應采取綜合農藝措施來降低煙葉中的氯含量。李明德等［12］指出，湖南省主要煙區(qū)土壤水溶性氯含量平均為16.6mg／kg，在烤煙生長適宜的含氯范圍內。秦松［13］研究發(fā)現，貴州省植煙土壤平均氯含量為4.60mg／kg，明顯低于優(yōu)質煙葉生產的土壤氯含量。唐樹海等［14］報道，土壤含氯量的多少與成土母質有一定的關系，貴州大部分土壤由含氯較多的海相沉積物母質發(fā)育而來，但貴州土壤含氯卻很低，可能是由于地形和氣候造成的。貴州地區(qū)不同土壤類型煙區(qū)的煙葉氯含量存在差異，各種土壤類型中氯含量的趨勢為：黃壤＞黃棕壤＞石灰土＞紅壤＞水稻土。王世濟等［15］報道，安徽省主要有潮土、砂姜黑土、黃褐土、黃棕壤、紅壤等5種土壤類型，全省土壤氯含量在 0.2～87.0mg／kg，平均18.5mg／kg，其中96%的土壤樣品氯含量 ＜45mg／kg，82%的土壤氯含量＜30mg／kg，造成部分皖南煙區(qū)煙葉含氯量低，應適當加施氯肥。陳朝陽等［16］研究發(fā)現，南平烤煙區(qū)土壤氯的適宜指標為25～45 mg／kg，土壤氯含量 ＜10 mg／kg時，對煙葉氯含量的影響較?。煌寥缆群浚?0 mg／kg時，煙葉氯含量與土壤氯含量之間呈極顯著線性正相關。殷杰［17］研究發(fā)現，宜賓市不同類型土壤水溶性氯平均含量為黃壤＞石灰土＞黃棕壤＞紫色土＞水稻土，植煙土壤含氯量平均為11.6 mg／kg，土壤氯含量的變化對煙株含氯量有明顯影響。云南煙區(qū)土壤含氯量為20 mg／kg左右，四川煙區(qū)中性紫色土水溶性氯含量為26 mg／kg。李丹丹［18］研究發(fā)現，四川省大部分煙區(qū)烤煙氯含量（平均含量為0.36%）在適宜范圍內。煙葉含氯量隨土壤含氯量相對變化，一般是東北煙區(qū)煙葉含氯量低，黃淮海煙葉含氯量高，西南煙區(qū)含氯量最低［7］。我國主要煙區(qū)土壤含氯量基本不會對煙株生長產生毒害，很多地區(qū)為了滿足煙葉質量的要求需增施一定量的氯肥。

2 土壤性狀對煙葉氯含量的影響

2.1 土壤結構狀況

土壤團聚狀況直接影響土壤通氣狀況、含水量、土壤抗侵蝕能力以及土壤中養(yǎng)分淋溶。土壤的孔隙構造是影響溶質運移的重要因素，小孔隙增多和孔隙曲折度的增大也會使得Cl－在土壤中擴散—彌散系數增大和阻滯效率減?。?9］。土壤團粒的大小對煙株吸收氯有一定影響。孫慧敏等［20］采用垂直土柱易混置換法研究發(fā)現，土壤團聚體大小對氯離子的遷移有影響。團聚作用較強的土壤阻滯因子高于團聚作用較差的土壤。土壤團聚體內部孔隙對Cl－遷移的阻滯效應表現為相同粒徑的土柱和砂柱的穿透曲線形狀與位置相異。土壤團聚直徑0.25～0.5 mm時阻滯效應最強，良好的土壤結構對防止土壤次生鹽漬化以及保肥有重要作用。團聚作用較好的土壤，土體中各個孔隙不是連通的，其中的水近似于靜止狀態(tài)，僅通過擴散作用轉移，而一些團聚狀況不好的土壤，孔隙連通，水流較快，易造成養(yǎng)分流失。合理的土壤團聚狀況有利于煙株對氯的吸收。

2.2 土壤水分狀況

在干旱條件下煙株對氯的吸收量增加。McCants等［21］和曹志洪等［1］也有相似的發(fā)現，濕潤條件與干旱條件相比煙株吸收氯的量較少，即土壤含水量高時煙株吸氯量減少。孫梅霞等［22］研究發(fā)現，在烤煙成熟期煙葉中的氯含量與土壤含水量呈負相關。土壤干旱狀態(tài)下蒸發(fā)量＞降水量，更多的氯離子被帶到土壤表層，可增加煙株對氯的吸收；其次，干旱條件下，煙株需要吸收氯來調節(jié)細胞的膨壓和水勢，以吸收更多的水分來滿足生長發(fā)育的需要。適當的干旱可以提高植株的抗性和氯含量。

2.3 土壤 pH

一般認為適宜煙草生長的 pH為 5.5～7.0［23］。土壤pH嚴重影響土壤養(yǎng)分的有效性，同時影響煙株對養(yǎng)分的吸收，隨pH升高煙株吸收氯量減少［1］。McCants等［21］通過研究有相似的發(fā)現，認為煙葉氯含量與土壤pH呈負相關。許自成等［24］研究發(fā)現，湖南煙區(qū)在pH5.5～6.5時水溶性氯含量最宜，適于優(yōu)質烤煙生長。陳朝陽［25］研究發(fā)現，南平煙區(qū)土壤pH與水溶性氯呈極顯著負相關，在pH為5.5～6.5之間氯的有效性較低，但煙株沒有出現缺素癥。邵麗等［26］和夏東旭等［27］在云南騰沖和永德煙區(qū)的研究則認為土壤水溶性氯含量與土壤pH相關性不顯著。不同地區(qū)的研究結果有差異可能與當地土壤類型及環(huán)境狀況等有關系。當土壤pH過高（＞9.0）或過低（＜4.0）都會對煙株根部造成損害，從而影響根部對氯的吸收機能，同時也有可能制約了Cl的形態(tài)及其在土壤中的活性。楊美麗［6］發(fā)現，pH可以通過影響NO－3、H2PO－4、SO2－4的含量來影響植株吸收氯的量，并有研究發(fā)現土壤pH影響硝化作用，pH升高硝化作用加強，當 pH8.3～8.5時，硝化作用效率最高。此時，土壤中硝態(tài)氮增加，由于Cl－與NO－3的拮抗作用，植株對氯的吸收減弱，pH降低時硝化作用減弱，土壤中銨態(tài)氮增加，煙株對氯離子的吸收加強［1］。

2.4 養(yǎng)分間的相互作用

眾所周知，離子之間存在拮抗作用和協(xié)同作用。研究表明，Cl－與NO－3、H2PO－4、SO2－4等離子之間都存在拮抗作用，當這些離子與氯離子處于同一介質中時，根系對氯離子的吸收就會減少［6，28］。研究發(fā)現，當氯離子固定不變而硝酸根的濃度改變時，隨著NO－3的增加，氯離子在莖和根中的含量減少，而鉀在莖中的含量增加。在沙培條件下，用硝態(tài)氮作氮肥時，在施氯量為270 kg／hm2時煙葉沒有出現氯毒害現象。White等［29］研究表明，NH＋4促進氯離子的吸收、轉運，但Br－抑制氯離子的吸收、轉運。大量施用鉀、鈣、磷以及適量石灰等都可以降低氯的毒害［17］。施用過磷酸鈣、石膏、磷石膏等也可減少煙株對氯的吸收，降低氯離子對煙株的毒害［1］。生產上可以通過不同種類肥料混合施用達到平衡煙株養(yǎng)分供給的作用。

2.5 土壤有機質含量

土壤有機質含量的高低直接影響作物的生長發(fā)育。研究表明，土壤有機質含量低于0.5%，土壤的保水保肥性能差，即便施用大量化肥也難以高產［30］。有機肥能直接顯著的提高土壤有機質含量，進而改善土壤結構并為煙草生長提供全面的養(yǎng)分，使煙葉內在化學成分更加協(xié)調［31］。

陳朝陽等［32］研究發(fā)現，南平煙區(qū)土壤有機質含量和水溶性氯含量呈顯著負相關。武雪萍等［33］通過對不同有機肥配比試驗發(fā)現，增加有機肥的比例可降低煙葉中的氯含量。王小東等［34］也有相似的發(fā)現，土壤有機質含量在20～70 g／kg范圍內，隨著土壤有機質含量的增加，煙葉中氯含量遞減，且高有機質組（有機質含量平均71.6 g／kg）與中 （平均43.8 g／kg）、低（平均 24.5 g／kg）有機質組間差異顯著。王鎮(zhèn)［35］認為，增施有機肥對烤后煙葉氯含量影響不顯著。許自成等［36］、秦松等［37］等則認為在一定范圍內，土壤有機質含量增加有利于煙葉對氯離子的積累。

2.6 降水量和氯離子的淋溶

土壤中的氯以離子狀態(tài)存在，不易被土壤膠體所吸附，但極易淋失［1］。由于不同地區(qū)土壤質地、水分狀況以及降水量等的不同，氯的淋溶狀況亦不同。土壤中氯離子的淋失主要受降雨量和降雨中氯離子的含量的影響，在靠近海的地區(qū)每年降水向土壤中帶入大量的氯，因而這些地區(qū)土壤中往往不缺氯；內陸地區(qū)由于降水中氯離子含量少，土壤氯素的積累較少同時降雨淋失會使土壤中的氯含量降低；在土壤含氯較少卻降雨較多的煙區(qū)，應該適量的加施一些氯，以保證煙株的生長需要［38，39］。在南方水淹田中，每年向土壤中施入氯肥，雖然耕層土壤中的氯含量變化不大，但植株吸收氯量會增加［40］。研究發(fā)現，南平煙區(qū)土壤中氯的積累與淋溶處于動態(tài)平衡，施入量越大，淋溶量也越大，施氯不會造成耕層土壤氯的積累，但犁底層中氯含量有所增加［25］。貴州煙區(qū)雨量充沛，土壤中的氯易形成可溶性鹽被淋失，并且貴州終年濕潤，降雨量≥蒸發(fā)量，這就使得已被淋溶到根層以外的氯難以再通過水分蒸發(fā)回到根層，不能被煙株吸收。土壤中的氯隨水運動不斷排出土體使土壤含氯量降低，進而減少了煙株對氯的吸收［14］。

楊美麗［6］通過土柱模擬整個淋洗過程試驗發(fā)現，從同一淋洗時間來看，不同土壤氯素淋失量表現為灰泥田（含氯 30.32 mg／kg）最高，潮砂田（含氯10.94 mg／kg）和黃泥田相近（含氯 11.38 mg／kg）。從土壤氯的淋洗率來看，黃泥田（98.90%）＞潮砂田（94.65%）＞灰泥田（73.55%），不同施氯量下，淋失量隨施入量增加而增加，但淋失率都有所下降，說明長期施用氯肥雖然大部分會淋失，但也有部分仍會殘留于土壤，可以降低淋失率，增加土壤對煙株的氯肥供給。

3 調節(jié)煙葉氯含量的措施

3.1 培育耐氯的煙草品種

耐氯煙株對氯離子的吸收具有一定的調節(jié)功能，可以降低煙株對土壤的敏感性，在一定程度上減弱土壤氯含量對煙葉品質的影響。

3.2 從分子水平研究煙草氯素營養(yǎng)

從分子水平對煙草吸收氯的機理、氯離子通道、氯在煙株體內的轉運機制以及對煙草中對氯吸收有調節(jié)作用的關鍵基因進行研究，適時調節(jié)并使煙葉氯含量達到適宜水平。

3.3 合理調節(jié)硝態(tài)氮肥和銨態(tài)氮肥的比例

土壤pH影響硝化作用，硝酸根與氯離子存在拮抗作用，NH4＋促進氯離子的吸收、轉運。對于土壤含氯量較高的煙區(qū)可以多施加硝態(tài)氮肥，減少煙株對氯的吸收；土壤含氯量較低的煙區(qū)應適量加大銨態(tài)氮肥的比例，促進煙株對氯的吸收和積累。

3.4 測土施肥

我國大多數煙區(qū)土壤中氯含量不能滿足優(yōu)質煙葉生產所需。對我國主要植煙土壤進行分析檢測，確定主要煙區(qū)的合理施氯量，適時適量施肥，使煙葉氯含量達到適宜水平。

3.5 研究土壤改良劑調節(jié)土壤游離態(tài)氯離子含量

氯離子是影響煙葉燃燒性的重要因素。我國存在植煙土壤氯含量超標的煙區(qū)，該區(qū)域的煙葉存在氯含量高的問題，且傳統(tǒng)的改良方法無法降低煙葉中的氯含量，研究具有吸附和固化氯離子的土壤改良劑很有必要。

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