重慶酉陽(yáng)植煙土壤理化性狀與煙葉化學(xué)成分的相關(guān)性分析

王 勇

（重慶市煙草公司，重慶 400023）

土壤是形成特色煙葉的重要基礎(chǔ)之一，不同類(lèi)型植煙土壤中生長(zhǎng)的煙葉有不同的質(zhì)量特色，土壤理化性狀特別是某些營(yíng)養(yǎng)元素的含量和煙葉的質(zhì)量特色有重要的聯(lián)系[1-2]，煙葉化學(xué)成分與煙葉質(zhì)量又有著密切的關(guān)系[3-5]，深入研究土壤理化性狀與煙葉化學(xué)成分的關(guān)系，對(duì)科學(xué)調(diào)控植煙土壤生態(tài)環(huán)境，提高煙葉質(zhì)量有重要意義。酉陽(yáng)縣位于重慶市東南，地處渝、鄂、湘、黔四?。ㄊ校┻厖^(qū)的結(jié)合部，酉陽(yáng)蒼嶺基地單元轄蒼嶺鎮(zhèn)、黑水鎮(zhèn)、雙泉鄉(xiāng)、廟溪鄉(xiāng)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是國(guó)家級(jí)基地單元，是湖南中煙的煙葉原料基地，主產(chǎn)“山地特色煙”。通過(guò)對(duì)湖南中煙重慶酉陽(yáng)縣蒼嶺基地植煙土壤和煙葉樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究土壤理化性狀與烤后煙葉化學(xué)成分之間的關(guān)系，旨在發(fā)掘影響煙葉煙葉質(zhì)量性狀的土壤理化特征，為改善酉陽(yáng)煙區(qū)煙葉質(zhì)量，促進(jìn)烤煙可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

在重慶市酉陽(yáng)縣蒼嶺基地單元植煙區(qū)取樣，共采集土樣98個(gè)和對(duì)應(yīng)中部C3F煙葉樣品98個(gè)，其中蒼嶺鎮(zhèn)26個(gè)、黑水鎮(zhèn)39個(gè)、雙泉鄉(xiāng)27個(gè)、廟溪鄉(xiāng)6個(gè)。土樣采集具有代表性的樣地表層土壤（20~25 cm）1 kg，各點(diǎn)的取土深度及采樣量均一致，土樣中土壤上層與下層的比例相同，從田間采回后登記編號(hào)，進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)過(guò)風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩、混勻，備測(cè)。煙葉樣品每樣取3.0 kg，烘干、粉碎、過(guò)篩（篩孔徑為0.25 mm）后，以備煙葉化學(xué)成分的測(cè)定。

1.2 測(cè)定指標(biāo)

1.2.1 土壤指標(biāo)的測(cè)定 土壤pH值的測(cè)定采用電位測(cè)定法；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法（外加熱法）；土壤堿解氮采用半微量定氮法；土壤全磷采用NaOH熔融，鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3法；土壤速效鉀采用火焰光度計(jì)法；土壤全鉀和全鈉采用火焰光度法測(cè)定；土壤水溶性氯采用離子色譜法測(cè)定。各指標(biāo)具體測(cè)定方法參考文獻(xiàn)進(jìn)行[6]。

1.2.2 煙葉化學(xué)成分 煙葉氮、鉀、總糖、還原糖、煙堿采用常規(guī)分析方法[7]進(jìn)行測(cè)定，煙堿含量采用脫色法測(cè)定；總氮測(cè)定采用過(guò)氧化氫-硫酸消化法；還原糖測(cè)定采用3,5-二硝基水楊酸比色法；總糖測(cè)定采用乙醇提取，蒽酮顯色法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用DPS7.5[8]、SPSS19.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤理化性狀和煙葉化學(xué)成分分析

對(duì)酉陽(yáng)縣蒼嶺基地98個(gè)土壤樣品理化性狀指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，由表1可以知，土壤理化性狀指標(biāo)的變化范圍和變異系數(shù)均較大，其中變異系數(shù)最大的是水溶性氯，說(shuō)明該基地單元水溶性氯分布差異性很大，其次為速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、堿解氮和pH值。植煙土壤pH值最適宜的范圍為弱酸性（pH5.5-6.5），酉陽(yáng)縣蒼嶺基地土壤pH值平均是6.14，在適宜的植煙土壤pH范圍內(nèi)。速效磷在土壤中的分布情況為：＜10 mg/kg為很缺，10~20 mg/kg為缺乏，20~40 mg/kg為中等，40 mg/kg 以上為豐富，可見(jiàn)基地土壤速效磷分布在缺乏到豐富范圍，整體上處于缺乏水平。速效鉀在土壤中的分布情況基本為：< 15 g/kg為缺乏，15~25 g/kg為中等，25~35 g/kg為豐富，土壤速效鉀在缺乏到中等范圍，整體上處于中等水平。有機(jī)質(zhì)在土壤中的分布情況基本為：80~150 mg/kg為缺乏，150~220mg/kg為中等，220~300 mg/kg為豐富，有機(jī)質(zhì)含量在缺乏到豐富范圍內(nèi)，整體上處于中等水平。堿解氮在土壤中的分布情況基本為：65~100 mg/kg為缺乏，100~150 mg/ kg為中等，150~200 m g/kg為豐富，酉陽(yáng)縣蒼嶺基地單元堿解氮在缺乏到豐富范圍，整體上處于中等水平。相關(guān)研究表明，可種植煙草的土壤水溶性氯最高限量為45 mg/kg，適宜和最適宜土壤水溶性氯含量不超過(guò)30 mg/kg，酉陽(yáng)縣蒼嶺基地植煙土壤水溶性氯平均含量偏低，在煙草種植適宜范圍?？傮w上酉陽(yáng)蒼嶺基地植煙土壤pH值適宜烤煙生長(zhǎng)，速效磷含量相對(duì)缺乏，速效鉀含量中等，堿解氮含量中等，有機(jī)質(zhì)含量中等，水溶性氯含量適宜。

表1 土壤理化性狀指標(biāo)描述性統(tǒng)計(jì)分析Table 1 Descriptive statistics of the soil physical and chem ical properties

由表2可知，酉陽(yáng)縣蒼嶺基地?zé)熑~中總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀的含量和糖堿比、氮堿比在樣品間存在較大的變異。煙葉中總糖和還原糖的含量的變異系數(shù)較小，煙堿、糖堿比、氮堿比的變異系數(shù)較大，對(duì)該植煙區(qū)域煙葉質(zhì)量的影響較大。國(guó)際型優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分指標(biāo)如下：總糖18%~24%，還原糖16%~22%，煙堿1.5%~3.5%，總氮1.5%~3.0%，鉀2.0%~3.5%，糖堿比約8~12，氮堿比≤1，鉀氯比≥4。由上述標(biāo)準(zhǔn)可知酉陽(yáng)縣蒼嶺基地?zé)熑~中還原糖、總糖含量偏高，含氮化合物（煙堿、總氮含量）和氮堿比在優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜范圍，糖堿比值偏高，與該地區(qū)糖含量高有關(guān)。

表2 煙葉化學(xué)成分描述性統(tǒng)計(jì)分析Table 2 Descrip tive statistics of the m ain chem ical ingredient contents of fl ue-cured tobacco leaves

2.2 土壤理化性狀與煙葉化學(xué)成分的相關(guān)分析

從表3中可知，土壤pH值與煙葉中還原糖含量呈顯著正相關(guān)，與煙葉中總氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)；土壤堿解氮含量與煙葉中氮堿比呈顯著正相關(guān)；土壤速效磷含量與煙葉中煙堿含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與氮堿比呈極顯著正相關(guān)；土壤水溶性氯與煙葉中總氮含量呈顯著正相關(guān)；土壤有機(jī)質(zhì)含量與煙葉中還原糖含量顯著負(fù)相關(guān)；土壤鉀含量與煙葉中還原糖含量顯著正相關(guān)，與煙葉中總糖含量顯著負(fù)相關(guān)。

表3 土壤理化性狀指標(biāo)與煙葉化學(xué)成分的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coeffi cient of soil physical and chem ical properties and chem ical ingredient contents of fl ue-cured tobacco leaves

2.3 土壤理化性狀與煙葉化學(xué)成分的典型相關(guān)分析

簡(jiǎn)單相關(guān)分析只能說(shuō)明兩個(gè)變量之間的關(guān)系，不能體現(xiàn)出每組變量之間的相關(guān)作用，而典型相關(guān)分析能夠解決變量組內(nèi)和組間的相互關(guān)系。為了更準(zhǔn)確地描述土壤理化性狀對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響[9]，采用典型相關(guān)方法分析了土壤理化性狀指標(biāo)對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響。

以土壤pH值（X1）、速效磷（X2）、有機(jī)質(zhì)（X3）、速效鉀（X4）、堿解氮（X5）、水溶性氯（X6）作為自變量，煙葉中煙堿（Y1）、鉀（Y2）、還原糖（Y3）、總糖（Y4）、總氮（Y5）、糖堿比（Y6）、氮堿比（Y7）含量作為因變量，進(jìn)行典型相關(guān)分析（表4）。結(jié)果表明，土壤理化性狀與煙葉化學(xué)成分含量的第Ⅰ對(duì)變量相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著水平，其他均未達(dá)到顯著水平。第Ⅰ對(duì)典型變量相關(guān)系數(shù)所包含的相關(guān)信息占變量間總相關(guān)信息的52.25%，典型變量的典型相關(guān)系數(shù)分析基本能反映這兩組變量間的主要信息。各植煙土壤理化性狀指標(biāo)與煙葉化學(xué)成分的相關(guān)性如下：pH值>速效磷>有機(jī)質(zhì)>速效鉀>堿解氮>水溶性氯。

表4 土壤理化性狀指標(biāo)與煙葉化學(xué)成分的典型相關(guān)系數(shù)Table 4 Canonical correlation analysis of soil physical and chem ical properties and chem ical ingredient contents of fl ue-cured tobacco leaves

第Ⅰ對(duì)典型變量的結(jié)構(gòu)分析表明，第Ⅰ對(duì)典型相關(guān)系數(shù)為0.509 5，顯著性水平為顯著，說(shuō)明在第一對(duì)典型相關(guān)變量中，土壤理化性狀指標(biāo)中第Ⅰ典型變量U1對(duì)煙葉化學(xué)成分因子第Ⅰ典型變量V1影響大。第Ⅰ對(duì)典型變量的線性組合為：

在U1的線性組合中，土壤有機(jī)質(zhì)（X3）、速效鉀（X4）的載荷為-240.715、241.256 3，在第Ⅰ對(duì)典型變量中起最主要作用。在V1的線性組合中，起主要作用的是還原糖（Y3）、總糖（Y4），其載荷分別為1.052 9、-0.971 4，說(shuō)明土壤中有機(jī)質(zhì)和速效鉀的含量對(duì)煙葉中還原糖、總糖的含量影響較大，但土壤有機(jī)質(zhì)含量與速效鉀含量的影響效果相反，即土壤有機(jī)質(zhì)含量與煙葉中還原糖含量負(fù)相關(guān)，與煙葉中總糖含量正相關(guān)；而土壤速效鉀含量與煙葉中還原糖正相關(guān)，與煙葉中總糖含量負(fù)相關(guān)。

3 小結(jié)與討論

（1）重慶市酉陽(yáng)蒼嶺植煙基地土壤pH值總體適宜，速效磷含量相對(duì)缺乏，速效鉀含量中等，堿解氮含量中等，有機(jī)質(zhì)含量中等，水溶性氯含量較低，但適宜于烤煙生長(zhǎng)所需。煙葉化學(xué)成分總糖和還原糖含量比較均衡且含量均較高，煙堿、總氮、鉀含量適中，氮堿比適中，糖堿比稍高。

（2）土壤理化性狀指標(biāo)與煙葉化學(xué)成分含量相關(guān)分析表明：不同理化性狀指標(biāo)與煙葉化學(xué)成分指標(biāo)的相關(guān)性不同。土壤pH值對(duì)煙葉中還原性糖含量有正效應(yīng)，對(duì)煙葉中總氮含量有負(fù)效應(yīng)。土壤速效磷、堿解氮的含量對(duì)煙葉氮堿比均為正效應(yīng)。土壤速效磷含量與煙堿呈顯著負(fù)相關(guān)，原因可能是磷可促進(jìn)煙葉碳水化合物的合成，對(duì)煙堿積累起負(fù)面作用；磷加速合成煙堿之前的硝酸鹽還原等過(guò)程，促進(jìn)煙株生長(zhǎng)[10]，縮短煙株的成熟時(shí)間，從而降低煙堿積累。土壤水溶性氯對(duì)煙葉中總氮含量有正效應(yīng)。。

（3）典型相關(guān)分析結(jié)果表明：煙區(qū)土壤基礎(chǔ)理化性狀指標(biāo)對(duì)煙葉化學(xué)成分作用的大小依次為：pH值>速效磷>有機(jī)質(zhì)>速效鉀>堿解氮>水溶性氯；土壤理化性狀指標(biāo)中有機(jī)質(zhì)、速效鉀對(duì)煙葉中還原糖和總糖的含量影響最大。土壤有機(jī)質(zhì)含量增加，煙葉中還原糖含量減少，總糖含量增加。土壤速效鉀和有機(jī)質(zhì)的含量增加有利于還原糖的積累，不利于總糖的積累。本研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，但相關(guān)分析中有機(jī)質(zhì)對(duì)煙葉化學(xué)成分的效應(yīng)除還原糖外其余指標(biāo)均不顯著，這與已有研究不一致[11]?；谥貞c酉陽(yáng)煙區(qū)的土壤理化性狀、養(yǎng)分狀況、氣候條件差異，在該特定生態(tài)條件下，主要生產(chǎn)中間香型煙葉，已有研究主要集中在清香型與濃香型煙葉，相同的土壤理化性狀，對(duì)不同香型的煙葉影響不同，這可能是與已有研究不一致的原因。

（4）要彰顯煙葉特色，提高煙葉質(zhì)量，必須根據(jù)不同的特色煙葉所分布的區(qū)域，有針對(duì)性地提出不同的適用品種和栽培技術(shù)，形成相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。由于酉陽(yáng)蒼嶺基地?zé)焻^(qū)內(nèi)海拔、土壤和氣候條件差異大，大部分是山地?zé)?，煙區(qū)生態(tài)條件的空間變異十分明顯，根據(jù)本研究調(diào)查，該煙區(qū)在烤煙種植中，應(yīng)增施磷肥、適施鉀肥，以促進(jìn)煙株生長(zhǎng)。

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