陸良縣海拔高度和土壤類型與煙葉化學(xué)成分的關(guān)系

劉 浩，周冀衡，張 毅

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，長沙　410128）

陸良縣海拔高度和土壤類型與煙葉化學(xué)成分的關(guān)系

劉 浩，周冀衡*，張 毅

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，長沙410128）

研究了陸良縣海拔1 800～2 300 m區(qū)域的水稻土、紅壤2種土壤類型共計320個土樣的養(yǎng)分狀況及中部煙葉的化學(xué)成分。結(jié)果表明，陸良縣各海拔植煙土壤均存在一定程度的缺鉀狀況，烤后煙葉的總糖含量偏高。水稻土條件下，煙葉鉀離子含量與土壤有機(jī)質(zhì)的含量呈顯著負(fù)相關(guān)，烤煙糖堿比與土壤pH顯著負(fù)相關(guān)，與有效磷、速效鉀的含量呈極顯著正相關(guān)；紅壤條件下，煙葉總糖和還原糖的含量與海拔高度呈顯著正相關(guān)，與土壤pH呈極顯著負(fù)相關(guān)，煙葉鉀離子含量與海拔高度、土壤速效鉀的含量呈極顯著正相關(guān)。陸良煙區(qū)海拔組2（1 900～2 000 m）的紅壤及海拔組3（2 000～2 100 m）的水稻土烤煙化學(xué)成分更協(xié)調(diào)，更適合發(fā)展優(yōu)質(zhì)烤煙。

烤煙；海拔；土壤；化學(xué)成分；陸良

生態(tài)環(huán)境的多樣性對烤煙品質(zhì)風(fēng)格的形成具有重要的作用，其中土壤的影響很大［1］。同時隨著海拔高度的變化，土壤理化性狀也隨之發(fā)生改變，從而影響烤煙的品質(zhì)［2，3］。陸良縣隸屬于云南省曲靖市，位于云南省東部，北緯24°44′～25°18′，東經(jīng)103°23′～104°02′。四面環(huán)山，中間是開闊平坦的湖積盆地，是云南省第一平壩。植煙區(qū)海拔高度主要分布在1 800～2 300 m。植煙土壤類型主要為山原紅壤和水稻土。目前關(guān)于海拔高度和土壤類型對煙葉質(zhì)量的影響研究較多［4～9］，但考慮到陸良縣高海拔的植煙環(huán)境，因此有必要開展高海拔條件下不同土壤類型對烤煙品質(zhì)影響的研究，旨在為陸良縣特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)和煙葉品質(zhì)的進(jìn)一步提高提供理論根據(jù)。

1　材料和方法

1.1樣品采集

（1）土樣采集。2008～2009年連續(xù)2年在陸良縣中樞、板橋、馬街、活水、龍海、召夸、大漠、小白戶、芳華9個生態(tài)氣候條件相近鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）采集有代表性的土樣320個。土樣采集時間選在煙草尚未施用底肥和移栽之前，以反映采樣地塊真實的養(yǎng)分狀況和供肥能力，同時注意避開雨季。用GPS對取樣點進(jìn)行經(jīng)緯度和海拔高度定位。采用5點隨機(jī)取樣法取樣，土樣編號后經(jīng)風(fēng)干、磨碎、過篩等前處理置備待測樣。

（2）煙樣采集。從土壤樣品采集點取對應(yīng)的中桔三煙葉樣品，樣品等級由專職評級人員按照《GB 2635-92烤煙標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。每個樣品取1.5 kg，分別用于物理性狀、外觀質(zhì)量、化學(xué)成分的測定和評吸樣品的卷制。

1.2測定方法

（1）土樣測定。pH采用電極法；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化法測定；全氮含量采用凱氏定氮法測定；堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定；有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用火焰光度法測定。

（2）煙樣測定。檢測的化學(xué)成分指標(biāo)包括:煙堿、總氮、總糖、還原糖、鉀和氯，計算氮堿比、糖堿比等，具體方法參見文獻(xiàn)［9］。

1.3試驗設(shè)計

按不同海拔高度，將陸良縣1 800～2 300 m海拔跨度的植煙土壤分設(shè)4個海拔組，即海拔組1（1 800～1 900 m）、海拔組2（1 900～2 000 m）、海拔組3（2 000～2 100 m）、海拔組4（2 100～2 300 m），統(tǒng)計每個海拔組植煙土壤類型及數(shù)量，然后分別對每個海拔組土壤類型的土壤理化性狀、中部煙葉化學(xué)成分等指標(biāo)進(jìn)行分析。各海拔組的土壤樣本分布情況如表1。

表1　陸良縣不同土壤類型的樣本數(shù)及海拔分布情況Table1 The status of the altitude distribution and samp les of different soil types in Luliang

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0以及EXCEL2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1陸良縣不同海拔下各土壤類型養(yǎng)分含量狀況

由表2可知，在海拔組1這個海拔區(qū)間內(nèi)，分布有水稻土、紅壤2種土壤類型。2種土壤類型的pH平均值分別為5.83、6.04，均介于烤煙適宜的土壤pH值范圍5.5～6.5之間。2種土壤有機(jī)質(zhì)的平均含量都在30 g／kg以上，堿解氮的平均含量也都超過100 mg／kg，處于超標(biāo)水平。而速效鉀的平均值均低于150 mg／kg的臨界水平，處于缺鉀狀態(tài)。

在海拔組2這個海拔范圍內(nèi)，水稻土的有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量偏高，pH和有效磷含量適宜，而速效鉀的含量低于150 mg／kg的臨界水平，屬于缺鉀土壤。海拔組2紅壤各養(yǎng)分指標(biāo)均達(dá)到理想狀態(tài)。海拔組3水稻土和紅壤的pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷含量均處在適宜水平，而速效鉀的含量偏低。

表2　4組海拔高度下不同土壤類型養(yǎng)分含量Table 2 Different types of soil nutrient content in the four altitude groups

綜合表2可知，陸良煙區(qū)不同海拔高度下各土壤類型均處于缺鉀狀態(tài)，而烤煙屬于喜鉀作物，鉀對烤煙正常生長和品質(zhì)至關(guān)重要。除此之外，各組速效鉀的標(biāo)準(zhǔn)差普遍偏大，說明土壤中速效鉀的含量分布非常不均，因此需要更進(jìn)一步探明缺鉀地塊，適當(dāng)增施及追施鉀肥。除海拔組2（1 900～2 000 m）的紅壤和海拔組3（2 000～2 100 m）的紅壤和水稻土，其他海拔組各土壤類型的有機(jī)質(zhì)含量均偏高，而煙株生長后期由于土壤有機(jī)質(zhì)的礦化，加之陸良煙區(qū)土壤堿解氮含量普遍偏高，會造成土壤氮素供應(yīng)過量，煙葉貪青晚熟，不容易正常落黃，甚至出現(xiàn)黑暴現(xiàn)象。因此在這2個海拔區(qū)間內(nèi)應(yīng)嚴(yán)格控制氮肥的施用。

2.2不同海拔和土壤類型對中部煙葉化學(xué)成分的影響

由表3可知，陸良縣中部煙葉總糖含量偏高，這可能是因為陸良地處高海拔地區(qū)，晝夜溫差大，而有利于煙株糖分的積累。煙堿含量在1.5%～3%，處于適宜水平。總糖含量普遍偏高的情況造成了烤煙糖堿比均超過10。糖堿比過大，煙味溫和，但勁頭小，香氣平淡［1］。陸良縣中部煙葉還原糖、總氮含量及氮堿比適宜。除海拔組3的水稻土烤煙氯離子含量略高于0.8%，其余煙葉氯含量均在0.3%～0.8%范圍內(nèi)，處于適宜水平。鉀離子最適宜含量在3%左右，一般要求不低于2.5%，而陸良縣中部煙葉的鉀含量均不超過2%，明顯偏低。

縱觀4個海拔組的烤煙化學(xué)成分，各組還原糖、總氮、煙堿、氯離子的含量及氮堿比都比較理想，而總糖、糖堿比的含量偏高，鉀離子含量均偏低。海拔組2（1 900～2 000 m）的紅壤、海拔組3（2 000～2 100 m）的水稻土烤煙總糖、還原糖含量適中，煙堿含量較低，煙葉鉀含量相對較高，糖堿比、氮堿比都比較理想。因此，該二個海拔組的煙葉化學(xué)成分較適宜。

表3　不同海拔高度及土壤類型下中部煙葉化學(xué)成分Table 3 E ffect of d ifferent altitudes and soil types on chem ical com position in them idd le leaves of flue-cured tobacco

2.3海拔高度、土壤養(yǎng)分與煙葉化學(xué)成分的相關(guān)分析

在水稻土條件下中部煙葉總氮與海拔高度呈顯著正相關(guān)；煙堿與土壤有效磷、速效鉀的含量極顯著正相關(guān)；烤煙鉀離子的含量與土壤有機(jī)質(zhì)和總氮的含量顯著負(fù)相關(guān)；烤煙糖堿比與土壤pH顯著負(fù)相關(guān)，與土壤有效磷、速效鉀的含量呈極顯著正相關(guān)。在水稻土中表現(xiàn)為土壤有效磷、速效鉀的含量對烤煙煙堿和糖堿比的影響較大，土壤有機(jī)質(zhì)和總氮的含量影響煙葉鉀離子的含量。由表3已知陸良煙區(qū)烤煙煙堿含量總體偏高，因此在水稻土的條件下，可以適當(dāng)減少磷肥施用量，以降低烤煙煙堿的含量，同時也應(yīng)通過改善pH等途徑降低烤煙糖堿比。

表4　水稻土養(yǎng)分及海拔高度與中部煙葉化學(xué)成分的相關(guān)系數(shù)Tab le4 correlation coefficient of paddy soil characteristics and chem ical composition of tobacco at different altitudes

由表5可知，在紅壤條件下，烤煙總糖和還原糖的含量與海拔高度呈顯著正相關(guān)，與土壤堿解氮的含量呈極顯著正相關(guān)；與土壤pH呈極顯著負(fù)相關(guān)?？緹熲涬x子的含量與海拔高度、土壤速效鉀的含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)；煙葉氯離子的含量與海拔高度、土壤有效磷的含量極顯著正相關(guān)，與土壤pH、總氮含量極顯著負(fù)相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)含量顯著負(fù)相關(guān)。在紅壤條件下，應(yīng)通過控制氮肥的使用，提高土壤pH等手段減少烤煙中過高的總糖含量，從而達(dá)到降低總糖含量，改善烤煙糖堿比的目標(biāo)?？梢酝ㄟ^適施生物鉀肥以提高土壤速效鉀的含量［10～13］，從而提高烤煙鉀離子的含量。

（續(xù)表5）

3　討論

海拔高度是影響煙葉質(zhì)量的重要因子。海拔高度的差異對光、熱、水的再分配，地下水的動態(tài)變化，潛水面、土地及土壤的空間分布都起著重要的作用，這些因素都直接影響烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量。隨著海拔高度增大，日平均氣溫下降，積溫有效性增強(qiáng)，降水量增大，相對濕度增大，日照率上升［16］。陸良縣高海拔的植煙環(huán)境決定了烤煙化學(xué)成分中總糖含量偏高、糖堿比的不適宜。此外，土壤鉀離子普遍匱乏造成了烤煙中鉀的缺乏。這兩個問題制約了陸良優(yōu)質(zhì)烤煙的生產(chǎn)，因此需要因地制宜的提出解決方案。

前人研究認(rèn)為，在一定的海拔高度范圍內(nèi)總糖、還原糖、鉀含量、糖堿比值隨海拔高度升高而提高，海拔高度與總糖、還原糖正相關(guān)；煙堿、總氮含量隨海拔升高而降低，與海拔高度呈負(fù)相關(guān)；適當(dāng)提高海拔高度可以使煙葉的主要化學(xué)成分更趨協(xié)調(diào)，從而提高煙葉的可用性，但是超過了這個范圍，在過高的海拔這些相關(guān)規(guī)律性明顯降低［2，7，8，17，18］。本文相關(guān)分析表明:紅壤條件下，烤煙鉀離子、氯離子的含量與海拔高度呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，但當(dāng)海拔高度提升到2 100～2 300 m時，烤煙鉀離子、氯離子的含量不升反降，這與上述研究一致。王浩雅等［19］研究認(rèn)為，海拔是個綜合性的概念，包含著很多的單因素，例如隨海拔高度的變化，大氣壓強(qiáng)也隨之變化，每個煙株所受到的壓力就會不同，從理論上來說，這也是影響煙葉品質(zhì)的重要因素。所以，單純考慮海拔對煙葉品質(zhì)的影響，不夠準(zhǔn)確。需要盡可能全面的找出因為海拔高度造成的各種不同的生態(tài)條件因素，然后單獨分析不同海拔高度這個綜合因素的一個或多個單因素對烤煙品質(zhì)影響的貢獻(xiàn)率，前人在這方面的研究不多，需要更進(jìn)一步的探索。

4　結(jié)論

陸良縣各海拔植煙土壤均存在一定程度的缺鉀狀況，烤后煙葉的總糖含量偏高。從土壤類型來看，植煙土壤為水稻土的地塊，應(yīng)嚴(yán)格控制烤煙供氮，適當(dāng)?shù)乜刂仆寥烙袡C(jī)質(zhì)和總氮的含量，進(jìn)而促進(jìn)鉀離子在煙葉中的積累，同時可以通過減少磷肥的施用量來降低煙葉中煙堿含量；土壤類型為紅壤的地塊，可以通過施用石灰、白云石粉等酸性土壤改良劑改善土壤pH［14，15］，從而降低烤煙中總糖的含量。從土壤的養(yǎng)分含量狀況以及烤后煙葉化學(xué)成分分析的結(jié)果來看，4組海拔高度中，除海拔組2（1 900～2 000 m）的紅壤和海拔組3（2 000～2 100 m）的紅壤和水稻土，其他海拔組土壤類型的有機(jī)質(zhì)含量均偏高，而煙株生長后期由于土壤有機(jī)質(zhì)的礦化，加之陸良煙區(qū)土壤堿解氮含量普遍偏高，會造成土壤氮素供應(yīng)過量，煙葉貪青晚熟，因此這些海拔組土壤類型應(yīng)嚴(yán)格控制氮肥的使用。海拔組2（1 900～2 000 m）的紅壤、海拔組3（2 000～2 100 m）的水稻土烤煙總糖、還原糖含量適中，煙堿含量較低，煙葉鉀含量相對較高，糖堿比、氮堿比都比較理想，更適合發(fā)展優(yōu)質(zhì)烤煙。

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Effect of Altitude and Soil Types on Chem ical Composition of Flue-cured Tobacco Leaves in Luliang Tobacco-grow ing Areas

LIU Hao，ZHOU Ji-heng*，ZHANG Yi
（Institute of Tobacco，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

The relationships of chem ical composition in tobacco leaf at the different altitudes and soil types of Luliang were studied in this paper.The results showed that，different soil types in all altitudes of Luliang tobacco-growing areaswere short of available potassium，total sugar of flue-cured tobacco leafwas overweight.For paddy soil，there were negative correlations between available potassium of tobacco leaf and organicmatter of soil，sugar-nicotine ratio of tobacco leaf and soil pH，available potassium，available phosphorous of soil.In the condition of red soil，there were significantly positive correlations between total sugar of tobacco leaf and altitude，reducing sugar of tobacco leaf and altitude.Therewere significant negative correlations between total sugar of tobacco leaf and soil pH.Significantly positive correlation was showed between potassium of tobacco leaf and altitude，soil available potassium.In conclusion，red soil of Luliang tobacco-growing areas under 1 900～2 000m altitude and 2 000～2 100 m elevation in red soil and paddy soilwasmore suitable for the development of high quality flue-cured tobacco.

tobacco；soil；altitude；chemical composition；Luliang

S572.06

A

1001-5280（2015）06-0617-05

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.06.10

2015-07-28

劉 浩（1991-），男，湖南常德人，碩士研究生，Email:1132758603＠qq.com。*通信作者:周冀衡，教授，博導(dǎo)，主要從事煙草科學(xué)與工程技術(shù)研究，Email:jhzhou2005＠163.com。

中國煙草總公司云南省公司科技計劃項目（2015YN22）。