羅平煙區(qū)不同植煙土壤養(yǎng)分狀況對中部煙葉化學(xué)成分可用性的影響

賀丹鋒++周冀衡++孫書斌++李鑫++張毅++張紀(jì)利++王浩

摘 要：選取2010年云南羅平煙區(qū)10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中部煙葉和對應(yīng)土樣樣品362份，運(yùn)用隸屬度函數(shù)法和主成分分析法計(jì)算出代表煙葉質(zhì)量狀況的化學(xué)成分可用性指數(shù)（CCUI值），對羅平煙區(qū)中部煙葉化學(xué)成分可用性進(jìn)行綜合評價(jià)，并對羅平煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明：（1）羅平植煙土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮和速效鉀含量豐富，全鉀含量中等，速效磷含量偏高，pH值適宜，除全氮含量外，在不同產(chǎn)地間，其余各土壤養(yǎng)分含量均達(dá)到極顯著差異水平。（2）羅平中部煙葉煙堿、總氮、鉀和氯含量以及鉀氯比和氮堿比較為適宜，總糖、還原糖和糖堿比較高，鉀氯比和氯含量變異程度較大。（3）羅平煙區(qū)中部煙葉煙堿含量在品種間和產(chǎn)地間差異不顯著，氮堿比在產(chǎn)地間差異不顯著，總氮在品種間差異不顯著，其余化學(xué)成分在品種和產(chǎn)地間均達(dá)到顯著或極顯著差異；煙葉化學(xué)成分可用性品種間表現(xiàn)為：K326>云煙85>云煙87>云煙97，產(chǎn)地間表現(xiàn)為：大水井鄉(xiāng)>羅雄鎮(zhèn)>老廠鄉(xiāng)>板橋鎮(zhèn)>富樂鎮(zhèn)>九龍鎮(zhèn)>鐘山鄉(xiāng)>舊屋基鄉(xiāng)>阿崗鎮(zhèn)>馬街鎮(zhèn)。

關(guān)鍵詞：羅平煙區(qū)；化學(xué)成分；可用性；土壤養(yǎng)分

中圖分類號：Q938.1+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.05.007

Chemical Component Usability of Middle Leaves and its Relation to Soil Nutrient in Luoping Tobacco-planting Area

HE Danfeng1，ZHOU Jiheng1， SUN Shubin1， LI Xin1， ZHANG Yi1， ZHANG Jili2， WANG Hao3

（1. Institute of Tobacco，Hunan Agricultural University， Changsha，Hunan 410128， China； 2. China Tobacco Guangxi Industrial Limited Company，Nanning，Guangxi 310009， China； 3.China Tobacco Yunnan Industrial Limited Company， Kunming， Yunnan 650231， China）

Abstract：362 samples of middle tobacco leaves and corresponding soil sample harvested in 2010 from 10 counties of Luoping in Yunnan Province were determined， the usability index （CCUI value），which represents the quality of tobacco leaves on the basis of chemical components in tobacco leaves was calculated with membership function method and principal component analysis method to comprehensively evaluate the usability of Luoping middle tobacco leaves on the basis of their chemical compositions， and the soil nutrient threshold of Luoping tobacco-planting area was analyzed. The results showed that：（1）the content of organic matter， total nitrogen， total phosphorus， Alkali hydrolysable nitrogen and the content of available potassium were rich， the content of total potassium was medium， the content of available phosphorus was high and pH was appropriate. In addition to the content of total nitrogen， while the other soil nutrients differed extremely significantly between growing areas. （2）The contents of nicotine，total nitrogen ， potassium and chorine， and the ratio of potassium to chorine， the ratio of nitrogen to nicotine in Luoping middle tobacco leaves were moderate， while the contents of total sugar and reducing sugar， and the ratio of sugar to nicotine were higher， the content of chorine and the ratio of potassium to chorine have larger variation.（3）Nicotine content did not differ significantly between varieties or growing areas， the ratio of nitrogen to nicotine did not differ significantly between growing areas， total nitrogen content did not differ significantly between varieties， while the other chemical components differed significantly or extremely significantly between varieties or growing areas. The order of usability among varieties was K326>Yunyan85>Yunyan87>Yunyan97，among growing areas was Dashuijing County>Luoxiong County>Laochang County>Banqiao County>Fule County>Jiulong County>Zhongshan County>Jiuwuji County>Agang County>Majie County.

Key words：Luoping tobacco-planting area； chemical component； usability；soil nutrient

煙葉品質(zhì)包括外觀質(zhì)量、內(nèi)在品質(zhì)、化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性和煙葉安全性等諸多方面，內(nèi)在化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性決定著煙葉質(zhì)量[1]。煙葉內(nèi)在化學(xué)成分及其比列的協(xié)調(diào)性決定著卷煙的煙氣特性，直接影響煙葉的工業(yè)可用性和卷煙產(chǎn)品的安全性[2]。羅平縣有適宜烤煙種植的土壤、氣候等諸多自然條件，是全國優(yōu)質(zhì)煙葉重要產(chǎn)區(qū)之一。李自強(qiáng)[3]對羅平植煙土壤特性與煙葉質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行了研究；劉麗等[4]和王軍[5]對羅平煙區(qū)不同主栽烤煙品種煙葉質(zhì)量進(jìn)行了差異分析；李強(qiáng)等[6]運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對羅平煙區(qū)植煙土壤進(jìn)行了養(yǎng)分豐缺評價(jià)，有關(guān)曲靖煙區(qū)烤煙化學(xué)成分可用性分析已有一些報(bào)道[7-8]，但對羅平縣不同植煙土壤養(yǎng)分狀況下烤煙化學(xué)成分可用性評價(jià)的研究還鮮有報(bào)道。因此，基于模糊數(shù)學(xué)理論系統(tǒng)分析了羅平中部煙葉化學(xué)成分的可用性，并對羅平縣植煙土壤養(yǎng)分如何影響其煙葉可用性做了研究以及提出了羅平煙區(qū)植煙土壤閾值，旨在明確羅平煙區(qū)不同品種、不同產(chǎn)地?zé)熑~特色風(fēng)格差異的化學(xué)成分基礎(chǔ)以及不同可用性和不同產(chǎn)地?zé)熑~的土壤養(yǎng)分背景，為指導(dǎo)羅平特色優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)及羅平煙區(qū)平衡施肥和土壤養(yǎng)分管理提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

2010年，在羅平縣10個(gè)植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集煙葉樣品，等級為C3F（中橘三），共362套，每套樣品2 kg。為確保煙葉樣品代表性，選取大田管理合理、煙田長勢良好一致、成熟采烤且烤后外觀質(zhì)量較好的煙葉。同時(shí)，采用GPS技術(shù)，對取樣煙田定點(diǎn)取土樣，分布圖見圖1。煙田未施基肥前進(jìn)行土樣取樣，取土深度0～20 cm。每個(gè)取樣煙田隨機(jī)選取5個(gè)以上取樣點(diǎn)，混勻后采用四分法取1 kg土樣，登記編號后，經(jīng)風(fēng)干、去雜、研磨及過篩后備用測定。

1.2 指標(biāo)測定方法

煙葉指標(biāo)的測定，其中總糖、還原糖、煙堿、總氮及氯采用連續(xù)流動(dòng)分析儀法[9]，鉀的測定采用火焰光度計(jì)法，并計(jì)算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀等指標(biāo)的測定方法見參考文獻(xiàn)[10-11]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

運(yùn)用隸屬度函數(shù)模型指數(shù)和主成分分析法計(jì)算烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)（Chemical Components Usability Index ，CCUI），計(jì)算公式為：

式中，Nij和Wij分別表示第i個(gè)樣品的第j個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)的隸屬度值和對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)（0

煙葉各指標(biāo)及土壤各指標(biāo)數(shù)據(jù)分析采用采用Excel 2007和SPSS 19.0等統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，繪圖采用ArcGIS9.3軟件實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 羅平植煙土樣養(yǎng)分狀況分析

2.1.1 羅平植煙土樣養(yǎng)分描述統(tǒng)計(jì)分析 參照以往的研究[12]及曲靖烤煙的綜合標(biāo)準(zhǔn)[13]植煙土壤養(yǎng)分的豐缺指標(biāo)（表1）可以看出，羅平植煙土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮和速效鉀的含量豐富，全鉀含量處于中等，速效磷含量偏高，pH值較適宜。其中速效磷、全鉀、速效鉀和全磷的變異程度較大，pH值、全氮和堿解氮的變異程度較小，相對較穩(wěn)定。

2.1.2 不同產(chǎn)地土壤養(yǎng)分差異性分析 由表2可知，除全氮含量外，不同產(chǎn)地間各土壤養(yǎng)分含量均達(dá)到極顯著差異。其中各產(chǎn)地pH值均在適宜范圍內(nèi)，以大水井鄉(xiāng)最高，阿崗鎮(zhèn)最低；有機(jī)質(zhì)含量以馬街鎮(zhèn)最高，為53.19 g·kg-1，含量偏高，其他各產(chǎn)地有機(jī)質(zhì)含量豐富。除阿崗鎮(zhèn)、九龍鎮(zhèn)和鐘山鄉(xiāng)外，其他各產(chǎn)地全氮含量偏高，以馬街鎮(zhèn)最高。全磷含量以馬街鎮(zhèn)最高，阿崗鎮(zhèn)最低，其中馬街鎮(zhèn)、舊屋基鄉(xiāng)、富樂鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)和老廠鄉(xiāng)全磷含量偏高。老廠鄉(xiāng)全鉀含量最高，馬街鎮(zhèn)最低，馬街鎮(zhèn)全鉀含量偏低。堿解氮含量以舊屋基鄉(xiāng)最高，阿崗鎮(zhèn)最低，各產(chǎn)地堿解氮含量均在適宜范圍內(nèi)。除阿崗鎮(zhèn)、富樂鎮(zhèn)、老廠鄉(xiāng)和大水井鄉(xiāng)外，其他各產(chǎn)地速效磷含量均偏高，以馬街鎮(zhèn)最高，阿崗鎮(zhèn)最低。速效鉀含量以舊屋基鄉(xiāng)最高，阿崗鎮(zhèn)最低，除阿崗鎮(zhèn)、馬街鎮(zhèn)外，其他各產(chǎn)地速效鉀含量豐富。

2.2 煙葉化學(xué)成分含量分析

2.2.1 羅平中部煙葉化學(xué)成分描述統(tǒng)計(jì)分析 由表3可以看出，羅平烤后中部煙葉具有總糖、還原糖含量及糖堿比值較高的特點(diǎn)，平均值分別為30.97%，25.04%，12.16。根據(jù)國際優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分指標(biāo)，總的來看，羅平烤后中部煙葉煙堿、總氮、鉀和氯含量以及鉀氯比和氮堿比較為適宜。氯含量及鉀氯比變異程度較大，穩(wěn)定性較差；總氮、總糖和還原糖變異程度較小，其中總氮變異系數(shù)最小，相對較穩(wěn)定?？偺呛瓦€原糖的偏度系數(shù)小于0，為負(fù)向偏態(tài)峰，其它各指標(biāo)為正向偏態(tài)峰。各項(xiàng)指標(biāo)的峰度系數(shù)均大于0，為尖峭峰。

2.2.2 不同產(chǎn)地?zé)熑~化學(xué)成分差異性分析 表4可知，除煙堿含量和氮堿比外，其余化學(xué)成分在不同產(chǎn)地間差異均極顯著。其中，總糖和還原糖含量及糖堿比以阿崗鎮(zhèn)最高，馬街鎮(zhèn)次之，大水井鄉(xiāng)最低。富樂鎮(zhèn)總氮含量最高，板橋鎮(zhèn)次之，馬街鎮(zhèn)最低。鉀含量老廠鄉(xiāng)最高，大水井鄉(xiāng)次之，阿崗鎮(zhèn)最低。氯含量鐘山鄉(xiāng)最高，阿崗鎮(zhèn)次之，大水井鄉(xiāng)最低。鉀氯比老廠鄉(xiāng)最高，九龍鎮(zhèn)次之，舊屋基鄉(xiāng)最低。

2.2.3 不同品種煙葉化學(xué)成分差異性分析 由表5可知，除總氮和煙堿含量外，在不同品種間，糖堿比存在顯著差異，其余化學(xué)成分差異均極顯著?？偺呛縆326最低，極顯著低于其他品種，云煙97最高，云煙87和云煙85次之，3品種間差異不顯著。還原糖以云煙97最高，云煙87次之，K326最低，云煙97極顯著高于云煙85和K326，與云煙87無顯著差異；總氮含量各品種間無顯著差異，以云煙85最高，K326最低。各品種中部煙葉煙堿含量差異不顯著，以云煙97最高，云煙85最低。K326鉀含量最高，極顯著高于云煙87和云煙97，與云煙85達(dá)到顯著差異。云煙97氯含量最高，極顯著高于其他品種，其它品種間無顯著差異。糖堿比以云煙87最高，顯著高于K326，與云煙85和云煙97差異不顯著。云煙85氮堿比最高，極顯著高于云煙97，顯著高于K326。鉀氯比以云煙85最高，極顯著高于云煙97，顯著高于云煙87，K326次之，與云煙97存在顯著差異。

2.3 煙葉化學(xué)成分可用性綜合評價(jià)

2.3.1 不同產(chǎn)地?zé)熑~可用性綜合評價(jià) 選取總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀和氯含量，以及鉀氯比、糖堿比和氮堿比等9項(xiàng)指標(biāo)作為評價(jià)羅平中部煙葉化學(xué)成分可用性的因子。參照以往研究[7]，確定羅平中部煙葉總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯含量，以及糖堿比和氮堿比的隸屬函數(shù)類型均為拋物線型，函數(shù)表達(dá)式為：

（1）

羅平中部煙葉鉀含量和鉀氯比的隸屬函數(shù)類型均為S型，函數(shù)表達(dá)式為：

（2）

計(jì)算各參評指標(biāo)的隸屬度值，再運(yùn)用主成分分析法，計(jì)算得到各參評指標(biāo)的權(quán)重值。羅平中部煙葉化學(xué)成分可用性評價(jià)的函數(shù)拐點(diǎn)及指標(biāo)權(quán)重見表6。

參照以往研究[14-15]，按CCUI值≥80、70～80、60～70、50～60和≤50，將煙葉化學(xué)成分可用性分為好（Ⅰ級）、較好（Ⅱ級）、中等（Ⅲ級）、稍差（Ⅳ級）和差（Ⅴ級）5個(gè)檔次。由表7可以看出，各產(chǎn)地間煙葉化學(xué)成分可用性存在極顯著差異，其中以大水井鄉(xiāng)CCUI值最高，羅雄鎮(zhèn)次之，馬街鎮(zhèn)最低，各產(chǎn)地烤后中部煙葉化學(xué)成分可用性指數(shù)呈現(xiàn)為大水井鄉(xiāng)>羅雄鎮(zhèn)>老廠鄉(xiāng)>板橋鎮(zhèn)>富樂鎮(zhèn)>九龍鎮(zhèn)>鐘山鄉(xiāng)>舊屋基鄉(xiāng)>阿崗鎮(zhèn)>馬街鎮(zhèn)的趨勢。其中大水井鄉(xiāng)、羅雄鎮(zhèn)、老廠鄉(xiāng)、板橋鎮(zhèn)、富樂鎮(zhèn)和九龍鎮(zhèn)CCUI值基本處在Ⅱ、Ⅲ級范圍內(nèi)，且變異系數(shù)在13.18%～20.17%之間，相對穩(wěn)定，煙葉質(zhì)量狀況良好。鐘山鄉(xiāng)和舊屋基鄉(xiāng)CCUI值基本處在Ⅲ、Ⅳ級范圍內(nèi)，變異系數(shù)分別為20.82%，16.05%，較為穩(wěn)定，煙葉質(zhì)量狀況較為良好。阿崗鎮(zhèn)和馬街鎮(zhèn)CCUI值基本處在Ⅳ、Ⅴ級范圍內(nèi)，煙葉質(zhì)量相對較差。羅平中部煙葉可用性分布見圖2。

2.3.2 不同品種煙葉可用性綜合評價(jià) 由表8可知，羅平縣不同品種間中部煙葉CCUI值表現(xiàn)為K326>云煙85>云煙87>云煙97。K326和云煙85煙葉可用性較好，Ⅲ級及以上的煙葉分別有52.271%，46.84%。云煙85和云煙97煙葉可用性相對較差，Ⅴ級煙葉分別有39.19%，57.89%。

2.3.3 不同可用性煙葉土壤養(yǎng)分含量分析 由表9看出，等級較好煙葉土壤有機(jī)質(zhì)、全鉀、速效鉀和堿解氮含量豐富；全磷和速效磷含量適中。Ⅴ級煙葉其土壤表現(xiàn)出速效鉀、全鉀和堿解氮含量偏低；有機(jī)質(zhì)、全磷和速效磷含量偏高的特點(diǎn)。Ⅰ級和Ⅱ級煙葉其土壤養(yǎng)分含量平均值表現(xiàn)為：pH值 6.66，有機(jī)質(zhì)含量38.19 g·kg-1，全氮含量2.03 g·kg-1，全磷含量1.55 g·kg-1，全鉀含量15.24 g·kg-1，堿解氮含量170.99 mg·kg-1，速效磷含量32.58 mg·kg-1，速效鉀含量298.01 mg·kg-1。

3 結(jié)論與討論

羅平中部煙葉具有糖含量、糖堿比較高的特點(diǎn)，總氮、總糖和還原糖變異程度較小，相對穩(wěn)定，這可能是羅平烤煙清香型特色風(fēng)格形成的重要化學(xué)成分基礎(chǔ)?？偟膩砜?，羅平中部煙葉煙堿、總氮、鉀和氯含量以及鉀氯比和氮堿比較為適宜，符合優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，其糖含量、糖堿比較高可能由于羅平晝夜溫差大，有利于碳水化合物積累，但其氯含量及鉀氯比變異程度較大，穩(wěn)定性較差，可能與各產(chǎn)地土壤條件及氣候因子有關(guān)。羅平中部煙葉除煙堿和氮堿比外，在不同產(chǎn)地間，其余化學(xué)成分均表現(xiàn)極顯著差異，這可能是導(dǎo)致不同產(chǎn)地間煙葉可用性指數(shù)差異的重要原因。羅平中部煙葉不同品種間除總氮和煙堿外，其余化學(xué)成分均存在顯著或極顯著差異，這可能是羅平煙區(qū)不同品種、不同地域間煙葉特色風(fēng)格存在差異的重要原因。

從不同產(chǎn)地羅平中部煙葉化學(xué)成分可用性分析來看，各產(chǎn)地間煙葉化學(xué)成分可用性存在顯著差異。具體表現(xiàn)為：大水井鄉(xiāng)>羅雄鎮(zhèn)>老廠鄉(xiāng)>板橋鎮(zhèn)>富樂鎮(zhèn)>九龍鎮(zhèn)>鐘山鄉(xiāng)>舊屋基鄉(xiāng)>阿崗鎮(zhèn)>馬街鎮(zhèn)，羅平西北煙區(qū)煙葉可用性較差，煙葉可用性高的區(qū)域集中在中部、南部以及北部少數(shù)區(qū)域，可能與羅平西北煙區(qū)平均海拔較高以及土壤、氣候等生態(tài)因子有關(guān)。具體針對羅平煙區(qū)不同產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)，施肥建議措施如下：馬街鎮(zhèn)、老廠鄉(xiāng)、富樂鎮(zhèn)、舊屋基鄉(xiāng)要控施氮肥，阿崗鎮(zhèn)和馬街鎮(zhèn)由于其速效鉀含量偏低要增施鉀肥；馬街鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)和舊屋基要控制磷肥用量。不同品種間中部煙葉可用性呈現(xiàn)為：K326>云煙85>云煙87>云煙97，評價(jià)結(jié)果與前人[8]研究有所差異，可能與品種自身特性以及對不同環(huán)境適宜性不同有關(guān)。

羅平植煙土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮和速效鉀含量豐富，全鉀含量中等，速效磷含量偏高，pH值適宜，這與李強(qiáng)[6]研究基本一致。從不同可用性煙葉土壤養(yǎng)分含量分析來看，煙葉可用性較高的植煙土壤表現(xiàn)出有機(jī)質(zhì)、全鉀、速效鉀和堿解氮含量豐富，全磷和速效磷含量適中，pH值適宜的特點(diǎn)，而煙葉可用性相對較差的植煙土壤其速效鉀、全鉀和堿解氮含量偏低，有機(jī)質(zhì)、全磷和速效磷含量偏高。不同產(chǎn)地間土壤養(yǎng)分含量除全氮外，均存在顯著或極顯著差異，結(jié)合不同產(chǎn)地?zé)熑~化學(xué)成分可用性指數(shù)來看，不同產(chǎn)地間土壤肥力的差異可能是導(dǎo)致其煙葉可用性的差異因素之一，針對煙葉可用性較差的產(chǎn)地可根據(jù)其具體土壤肥力情況來改善施肥措施，以達(dá)到提高其煙葉可用性的目的。煙葉可用性還可能與羅平煙區(qū)各產(chǎn)地海拔高度、降雨量、晝夜氣溫等諸多因素有關(guān)，筆者僅從土壤肥力情況來分析引起煙葉可用性差異的原因，尚存在不完善和缺乏整體性的缺陷，有待對羅平中部煙葉可用性差異評價(jià)體系進(jìn)行進(jìn)一步研究，但本研究對指導(dǎo)羅平煙區(qū)優(yōu)質(zhì)特色煙葉生產(chǎn)、平衡施肥有一定參考價(jià)值。

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