海南雪茄茄衣氯離子來(lái)源及降氯途徑分析

杜佳，周瑞生，姚芳，祝春崗，莫嬌，時(shí)向東

1 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南鄭州 450002；2 海南建恒哈瓦那雪茄有限公司，海南儋州 571700；3 海南省煙草公司儋州公司，海南儋州 571700

海南雪茄茄衣氯離子來(lái)源及降氯途徑分析

杜佳1，周瑞生2，姚芳1，祝春崗3，莫嬌1，時(shí)向東1

1 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南鄭州 450002；2 海南建恒哈瓦那雪茄有限公司，海南儋州 571700；3 海南省煙草公司儋州公司，海南儋州 571700

【目的】尋找海南茄衣氯離子來(lái)源，以求控制煙葉中氯離子含量?！痉椒ā糠治鲅芯苛藷熖锼础⒎试?、不同海岸線距離土壤、不同作物茬口以及整個(gè)生育期內(nèi)不同土層、煙株不同器官氯離子動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。【結(jié)果】①海南茄衣煙田水源、肥源不是煙葉中氯離子的主要來(lái)源；②植煙田距離海岸線的安全距離在10 km以外；③不同茬口作物（如香蕉、甘蔗、紅薯）中殘留氯離子是茄衣煙田氯的主要來(lái)源；④在海南降雨量較大的條件下，連續(xù)四年控制煙田氯離子進(jìn)入，煙葉氯含量呈持續(xù)下降趨勢(shì)。【結(jié)論】目前海南雪茄煙葉氯離子來(lái)源于前茬作物土壤殘留，推測(cè)來(lái)自少量海水的滲透；建議種煙的安全距離在距離海岸線10 km以上，并嚴(yán)格控制含氯肥料的使用。

海南，雪茄茄衣；降氯

氯是煙草以及其他植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的元素之一[1-2]，適當(dāng)?shù)穆瓤梢愿纳茻熑~的品質(zhì)，提高煙葉質(zhì)量，如提高煙葉韌性、油分，降低破損率等[3]。但是，煙草屬于弱耐氯作物，耐氯臨界值150 ～ 300 mg/kg[4]，當(dāng)土壤總氯量超過(guò)600 mg/kg時(shí)煙草就會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象[5]。煙葉氯含量過(guò)高時(shí)常導(dǎo)致葉片厚而脆，彈性下降，燃燒性差，煙灰發(fā)黑[6]，香氣量下降和品質(zhì)變差等一系列弊端[7]。施氯量影響煙株氯含量、積累量及烤后煙葉產(chǎn)質(zhì)量，隨著施氯量的上升，煙株的氯含量和積累量均表現(xiàn)為顯著上升的趨勢(shì)，整株氯含量和積累量與施氯量呈極顯著的正相關(guān)[8-9]。通常認(rèn)為，土壤氯離子來(lái)源與灌水[10]、肥料[11]、前作[12]等因素有關(guān)。

海南省屬典型的海洋性氣候，與世界上最著名的雪茄煙產(chǎn)地——古巴相比，都在北緯20°左右，并擁有相似的氣候條件和深厚肥沃的紅色沙壤土質(zhì)，煙葉生長(zhǎng)季節(jié)平均氣溫25°C以上，相對(duì)濕度77% ～86%[13]，是我國(guó)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雪茄原料最具優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)區(qū)。但近年來(lái)海南煙葉存在的突出問(wèn)題是氯離子含量明顯偏高，導(dǎo)致化學(xué)成分不協(xié)調(diào)，影響工業(yè)可用性。本文旨在尋找海南茄衣氯離子含量高的原因，以求在源頭上控制氯離子的輸入，從而為控制海南茄衣氯離子含量提供科學(xué)依據(jù)。

1 調(diào)查內(nèi)容與測(cè)定方法

1.1 試驗(yàn)田基本情況

大田試驗(yàn)：試驗(yàn)地設(shè)在海南省儋州市光村鎮(zhèn)，距離海岸線6 km。試驗(yàn)小區(qū)為沙壤土。供試品種：JH-1茄衣品種。土壤氯離子含量為14.27 mg/kg。

試驗(yàn)田面積333.3 m2。施純氮210 kg/hm2，氮-磷-鉀比例為1:1.5:2，田間管理和采收調(diào)制措施按優(yōu)質(zhì)雪茄煙生產(chǎn)管理規(guī)程進(jìn)行。

1.2 調(diào)查內(nèi)容

1.2.1 雪茄煙生長(zhǎng)過(guò)程中土壤和煙株氯離子含量變化

土壤：于2014年11月—2015年3月分別在移栽后0d、20d、35d、50d、65d、80d，取壟上株間深度為0 ～ 20cm、20 ～ 40cm土壤；

煙葉樣品：分別在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)初期、打頂期和采收結(jié)束取有代表性的煙株，進(jìn)行整株采收，分離根、莖、葉后，清水沖洗， 105℃殺青15min，然后60℃烘干至恒重，過(guò)60目篩后供分析用。

1.2.2 灌溉水和雨水氯離子含量

灌溉用水：對(duì)灌溉水管水（井水）排出5min后的水進(jìn)行取樣，每次取100mL，取3次，分別于2014年11月5日，2015年3月1日，2015年4月1日取樣。

水庫(kù)水：分別于2014年11月5日，2015年3月1日，2015年4月1日在水庫(kù)灌溉水渠口取流動(dòng)水樣，每次100 mL；分別測(cè)定后計(jì)算平均值和變異系數(shù)。

降雨：分別于2014年11月，2014年12月，2015年3月。每月1次隨機(jī)在降雨天氣下，將蒸餾水潤(rùn)洗過(guò)的3個(gè)200mL燒杯隨機(jī)放置于煙田內(nèi)，取約200mL雨水進(jìn)行分析；分別測(cè)定后計(jì)算平均值和變異系數(shù)。

1.2.3 肥料氯離子含量

2014年11月對(duì)所購(gòu)買(mǎi)的肥料每種隨機(jī)取三份，每份200g, 進(jìn)行化學(xué)成分分析。

1.2.4 不同海岸線距離土壤氯離子含量

于2014年12月對(duì)距離海岸線0km（19°50′17.5″N，109°29′20.0″）、10km（19°44′56.7″N，109°30′05.3″）、20km（19°39′35.6″N，109°30′50.6″）、30km（19°34′14.7″N，109°31′35.8″）、40km（19°28′53.7″N，109°32′21.0″）的0～20cm、20～40cm、40～60cm自然荒地土壤每個(gè)地區(qū)隨機(jī)取3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行取樣。

1.2.5 不同茬口土壤氯離子含量

于2014年8月調(diào)查不同茬口作物，并對(duì)周邊紅薯地、甘蔗地、香蕉地0～20cm、20～40cm、40～60cm不同深度土壤進(jìn)行取樣，每個(gè)地區(qū)隨機(jī)取3個(gè)點(diǎn)，分析氯含量。

1.2.6 不同年份煙葉氯離子含量

2012—2015年海南茄衣煙葉來(lái)自海南建恒公司提供庫(kù)存煙葉，每年份各不同等級(jí)煙葉隨機(jī)取樣3次每次100g左右。

1.3 測(cè)定方法

土壤氯離子用5:1水土比浸提法——AgNO3滴定法；根、莖、葉氯的測(cè)定采用YC/T 218—2002連續(xù)流動(dòng)法檢測(cè)；水樣氯離子測(cè)定使用AgNO3滴定法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件、DPS 7.05軟件和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，由Tukey法分析均值差異的顯著性, 顯著性水平P＜0.05，以a、b、c表示其差異性，數(shù)字后不含有相同字母表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 海南茄衣生產(chǎn)過(guò)程中土壤和煙株氯離子動(dòng)態(tài)變化情況

2.1.1 茄衣大田生長(zhǎng)過(guò)程中土壤氯離子含量動(dòng)態(tài)變化

對(duì)煙株大田生育期內(nèi)不同深度土壤取樣分析氯離子動(dòng)態(tài)（圖1）。從圖1可以看出，移栽時(shí)土壤氯含量均高于優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)要求氯含量[14]30mg/kg，隨著時(shí)間的推進(jìn)，不同深度土層氯離子含量總體均呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。尤其是0 ～ 20cm土層，在整個(gè)生育期，氯離子含量下降了74.29%。這種變化顯然是與降水、灌溉水的向下壓滲和煙株對(duì)氯的吸收等有關(guān)。但在65d時(shí)土壤中氯離子出現(xiàn)小幅度的上升，這可能是因?yàn)榻邓康臏p少和煙葉采收期灌水減少、煙株吸氯量下降等導(dǎo)致土壤氯離子上升，但整個(gè)大田生育期內(nèi)土壤中氯離子呈下降趨勢(shì)。

圖1 煙葉生長(zhǎng)過(guò)程土壤氯離子含量動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of soil chloride ion content by tobacco Growth

2.1.2 茄衣大田生長(zhǎng)過(guò)程中煙株氯離子含量的動(dòng)態(tài)變化

對(duì)煙株在大田生育期煙內(nèi)各器官氯離子積累動(dòng)態(tài)進(jìn)行測(cè)定（圖2）。結(jié)果顯示，隨著煙株大田生長(zhǎng)發(fā)育，根、莖、葉中氯離子均呈現(xiàn)顯著上升的趨勢(shì)，其中以莖和葉增長(zhǎng)最為明顯，其中葉的擬合方程為y葉= 0.239x - 0.155（R2 = 0.9666）。結(jié)合生育期內(nèi)植煙土壤氯離子變化規(guī)律，可以認(rèn)為茄衣中氯離子主要來(lái)自對(duì)土壤中氯的吸收。

圖2 煙葉生育期氯離子積累量Fig.2 Accumulation of chloride ions in the tobacco growing period

2.2 植煙土壤中氯離子來(lái)源分析

2.2.1 煙田灌溉用水中的氯離子含量

氯離子的流動(dòng)性強(qiáng)，易隨水的流動(dòng)而轉(zhuǎn)移，煙田灌水氯含量是衡量煙田灌溉水質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)[15-16]。全國(guó)煙草種植區(qū)劃報(bào)告，灌溉水中氯離子含量大于30 mg/L時(shí)會(huì)影響煙葉的燃燒性，超過(guò)45 mg/L的則會(huì)導(dǎo)致煙葉吸食時(shí)嚴(yán)重熄火[17]。也有研究認(rèn)為煙田灌水氯含量不應(yīng)高于25 mg/L[18]。由表1可知，煙田灌溉水源中氯離子含量為水庫(kù)水＞井水＞降雨，水庫(kù)水和井水中氯離子可能來(lái)源于土壤中滲透。無(wú)論何種水源，比照植煙灌溉水要求氯離子含量均遠(yuǎn)低于25 mg/L水平，因此海南茄衣煙田所使用的灌溉水源氯離子含量在合理范圍內(nèi)，煙田灌溉用水不是導(dǎo)致煙葉中氯離子含量過(guò)高的主要原因。

表1 煙田灌溉水源中的氯離子含量Tab.1Tobacco chloride content in water

2.2.2 煙用肥料中的氯離子含量分析

研究表明煙田施用肥料中氯含量與煙葉中氯含量呈顯著正相關(guān)[19]。由表2可知，海南大部分煙用施用肥料中未檢測(cè)出氯離子，僅在濱地牌硫酸鉀鎂中檢測(cè)出氯離子其含量為2.66mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于煙用肥料氯含量控制指標(biāo)＜0.5～1.0%[3]，均符合植煙要求，肥料不是導(dǎo)致海南雪茄煙葉中氯離子含量過(guò)高的直接原因。

表2 茄衣煙田施用的肥料中氯離子含量Tab.2 Field of chloride ion in fertilizer

2.2.3 不同海岸線距離土壤氯離子含量分析

對(duì)不同海岸線距離，不同深度荒地土壤氯離子含量進(jìn)行檢測(cè)分析（圖3）。在距海岸線0km處土壤氯含量總體較高，并且深層土壤氯離子含量明顯較高。分析可能是由于海水倒灌、滲透原因造成。0 ～ 20 cm土層，距海岸線0至30 km均有較明顯下降，30至40km變化不大。當(dāng)距海岸線10km以下，20 ～ 40cm與40 ～ 60cm土層中，氯離子含量基本均高于30mg/kg；當(dāng)距離海岸線大于等于10km時(shí)，土壤不同耕層深度氯含量均低于30mg/kg；隨著離海岸線的距離增大，土壤氯含量下降幅度變??；距離海岸線10km后不同地點(diǎn)＞20 cm深度土壤氯含量變化也不大。因此，從本研究結(jié)果看海南雪茄煙種植安全距離應(yīng)該在10km以上。

圖3 不同海岸線距離取樣地點(diǎn)Fig.3 Different sampling locations from the coastline

2.2.4 不同作物茬口對(duì)土壤氯離子含量的影響

對(duì)種植紅薯、甘蔗、香蕉的作物土壤進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果見(jiàn)圖4。不同作物茬口不同深度土壤的氯離子均高于30mg/kg。隨著土層深度的增加，氯離子均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明該部分氯離子來(lái)自外源氯的加入，呈現(xiàn)從上往下滲透的趨勢(shì)。調(diào)查表明當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植香蕉對(duì)鉀肥需求大，且對(duì)氯沒(méi)有限制要求，施用氯化鉀肥料不僅能快速增加鉀含量，并且有價(jià)格低廉優(yōu)勢(shì)，所以香蕉地有較高的氯離子含量，達(dá)到128mg/kg，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煙葉要求的土壤氯含量。同理，甘蔗地、紅薯地施用的鉀肥也是以氯化鉀為主，種植這類(lèi)作物田里土壤氯離子含量也遠(yuǎn)高于植煙田土壤的標(biāo)準(zhǔn)值。海南儋州茄衣種植基地在2011年土地大規(guī)模集中流轉(zhuǎn)為煙田時(shí)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民多以種植香蕉、甘蔗等為主。據(jù)此分析，海南茄衣氯離子含量高的主要原因，是前作常年使用含氯肥料造成的。

圖4 不同作物茬口土壤氯離子含量Fig.4 Different soil before the chloride ion content

2.3 不同種植年份煙葉氯含量變化規(guī)律

自2012年后，海南雪茄煙種植基地所有植煙土壤從水源、肥料等方面嚴(yán)格控制氯離子的輸入。三年來(lái)茄衣煙葉氯離子含量變化見(jiàn)圖5。從圖5可以看出，煙葉在2012年氯含量大多在3%以上，其中A1R等級(jí)氯含量達(dá)到4.3%。隨著種植年份的推移，各等級(jí)煙葉氯離子含量均出現(xiàn)了降低，尤其是A2F、A3F、A1R、A2R氯在2014年就有大幅度的下降，下降幅度基本都在60%以上。到2015年，所有地塊煙葉氯含量持續(xù)下降，但下降幅度較上年有明顯減小，煙葉氯含量基本都處于1%左右。

圖5 2012-2015年海南茄衣煙葉氯離子含量情況Fig.5 The chlorine ion contents of wrapper tobacco during 2012-2015 in Hai nan

3 結(jié)論

通過(guò)以上研究，可以得出以下結(jié)論：①大田生長(zhǎng)過(guò)程中煙葉氯含量逐步升高，土壤氯離子含量呈下降趨勢(shì)，煙葉中氯離子主要來(lái)自對(duì)土壤中氯的吸收；②煙田的降水、灌溉用水和施入的肥料中，氯離子含量均在適宜范圍內(nèi)，這些都不是造成土壤氯含量高的主要因素；③海水對(duì)土壤中氯含量有一定的增高作用，距離海岸線10km以上是植煙土壤氯離子含量的安全距離，越遠(yuǎn)離海岸線，氯離子含量越低；④香蕉、甘蔗、紅薯田氯離子含量都很高，農(nóng)民常年使用氯化鉀肥料，是導(dǎo)致土壤氯離子含量高的重要來(lái)源。⑤連續(xù)4年控氯煙田，煙葉氯離子含量呈持續(xù)下降趨勢(shì)。

因此，海南煙葉控制氯含量的根本途徑一是嚴(yán)格控制含氯肥料的使用，二是煙葉種植區(qū)域距離海岸線10km以上，三是煙田選地時(shí)應(yīng)避開(kāi)香蕉、甘蔗、紅薯等高氯殘留茬口。

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【作者】 許自成，李丹丹，畢慶文，殷英，邢小軍，張曉兵

中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2008年第5期

摘要：以四川主產(chǎn)煙區(qū)40份烤煙樣品為材料,研究了煙葉氯含量與揮發(fā)性香氣物質(zhì)及感官質(zhì)量的關(guān)系,結(jié)果表明:(1)四川烤煙氯含量較適宜,平均為(0.36±0.19)%,變幅為0.11%～1.12%,呈現(xiàn)出下部葉＞中部葉＞上部葉的趨勢(shì),但不同部位氯含量的變異系數(shù)較大。(2)煙葉氯含量與主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量之間存在著密切關(guān)系,當(dāng)烤煙氯含量＞0.6%時(shí),該組樣品的新植二烯含量和揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量均明顯低于氯含量為0.4%～0.6%組別樣本的含量,其類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量也明顯低于氯含量＜0.4%組別樣本的含量;而芳香族氨基酸降解產(chǎn)物、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、類(lèi)西柏烷降解產(chǎn)物含量在組間的差異不顯著。(3)當(dāng)烤煙氯含量在0.01%～1.20%的范圍內(nèi),氯含量與香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、燃燒性、灰色和評(píng)吸總分均存在著顯著的二次曲線回歸關(guān)系,但氯含量與刺激性的回歸關(guān)系則未達(dá)到顯著水平。

關(guān)鍵詞：烤煙；氯含量；揮發(fā)性香氣物質(zhì)；感官質(zhì)量；關(guān)系分析

Sources analysis and control approaches of chloride ions in cigar wrapper in Hainan

DU Jia1, ZHOU Ruisheng2, YAO Fang1, ZHU Chungang3, MO Jiao1,SHI Xiangdong1
1 Tobacco College of Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China；2 Hainan JianhengHavana Cigar Co., Danzhou 571700, China;3 Hainan Provincial Tobacco Company Danzhou branch, Danzhou 571700, China

[Objective] To control the content of chlorine ion in cigar wrapper in Hainan by finding out its sources. [Methods] The dynamic variation rule of the chloride ion was studied in the water and fertilizer sources of tobacco fields, soils of different distance from the coastline, various crop stubbles, different soil depth during all the growing period, and different organs of tobacco plants [Results]①I(mǎi)rrigation and fertilization were not the main source of chlorine ions in cigar wrappers.②The safe distance of tobacco field from the coastline was beyond 10km. ③Residual chlorine ions of different crop stubbles such as bananas, sugar cane，and sweet potato was the major source of chlorine in cigar wrapper ④The chlorine content showed a declining trend after four consecutive years of chloride ions control with high precipitation in Hainan province.[Conclusion] The high chloride residue of cigar tobacco in Hainan mainly came from the previous cropping soil and a few from the infiltration of the seawater. It was suggested that the safe distance of tobacco cultivation from the coast was more than 10km, and the intake of chlorine-containing fertilizer should be strictly controlled.

Hainan; cigar wrapper; reducing chlorine

杜佳，周瑞生，姚芳，等. 海南雪茄茄衣氯離子來(lái)源及降氯途徑分析[J]. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2016, 22（6）

中國(guó)煙草總公司“海南雪茄茄衣煙葉生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目（110201202013）

杜佳（1990—），碩士，研究方向：煙草栽培生理，Email：dujia5613@163.com

時(shí)向東（1966—），博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事煙草栽培生理生化研究，Tel：0371-63558589，Email：yancaoshixd@163.com

2016-06-12