緯度和海拔二維因素對云南烤煙農藝性狀的影響

宋鵬飛，馬 迅，王蘿萍，董高峰，閆 輝，王 熾，李枝武，倪 明，胡 靖，陳興位

(1．云南中煙工業(yè)有限責任公司技術中心, 云南 昆明 650231; 2.云南省農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境資源研究所, 云南 昆明 650205)

緯度和海拔二維因素對云南烤煙農藝性狀的影響

宋鵬飛1，馬 迅1，王蘿萍1，董高峰1，閆 輝2*，
王 熾2，李枝武2，倪 明2，胡 靖2，陳興位2

(1．云南中煙工業(yè)有限責任公司技術中心, 云南 昆明 650231; 2.云南省農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境資源研究所, 云南 昆明 650205)

【目的】云南烤煙種植分布廣泛，緯度和海拔的分布可能導致烤煙生育期和生長農藝性狀的差異，為了探討不同品種烤煙隨緯度、海拔的梯度變化而產生的適應性變化?！痉椒ā勘狙芯客ㄟ^試驗對比云南中煙主栽烤煙品種(云87、K326、紅大)在北緯23°～27°、海拔1200～2200 m區(qū)域內烤煙農藝性狀，分析烤煙生長與緯度、海拔分布之間的關系?！窘Y果】隨著緯度增加，不同品種烤煙的生育期、葉片數、葉面積、產量均呈現出先升高后降低的趨勢，北緯25°烤煙農藝性狀表現好。海拔分布主要影響烤煙生長的前期階段，不同海拔分布下，烤煙農藝性狀總體表現為中海拔>高海拔>低海拔?！窘Y論】綜合研究表明，云南煙區(qū)北緯24°～26°適宜烤煙生長，其中北緯25°中海拔烤煙農藝性狀表現最好，具有生產高端煙葉潛力。

緯度；海拔；烤煙；農藝性狀

【研究意義】烤煙的生長發(fā)育并不是固定不變的，它受生態(tài)環(huán)境的影響而變化。生態(tài)環(huán)境條件主要表現為溫度、光照、降水等組合的差異。溫度對植物生長的影響主要通過植物的呼吸、蒸騰等生理代謝過程影響其生長發(fā)育，通常溫度降低會導致葉片長度和葉面積縮小，以減少因蒸騰作用散失水分。光照對植物的生長有促進作用，光照不足時會導致葉片厚度變薄，葉面積增加。水分是植物生長的重要因素，對植物的分布和生產力有著重要的影響[1-2]?！厩叭搜芯窟M展】緯度和海拔二維因素是綜合的環(huán)境因子，包含了溫度、光照、降水等環(huán)境因子的變化，是研究植物生理生態(tài)對環(huán)境響應的理想場所。海拔梯度與緯度梯度相比，環(huán)境因子沿海拔梯度變化要快1000倍[3]。海拔造成的環(huán)境異質性會極大地影響植物的生長，主要通過改變植株的外部形態(tài)結構、調節(jié)其內部生理及代謝方式。羅華元等對從美國引進的8個烤煙品種進行了高、低海拔種植的對比試驗，結果表明，低海拔區(qū)時烤煙苗期和大田生育期均比高海拔區(qū)短，且烤煙株高和葉數均比高海拔區(qū)有所增加[1,4]。試驗研究表明，海拔對煙葉產量、質量以及香吃味有著較明顯的影響[5-6]?！颈狙芯康那腥朦c】云南屬于高原山地，緯度跨度廣，海拔高差大，立體氣候特征明顯。【擬解決的關鍵問題】通過在云南煙區(qū)抽樣、調查、對比試驗研究云南不同緯度、海拔分布范圍，主栽品種(云87、K326、紅大)烤煙的生長發(fā)育狀況和區(qū)域特點，系統地分析烤煙農藝性狀(生育期、株高、葉片數、葉面積、產量)隨緯度、海拔分布的變化規(guī)律和差異。為云南烤煙種植布局和栽培管理提供理論依據，并且對煙葉原料體系的構建具有重要的指導作用。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

云南省烤煙主產區(qū)，緯度跨度為北緯23.0°～27.0°，海拔為600～2400 m，分布于云南省的普洱、紅河、臨滄、文山、玉溪、德宏、保山、楚雄、昆明、大理、曲靖、昭通12個州(市)。年均降水量 800～1600 mm，年均溫度 11.0～19.0 ℃，年均日照時數1000～3300 h，氣候溫暖濕潤、雨熱同季、紫外線輻射強烈，云南中煙烤煙主栽品種以云87、K326、紅大為主。

1.2 試驗設置

本研究將云南主要煙葉產區(qū)范圍北緯23°～27°，按1.0°緯度帶劃分，共分為5個緯度帶，在每個緯度帶內，篩選低海拔(1200～1400 m)、中海拔(1400～1800 m)、高海拔(1800～2200 m)的代表性植煙區(qū)域，設置云南中煙主栽烤煙品種(云87、K326、紅大)的生態(tài)適應性對比試驗，各試驗點基本情況見表1。在烤煙的生長生育期內依照YCT 142-1998《煙草農藝性狀調查方法》調查烤煙農藝性狀株高、葉片數、葉面積、產量等指標。

表1 烤煙試驗點基本情況

續(xù)表1 Continued table 1

地點Testlocation緯度Latitude海拔Altitude品種Variety土壤類型Soiltype化肥施用量(kg/hm2)FertilizerconsumptionNP2O5K2O農家肥施用量(kg/hm2)Organicfertilizerconsumption基追比Dressingratio紅大紅壤60.060.0210.075000.21中海拔云87水稻土105.0105.0367.560000.13K326水稻土105.0105.0367.560000.13紅大水稻土60.060.0210.060000.21低海拔云87水稻土105.0105.0367.575000.13K326水稻土105.0105.0367.575000.13紅大水稻土60.060.0210.075000.21曲靖德澤26高海拔云87紅壤120.0180.0349.575000.29K326紅壤120.0180.0349.575000.29紅大紅壤75.0150.0274.575000.29中海拔云87紅壤105.0157.5325.575000.29K326紅壤105.0157.5325.575000.29紅大紅壤60.0120.0250.575000.29低海拔云87沖積土105.0157.5325.575000.29K326沖積土105.0157.5325.575000.29紅大沖積土60.0120.0250.575000.29曲靖會澤27高海拔云87紅壤105.0157.5325.575000.29K326紅壤105.0157.5325.575000.29紅大紅壤60.0120.0250.575000.29中海拔云87紅壤105.0105.0325.575000.29K326紅壤105.0105.0325.575000.29紅大紅壤60.060.0250.575000.29低海拔云87沖積土105.0157.5325.575000.29K326沖積土105.0157.5325.575000.29紅大沖積土75.0150.0274.575000.29

1.3 數據處理

試驗數據利用EXCEL軟件進行處理，采用SPSS 18.0軟件進行處理的統計分析與作圖，使用單因素方差分析(one-way ANOVA)對不同緯度、海拔區(qū)域的烤煙農藝性狀指標差異進行分析，方差分析F檢驗達顯著水平(P<0.05)時，采用Duncan多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 不同緯度、海拔對烤煙生育期的影響

不同緯度、海拔條件下，不同烤煙品種的大田生育期分布于112～154 d，平均烤煙大田生育期為127 d。不同緯度分布下烤煙大田生育期存在顯著差異，北緯23°～26°，烤煙生育期隨緯度的升高而增長，北緯25°和北緯26°烤煙大田生育期顯著長于其余緯度帶。不同海拔分布下，烤煙大田生育期時長變化為中海拔>高海拔>低海拔，且差異顯著。云87、K326、紅大不同品種烤煙生育期差異不顯著。說明在北緯23°～25°，光照、熱量、降水等環(huán)境條件較充裕時，影響烤煙生育期為海拔決定的地形高差因素；北緯26°是烤煙生長的分界線，烤煙生育期隨海拔升高，氣溫降低，生育期縮短；北緯27°處于相對冷涼地區(qū)，不同海拔高度的烤煙生育期時長差異較小，并且不同品種烤煙生育期都出現縮短趨勢，緯度相比海拔成為影響烤煙生育期的主要因素。

依據烤煙大田生育期的生長發(fā)育特點，分為團棵期、旺長期和成熟期3階段。緯度對烤煙生長階段具有顯著影響(表2)，團棵期時長變化為北緯26°>北緯23°>北緯25°>北緯27°>北緯24°，旺長期時長變化為北緯24°>北緯27°>北緯25°>北緯26°>北緯23°，成熟期時長變化為北緯26°>北緯23°>北緯25°>北緯24°>北緯27°?？緹熒L的團棵期時長與旺長期時長為互補關系，北緯26°和北緯23°烤煙團棵期較長，則旺長期較短；北緯27°和北緯24°烤煙團棵期較短，則旺長期較長；北緯25°烤煙團棵期和旺長期時長較為適宜?？緹煶墒炱跁r長受緯度的影響主要表現為，北緯27°烤煙成熟期時長相對較短，其余緯度帶烤煙成熟期時長差異較小。

圖1 緯度、海拔、品種對烤煙生育期的影響Fig.1 The effects of latitude,altitude and varieties on tobacco growth period

海拔對烤煙生長階段的影響主要表現在團棵期(表3)，團棵期時長變化為中海拔>高海拔>低海拔，旺長期和成熟期受海拔影響的差異不顯著。說明海拔分布主要影響烤煙生長的前期階段，對烤煙生長的中后期影響作用小。低海拔地區(qū)溫度較高，烤煙團棵期時長短，煙株前期生長加快，煙株根系生長不充分，干物質積累少，葉片薄，致使成熟期縮短。

2.2 不同緯度、海拔對烤煙株高的影響

不同緯度、海拔條件下，不同品種的烤煙自然株高為98.05～172.40 cm，平均自然株高為135.04 cm，打頂株高為82.48～131.60 cm，平均打頂株高為106.72 cm。不同緯度分布下烤煙自然株高存在顯著差異，烤煙自然株高變化為北緯25°>(北緯26°～27°)>(北緯23°～24°)，但不同緯度分布下烤煙的打頂株高無顯著差異。說明北緯25°最適宜烤煙生長，北緯26°～27°次之，北緯23°～24°低緯度帶煙株較矮。不同海拔分布下，烤煙自然株高和打頂株高變化趨勢為高海拔>中海拔>低海拔，但差異不顯著。不同品種烤煙自然株高和打頂株高變化為云87>紅大>K326，隨著海拔降低，品種間株高差異縮小。結果看出人為對烤煙株高的打頂管理較為粗放，未考慮緯度分布、地域環(huán)境和品種煙株長勢，硬性采取統一做法(圖2)。

2.3 不同緯度、海拔對烤煙葉片的影響

不同緯度、海拔條件下，不同品種的烤煙總葉數為20.90～28.20 片，平均總葉數為24.39片，有效葉數為17.50～23.65 片，平均有效葉數為20.59 片(圖3)。不同緯度分布下烤煙總葉數具有顯著差異，北緯25°的烤煙總葉片數顯著高于其余緯度帶，但不同緯度分布下烤煙的有效葉數無顯著差異，說明北緯25°最適宜烤煙葉片的生長。不同海拔段下烤煙的總葉數和有效葉數差異不顯著。不同品種烤煙總葉數和有效葉數的變化為K326>云87>紅大，且差異不顯著。

表2 不同緯度分布烤煙生長期

注：表中小寫字母abc表示不同緯度帶在0.05水平上的差異顯著性。

Notes：The abc indicated the difference between different latitudes at the 0.05 level.

表3 不同海拔分布烤煙生長期

注：表中小寫字母abc表示不同海拔段在0.05水平上的差異顯著性。

Notes：The abc indicated the difference between different latitudes at the 0.05 level.

圖2 緯度、海拔、品種對烤煙株高的影響Fig.2 The effects of latitude, altitude and varieties on tobacco height

圖3 緯度、海拔、品種對烤煙葉數的影響Fig.3 The effects of latitude, altitude and varieties on tobacco leaf

圖4 緯度、海拔、品種對烤煙單葉面積的影響Fig.4 The effects of latitude,altitude and varieties on tobacco leaf area

不同緯度、海拔條件下，不同烤煙品種的最大單葉面積在711～1662 cm2，平均最大單葉面積為1 100 cm2。不同緯度分布下烤煙最大單葉面積存在顯著差異，烤煙最大單葉面積變化為北緯25°>(北緯23°～24°)>(北緯26°～27°)，說明北緯25°最適宜烤煙葉片生長，北緯23°～24°次之，北緯26°～27°高緯度帶烤煙單葉面積較小。不同海拔分布下，烤煙單葉面積變化為中海拔>高海拔>低海拔，但差異不顯著。不同品種烤煙單葉面積變化為紅大>云87> K326，但差異不顯著(圖4)。

2.4 不同緯度、海拔對烤煙產量的影響

不同緯度、海拔條件下，不同品種的烤煙產量為232.50～3318.75 kg/hm2，平均產量為2106.90 kg/ hm2。不同緯度分布下烤煙公頃產量存在顯著差異，北緯23°低緯度和北緯27°高緯度的烤煙產量顯著低于其余緯度帶，北緯25°的烤煙產量最高，但與北緯24°和26°的產量差異不顯著。不同海拔分布下，烤煙公頃產量變化為中海拔>高海拔>低海拔，差異不顯著。紅大產量顯著低于云87和K326，云87和K326的公頃產量無顯著差異(圖5)。

3 討 論

緯度分布涉及溫度、濕度、光照等諸多環(huán)境因子，是影響烤煙生長發(fā)育、物質代謝、結構和功能等重要的生態(tài)因素。低緯度地區(qū)，烤煙整個生長季溫度變化小，降水豐富，烤煙生長迅速，主要表現為旺長期短，過早開始生殖生長或加速生殖生長，造成煙株高度不夠、促使花芽分化而后期煙葉成熟生長時營養(yǎng)不足，煙株前期生長量相對較大，后期葉片干物質積累少，葉片薄，雖然葉片數和葉面積未顯著降低，但產量顯著減少。隨著緯度升高，相對處于冷涼地區(qū)，烤煙前中期長勢較好，但成熟期出現縮短趨勢，表現為前期根系營養(yǎng)生長充分，莖葉生長旺盛，株高和葉片數足夠，但后期遇低溫寡照天氣，造成葉片展開度不夠，葉面積減小，影響產量的提高。

海拔對烤煙生長的影響主要表現在烤煙生長前期[7]。團棵期是煙株根系生長的關鍵時期，低海拔地區(qū)溫暖濕潤，雨水較多，日照時數相對不足，煙株根系生長快速，但扎根深度不夠，造成團棵期較短，為后期烤煙內在物質積累提供養(yǎng)分不足，成熟期也多降雨天氣，日照不足，煙葉成熟不完全。整體表現為大田生長期短，莖葉茂盛，但葉片狹窄，組織軟嫩，厚度較薄，產質量不高[8]。高海拔地區(qū)，烤煙移栽時易受低溫影響，低溫環(huán)境影響植煙土壤養(yǎng)分及水分的有效性[9]，抑制根系的代謝活動，根系生長緩慢，影響根系對養(yǎng)分和水分的吸收運輸，造成地上部物質合成不足[10]。隨著烤煙生育期推進，高海拔烤煙成熟期氣溫下降快，晝夜溫差大，加速葉片同化產物向根、莖、花、果實等器官運移，對煙葉產量和品質不利[11-12]，但高海拔地區(qū)光照充足，在一定范圍內，光照時間久，延長光合作用，增加煙葉有機物質的合成[13]。煙草作為喜光、喜溫植物，光溫在一定范圍內相互彌補，共同影響煙草的生長發(fā)育[14-16]。

圖5 緯度、海拔、品種對烤煙產量的影響Fig.5 The effects of latitude, altitude and varieties on tobacco yield

4 結 論

云南烤煙種植區(qū)域，緯度分布是影響各時期烤煙生長發(fā)育和農藝性狀的主要因素。北緯23°～27°適宜烤煙的生長發(fā)育，北緯24°～26°表現較好，其中北緯25°烤煙農藝性狀表現最好，生育期長，各生長階段時長適宜，株高高，葉片數多和葉面積大，公頃產量高。海拔對烤煙生長的影響主要表現在團棵期，不同海拔分布下，烤煙農藝性狀總體表現為中海拔>高海拔>低海拔。綜合研究表明，云南煙區(qū)北緯24°～26°適宜烤煙生長，其中北緯25°中海拔烤煙農藝性狀表現最好，具有生產高端煙葉潛力。

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EffectsofLatitudeandAltitudeonAgronomicTraitsofFlue-curedTobaccoinYunnan

SONG Peng-fei1, MA Xun1, WANG Luo-ping1, DONG Gao-feng1, YAN Hui2*,
WANG Chi2,LI Zhi-wu2, NI Ming2, HU Jing2, CHEN Xing-wei2

(1.Research and Development Center, China Tobacco Yunnan Industrial Co., Ltd., Yunnan Kunming 650231，China；2.Institute of Agricultural Resources & Environment, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Kunming 650205，China)

【Objective】Flue-cured tobacco had been widely planted in Yunnan province. The distribution of the latitude and altitude could cause significant difference of growth stages and agronomic traits of flue-cured tobacco. The papers reviewed and analyzed on major tobacco’s varieties adaptability with the latitude and altitude gradient change. 【Method】A series of experiments had been set to investigate agronomic traits of Yunyan87,K326,HongDa, major tobacco cultivar in Yunnan province with 23°-27°north latitude and 1200-2200 m elevation. 【Result】The results showed that with the latitude increasing, tobacco’s growth stage, number of leaves, leaf area and the yield of main cultivated varieties was in the trend of first increased then decreased. Mainly tobacco cultivated varieties had better agronomy character around 25°north latitude. The effect of altitudinal patterns was greatly on the earlier stage of growth periods of tobacco. The reducing order of agronomic traits was at moderate altitude area>high altitude area>low altitude area. 【Conclusion】Integrated study indicated that 24°-26°north latitude was adaptable range with the optimum traits of 25°north latitude. The overall potential for high-end tobacco was forecast to improve dramatically in the region of 25°north latitude.

Latitude; Altitude; Flue-cured tobacco; Agronomic Traits

1001-4829(2017)10-2345-07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.10.031

2016-03-15

云南中煙科技項目“‘2260’原料精準開發(fā)研究及應用”(2016YL03)；云南中煙科技項目“提高云煙中煙煙葉綜合使用價值的研究和應用”(2015YL01)

宋鵬飛(1984-)，男，云南昆明人，工程師，長期從事烤煙栽培工作，E-mail：27065868@qq.com,*為通訊作者，E-mail：472796522@qq.com。

S572

A

(責任編輯 王家銀)