玉溪煙區(qū)氣象因子對(duì)煙葉氯含量的影響

楊繼周，謝新喬，張千子，陸俊平，王劍松，李湘?zhèn)?，者靖雄，徐梓?/p>

[紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，云南 玉溪 653100]

氯元素是烤煙生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素[1]，煙葉氯含量是評(píng)價(jià)煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)[2]。氯是光合反應(yīng)的輔酶成分，能促進(jìn)葉綠素合成、保證葉片光合作用的正常進(jìn)行[3]。氯還可以促進(jìn)煙堿等物質(zhì)的合成，增強(qiáng)烤煙抗病性[4]。煙葉氯含量過高或過低都會(huì)影響烤煙質(zhì)量，氯含量過高會(huì)導(dǎo)致煙葉厚且脆，香氣量少，彈性和燃燒性下降，評(píng)吸質(zhì)量變差；氯含量過低的煙葉油分少、彈性差、枯燥易碎，煙葉淡黃，成絲率低[5]；適宜的氯含量則可以增加煙葉油潤(rùn)性，降低煙葉破碎率，提高煙葉品質(zhì)[6]。煙葉中氯元素通常以離子態(tài)存在，其含量易受土壤、氣象等生態(tài)因子和栽培措施等多因素影響，致使不同煙區(qū)烤煙氯離子含量有所差異[7]。

目前，對(duì)于煙葉氯含量的研究主要集中在施肥種類、肥料施用方法和施用量、不同土壤類型、輪作模式等農(nóng)藝措施方面[8-10]，而關(guān)于氣象因子對(duì)煙葉氯含量的影響研究相對(duì)較少[11-14]，大多僅局限于現(xiàn)有氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，氣象數(shù)據(jù)與煙葉樣品的對(duì)應(yīng)性較差，且不同地區(qū)研究結(jié)果也不盡相同。氣候因子是影響烤煙內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)形成的重要因素之一，烤煙對(duì)環(huán)境相當(dāng)敏感，氣象條件的變化對(duì)煙葉產(chǎn)量、質(zhì)量均有較大的影響[15]。

玉溪煙區(qū)處于低緯高原區(qū)，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，山地氣候特色明顯，年平均氣溫15.4～24.2℃，年日照時(shí)數(shù)2 000～2 500 h，年降水787.8～1 000 mm，相對(duì)濕度75.3%，晝夜溫差和全年溫差變化亦較顯著，整體來看氣候溫和濕潤(rùn)，適宜烤煙生長(zhǎng)，是我國(guó)清香型煙葉的典型產(chǎn)區(qū)[16]。關(guān)于玉溪煙區(qū)氣候因子與烤煙氯含量的研究尚未見報(bào)道。因此，筆者以玉溪煙區(qū)烤煙為材料，采用相關(guān)分析和回歸分析方法，系統(tǒng)研究了氣象因子與煙葉氯含量的關(guān)系，旨在為合理調(diào)控?zé)熑~氯含量，提高煙葉品質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 煙葉樣品采集與檢測(cè)

2020 年在玉溪煙區(qū)采用GPS 定點(diǎn)取樣，每個(gè)樣點(diǎn)取中部煙葉C3F 等級(jí)樣品1 個(gè)，全市共取182個(gè)煙葉樣品。樣點(diǎn)分布在全市182 個(gè)主要植煙村委會(huì)，海拔1 120～2 280 m。煙樣經(jīng)過烘干、粉碎、過60 目篩備用，煙葉氯含量參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YC/T 162—2011 采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定。

1.2 氣象數(shù)據(jù)采集與處理

因樣點(diǎn)多，樣點(diǎn)分布區(qū)內(nèi)僅有24 個(gè)氣象觀測(cè)站，為提高氣象數(shù)據(jù)精度和可靠性，根據(jù)2020 年玉溪市氣象站網(wǎng)24 個(gè)站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，建立當(dāng)年主要?dú)庀笠氐目臻g分布模型，應(yīng)用經(jīng)檢驗(yàn)的氣象要素與經(jīng)度、緯度和海拔高度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型，在地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺(tái)下通過空間插值推算出182 個(gè)樣點(diǎn)烤煙大田期的逐日氣象數(shù)據(jù)（包括日均溫、日最高氣溫、日最低氣溫、降水量、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)6 項(xiàng)指標(biāo)），推算結(jié)果進(jìn)行殘差訂正，雖有一定誤差，但其值大小正常，空間分布符合氣象學(xué)原理（氣象柵格數(shù)據(jù)由國(guó)家氣象局提供）。將推算出的逐日氣象數(shù)據(jù)根據(jù)烤煙生育時(shí)期進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，玉溪煙區(qū)烤煙生育時(shí)期的劃分如下：移栽伸根期為4 月20 日至5 月30 日，旺長(zhǎng)期為6 月1 日至7 月10 日，成熟期為7月11 日至9 月10 日，成熟前中期為7 月11 日至8月10 日，成熟中后期為8 月11 日至9 月10 日，大田期為4 月20 日至9 月10 日。

根據(jù)烤煙對(duì)氣象條件的基本要求[17-18]和相關(guān)研究報(bào)道[14,19-20]，針對(duì)玉溪烤煙和氣候特點(diǎn)[21]，選取移栽伸根期相對(duì)濕度、旺長(zhǎng)期降水量、6 月中旬降水量、成熟前中期降水量、成熟中后期日照時(shí)數(shù)、成熟中后期降水量、成熟期氣溫日較差、成熟期降水量、大田期降水量、大田期相對(duì)濕度10 項(xiàng)指標(biāo)為研究對(duì)象進(jìn)行分析。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)182 個(gè)原始樣本煙葉氯含量與所對(duì)應(yīng)各氣象因子進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析；在原始樣本相關(guān)分析基礎(chǔ)上，考慮到樣本容量大、對(duì)煙葉氯含量先按數(shù)值大小排序，依大小順序以每組18～19 個(gè)樣本將182 個(gè)樣本分為10 組，再分別統(tǒng)計(jì)各組氯含量的平均值和對(duì)應(yīng)各氣象因子平均值，根據(jù)各組平均值做曲線回歸分析。采用SPSS 19.0 和 Excel 軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象因子的統(tǒng)計(jì)描述

從表1 可以看出，2020 年玉溪煙區(qū)182 個(gè)主要植煙村委會(huì)大田期平均降水量為 539.03 mm、平均相對(duì)濕度為72.17%，移栽伸根期平均相對(duì)濕度為60.59%，旺長(zhǎng)期平均降水量為158.11 mm，6 月中旬平均降水量為56.19 mm，成熟前中期平均降水量為134.64 mm，成熟中后期平均降水量為170.22 mm、平均日照時(shí)數(shù)129.69 h，成熟期平均降水量為304.86 mm、平均氣溫日較差為8.16℃。大田期相對(duì)濕度、移栽伸根期相對(duì)濕度、成熟期氣溫日較差的變異系數(shù)較小，均小于15%；其余7 項(xiàng)氣象指標(biāo)變異系數(shù)均高于15%，變異系數(shù)由高到低依次為成熟前中期降水量、6 月中旬降水量、成熟期降水量、旺長(zhǎng)期降水量、成熟中后期日照時(shí)數(shù)、成熟中后期降水量、大田期降水量。這說明玉溪煙區(qū)立體氣候明顯，主要植煙村委會(huì)間降水量和日照時(shí)數(shù)差異較大；各植煙村委會(huì)間成熟中后期日照時(shí)數(shù)差異較大，主要是由于降雨分布不均所致。

表1 氣象因子描述性統(tǒng)計(jì)

2.2 氣象因子與煙葉氯含量的相關(guān)性

182 個(gè)煙葉樣本氯含量與所對(duì)應(yīng)氣象因子的簡(jiǎn)單相關(guān)分析結(jié)果如表2 所示。煙葉氯含量與6 月中旬降水量、成熟前中期降水量、成熟中后期降水量、成熟期降水量、大田期降水量極顯著相關(guān)；其中，與6 月中旬降水量極顯著正相關(guān)，與成熟前中期降水量、成熟中后期降水量、成熟期降水量、大田期降水量極顯著負(fù)相關(guān)；相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大的是成熟前中期降水量。其余氣象因子與煙葉氯含量相關(guān)性不顯著。

表2 氣象因子與煙葉氯含量的相關(guān)系數(shù)

2.3 氣象因子與煙葉氯含量的回歸分析

將10 個(gè)氣象指標(biāo)分別與煙葉氯含量進(jìn)行曲線回歸分析，探討各氣象因子與煙葉氯含量的量化關(guān)系（圖1），其中旺長(zhǎng)期降水量、成熟中后期日照時(shí)數(shù)和成熟期相對(duì)濕度這3 個(gè)指標(biāo)與煙葉氯含量的散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)分布散亂，相關(guān)性不顯著，其他7 個(gè)指標(biāo)與煙葉氯含量的回歸方程、顯著性檢驗(yàn)、決定系數(shù)R2如表3 所示。

2.3.1 移栽伸根期相對(duì)濕度由表3 和圖1A 可知，移栽伸根期相對(duì)濕度（x）與煙葉氯含量（y）符合三次函數(shù)關(guān)系，擬合度較高，R2=0.810，P=0.001。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨移栽伸根期相對(duì)濕度的增加而升高，且表現(xiàn)出先緩后急的上升趨勢(shì)。

2.3.2 6 月中旬降水量由表3 和圖1B 可知，6 月中旬降水量（x）與煙葉氯含量（y）符合S 型曲線關(guān)系，擬合度相對(duì)較高，R2=0.745，P=0.003。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨6 月中旬降水量的增加而升高。

2.3.3 旺長(zhǎng)期降水量由圖1C 可知，旺長(zhǎng)期降水量與煙葉氯含量的散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)分布散亂，相關(guān)性不顯著。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨旺長(zhǎng)期降水量大致呈先升后降的趨勢(shì)。

2.3.4 成熟期降水量由表3 和圖1D 可知，成熟期降水量（x）與煙葉氯含量（y）符合復(fù)合函數(shù)關(guān)系，擬合度較高，R2=0.905，P=0.000。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨成熟期降水量的增加而降低。

2.3.5 成熟前中期降水量由表3 和圖1E 可知，成熟前中期降水量（x）與煙葉氯含量（y）符合冪函數(shù)關(guān)系，擬合度較高，R2=0.942，P=0.000。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨成熟前中期降水量的增加而降低。

2.3.6 成熟中后期降水量由表3 和圖1F 可知，成熟中后期降水量（x）與煙葉氯含量（y）符合復(fù)合函數(shù)關(guān)系，擬合度相對(duì)較高，R2=0.643，P=0.005。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨成熟中后期降水量的增加而降低。

表3 煙葉氯含量與氣象因子的回歸分析

2.3.7 成熟中后期日照時(shí)數(shù)由圖1G 可知，成熟中后期日照時(shí)數(shù)與煙葉氯含量的散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)分布散亂，相關(guān)性不顯著。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨成熟中后期日照時(shí)數(shù)大致呈先升后降的趨勢(shì)。

2.3.8 成熟期相對(duì)濕度由圖1H 可知，成熟期相對(duì)濕度與煙葉氯含量的散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)分布散亂，相關(guān)性不顯著，說明成熟期相對(duì)濕度對(duì)煙葉氯含量的影響較小。

圖1 各氣象指標(biāo)與煙葉氯含量的關(guān)系

2.3.9 成熟期氣溫日較差由表3 和圖1I 可知，成熟期氣溫日較差（x）與煙葉氯含量（y）符合復(fù)合函數(shù)關(guān)系，擬合度相對(duì)較高，R2=0.684，P=0.003。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨成熟期氣溫日較差的增加而升高。

2.3.10大田期降水量由表3 和圖1J 可知，大田期降水量（x）與煙葉氯含量（y）符合復(fù)合函數(shù)關(guān)系，擬合度相對(duì)較高，R2=0.791，P=0.001。在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨大田期降水量的增加而降低。

3 討 論

優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的需水規(guī)律一般是伸根期較少、旺長(zhǎng)期較多、而到成熟期偏少，這是由于在伸根期煙株較小，適當(dāng)干旱能促進(jìn)根系發(fā)育，有助于后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，這段時(shí)期以月降水量80～100 mm較適宜；當(dāng)煙株進(jìn)入旺長(zhǎng)期后，耗水量增大，期間降水量以100～200 mm 較適宜，而到成熟期適宜的降水量在200 mm 左右，大田期的降水量為450～600 mm[19]；成熟期適宜的日照時(shí)數(shù)為280～400 h，氣溫日較差小于9℃[21]。玉溪煙區(qū)大田期平均降水量為 539.03 mm、平均相對(duì)濕度為72.17%，移栽伸根期平均相對(duì)濕度為60.59%，旺長(zhǎng)期平均降水量為158.11 mm，成熟中后期平均日照時(shí)數(shù)129.69 h，成熟期平均降水量為304.86 mm、平均氣溫日較差為8.16℃。玉溪煙區(qū)除成熟期降水量偏多、日照時(shí)數(shù)偏少外，其余各生育時(shí)期降水量、氣溫日較差和相對(duì)濕度等均符合優(yōu)質(zhì)煙葉對(duì)氣象因子的要求。

煙株吸收的氯主要來自土壤、肥料、灌溉水和含氯農(nóng)藥等，煙葉氯含量與土壤含氯量呈正相關(guān)，煙株氯離子的吸收量隨著土壤中氯離子供應(yīng)量的增加而增加[5]。從團(tuán)棵期到現(xiàn)蕾期烤煙對(duì)氯的吸收量較少，從現(xiàn)蕾期到成熟期煙葉對(duì)氯的吸收量大幅增加；不同生育時(shí)期煙葉氯含量表現(xiàn)為成熟期＞團(tuán)棵期＞現(xiàn)蕾期，成熟期煙葉氯含量達(dá)到最高點(diǎn)[22]。因此，在烤煙不同生長(zhǎng)時(shí)期，氣象因子對(duì)煙葉氯含量的影響往往有所差異。

該研究結(jié)果表明，煙葉氯含量與6 月中旬降水量極顯著正相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨6月中旬降水量的增加而升高；與成熟前中期降水量、成熟中后期降水量、成熟期降水量、大田期降水量極顯著負(fù)相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨降水量的增加而降低。煙葉氯含量與移栽伸根期相對(duì)濕度和成熟期氣溫日較差相關(guān)性不顯著，但回歸分析的曲線擬合度尚可，R2分別為0.810 和0.684；在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨移栽伸根期相對(duì)濕度和成熟期氣溫日較差的增加而升高。煙葉氯含量與成熟期相對(duì)濕度、成熟中后期日照時(shí)數(shù)、旺長(zhǎng)期降水量的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平，與黃中艷等[23]、姬興杰等[24]、汪孝國(guó)等[25]和楊軍杰等[26]的研究結(jié)果基本一致。這主要是由于土壤中氯以離子態(tài)存在，不被土壤膠體所吸持，極易隨雨水淋失；且土壤中氯的損失主要是地表徑流引起水土流失所致，而垂直方向的淋洗損失為輔；其次，干旱時(shí)土壤表層的氯積累量增加，有大量可供吸收的氯，促使煙株吸氯增加，細(xì)胞膨壓和水勢(shì)隨之上升；雨量充沛土壤中的氯極易被淋溶遷移流失，從而降低煙株的吸氯量[27]。

王育軍等[28]對(duì)云南保山煙區(qū)的研究表明，烤煙各生育時(shí)期日均溫、日照時(shí)數(shù)和降水量對(duì)煙葉氯含量的影響較小，相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平。張波等[29]對(duì)四川涼山煙區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，煙葉氯含量與成熟期日均溫呈極顯著負(fù)相關(guān)，與各生育時(shí)期的降水量和相對(duì)濕度相關(guān)性不顯著。古戰(zhàn)朝等[30]研究發(fā)現(xiàn)，移栽伸根期相對(duì)濕度與烤煙氯含量的關(guān)聯(lián)度最為密切，成熟期降水量與氯的關(guān)聯(lián)度最小。張陽等[7]對(duì)湖南茶陵煙區(qū)的研究表明，煙葉氯鉀含量與氣溫、積溫和日照時(shí)數(shù)存在相關(guān)性，與降水量相關(guān)性不顯著。時(shí)鵬等[31]對(duì)湖北恩施煙區(qū)的研究認(rèn)為，烤煙各生育時(shí)期的降水量在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨降水量的增多而增加。然而，筆者的研究結(jié)果與上述研究結(jié)果不盡相同。這可能與產(chǎn)區(qū)間氣候因子的變化規(guī)律不同有關(guān)；同時(shí)，煙葉中氯的積累與氣象因子存在的某種關(guān)系都是在一定的閾值內(nèi)才成立，不同產(chǎn)區(qū)間各氣象因子閾值有所不同，導(dǎo)致不同產(chǎn)區(qū)決定烤煙生長(zhǎng)和品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子也有所不同；此外，不同產(chǎn)區(qū)土壤氯離子背景值也會(huì)有所差異。因此，在對(duì)煙葉氯含量進(jìn)行調(diào)控時(shí)要因地制宜地根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件采取有針對(duì)性的措施。

4 結(jié) 論

研究結(jié)果顯示，玉溪煙區(qū)除成熟期降水量偏多、日照時(shí)數(shù)偏少外，其余各生育時(shí)期降水量、氣溫日較差和相對(duì)濕度等均符合優(yōu)質(zhì)煙葉對(duì)氣象因子的要求；煙葉氯含量與6 月中旬降水量極顯著正相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨6 月中旬降水量的增加而升高；與成熟前中期降水量、成熟中后期降水量、成熟期降水量、大田期降水量極顯著負(fù)相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨降水量的增加而降低；在一定范圍內(nèi)，煙葉氯含量隨移栽伸根期相對(duì)濕度和成熟期氣溫日較差的增加而升高；煙葉氯含量與成熟期相對(duì)濕度、成熟中后期日照時(shí)數(shù)、旺長(zhǎng)期降水量的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平。

該研究只選取了氣候因子的部分指標(biāo)與煙葉氯含量進(jìn)行分析，而影響煙葉氯含量的因素較多。因此，其他氣象因子、品種、土壤、海拔等對(duì)煙葉氯含量的影響還有待進(jìn)一步研究和探討。