高 琳，龍懷玉，劉鳴達(dá)

（1.韶關(guān)學(xué)院英東農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081；3.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，沈陽 110161）

烤煙是一種對環(huán)境極為敏感的經(jīng)濟(jì)作物[1]，由于中國煙區(qū)生態(tài)條件的巨大差異，我國煙葉形成了不同的質(zhì)量風(fēng)格類型和香味風(fēng)格。我國烤煙依據(jù)煙葉香氣分類，主要有清香型、濃香型和中間香型 3種類型[2]。煙葉香型是煙葉質(zhì)量和使用的重要依據(jù)和主要指標(biāo)[3]，在我國煙葉生產(chǎn)的歷史上，形成了具有一定地域特點的特色煙葉類型，如以河南襄城為代表的濃香型烤煙和以云南南澗為代表的清香型烤煙。生態(tài)條件差異是影響烤煙產(chǎn)量、質(zhì)量和煙葉香型風(fēng)格的主要因素[4]。前人對烤煙種植區(qū)域的氣象條件、氣候適宜性、土壤培肥以及作物營養(yǎng)等方面做了大量研究，并形成了較為成熟的理論與技術(shù)體系，但這些研究主要是依據(jù)光照、降雨和作物肥料等因素進(jìn)行的，沒有考慮烤煙所在地域的農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景條件與烤煙特色品質(zhì)密切相關(guān)的因素?？緹煹纳L依賴于水土條件，但水土條件除受氣候影響外，又直接受巖石類型、地球化學(xué)、地質(zhì)構(gòu)造等農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景的影響而衍生變化[5]，不同的農(nóng)作物都要求適合自身生長的農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景[6]。因此，國家煙草專賣局 2009年啟動特色優(yōu)質(zhì)煙葉重大開發(fā)專項，對典型煙葉產(chǎn)區(qū)進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)野外調(diào)查結(jié)果，本研究介紹了我國不同香型煙葉產(chǎn)區(qū)的地質(zhì)年代、成土母質(zhì)等農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景特征，及其對煙葉香型的影響，以期為典型區(qū)域特色優(yōu)質(zhì)煙的發(fā)展和品質(zhì)規(guī)劃提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地點

在我國5大烤煙種植區(qū)域[7]中選取濃香型4個代表縣（河南襄城、安徽宣城、湖南桂陽和江華）和清香型4個代表縣（福建永定和泰寧、云南江川和南澗）進(jìn)行比較研究（表1），并在煙區(qū)選取能代表煙區(qū)香型的地質(zhì)背景、土壤和氣候等生態(tài)條件的典型煙田，并用GPS定位不同香型煙區(qū)的煙點。

表1 代表煙區(qū)的選擇Table 1 Selection of representative sites

1.2 數(shù)據(jù)獲取

1.2.1 圖像資料 主要以1:500 000地質(zhì)圖為基準(zhǔn)，提取2種香型煙區(qū)的地質(zhì)年代和巖石地層特征。

1.2.2 野外調(diào)查 在地質(zhì)圖和土壤圖等圖像資料的基礎(chǔ)上，由中國科學(xué)院南京土壤所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所具有豐富野外調(diào)查經(jīng)驗的土壤專家、地質(zhì)專家和煙草專家，以及各地區(qū)煙草研究院和煙草公司的專題人員組建成野外地質(zhì)土壤調(diào)查隊，統(tǒng)一到代表煙區(qū)開展農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景和土壤調(diào)查，現(xiàn)場挖掘土壤剖面，通過目測和野外速測的方法鑒定煙區(qū)的巖石、成土母質(zhì)和土壤類型，在野外難以鑒定的巖石，取樣拿回實驗室進(jìn)行室內(nèi)分析鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用ArcGIS 9.3進(jìn)行圖像資料處理，屬性數(shù)據(jù)資料應(yīng)用EXCEL軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié) 果

2.1 不同香型煙葉產(chǎn)區(qū)的地質(zhì)年代特征

從表2可看出，濃香型煙區(qū)的地質(zhì)年代跨度較大，主要有新生代、中生代和古生代。其中新生代為第四紀(jì)，第四紀(jì)中包括中更新世 Q2、晚更新世Q3和全新世 Q4；中生代為白堊紀(jì)，白堊紀(jì)中主要為晚白堊世K2；古生代包括二疊紀(jì)，石炭紀(jì)，泥盆紀(jì)，二疊紀(jì)為早二疊世 P1，石炭紀(jì)包括早石炭世C1和晚石炭世C3，泥盆紀(jì)包括中泥盆世D2和晚泥盆世D3。按地質(zhì)年代類型所占樣點數(shù)由多到少排列依次為古生代＞新生代＞中生代，其中古生代的樣點數(shù)為19個，所占比例最大，為51%，新生代次之，其樣點數(shù)為13個，占總數(shù)的35%，而中生代的樣點數(shù)為5個，僅占總數(shù)的14%。

從巖石地層的角度來看，濃香型煙區(qū)的主要包括坡積洪積層、沖積洪積層、沖積層、戚家磯組、金陵組、蕪湖組、赤山組、壺天群、孤峰組、錫礦山組、馬欄邊組、羅鏡灘組、榴江組、黃公塘組、歐家沖組和跳馬澗組16種。

從表3可看出，與濃香型煙區(qū)相比，清香型煙區(qū)的地質(zhì)年代跨度更大，主要包括5種地質(zhì)年代，分別為新生代、中生代、古生代、新元古代和中元古代。其中，新生代包括第四紀(jì)全新世 Q4和第三紀(jì)上新世N2；中生代包括白堊紀(jì)（早白堊世K1和晚白堊世K2），侏羅紀(jì)（早侏羅世J1、中侏羅世J2和晚侏羅世J3）和三疊紀(jì)（早三疊世T1和晚三疊世T3）；古生代包括二疊紀(jì)（早二疊世P1），石炭紀(jì)（中石炭世C2）和泥盆紀(jì)（晚泥盆世D3）；新元古代為震旦紀(jì)Z。按地質(zhì)年代類型所占樣點數(shù)由多到少排列依次為中生代＞古生代＞新生代＞中元古代＞新元古代，中生代的樣點數(shù)為 15個，所占比例最大，為44%，古生代的樣點數(shù)為8個，僅占總數(shù)的23.5%，新生代的樣點數(shù)為6個，占總數(shù)的17.5%，而中元古代和新元古代總共僅占總數(shù)的15%。

從巖石地層的角度來看，我國清香型煙區(qū)主要包括沖積層、峨眉山玄武巖組、梁山組、澄江組、茨營組、宰格組、三合洞組、江底河組、漾江組、景星組、麥初箐組、林地組、溪口組、漳平組、藩坑組、古竹超單元組、永安超單元組、赤水組、西溪組、交溪（巖）組和萬全（巖）群21種。

總體來看，濃香型和清香型的地質(zhì)年代類型跨度均較大，前者覆蓋了新生代、中生代和古生代中的5個紀(jì)、9個世。清香型的地質(zhì)年代跨度更大，覆蓋了新生代、中生代、古生代、新元古代和中元古代中的10個紀(jì)、12個世。但濃香型煙區(qū)較更多地分布在新生代和古生代上，而清香型煙區(qū)更集中分布在中生代上（圖1）。

表2 濃香型煙區(qū)的地質(zhì)年代和成土母巖類型Table 2 The types of geological time and parent rocks in tobacco region for full-bodied type

表3 清香型煙區(qū)的地質(zhì)年代和成土母巖類型Table 3 The types of geological time and parent rock in tobacco region for clean aroma type

圖1 不同香型煙區(qū)的地質(zhì)年代類型頻數(shù)分布圖Fig.1 Frequency distribution of geological time in different aroma type tobacco regions

2.2 不同香型煙葉產(chǎn)區(qū)的成土母質(zhì)特征

從表2可看出，濃香型煙區(qū)的成土母巖類型包括碳酸鈣含量較高的母巖、黏土巖類沉積巖、碎屑類沉積巖和河流沖積物。碳酸鈣含量較高的母巖包括石灰?guī)r、白云巖和黃土狀沉積物，黏土巖類沉積巖包括紫色頁巖和頁巖，碎屑巖類沉積巖為紫砂巖。從圖2中還可以看出，碳酸鈣含量較高的成土母巖的樣點數(shù)為27個，所占比例達(dá)到總數(shù)的73%；黏土巖類成土母巖的樣點數(shù)為2個，占總數(shù)的5%；碎屑類沉積巖的樣點數(shù)為1個，僅占總數(shù)的3%；河流沖積物的樣點數(shù)為7個，約占19%。由上面分析可知，濃香型煙區(qū)主要以碳酸鈣含量較高的成土母巖為主。

圖2 不同香型煙區(qū)的成土母巖類型的比例圖Fig.2 Proportion of parent rocks in different aroma type tobacco region

石灰?guī)r和白云巖均屬于沉積巖中的化學(xué)巖，主要礦物成分為方解石和白云石等碳酸鹽礦物，這種礦物的化學(xué)風(fēng)化和生物活動較強(qiáng)，主要發(fā)生溶解、碳酸化作用，是易風(fēng)化礦物，風(fēng)化產(chǎn)物黏細(xì)，黏粒含量相對較高[8]；黃土狀沉積物的顆粒主要以粉粒為主，質(zhì)地黏細(xì)[9]；紫色頁巖和頁巖屬于沉積巖中的細(xì)粒巖，巖石顆粒較細(xì)，黏土礦物含量高，吸水膨脹，失水收縮，容易破碎，巖石碎塊進(jìn)一步化學(xué)風(fēng)化形成的產(chǎn)物黏重[8]；而根據(jù)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)的河流沖積物，質(zhì)地較細(xì)，粉粒和黏粒含量也相對較高?？傮w來看，濃香型煙區(qū)成土母巖的巖石顆粒小，形成的風(fēng)化產(chǎn)物黏粒含量高，并且黏粒均較細(xì)。母質(zhì)特征對土壤發(fā)育及其性狀都有著直接的影響，發(fā)育在上述母質(zhì)上的土壤質(zhì)地細(xì)，保水能力強(qiáng)，養(yǎng)分狀況良好，有機(jī)質(zhì)含量高，富含鈣質(zhì)，水分滲透性差，淋洗強(qiáng)度小，鹽基離子遷移速度慢[10]。

從表3可看出，清香型煙區(qū)的成土母巖類型包括碎屑類沉積巖、酸性巖漿巖、區(qū)域類變質(zhì)巖和沼澤沉積物。其中，碎屑類沉積巖主要有砂巖、紫砂巖、石英砂巖、粉砂巖、青砂巖和礫巖，酸性巖漿巖有花崗巖，變質(zhì)巖有千枚巖，此外還有兩個樣點的成土母質(zhì)為有機(jī)成土母質(zhì)中的沼澤沉積物。從圖2中還可以看出，碎屑類沉積巖的樣點數(shù)為29個，所占比例達(dá)到總數(shù)的85%，酸性巖漿巖中的花崗巖樣點數(shù)為2個，約占6%，而變質(zhì)巖中的千枚巖的樣點數(shù)僅為1個，約占3%，有機(jī)成土母質(zhì)中的沼澤沉積物的樣點數(shù)為2個，約占6%。由上面分析可知，清香型煙區(qū)的成土母巖主要以碎屑類沉積巖為主。

砂巖、礫巖和花崗巖都屬于中顆?；虼诸w粒巖石，其巖石礦物成分中，石英、長石和碎屑物含量較多，而石英和長石的抗風(fēng)化能力強(qiáng)，其風(fēng)化產(chǎn)物中含有大量砂粒，花崗巖和千枚巖也屬于中顆粒到粗顆粒巖石，因此形成的風(fēng)化物質(zhì)的砂性或石質(zhì)性較強(qiáng)[11]?？傮w來看，清香型煙區(qū)成土母巖巖石顆粒大，大部分由抗風(fēng)化礦物組成，砂粒含量大。巖石礦物成分和結(jié)構(gòu)對形成的母質(zhì)性質(zhì)有很大影響，進(jìn)而對土壤特征有著直接的影響，發(fā)育上述母質(zhì)上的土壤質(zhì)地偏砂，滲透性強(qiáng)，水分和養(yǎng)分易流失，淋洗強(qiáng)度大，鹽基離子易于流失[10]。

3 討 論

地質(zhì)年代是各種地質(zhì)事件發(fā)生的時代，表征著各種地質(zhì)作用和地史演化。不同的地質(zhì)年代內(nèi)會形成不同的巖石地層，而巖石或地質(zhì)體經(jīng)過一系列地質(zhì)作用，特別是風(fēng)化作用和成土作用而最終演變成土壤層[12]，進(jìn)而影響土壤中的作物生長。李正積[13]研究表明四川中部的巖石地層中，蓬萊鎮(zhèn)組地層上形成的土壤含有相當(dāng)豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)棉花，這說明地質(zhì)年代對農(nóng)作物的生長具有一定的制約性。但本研究發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)年代對煙葉香型風(fēng)格的形成影響較小。這可能是由于土壤成土過程中受到地質(zhì)、氣候、水文和植被等多種因素的共同作用，所以地質(zhì)年代對煙葉品質(zhì)的影響不是很明顯，不是煙葉香型分異的主導(dǎo)因素；另外，地質(zhì)作用常常與氣候、地貌等相關(guān)因子結(jié)合[13]，因此煙區(qū)自然地理條件的影響也是導(dǎo)致地質(zhì)年代和煙葉香型關(guān)系不明顯的因素之一。

不同成土母巖上發(fā)育的土壤的理化性質(zhì)、營養(yǎng)元素含量有著明顯差異，進(jìn)而對農(nóng)作物的長勢、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面的分異產(chǎn)生影響。從目前的大多數(shù)文獻(xiàn)來看，成土母巖對農(nóng)作物的作用主要表現(xiàn)在 2個方面[14]。首先，成土母巖的礦物組成通過影響土壤理化性狀而影響作物品質(zhì)，如遼寧蓋縣的優(yōu)質(zhì)國光蘋果易生長在含有云母類、石英、斜長石的片巖、片麻巖和變質(zhì)巖地區(qū)，因為此區(qū)域巖石風(fēng)化破碎形成的砂質(zhì)土壤，結(jié)構(gòu)性良好，通氣性強(qiáng)，酸堿度適當(dāng)，可促進(jìn)植物根系發(fā)育，吸取養(yǎng)分能力增強(qiáng)[15]。其次，成土母巖的化學(xué)成分通過地球化學(xué)元素影響土壤狀況進(jìn)而影響特色作物的品質(zhì)，因為成土母巖的化學(xué)元素不同，其發(fā)育的土壤的化學(xué)元素含量差異也較為明顯。如趙兵等[16]研究山東沂水縣烤煙品質(zhì)與農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景的關(guān)系，結(jié)果表明沉積巖所衍生的土壤中，Si，Al，Ca，Mg，K等化學(xué)元素含量較高，而這些元素都是有益于煙葉品質(zhì)的元素?？倒鹆岬萚17]研究顯示，由碳酸鹽風(fēng)化物和第四紀(jì)黃土母質(zhì)的混合物質(zhì)發(fā)育而成的褐土是山東肥城桃優(yōu)勢區(qū)的巖土條件，因為此區(qū)域衍生的土壤中富含有益于肥城桃生長的Ca、Mg、K、P、N和Fe等元素。本研究對我國濃香型煙區(qū)和清香型煙區(qū)的成土母巖的對比分析結(jié)果顯示，濃香型煙區(qū)以碳酸鹽巖類沉積巖和黃土狀沉積物兩種碳酸鈣含量較高的成土母巖為主，而清香型煙區(qū)的成土母巖以碎屑類沉積巖為主，不同香型煙區(qū)的成土母巖類型差異較明顯，在一定程度上說明成土母巖與煙葉香型和品質(zhì)有著密切的關(guān)系，但是對于不同香型煙區(qū)的成土母巖對煙葉香氣成分、含量和香型形成的影響機(jī)理還有待進(jìn)一步深入研究，進(jìn)而更準(zhǔn)確的指導(dǎo)烤煙種植生產(chǎn)及烤煙品質(zhì)區(qū)劃。

4 結(jié) 論

（1）濃香型煙區(qū)和清香型煙區(qū)的地質(zhì)年代類型跨度均較大，并且重疊交叉。前者的地質(zhì)年代覆蓋了新生代、中生代和古生代3代中的5個紀(jì)、9個世。清香型煙區(qū)的地質(zhì)年代跨度更大，覆蓋了新生代、中生代、古生代、新元古代和中元古代5代中的10個紀(jì)、12個世。說明地質(zhì)年代特征似乎不是主導(dǎo)煙葉香型分異的因素。因此，在以后的典型區(qū)域特色優(yōu)質(zhì)煙的發(fā)展和種植區(qū)規(guī)劃中，地質(zhì)年代對煙葉的影響作用可以不作為重點研究的因素。

（2）不同香型煙區(qū)的成土母巖類型差異較明顯，濃香型煙區(qū)以石灰?guī)r、白云巖和黃土狀沉積物等碳酸鈣含量較高的成土母巖為主，母巖顆粒較細(xì)，發(fā)育的土壤質(zhì)地較黏重，而清香型煙區(qū)的成土母巖以碎屑類沉積巖為主，母巖顆粒均粗，發(fā)育的土壤質(zhì)地偏砂。說明成土母巖對煙葉香型風(fēng)格的形成影響較大。

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