趙曉繞，李 哲，朱 江，楊 波，董建新，高衛(wèi)鍇，畢研平，劉新民，盧君龍，邵建平，彭再欣，于存峰，孫建宏

（1.曲靖市煙草公司羅平分公司，云南 羅平 655800；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院青島煙草資源與環(huán)境野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，青島 266101；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 100081；4.廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣州 510145；5.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250100）

中、微量元素是煙草生長(zhǎng)過(guò)程中不可缺少的必需元素，影響煙草生長(zhǎng)發(fā)育和煙葉品質(zhì)[1]。鈣、鎂、硫、銅、鋅、鐵、錳和硼等是必需礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素或者是煙草細(xì)胞結(jié)構(gòu)和代謝化合物質(zhì)的組成成分，或者是維持正常代謝和各種酶活動(dòng)所必需的，對(duì)于烤煙的生命活動(dòng)至關(guān)重要[2]。煙葉中鎂含量與卷煙燃燒性有著密切的關(guān)系[3]。銅能增加煙葉中煙堿的含量[4]，鎂與煙葉中煙堿含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[5]。煙葉中的硼能夠改善煙葉的組織結(jié)構(gòu)，從而降低煙氣中焦油含量[6]。煙葉中的鋅、錳含量對(duì)烤煙化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性、香氣質(zhì)、香氣量和余味有一定的促進(jìn)作用[7-8]。煙草生長(zhǎng)過(guò)程中所需的中、微量元素主要是靠根部從土壤中吸收，所以土壤中有效中、微量元素的含量必然影響煙葉中、微量元素的含量[9]。云南省羅平縣是我國(guó)優(yōu)質(zhì)煙葉主產(chǎn)區(qū)之一，年產(chǎn)烤煙約3.25萬(wàn)t，多種植在海拔1400～2000 m范圍內(nèi)，土壤類(lèi)型以黃壤、紅壤和新積土為主。本項(xiàng)研究在羅平布置369個(gè)采樣點(diǎn)，分析羅平土壤有效中、微量元素的豐缺狀況，及其與煙葉中、微量元素含量的關(guān)系，以期為羅平煙區(qū)的配方施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土樣及煙樣采集

在羅平 10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)采用 GPS定位技術(shù)共采集369個(gè)耕層土壤，涵括了全縣所有栽煙的自然村。土樣采集時(shí)間選擇在煙草尚未施用底肥和移栽以前，以植煙鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為調(diào)查單位，以土壤類(lèi)型、成土母質(zhì)、肥力高低、地形地貌、輪作制度、肥水管理等具有代表性的煙區(qū)作為采樣單元，盡可能保證同一采樣單元內(nèi)的均一性。平均5～15 hm2采集一個(gè)混合土樣，采用“S”取樣法，每個(gè)混合土樣取10個(gè)點(diǎn)以上，取樣深度0～30 cm。用四分法棄去多余部分，保留0.5 kg，經(jīng)風(fēng)干、磨碎、過(guò)篩等前處理置備待測(cè)樣。

采集當(dāng)年與土樣對(duì)應(yīng)地塊的 C3F等級(jí)煙葉樣品，樣品等級(jí)由專(zhuān)職評(píng)級(jí)人員按照“GB 2635—92烤煙”[10]標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。每個(gè)樣品取3 kg，煙樣烘干、粉碎、過(guò)0.2 mm篩，用于中、微量元素測(cè)定。

1.2 測(cè)定方法

土壤交換性鈣、交換性鎂、有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅含量和煙葉鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅含量均采用原子吸收分光光度法測(cè)定；土壤有效硼和煙葉硼均采用甲亞胺比色法；土壤有效硫含量和煙葉中硫采用離子色譜法[11]。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1 土壤中、微量元素評(píng)價(jià) 依據(jù)第二次全國(guó)土壤普查中、微量元素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和《中國(guó)植煙土壤及煙草養(yǎng)分綜合管理》[12]（表1），對(duì)羅平土壤中、微量元素含量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 植煙土壤中、微量元素含量豐缺評(píng)價(jià)指標(biāo)Table1 Criteria for soil medium and micro nutrients

1.3.2 煙葉中、微量元素評(píng)價(jià) 依據(jù)國(guó)內(nèi)外卷煙工業(yè)企業(yè)對(duì)初烤煙煙葉中、微量元素含量的要求，綜合文獻(xiàn)[1, 13-15]制定評(píng)價(jià)方法如表2。

表2 煙葉中、微量元素含量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table2 Criteria for medium and micro nutrients in tobacco leaves

1.3.3 統(tǒng)計(jì)分析 采用SAS 9.1.3進(jìn)行描述性分析、相關(guān)分析和逐步回歸分析。

2 結(jié) 果

2.1 土壤中、微量元素分布特征

由表3可知，土壤交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳含量的平均值都在很豐富或豐富水平，有效硫、有效硼含量的平均值在適中水平。土壤交換性鈣、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳含量90%以上都在豐富及很豐富水平。有效硫有38%處于缺的水平，有效硼有61%在缺及很缺水平。從變異范圍來(lái)看，土壤有效中、微量元素的最大值與最小值之間相差較大，變異系數(shù)52.33%～92.81%，均存在廣泛的變異。從 95%置信區(qū)間來(lái)看，羅平土壤交換性鈣含量為 10.65～13.46 cmol/kg、交換性鎂含量為2.43～3.45 cmol/kg、有效硫含量為 24.88～30.11 mg/kg、有效銅含量為4.18～5.01 mg/kg、有效鋅含量為 3.23～3.68 mg/kg、有效鐵含量為48.88～54.42 mg/kg、有效錳含量為63.71～71.27 mg/kg、有效硼含量為 0.48～0.57 mg/kg。

2.2 煙葉中、微量元素分布特征

依據(jù)煙葉中、微量元素的描述性統(tǒng)計(jì)（表 4）及相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法（表 2）可知，煙葉中鈣、硫和鋅含量總體適中，但是有約38%鈣含量較低，29%硫含量較低，約29%鋅含量較高。鐵和錳含量總體處于很高水平。鎂和硼含量總體偏低，尤其是硼約90%處于較低水平。約45%煙葉中銅含量適中，約44%煙葉銅含量較低至低，約10%較高。從變異范圍來(lái)看，煙葉中各種中、微量元素的最大值與最小值相差均較大，均存在廣泛的變異。從95%置信區(qū)間來(lái)看，羅平煙葉中鈣含量為1.9～2.0 mg/kg、鎂含量為 0.42～0.45 mg/kg、硫含量為 0.24～0.26 mg/kg、銅含量為 7.28～8.38 mg/kg、鋅含量為 40.41～44.29 mg/kg、鐵含量為229.57～321.32 mg/kg、錳含量為140.32～158.15 mg/kg、硼含量為 15.02～16.29 mg/kg。

2.3 土壤有效中、微量元素與煙葉中、微量元素的相關(guān)性

土壤與煙葉中、微量元素相關(guān)性分析（表 5）表明，土壤中交換性鎂、有效銅、有效鋅、有效錳、有效硼均與煙葉中相對(duì)應(yīng)的中、微量元素有著顯著與極顯著的正相關(guān)關(guān)系；土壤中交換性鈣、有效鐵和有效硫均與煙葉中相對(duì)應(yīng)的中、微量元素也呈正相關(guān)關(guān)系，但不顯著；煙葉中鋅不僅與土壤中有效鋅有極顯著的相關(guān)關(guān)系，還受多種土壤中有效中、微量元素的影響，與土壤交換性鎂呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與有效銅和有效鐵分別呈極顯著和顯著正相關(guān)關(guān)系；煙葉中銅與土壤中交換性鎂呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，煙葉中錳與土壤中有效銅呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；煙葉中硼與土壤中交換性鎂呈顯著正相關(guān)關(guān)系。為分析煙葉中的鋅、銅、錳和硼與土壤中有效中、微量元素關(guān)系，進(jìn)一步做逐步回歸分析。

表3 土壤中、微量元素描述性統(tǒng)計(jì)Table3 Statistic of soil medium and micro nutrient contents

表4 煙葉中、微量元素描述性統(tǒng)計(jì)Table4 Statistic of medium and micro nutrient contents in tobacco leaves

表5 土壤中、微量元素與煙葉中、微量元素簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)Table5 Pearson correlation coefficient between soil and tobacco leaf nutrient contents

煙葉中的銅與土壤有效中、微量元素的逐步回歸方程為：Cu=8.310-0.003Mg+0.415Cu-0.017Mn（P＜0.01）；煙葉中的鋅與土壤有效中、微量元素的逐步回歸方程為：Zn=41.635-0.014Mg+1.428Zn+

0.111 Fe（P＜0.01）；煙葉中的錳與土壤有效中、微量元素的逐步回歸方程為：Mn=142.196-3.061Cu+0.313Mn（P＜0.01）；煙葉中的硼與土壤有效中、微量元素的逐步回歸方程為：B=13.306+0.004Mg+2.104B（P＜0.01）。所有方程均經(jīng)過(guò)顯著性檢驗(yàn)，回歸方程均達(dá)到極顯著水平，回歸系數(shù)均達(dá)到顯著或極顯著水平。

3 討 論

依據(jù)土壤中有效中、微量元素豐缺狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)羅平煙區(qū)的土壤中有效中、微量元素進(jìn)行評(píng)價(jià)，羅平土壤交換性鈣、鎂、銅、鋅、鐵和錳含量90%以上處于豐富和很豐富的水平，而有效硫和硼含量相對(duì)較低，分別有38%和61%處于缺和很缺的水平。羅平煙區(qū)應(yīng)當(dāng)適量施用硼肥，或者在適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)環(huán)節(jié)噴施葉面硼肥。羅平土壤中有效中、微量元素存在廣泛的變異，一方面這可能與羅平煙區(qū)的地形多丘陵和山地有關(guān)，地形復(fù)雜破碎，坡度各異，造成元素的空間變異性較強(qiáng)[16-17]；另一方面羅平土壤類(lèi)型多樣，包括黃壤、紫色土、新積土、紅壤和水稻土，造成土壤中、微量元素空間分布不均勻，存在廣泛的變異[18-19]。土壤并不是一個(gè)均質(zhì)體，而是一個(gè)連續(xù)的變異體，具有高度的空間異質(zhì)性[20]，所以應(yīng)對(duì)羅平煙區(qū)有效中、微量元素在不同地形和不同土壤類(lèi)型上的分布特征進(jìn)行進(jìn)一步的探討。

依據(jù)工業(yè)企業(yè)對(duì)初烤煙中、微量元素含量評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)羅平煙區(qū)的煙葉中、微量元素進(jìn)行評(píng)價(jià)，煙葉中鈣、銅、鋅和錳含量的平均值在適中的范圍內(nèi)；煙葉中的鐵含量較高；煙葉中的鎂和硼含量較低。土壤中交換性鈣和鎂含量很豐富，而煙葉中鈣和鎂含量相對(duì)較低，有研究表明[21-22]，土壤中交換性鎂含量對(duì)煙株吸收鈣表現(xiàn)出明顯的抑制作用，而土壤中交換性鈣含量對(duì)煙株吸收鎂也有抑制作用[23]，土壤中有效鉀含量過(guò)高也能抑制煙草對(duì)鎂的吸收[24]。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步對(duì)煙株對(duì)土壤中鈣和鎂的吸收機(jī)制和影響因素進(jìn)行探討。

有研究結(jié)果表明[25]，土壤中、微量元素的含量高低對(duì)煙葉內(nèi)相對(duì)應(yīng)元素的含量起主要作用，且兩者呈極顯著正相關(guān)，直接作用系數(shù)大。而本研究表明，土壤中交換性鎂、有效銅、有效鋅、有效錳、有效硼均對(duì)煙葉中相對(duì)應(yīng)的中、微量元素有促進(jìn)作用，且促進(jìn)效果顯著。土壤中交換性鈣、有效鐵和有效硫也對(duì)煙葉中相對(duì)應(yīng)的中、微量元素有不顯著的促進(jìn)作用。交換性鎂對(duì)多種煙葉中、微量元素有促進(jìn)或抑制關(guān)系，表現(xiàn)為，促進(jìn)硼的吸收，抑制鋅和銅的吸收，與許自成[22]的研究結(jié)果一致。土壤中有效銅對(duì)煙葉中鋅有促進(jìn)作用[26]，對(duì)錳有抑制作用。

[1]胡國(guó)松，鄭偉，王震東，等.烤煙營(yíng)養(yǎng)原理[M].北京：科學(xué)出版社，2000：198-209.

[2]龍懷玉，張認(rèn)連，劉建利，等.中國(guó)烤煙中部葉礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素濃度狀況[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2007，13（3）：450-457.

[3]王世濟(jì)，趙第錕，崔權(quán)仁，等.缺鎂對(duì)煙葉內(nèi)外觀質(zhì)量影響初探[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，16（7）：80-81.

[4]So T C.Effects of some rare elements on nicotine content of the tobacco plant[J].Plant Physio, 1973, 51∶ 805-806.

[5]Rosa N N.Nicotine and physiology of the tobacco plant[J].The Canadian Tobacco Grower, 1983, 1∶ 45-46.

[6]劉有才，徐建平，徐志剛，等.硼對(duì)上部煙葉組織結(jié)構(gòu)及對(duì)降低煙氣焦油含量的影響[J].土壤通報(bào)，2011，42（2）：448-451.

[7]周毓華.微肥施用對(duì)煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響研究[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2000，21（4）：29-31.

[8]李明德，肖漢乾，余崇祥，等.湖南煙區(qū)土壤中、微量元素狀況及施肥效應(yīng)研究[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2005，26（1）：25-27.

[9]趙月，周冀衡，陳習(xí)羽，等.云南陸良煙葉與土壤微量元素的空間分布特征及主要影響因素[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，38（3）：225-240.

[10]國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局.GB 2635—92 烤煙[S].

[11]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

[12]陳江華，劉建利，李志宏，等.中國(guó)植煙土壤及煙草養(yǎng)分綜合管理[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

[13]袁有波，陳雪，羅貞寶，等.畢節(jié)地區(qū)初烤煙葉微量元素含量分布特征[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2007，28（5）：45-48.

[14]鄧小華，周冀衡，趙松義.湖南烤煙硫含量的區(qū)域特征及其對(duì)煙葉評(píng)吸質(zhì)量的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，18（12）：2854-2859.

[15]許自成，王林，關(guān)博謙，等.湖南煙區(qū)烤煙錳與土壤有效錳含量的分布特點(diǎn)及關(guān)系分析[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2007，13（5）：27-32.

[16]董國(guó)濤，張愛(ài)娟，羅格平，等.三工河流域綠洲土壤微量元素有效含量特征分析[J].土壤，2009，41（5）：726-732.

[17]常棟，徐明康，王勇，等.緩坡植煙田土壤微量元素的空間變異特征[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2012，18（3）：34-41.

[18]王永東，廖桂堂，李廷軒.四川蒙頂山低山茶園土壤主要微量元素空間變異特征及影響因素研究[J].茶葉科學(xué)，2008，28（1）：14-21.

[19]陳若星，楊虹琦，趙松義，等.土壤類(lèi)型對(duì)烤煙生長(zhǎng)及品質(zhì)特征的影響[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2012，33（6）：33-38.

[20]Wang Jian-guo, Liu Hong-xiang, Wang Shou-yu.Law of nutrient equilibrium, gain and loss in black soil farmland[J].Acta Pedologica Sinica, 2003, 40(2)∶251-259.

[21]魯耀，鄭波，段宗顏，等.鈣鎂比調(diào)控對(duì)煙葉產(chǎn)量、化學(xué)品質(zhì)及鎂吸收的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19（11）：69-74.

[22]許自成，黎妍妍，肖漢乾，等.湖南煙區(qū)土壤交換性鈣、鎂含量及對(duì)烤煙品質(zhì)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（11）：4426-4432.

[23]宋珍霞，高明，關(guān)博謙，等.重慶市植煙區(qū)土壤肥力特征研究[J].土壤通報(bào)，2005，36（5）：664-668.

[24]G W Rehn, R C Sorensen.Effect of Potassium and magnesium applied for corn grown on an Irrigated sandy soil[J].Soil Sci Sco.Am.J, 1985, 49∶ 1446-1450.

[25]Sharma B D, Arora kumar R.Relationships between soil characteristics and total and DTPA-extractable micronutrients in incept sols of punjab[J].Commune Soil Plant Analyze, 2004, 35(5)∶ 799-818.

[26]許自成，王林，肖漢乾.湖南煙區(qū)烤煙鋅含量與土壤有效鋅的分布特點(diǎn)及關(guān)系分析[J].生態(tài)環(huán)境，2007，16（1）：180-185.