付小紅 屠乃美 張清壯等

摘要氯作為烤煙必需營(yíng)養(yǎng)元素，在煙草體內(nèi)不僅發(fā)揮著一定的生理作用，同時(shí)也是衡量煙葉內(nèi)外部品質(zhì)的重要指標(biāo)。根據(jù)我國(guó)主要煙區(qū)的土壤和煙葉含氯狀況，以及施氯對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等方面的影響，對(duì)煙草氯素營(yíng)養(yǎng)和煙葉氯含量問題進(jìn)行了探討。從烤煙中氯素的來源，煙株對(duì)氯的吸收，氯在煙株體內(nèi)的分布特征，氯素的生理代謝功能以及氯對(duì)煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響等方面進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞烤煙；氯素；營(yíng)養(yǎng)

中圖分類號(hào)S572文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2016）04-120-03

Research of Fluecured Tobaccos Nutrition in Chlorine

FU Xiaohong， TU Naimei*， ZHANG Qingzhuang et al （College of Agronomy， Hunan Agriculture University， Changsha， Hunan 410128）

AbstractChlorine， as a necessary nutrient element of fluecured tobacco， not only plays a physiological role in tobacco， but also is an important indicator to measure the quality of tobacco leaf. According to the content of chlorine in soil and tobacco leaves from the main tobaccogrowing areas， and effects of applying chlorine on growth and development， yield and quality， economic benefit of fluecured tobacco， the problems of chlorine content in tobacco leaves were discussed. The article was described from the source of chlorine element， absorption of chlorine in tobacco plant and the distribution characteristic of chlorine in tobacco plant， physiological metabolism function of chlorine and effects on quality and yield of fluecured tobacco.

Key words Fluecured tobacco； Chlorine； Nutrition

煙葉氯含量的高低決定了煙葉的工業(yè)可用性和經(jīng)濟(jì)效益，煙葉氯含量過低或過高都會(huì)直接影響煙葉的利用率。通過對(duì)烤煙氯素營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行深入的研究，對(duì)有效調(diào)節(jié)煙株對(duì)氯的吸收和利用，以及平衡煙葉內(nèi)部各相關(guān)化學(xué)成分將起到促進(jìn)作用。由于在我國(guó)煙草生產(chǎn)過程中，一直盛行著控氯的做法，加之氯肥的施用量和施用方法較難掌控，從而使得土壤流失的氯無法得到補(bǔ)給，氯含量降低，這也導(dǎo)致了我國(guó)相當(dāng)一部分煙區(qū)煙葉氯含量偏低，煙葉品質(zhì)受到不良影響。目前大多研究普遍認(rèn)為，煙草有著“喜鉀”和“忌氯”的特性，這也使得生產(chǎn)者在煙草生產(chǎn)過程中更為重視烤煙對(duì)鉀素營(yíng)養(yǎng)的需求，而容易忽視氯素營(yíng)養(yǎng)的重要性，隨之而來的煙草氯素營(yíng)養(yǎng)和煙葉氯含量問題也成為制約高品質(zhì)煙葉形成的因素。所以，探明烤煙在不同生育時(shí)期對(duì)氯的不同需求量，對(duì)于適時(shí)適量地補(bǔ)充煙株所需氯素營(yíng)養(yǎng)意義重大。筆者在前人研究報(bào)道的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)烤煙氯素營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行了探討。

1煙葉氯素營(yíng)養(yǎng)概況

烤煙中的氯素營(yíng)養(yǎng)主要來自于土壤、氯肥和灌溉水，其中，土壤的氯素豐缺狀況和氯肥的利用率是影響煙葉含氯量的根本原因，肥料在煙株獲取氯素營(yíng)養(yǎng)方面所占的比重較小[1]。在土壤水溶液中，烤煙的耐氯臨界值為150～180 mg/kg，是耐氯性極弱的作物[2]。根據(jù)羅建新等建立的植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況分級(jí)體系，將植煙土壤水溶性氯含量分為5個(gè)級(jí)別，分別為很高（>40.00 mg/kg）、高（30.01～40.00 mg/kg）、適宜（10.01～30.00 mg/kg）、低（5.00～10.00 mg/kg）、極低（<5.00 mg/kg）[3]。調(diào)查顯示，湖南煙區(qū)土壤水溶性氯含量低于10 mg/kg的占35.00%[4]。煙葉中的氯含量和土壤水溶性氯含量呈正相關(guān)[5]，張翔等研究認(rèn)為，烤煙吸收的氯中有61.80%是由土壤供給的[6]。種植優(yōu)質(zhì)煙葉的土壤標(biāo)準(zhǔn)氯含量為25.00～30.00 mg/kg，以不超過30.00 mg/kg為宜[7]，氯含量高于45.00 mg/kg的土壤則不宜種植煙草[8]。我國(guó)土壤含氯狀況在地區(qū)間的差異表現(xiàn)為西北>華北>東北>西南，有著北高南低的趨勢(shì)。我國(guó)主要煙區(qū)土壤平均氯含量表現(xiàn)為[3-4]：河南42.25 mg/kg，福建23.75 mg/kg，云南20.00 mg/kg，湖南16.60 mg/kg，貴州4.51 mg/kg。

一般認(rèn)為，品質(zhì)優(yōu)良的煙葉其氯含量在0.30%～0.80%[9]，但也有研究認(rèn)為是0.40%～0.80%[10]，并且鉀氯比大于4小于10為宜[9]，作為衡量煙葉燃燒性的質(zhì)量指標(biāo)，鉀氯比比值越高其燃燒性越好。據(jù)我國(guó)烤煙氯含量調(diào)查顯示，烤煙氯含量低于0.40%的樣品占74.22%，氯含量在0.40%～0.80%占20.35%，有3.43%的烤煙樣品氯含量高于0.80%[11]?？傮w來說，我國(guó)相當(dāng)一部分煙區(qū)的煙葉氯含量都低于0.40%。煙葉含氯量與土壤含氯量有基本一致的變化趨勢(shì)，一般為黃淮海煙區(qū)>東北煙區(qū)>西南煙區(qū)。由于南方降雨量充沛，相比北方干旱的氣候條件，土壤氯的淋失降低了烤煙對(duì)氯的吸收，這也是南方煙區(qū)煙葉氯含量偏低的重要原因[12]。根據(jù)湖南煙區(qū)煙葉品質(zhì)和土壤養(yǎng)分調(diào)查結(jié)果顯示，煙葉氯含量平均為0.35%，與0.60%的適宜標(biāo)準(zhǔn)還有一定的差距[4]。

2烤煙對(duì)氯的吸收

土壤溶液中的氯通過擴(kuò)散和淋濕表現(xiàn)出比較強(qiáng)的移動(dòng)性，導(dǎo)致氯素不會(huì)累積在土壤中反而易流失[13]。因?yàn)闊熤陮?duì)于氯素營(yíng)養(yǎng)有著“奢侈吸收”的特性，使得土壤和水體中的氯比較容易被煙株根系吸收并富集在煙葉中。氯以離子的形態(tài)存在，并且煙株根系對(duì)氯元素的吸收屬于逆化學(xué)梯度的主動(dòng)吸收過程。但是煙株對(duì)Cl-的吸收利用會(huì)受到一些外界環(huán)境因素的影響，如NO3-、PO43-、H2PO4-等離子對(duì)煙株Cl-的吸收產(chǎn)生抑制效應(yīng)[14]；pH則通過改變土壤表面電荷性質(zhì)來影響氯離子的擴(kuò)散，當(dāng)pH處于5.7～6.0時(shí)則不利于根系對(duì)氯的吸收[15]；光照充足在一定程度上能促進(jìn)氯的吸收等[16]。據(jù)研究表明，煙株根系對(duì)氯吸收的高峰期出現(xiàn)在移栽后40～60 d[17]。氯在煙株體內(nèi)積累的高峰期則出現(xiàn)在旺長(zhǎng)期，氯積累量與施氯量之間呈二次拋物線關(guān)系[18]。唐年鑫通過36Cl示蹤煙草對(duì)氯的吸收與分布，結(jié)果表明，成熟期對(duì)氯素的利用率為26.19%，旺長(zhǎng)期為16.09%，團(tuán)棵期為3.78%[19]。

3烤煙氯含量的積累與分布

氯含量在煙株體內(nèi)各部位分布為：葉>莖>根[20]，煙葉中氯素的含量占到煙株總氯量的80%以上，并且葉脈中的氯含量比葉肉組織中的高[19]。不同的施氯量對(duì)煙株氯的分布會(huì)產(chǎn)生不同的影響，據(jù)徐永峰等的研究結(jié)果顯示，施氯量在0～48 kg/hm2范圍內(nèi)，隨著施氯量的增加，上部葉中分布的氯明顯增加，當(dāng)施氯量增加到96 kg/hm2時(shí)，分布在中下部葉中氯的增加較為顯著[21]?？傮w來說，氯在不同葉位的分布表現(xiàn)為：下部葉>中部葉>上部葉[6]；氯的積累量則與之相反，表現(xiàn)為上部葉>中部葉>下部葉[6]。由于現(xiàn)蕾后煙株中氯含量的積累主要發(fā)生在上部葉中，下部葉中的氯被轉(zhuǎn)移出去一部分，因此煙葉中氯的積累量與氯含量表現(xiàn)出了相反的趨勢(shì)。但由于移動(dòng)性強(qiáng)，使得氯容易從成熟葉片向煙株的其他部位轉(zhuǎn)移，下部老葉的品質(zhì)劣于中上部葉片，這與含氯的多少有一定的關(guān)系[10]。總體來說，土壤含氯量越高，煙株各器官中含氯量的差異就越大[22]。

4烤煙氯素生理代謝功能

雖然煙草被定義為“忌氯作物”，但是氯作為煙株生長(zhǎng)發(fā)育過程中必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一[23]，雖限量但卻發(fā)揮著不可替代的重要性。氯對(duì)于煙株生理代謝功能的作用主要表現(xiàn)在：氯參與了葉綠體和光合反應(yīng)中輔酶的構(gòu)成，Cl-在光合電子傳遞過程中能起到平衡電荷的作用，并促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，從而促進(jìn)了二氧化碳的固定同化和碳水化合物的合成[24]；氯能夠維持細(xì)胞的滲透壓和膨壓，可減少煙株體內(nèi)水分的喪失和保持葉片良好形態(tài)[25-26]；氯對(duì)于煙株氣孔開度的調(diào)節(jié)，以及對(duì)烤煙的抗病和抗逆能力的強(qiáng)化都起著積極的作用，在防治煙草花葉病、莖腐病、根腐病和黑脛病上有一定的效果[27]；適量氯素營(yíng)養(yǎng)有利于提高煙株根系活力和烤煙旺長(zhǎng)期葉片中的葉綠素含量，高氯對(duì)葉綠素的合成則不利[8]；合理施氯還能夠提高生長(zhǎng)前期硝酸還原酶的活性，從而促進(jìn)煙株對(duì)氮素的吸收利用，但高濃度氯會(huì)抑制硝酸還原酶和脫氫酶的活性，提高過氧化物酶活性[28]；在適宜的范圍內(nèi)，合理施用氯肥可促進(jìn)煙株對(duì)銨態(tài)氮和氯本身的吸收，在相伴離子效應(yīng)作用下還可促進(jìn)鉀離子的吸收，從而提高煙葉燃燒性[29]。但隨著氯施用量的增加，烤煙對(duì)磷的吸收減少?gòu)亩沟脽熑~含磷量下降，氯和磷間存在拮抗關(guān)系[30]。

5氯與煙葉品質(zhì)的關(guān)系

土壤水溶性氯含量若少于2 mg/kg和植株含氯量不足100 mg/kg時(shí)，易患缺氯癥[31]。對(duì)于烤煙品質(zhì)而言，患缺氯癥狀的煙株常表現(xiàn)為煙葉翻卷萎蔫，煙株較矮小，葉色不正常，烤后煙葉顏色過淺，彈性差且容易破碎；氯含量超過1%時(shí)會(huì)導(dǎo)致煙葉的燃燒性、吸濕性和香吃味受到嚴(yán)重不良影響，難貯存，易變質(zhì)[32]。土壤水溶性總氯量大于600 mg/kg時(shí)會(huì)導(dǎo)致烤煙氯中毒[2]。所以煙葉含氯量偏高或偏低都會(huì)對(duì)優(yōu)質(zhì)煙葉的形成造成不利的影響，只有當(dāng)煙葉中的氯含量適中時(shí)才能表現(xiàn)出較優(yōu)的品質(zhì)，即質(zhì)地柔軟有彈性，煙葉表觀油潤(rùn)有光澤且吸濕性好，成絲率高且燃燒性好，香氣質(zhì)佳，香氣量足[33]。氯與煙葉中的蛋白質(zhì)、總糖、淀粉、還原性糖含量關(guān)系密切[15]，煙葉總糖和還原糖含量隨著施氯量的增加明顯提高，而煙葉中可溶性含氮化合物和煙堿含量在一定施氯量范圍內(nèi)有降低的趨勢(shì)[34]。在農(nóng)藝性狀方面，研究表明，合理的施氯量能夠促進(jìn)煙葉開片，增加煙株的株高、莖圍、葉面積[35-36]；隨著施氯量的增多，可促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程[37]。但陳黛等研究表明，氯對(duì)于煙株農(nóng)藝性狀的影響效果不明顯[38]。

6氯對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

適量的氯素營(yíng)養(yǎng)有利于提高烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值和中上等煙的比例。根據(jù)李明德等的研究表明，當(dāng)氯化鉀的施用量在15%～30%時(shí)，產(chǎn)值增加了14.60%～40.70%，中上等煙比例提高了10.20～11.50個(gè)百分點(diǎn)[4]。石孝均等對(duì)重慶烤煙氯營(yíng)養(yǎng)的研究表明，施氯量在0～45 kg/hm2時(shí)，煙葉產(chǎn)量與施氯量呈正相關(guān)，并以45 kg/hm2氯處理的煙葉產(chǎn)量最高，施氯量高于45 kg/hm2時(shí)，上等煙的比例和產(chǎn)值明顯下降[39]。余金龍等的研究也表明，各施氯處理中以45 kg/hm2的產(chǎn)量最高，煙葉品質(zhì)和均價(jià)也相對(duì)優(yōu)于其他氯處理[34]。當(dāng)土壤水溶性氯含量較低時(shí)，適量施用氯化鉀等含氯肥料可以在一定程度上提高煙葉的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)南平煙區(qū)烤煙氯素研究表明，當(dāng)土壤水溶性氯含量低于5.81 mg/kg時(shí)，對(duì)煙葉產(chǎn)量影響不大，產(chǎn)值隨施氯量的增加在一定范圍內(nèi)成正比[40]。

7烤煙中氯含量的影響因子

不同基因型的烤煙品種其氯含量有顯著的差異，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析顯示，部分品種氯含量平均值為：NC82（0.50%）>云煙87（0.36%）>紅花大金元（0.34%）>K326（0.33%）>中煙100（0.32%），各品種間有著不同程度的變異幅度[41]?？緹熒L(zhǎng)過程中土壤含氯量是決定烤煙煙葉氯含量高低的關(guān)鍵因素，北方土壤中的氯含量比較高，由于北方煙農(nóng)有施用農(nóng)家肥的習(xí)慣以及干旱氣候減少了土壤中氯的流失，使得北方煙區(qū)烤煙氯含量也比較高。南方植煙土壤以沙質(zhì)壤土為主，多降雨使得土壤氯更易流失。土壤類型的差異使得土壤氯含量存在本質(zhì)上區(qū)別，不同類型土壤水溶性氯的平均含量依次為[39]：水稻土1.80 mg/kg<紫色土5.30 mg/kg<黃棕壤5.60 mg/kg<石灰土12.80 mg/kg<黃壤15.20 mg/kg。由于地理位置和氣候環(huán)境上的差異造成了同一個(gè)烤煙品種在不同煙區(qū)表現(xiàn)出氯含量上的差異，NC89在湖北表現(xiàn)為較適宜的氯含量（0.65%），而在遼寧和河南其氯含量只有0.37%和0.39%，K326和云煙87等品種也有類似的表現(xiàn)[41]。

在農(nóng)藝措施方面，施氯量對(duì)煙株生長(zhǎng)發(fā)育的表現(xiàn)為“低促高抑[34]”。施氯量的高低和施氯時(shí)間的不同對(duì)煙葉氯含量的影響很明顯。研究表明，施氯量與煙株中的氯積累量正相關(guān)性顯著[21]；推遲氯肥的施用時(shí)間可提高煙株莖稈和中部葉中氯含量，能明顯減少氯在下部葉中的含量，還可適當(dāng)降低下部葉中氯的積累量和提高中部葉中的氯積累[42]。伴隨著煙葉成熟度的變化，各部位煙葉氯含量均呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(shì)[43]，采收成熟度的不同對(duì)烤后煙葉氯含量也有一定的影響。

8烤煙中氯含量調(diào)節(jié)措施

當(dāng)土壤中氯含量無法滿足烤煙對(duì)氯素的正常需求時(shí)，應(yīng)適時(shí)增施含氯化肥或有機(jī)肥以補(bǔ)充氯素營(yíng)養(yǎng)。據(jù)李文卿等研究，在團(tuán)棵期澆施氯肥更加符合烤煙的養(yǎng)分需要和生長(zhǎng)規(guī)律，有利于優(yōu)質(zhì)煙葉氯含量的形成[43]。應(yīng)根據(jù)干旱程度，適當(dāng)澆水促進(jìn)Cl-向不同耕作層的遷移，以防止氯過度集中在根系密集區(qū)[1]。選擇對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥缆葼顩r表現(xiàn)出更高適應(yīng)力和親和性的烤煙品種，調(diào)整烤煙的種植布局。適當(dāng)調(diào)節(jié)土壤pH，當(dāng)pH處于5.2～6.8時(shí)，煙葉氯含量隨pH的升高而增加，pH為6.8～7.5或低于5.2時(shí)，煙葉氯含量隨其升高有降低趨勢(shì)[44]。改善土壤的保肥性能，避免烤煙與需氯量大的作物進(jìn)行輪作以防止土壤中的氯被大量消耗，也不宜在前茬作物為玉米、豆類等氯含量過高的土壤上種植烤煙[45]。對(duì)于北方一些土壤氯含量偏高的煙區(qū)，可采取合理輪作、科學(xué)灌溉和施肥、深耕深翻、秸稈覆蓋[45]等農(nóng)藝栽培措施來降低煙葉對(duì)氯離子的吸收，從而降低煙葉中過高的氯含量。

9展望

烤煙作為葉用的經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)煙葉中氯含量有一定的要求。氯肥的施用一直以來都受到了嚴(yán)格控制，由于烤煙對(duì)氯的敏感特性和氯本身較強(qiáng)的移動(dòng)性，使得氯素在滿足煙株正常生長(zhǎng)發(fā)育需要的同時(shí)，又要防止出現(xiàn)煙葉氯缺失或氯中毒現(xiàn)象。但對(duì)于烤煙氯素營(yíng)養(yǎng)研究理論不可一概而論，應(yīng)該結(jié)合大田生產(chǎn)因地制宜。由于不同煙區(qū)生態(tài)因素的差異性而形成的不同烤煙生產(chǎn)環(huán)境，需要以各自煙區(qū)本身的土壤特性、氣候條件為基礎(chǔ)，對(duì)烤煙氯營(yíng)養(yǎng)問題進(jìn)行探討。有針對(duì)性地進(jìn)行氯素肥料配比的調(diào)節(jié)，不斷改進(jìn)施氯的方法以提高養(yǎng)分利用率，再根據(jù)各自生產(chǎn)地的烤煙養(yǎng)分需求進(jìn)行氯素營(yíng)養(yǎng)的合理和適時(shí)補(bǔ)充。相對(duì)于湖南煙區(qū)而言，總體的土壤水溶性氯平均含量尚處于適宜烤煙生長(zhǎng)的氯含量范圍內(nèi)，但是湖南烤煙氯含量總體偏低。根據(jù)湖南煙區(qū)土壤水溶性氯含量的調(diào)查分析顯示[8]，湖南省內(nèi)4個(gè)不同煙區(qū)土壤水溶性氯含量存在較大的差距，其中湘中煙區(qū)的平均氯含量最低，不足11.00 mg/kg，對(duì)此應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充適當(dāng)?shù)穆人貭I(yíng)養(yǎng)，做出配套的施氯措施。

筆者認(rèn)為，可通過進(jìn)行烤煙氯吸收動(dòng)力學(xué)研究來對(duì)煙株根系Cl-吸收特征進(jìn)行數(shù)量化描述，可為進(jìn)一步分析不同生育時(shí)期和不同氯素水平下烤煙根系氯養(yǎng)分吸收動(dòng)力學(xué)特征以及烤煙氯素利用效率的提高提供參考?？緹煂?duì)氯素的吸收和運(yùn)輸機(jī)理是研究烤煙氯素營(yíng)養(yǎng)和生理功能的基礎(chǔ)，是明確氯的吸收和運(yùn)輸機(jī)制的重要理論，同時(shí)也具有實(shí)際意義。

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