土壤類型對烤煙生長及品質特征的影響

陳若星，楊虹琦*，趙松義，李宏光，成軍平，方 明

（1.湖南農業大學生物科學技術學院，煙草科學與健康重點實驗室，長沙 410128；2.中國煙草中南農業試驗站，長沙 410128；3.湖南省煙草公司郴州市公司，湖南 郴州 423000）

土壤是煙草生存的基礎，土壤條件主導著煙草生長發育，同時也影響其內在化學成分含量[1]。不同類型土壤理化性質有較大差異，養分供應規律有所不同，這將形成不同的煙葉品質風格特色[2-3]。劉冬冬等[4]對廣東南雄地區不同土壤類型烤煙質量風格特征研究表明，粵煙 96綜合品質表現為紫色土＞牛肝田＞沙泥田。土壤類型與煙葉品質的關系是近年研究熱點，但目前多以研究土壤條件為主，且具有一定地域局限性，對其他煙區煙葉生產指導作用有限。桂陽煙區是湖南典型濃香型煙葉主產區，該煙區土壤類型多樣，其中主要植煙土壤有水稻土、紅壤、紫色土、黃紅壤、黑色石灰土。為了揭示典型濃香型煙葉產區不同土壤類型煙葉生長速率、理化特性及感官評吸質量指標間存在的差異，以闡明土壤類型對煙葉生長和品質指標的影響，本研究以桂陽煙區水稻土、紫色土、紅壤3種主要植煙土壤為對象，研究相近生態條件下，不同植煙土壤煙葉的生長速率、理化及品質特征，以期為提高典型濃香型烤煙的品質奠定理論與試驗基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于 2010年在湖南省郴州市桂陽縣進行。試驗品種為云煙87。分別選取氣候條件相近的3個村進行試驗，即仁義鎮梧桐村（水稻土），銀河鄉潭池村（紫色土），浩塘鄉大留村（紅壤）。各試驗點分別選取3戶具有代表性農戶的地塊。采用5點法取0～20 cm耕層土壤進行養分和pH測定。各試驗田均按郴州優質煙葉生產標準的要求進行統一施肥、中耕和打頂等田間管理。在各試驗田內分別選定 10株具有田間代表性煙株并用紅線標記，于移栽后測定各階段煙葉的農藝性狀，并計算其生長速率。各試驗點均采收中部第 10片適熟葉，編竿后放入同一烤房進行烘烤，取 C3F等級初烤煙葉5 kg進行理化指標檢測和感官評吸。

1.2 測定項目與方法

土壤樣品的pH、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀按照參考文獻[5]方法檢測。

株高及葉片生長速率：分別于烤煙移栽后第25、40、55、70、85、100 d測量各試驗點煙株的株高、莖圍及第5片煙葉的葉長和寬，以相鄰兩次農藝性狀測量值的差值與測量相隔天數的比值作為煙株及葉片生長速率。

煙葉理化指標：每個處理取烤后樣品C3F等級煙葉1 kg，隨機抽取10片，分別用電子天平稱單葉質量和去梗質量，以 10片煙葉稱量結果的平均值作為該樣品的單葉質量和含梗率。采用 YC/T31—1996標準方法測定含水率。可溶性總糖和還原糖含量采用標準 YC/T159—2002，總氮含量采用YC/T161—2002，揮發酸及揮發堿采用 YC/T160—2002，鉀含量采用 YC/T218—2007進行檢測。β-胡蘿卜素、葉黃素、綠原酸、蕓香苷采用參考文獻[6-7]中的高效液相色譜法進行檢測。

1.3 單料煙評吸方法

卷制長70 mm、圓周27.5 mm的煙支，經過挑選、平衡水分后，由評吸專家評吸鑒定。煙葉的感官評吸包含9項指標，分別為煙氣香氣質、香氣量、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性、灰色。對上述9項指標進行評吸打分，每項指標的最高分值為9分。

1.4 數據處理與分析

數據采用SPSS 13.0進行統計分析。

2 結 果

2.1 土壤養分含量與煙株生長速率

由表1可知，桂陽煙區水稻土、紫色土和紅壤的養分和pH值均存在顯著或極顯著差異。其中全氮、全磷含量紅壤＞紫色土＞水稻土，紫色土全鉀含量最高，水稻土中速效養分和有機質含量均高于紫色土和紅壤。紅壤pH為弱酸性，質地為黏壤土，較適合煙草生長；水稻土和紫色土的pH為弱堿性，質地均為壤黏土。

由圖1看出，紫色土的烤煙株高和莖圍25～40 d的生長率，葉長和葉寬25～55 d的生長率高于水稻土和紅壤。植煙前土壤養分調查結果中紫色土速效養分含量并不豐富，所以維持其高生長率所需的養分可能源自有機物礦化，也有可能由于紫色土土壤環境好，肥料利用率高。水稻土烤煙成熟期生長速率較高，這不利于后期成熟落黃，可能造成煙葉脫氮困難，煙葉含氮類化合物含量高。可見，土壤類型對烤煙生長速率有較大影響，這可能由于不同類型土壤質地和持水量存在差異，微生物和土壤酶活性變化規律有所不同，導致氮素礦化速率和煙株根系對養分吸收利用率受到一定影響。

表1 3種植煙土壤養分狀況Table 1 The conditions of nutrient from three soils

圖1 不同土壤類型烤煙生長速度Fig.1 Growth rate of the flue-cured tobacco on various soil types

2.2 不同植煙土壤烤煙農藝性狀

不同植煙土壤烤煙農藝性狀的統計分析結果見表2。可知，水稻土和紫色土烤煙株高極顯著高于紅壤，葉長、莖圍顯著高于紅壤，但葉寬和節距差異不顯著。這是因為株高、莖圍和葉長是反映煙株生長量的主要指標，其大小主要與土壤水分和養分的供應密切相關。而葉寬和節距這兩個農藝性狀指標除了受土壤水分和養分供應的影響外，在一定程度上還受到基因型的調控[8]。

2.3 不同植煙土壤烤煙理化指標

2.3.1 物理指標 煙葉的物理特性不僅反映煙葉的外觀質量，還將影響煙葉的經濟價值和可用性[9]。由表3可知，不同植煙土壤煙葉物理指標中的含梗率、干物質重、單位葉面積質量、葉片厚度存在顯著差異。水稻土和紅壤土煙葉的物理指標值較為接近，紫色土差異較大。水稻土和紅壤煙葉含梗率、含水率相對較小，但葉片偏厚，干物質積累較多。紫色土煙葉含梗率最高，干物質重、葉厚、單位葉面積質量顯著低于其他兩者。

2.3.2 不同植煙土壤烤煙主要化學成分含量分析由表4可知，水稻土與紫色土煙葉各常規化學成分的含量較為接近，紅壤差異較大。水稻土和紫色土煙葉總氮、煙堿含量較高，總糖和還原糖含量較低，雙糖差值較小。兩糖差值反映煙葉中非還原糖的含量[10]，非還原糖含量與煙葉中的蔗糖和可溶性多糖的含量有關，對煙葉香吃味有較大影響。紅壤煙葉總氮和煙堿含量較低，并且高糖低堿的特征導致紅壤煙葉糖堿比顯著高于水稻土和紫色土煙葉，其揮發酸與揮發堿之比也顯著高于其他兩者。由于紅壤煙葉氯含量高，水稻土和紫色土煙葉鉀含量高，所以紅壤煙葉鉀氯比顯著低于水稻土和紫色土煙葉。

表2 不同植煙土壤烤煙農藝性狀Table 2 Analysis on agronomic traits of the flue-cured tobacco

表3 不同植煙土壤烤煙物理指標Table 3 Analysis on physical properties of the flue-cured tobacco

表4 不同植煙土壤烤煙化學成分含量及比例Table 4 Analysis on content and ratio of chemical components in the flue-cured tobacco

2.3.3 烤煙主要潛香型物質含量 類胡蘿卜素是煙草中重要的萜烯類化合物之一，煙葉中中性揮發性香氣物質成分中很大一部分是其降解產物，其中有很多是煙草中的重要致香成分[11]。綠原酸是煙葉中含量較高的多酚。蕓香苷對煙草的生長發育、煙葉顏色、煙氣香吃味等有重要影響[12]。表5分析結果表明，不同植煙土壤煙葉類胡蘿卜素和多酚的含量差異不顯著。這是因為類胡蘿卜素和多酚都是含碳化合物，相對于一個品種而言，類胡蘿卜素含量主要受光照強度影響[13]，多酚含量主要受煙葉光合作用和呼吸作用的影響。在光照、溫度和土壤含水率接近的生態條件下，煙草葉片碳代謝水平也相似，所以3種植煙土壤煙葉類胡蘿卜素和多酚含量沒有顯著差異。

表5 植煙土壤烤煙主要潛香型物質含量Table 5 Main latent fragrant substance contents of the flue-cured tobacco

2.3.4 感官評吸結果 表6結果表明，紫色土煙葉香氣質得分最高，雜氣小于水稻土和紅壤煙葉，刺激性小于水稻土煙葉；水稻土煙葉香氣量和濃度高于紫色土和紅壤煙葉，但勁頭和余味得分最低；紅壤煙葉除余味高于其他兩者外，其他評吸指標分值大多居中等水平。煙葉鉀和氯的含量直接影響煙葉的燃燒性，進而影響煙葉燃燒過程中大分子分解成小分子致香物質及香味品質。由表4可知，紫色土煙葉的含鉀量顯著高于其他兩類，鉀氯比高于紅壤煙葉，總氮、煙堿和揮發堿低于水稻土煙葉，這可能是導致紫色土感官評吸質量好于水稻土和紅壤煙葉的主要原因。

表6 植煙土壤烤煙C3F感官評吸結果Table 6 Smoking test of the flue-cured tobacco from three soils

3 討 論

不同土壤類型養分有所差異，供應規律有所不同。羅維斌等[14]對湖南祁東煙區不同土壤類型肥力狀況進行了比較，結果表明，紫色土肥力比較適合種煙，其次是水稻土，紅壤肥力較低，應進行適當改良。與本試驗結果類似，其中水稻土氮磷總量不高，速效養分含量高；紫色土和紅壤總量高，速效養分含量低。水稻土和紫色土速效鉀含量較高。

研究表明，紫色土煙葉化學組分比例協調，評吸結果較好[15-16]，本研究結果也顯示，紫色土煙葉感官評吸結果最好，香氣質得分最高，雜氣和刺激性最少。目前針對紫色土土壤環境與煙葉品質關系的研究較少，其他作物相關研究結果表明，紫色土具有磷脂脂肪酸總量和鉀素含量高，微生物含量極為豐富，有機質和養分含量適中的特點[17-18]。研究結果還表明，紫色土在烤煙生育期內的土壤生物學特征和供肥規律都利于煙葉生長和改善品質，這些特點可能是紫色土煙葉形成良好品質的土壤條件。

綜合本研究結果可知，桂陽煙區紫色土烤煙生長“前高后低”，生長規律最符合優質煙葉生產要求。煙葉含梗率高，葉片厚度較薄，干物質重和單位葉面積質量較小。總糖、還原糖、總氮和煙堿含量較低，鉀含量顯著高于水稻土和紅壤。煙葉感官評吸中香氣質分最高，總分等于紅壤煙葉并高于水稻土煙葉。水稻土烤煙旺長期內長勢較好，但進入成熟期后依舊有較高的生長率，這將造成煙葉脫氮困難，導致總氮和煙堿含量過高，這可能由于水稻土成熟期內氮素養分供應過量造成，所以應采取適當的措施進行調控。由于整個生育期生長量大，水稻土煙葉干物質累積較多，葉片偏厚，單位葉面積大。雖然紅壤烤煙整個生育期生長率都要低于水稻土和紫色土，速效養分含量也不豐富，但其煙葉干物質含量也較多，單位葉面積和葉片厚度大。這可能因為質地偏壤土的土壤利于煙葉糖類化合物的合成[19]，紅壤煙葉總糖和還原糖含量較高所致。

4 結 論

本研究結果表明，紫色土煙葉綜合品質最好，紅壤煙葉長勢不足，水稻土煙葉氮類化合物含量過高。可根據不同土壤種植煙葉的特征合理優化栽培措施，如對紅壤補肥和控制烤煙成熟期內水稻土氮素養分。但同時還需分析土壤理化特性和生育期內土壤條件的變化規律。有關桂陽煙區不同類型土壤理化及生物學特性的研究見后續報道。

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