重慶酉陽植煙土壤理化性狀與煙葉化學成分的相關性分析

王 勇

（重慶市煙草公司，重慶 400023）

土壤是形成特色煙葉的重要基礎之一，不同類型植煙土壤中生長的煙葉有不同的質量特色，土壤理化性狀特別是某些營養元素的含量和煙葉的質量特色有重要的聯系[1-2]，煙葉化學成分與煙葉質量又有著密切的關系[3-5]，深入研究土壤理化性狀與煙葉化學成分的關系，對科學調控植煙土壤生態環境，提高煙葉質量有重要意義。酉陽縣位于重慶市東南，地處渝、鄂、湘、黔四省（市）邊區的結合部，酉陽蒼嶺基地單元轄蒼嶺鎮、黑水鎮、雙泉鄉、廟溪鄉4個鄉鎮，是國家級基地單元，是湖南中煙的煙葉原料基地，主產“山地特色煙”。通過對湖南中煙重慶酉陽縣蒼嶺基地植煙土壤和煙葉樣品數據進行分析，研究土壤理化性狀與烤后煙葉化學成分之間的關系，旨在發掘影響煙葉煙葉質量性狀的土壤理化特征，為改善酉陽煙區煙葉質量，促進烤煙可持續發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

在重慶市酉陽縣蒼嶺基地單元植煙區取樣，共采集土樣98個和對應中部C3F煙葉樣品98個，其中蒼嶺鎮26個、黑水鎮39個、雙泉鄉27個、廟溪鄉6個。土樣采集具有代表性的樣地表層土壤（20~25 cm）1 kg，各點的取土深度及采樣量均一致，土樣中土壤上層與下層的比例相同，從田間采回后登記編號，進行預處理，經過風干、磨細、過篩、混勻，備測。煙葉樣品每樣取3.0 kg，烘干、粉碎、過篩（篩孔徑為0.25 mm）后，以備煙葉化學成分的測定。

1.2 測定指標

1.2.1 土壤指標的測定 土壤pH值的測定采用電位測定法；土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法（外加熱法）；土壤堿解氮采用半微量定氮法；土壤全磷采用NaOH熔融，鉬銻抗比色法測定；土壤速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3法；土壤速效鉀采用火焰光度計法；土壤全鉀和全鈉采用火焰光度法測定；土壤水溶性氯采用離子色譜法測定。各指標具體測定方法參考文獻進行[6]。

1.2.2 煙葉化學成分 煙葉氮、鉀、總糖、還原糖、煙堿采用常規分析方法[7]進行測定，煙堿含量采用脫色法測定；總氮測定采用過氧化氫-硫酸消化法；還原糖測定采用3,5-二硝基水楊酸比色法；總糖測定采用乙醇提取，蒽酮顯色法。

1.3 數據分析

采用DPS7.5[8]、SPSS19.0對試驗數據進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 土壤理化性狀和煙葉化學成分分析

對酉陽縣蒼嶺基地98個土壤樣品理化性狀指標進行統計分析，由表1可以知，土壤理化性狀指標的變化范圍和變異系數均較大，其中變異系數最大的是水溶性氯，說明該基地單元水溶性氯分布差異性很大，其次為速效磷、速效鉀、有機質、堿解氮和pH值。植煙土壤pH值最適宜的范圍為弱酸性（pH5.5-6.5），酉陽縣蒼嶺基地土壤pH值平均是6.14，在適宜的植煙土壤pH范圍內。速效磷在土壤中的分布情況為：＜10 mg/kg為很缺，10~20 mg/kg為缺乏，20~40 mg/kg為中等，40 mg/kg 以上為豐富，可見基地土壤速效磷分布在缺乏到豐富范圍，整體上處于缺乏水平。速效鉀在土壤中的分布情況基本為：< 15 g/kg為缺乏，15~25 g/kg為中等，25~35 g/kg為豐富，土壤速效鉀在缺乏到中等范圍，整體上處于中等水平。有機質在土壤中的分布情況基本為：80~150 mg/kg為缺乏，150~220mg/kg為中等，220~300 mg/kg為豐富，有機質含量在缺乏到豐富范圍內，整體上處于中等水平。堿解氮在土壤中的分布情況基本為：65~100 mg/kg為缺乏，100~150 mg/ kg為中等，150~200 m g/kg為豐富，酉陽縣蒼嶺基地單元堿解氮在缺乏到豐富范圍，整體上處于中等水平。相關研究表明，可種植煙草的土壤水溶性氯最高限量為45 mg/kg，適宜和最適宜土壤水溶性氯含量不超過30 mg/kg，酉陽縣蒼嶺基地植煙土壤水溶性氯平均含量偏低，在煙草種植適宜范圍。總體上酉陽蒼嶺基地植煙土壤pH值適宜烤煙生長，速效磷含量相對缺乏，速效鉀含量中等，堿解氮含量中等，有機質含量中等，水溶性氯含量適宜。

表1 土壤理化性狀指標描述性統計分析Table 1 Descriptive statistics of the soil physical and chem ical properties

由表2可知，酉陽縣蒼嶺基地煙葉中總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀的含量和糖堿比、氮堿比在樣品間存在較大的變異。煙葉中總糖和還原糖的含量的變異系數較小，煙堿、糖堿比、氮堿比的變異系數較大，對該植煙區域煙葉質量的影響較大。國際型優質煙葉化學成分指標如下：總糖18%~24%，還原糖16%~22%，煙堿1.5%~3.5%，總氮1.5%~3.0%，鉀2.0%~3.5%，糖堿比約8~12，氮堿比≤1，鉀氯比≥4。由上述標準可知酉陽縣蒼嶺基地煙葉中還原糖、總糖含量偏高，含氮化合物（煙堿、總氮含量）和氮堿比在優質煙葉的適宜范圍，糖堿比值偏高，與該地區糖含量高有關。

表2 煙葉化學成分描述性統計分析Table 2 Descrip tive statistics of the m ain chem ical ingredient contents of fl ue-cured tobacco leaves

2.2 土壤理化性狀與煙葉化學成分的相關分析

從表3中可知，土壤pH值與煙葉中還原糖含量呈顯著正相關，與煙葉中總氮含量呈顯著負相關；土壤堿解氮含量與煙葉中氮堿比呈顯著正相關；土壤速效磷含量與煙葉中煙堿含量呈顯著負相關，與氮堿比呈極顯著正相關；土壤水溶性氯與煙葉中總氮含量呈顯著正相關；土壤有機質含量與煙葉中還原糖含量顯著負相關；土壤鉀含量與煙葉中還原糖含量顯著正相關，與煙葉中總糖含量顯著負相關。

表3 土壤理化性狀指標與煙葉化學成分的相關系數Table 3 Correlation coeffi cient of soil physical and chem ical properties and chem ical ingredient contents of fl ue-cured tobacco leaves

2.3 土壤理化性狀與煙葉化學成分的典型相關分析

簡單相關分析只能說明兩個變量之間的關系，不能體現出每組變量之間的相關作用，而典型相關分析能夠解決變量組內和組間的相互關系。為了更準確地描述土壤理化性狀對煙葉化學成分的影響[9]，采用典型相關方法分析了土壤理化性狀指標對煙葉化學成分的影響。

以土壤pH值（X1）、速效磷（X2）、有機質（X3）、速效鉀（X4）、堿解氮（X5）、水溶性氯（X6）作為自變量，煙葉中煙堿（Y1）、鉀（Y2）、還原糖（Y3）、總糖（Y4）、總氮（Y5）、糖堿比（Y6）、氮堿比（Y7）含量作為因變量，進行典型相關分析（表4）。結果表明，土壤理化性狀與煙葉化學成分含量的第Ⅰ對變量相關系數達到顯著水平，其他均未達到顯著水平。第Ⅰ對典型變量相關系數所包含的相關信息占變量間總相關信息的52.25%，典型變量的典型相關系數分析基本能反映這兩組變量間的主要信息。各植煙土壤理化性狀指標與煙葉化學成分的相關性如下：pH值>速效磷>有機質>速效鉀>堿解氮>水溶性氯。

表4 土壤理化性狀指標與煙葉化學成分的典型相關系數Table 4 Canonical correlation analysis of soil physical and chem ical properties and chem ical ingredient contents of fl ue-cured tobacco leaves

第Ⅰ對典型變量的結構分析表明，第Ⅰ對典型相關系數為0.509 5，顯著性水平為顯著，說明在第一對典型相關變量中，土壤理化性狀指標中第Ⅰ典型變量U1對煙葉化學成分因子第Ⅰ典型變量V1影響大。第Ⅰ對典型變量的線性組合為：

在U1的線性組合中，土壤有機質（X3）、速效鉀（X4）的載荷為-240.715、241.256 3，在第Ⅰ對典型變量中起最主要作用。在V1的線性組合中，起主要作用的是還原糖（Y3）、總糖（Y4），其載荷分別為1.052 9、-0.971 4，說明土壤中有機質和速效鉀的含量對煙葉中還原糖、總糖的含量影響較大，但土壤有機質含量與速效鉀含量的影響效果相反，即土壤有機質含量與煙葉中還原糖含量負相關，與煙葉中總糖含量正相關；而土壤速效鉀含量與煙葉中還原糖正相關，與煙葉中總糖含量負相關。

3 小結與討論

（1）重慶市酉陽蒼嶺植煙基地土壤pH值總體適宜，速效磷含量相對缺乏，速效鉀含量中等，堿解氮含量中等，有機質含量中等，水溶性氯含量較低，但適宜于烤煙生長所需。煙葉化學成分總糖和還原糖含量比較均衡且含量均較高，煙堿、總氮、鉀含量適中，氮堿比適中，糖堿比稍高。

（2）土壤理化性狀指標與煙葉化學成分含量相關分析表明：不同理化性狀指標與煙葉化學成分指標的相關性不同。土壤pH值對煙葉中還原性糖含量有正效應，對煙葉中總氮含量有負效應。土壤速效磷、堿解氮的含量對煙葉氮堿比均為正效應。土壤速效磷含量與煙堿呈顯著負相關，原因可能是磷可促進煙葉碳水化合物的合成，對煙堿積累起負面作用；磷加速合成煙堿之前的硝酸鹽還原等過程，促進煙株生長[10]，縮短煙株的成熟時間，從而降低煙堿積累。土壤水溶性氯對煙葉中總氮含量有正效應。。

（3）典型相關分析結果表明：煙區土壤基礎理化性狀指標對煙葉化學成分作用的大小依次為：pH值>速效磷>有機質>速效鉀>堿解氮>水溶性氯；土壤理化性狀指標中有機質、速效鉀對煙葉中還原糖和總糖的含量影響最大。土壤有機質含量增加，煙葉中還原糖含量減少，總糖含量增加。土壤速效鉀和有機質的含量增加有利于還原糖的積累，不利于總糖的積累。本研究區土壤有機質含量豐富，但相關分析中有機質對煙葉化學成分的效應除還原糖外其余指標均不顯著，這與已有研究不一致[11]。基于重慶酉陽煙區的土壤理化性狀、養分狀況、氣候條件差異，在該特定生態條件下，主要生產中間香型煙葉，已有研究主要集中在清香型與濃香型煙葉，相同的土壤理化性狀，對不同香型的煙葉影響不同，這可能是與已有研究不一致的原因。

（4）要彰顯煙葉特色，提高煙葉質量，必須根據不同的特色煙葉所分布的區域，有針對性地提出不同的適用品種和栽培技術，形成相應的技術標準體系。由于酉陽蒼嶺基地煙區內海拔、土壤和氣候條件差異大，大部分是山地煙，煙區生態條件的空間變異十分明顯，根據本研究調查，該煙區在烤煙種植中，應增施磷肥、適施鉀肥，以促進煙株生長。

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