土壤理化性狀與煙葉化學成分含量的典型相關分析

楊麗莉 朱列書 羅華元 朱山 董石飛 閆輝 朱海濱

摘 ? 要：采用典型相關分析方法研究了土壤理化性狀與煙葉主要化學成分含量的關系。結果表明：土壤速效鉀和有效鎂含量與烤后上部和中部煙葉中鉀、總糖和氯含量關系密切，在一定范圍內，土壤有效鎂含量與上部和中部煙葉中鉀、總糖和氯含量呈顯著負相關，土壤速效鉀含量與上部和中部煙葉中鉀、總糖和氯含量呈顯著正相關;在一定范圍內，土壤pH值與中部煙葉中總糖、氯以及鉀含量呈顯著負相關。

關鍵詞：土壤理化性狀;煙葉;化學成分;典型相關分析

中圖分類號：S572文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2014）02-0049-03

Analysis of Canonical Correlation between the Soil Physiochemical Characteristics and the Contents of Chemical Compositions in Flue-cured Tobacco Leaf

YANG Li-li1，2， ZHU Lie-shu1， LUO Hua-yuan2， ZHU Shan3， DONG Shi-fei2， YAN Hui4， ZHU Hai-bin2

（1. College of Agriculture， HNAU， Changsha 410128， PRC; 2. Hongyunhonghe Tobacco （Group） Co.， Ltd.， Kunming， 650231， PRC; 3. Yiliang Branch of Yunnan Tobacco Company， Yiliang 652100， PRC; 4. Institute of Agricultural Environment and Resources， Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Kunming 650205， PRC）

Abstract： Canonical correlation analysis was done on the relations between the soil physiochemical characteristics and the contents of chemical compositions in flue-cured tobacco leaf. The results showed that within a certain range， the content of soil available magnesium was highly negatively correlated with the contents of potassium， and the content of soil available potassium was highly positively correlated with the contents of potassium， total sugar and chlorine in upper and middle flue-cured tobacco leaves; the soil pH value was highly negatively correlated with the contents of potassium， total sugar and chlorine in middle flue-cured tobacco leaves.

Key words： soil physiochemical characteristics; tobacco leaf; chemical composition; canonical correlation analysis

土壤是形成煙葉質量的主要影響因素之一，適宜的土壤理化性狀指標是生產優質烤煙的重要基礎[1-4]。煙葉化學成分是決定煙葉外觀、內在質量的關鍵因素[5]。試驗通過對紅云紅河集團主要原料基地土壤和煙葉樣品數據的典型相關分析，系統地研究了土壤理化性狀與煙葉化學成分含量之間的關系，旨在為優質煙葉原料的生產提供依據。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 樣品的采集

供試品種為紅花大金元，全部518個煙樣在昆明、保山、曲靖3市20個基地縣內采集。按照“GB 2635-92烤煙標準”選取B2F、C3F兩個等級每個樣品3 kg。對應的土樣選在施用底肥前采集。煙葉和土樣各取259個。

1.2 ? 樣品的測定

1.2.1 ? 土壤理化性狀指標 ? pH值、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質、有效硼、有效鎂、水溶性氯等8項，具體測定方法參照文獻[6]進行。

1.2.2 ? 煙葉化學成分指標 ? 煙堿、總氮、鉀、總糖、還原糖、淀粉、石油醚提取物、氯等8項，各指標具體測定方法見文獻[7]。

1.3 ? 統計分析方法

將土壤理化性狀指標包括pH值（x1）、有機質（x2）、速效氮（x3）、速效磷（x4）、速效鉀（x5）、有效硼（x6）、有效鎂（x7）、水溶性氯（x8）看作一組變量;將煙葉化學成分包括總氮（y1）、煙堿（y2）、鉀（y3）、總糖（y4）、還原糖（y5）、淀粉（y6）、石油醚提取物（y7）、氯（y8）看作一組變量，進行典型相關分析，具體分析方法參考文獻[8-9]進行。

2 ? 結果與分析

2.1 ? 土壤理化性狀指標描述性統計分析

供試土壤樣品的描述性統計結果見表1。由表1可以看出，各土壤理化性狀在樣品間均存在廣泛的變異。其中土壤pH值變異系數最小，表明在8個土壤理化性狀指標中土壤酸堿度穩定性最好。pH值在最適宜烤煙生長的5.5～6.5間的土壤樣本數占總樣本數的32.82%，pH值在適宜烤煙生長的5.0～7.0間的土壤樣本數占總樣本數的69.88%，可見該煙區pH值總體適宜烤煙生長。土壤中的有效硼、速效磷、有效鎂、水溶性氯、速效鉀、有機質和堿解氮含量的變異系數都比較大，這可能與各地的土壤、氣候狀況和肥料施用量有關。

2.2 ? 煙葉主要化學成分含量的描述性統計分析

烤后煙葉主要化學成分含量的測定結果見表2。由表2可知，烤后煙葉主要化學成分含量的平均值都處于較適宜的范圍內。其中上部葉和中部葉變異系數最大的是氯含量，其次是淀粉含量，其他化學成分含量的變異系數都比較小。

2.3 ? 土壤理化性狀與烤后上部煙葉主要化學成分含量的典型相關分析

土壤理化性狀與烤后上部煙煙葉主要化學成分含量的典型相關分析結果見表3。從表3中可以看出，只有第1個典型相關系數達到了極顯著水平，因此取第Ⅰ對典型變量進行分析，其結果見表4。由表4可知，第Ⅰ典型變量的構成如下：

u1= 0.234 x1 – 0.357 x2 + 0.523 x3 – 0.098 x4 – 0.479 x5 + 0.024 x6 + 0.502 x7 – 0.238 x8

ν1= 0.305 y1 – 0.178 y2 – 0.484 y3 – 0.670 y4 + 0.312 y5 + 0.039 y6 – 0.180 y7 – 0.247 y8

由u1與原始數據的相關系數可以看出，在達到顯著水平的第1對典型變量（u1，ν1）中，它和速效鉀（x5）含量存在較高的負相關，相關系數為–0.533，與土壤有效鎂（x7）含量存在較高的正相關，相關系數為0.633。所以，u1主要描述了土壤中速效鉀和有效鎂含量的綜合性狀，即隨著速效鉀含量的降低和土壤有效鎂含量的提高，u1呈增加趨勢。由ν1與yi的相關系數可看出，它與烤后上部煙葉鉀（y3）、總糖（y4）以及氯（y8）含量存在較高的負相關，相關系數分別為–0.636、–0.580和–0.441。因此，ν1可以理解為主要描述了烤后上部煙葉中鉀、總糖和氯含量的綜合性狀，即隨著烤后上部煙葉中鉀、總糖和氯含量的降低，ν1存在明顯的增加趨勢。這一組合說明土壤有效鎂和速效鉀含量與上部煙葉中總糖、氯和鉀含量關系密切，在一定范圍內，土壤速效鉀含量與上部葉鉀、氯和總糖含量呈顯著正相關，土壤有效鎂含量與上部煙葉中鉀、氯和總糖含量呈顯著負相關。

2.4 ? 土壤理化性狀與烤后中部煙葉主要化學成分含量的典型相關分析

土壤理化性狀與烤后中部煙葉主要化學成分含量的典型相關分析結果見表5。從表5中可以看出，土壤理化性狀與烤后中部煙葉主要化學成分含量的典型相關系數中，只有第1個典型相關系數達到了極顯著水平，因此在此對第Ⅰ對典型變量進行分析。

從表6中可以看出，第Ⅰ對典型變量的構成如下：

u1= 0.293 x1 – 0.414 x2 + 0.647 x3 – 0.101 x4 – 0.380 x5 – 0.047 x6 + 0.388 x7 – 0.120 x8

ν1= 0.098 y1 – 0.156 y2 – 0.602 y3 – 0.574 y4 + 0.147 y5 + 0.020 y6 – 0.255 y7 – 0.432 y8

在達到極顯著水平的第Ⅰ對典型變量（u1，ν1）中，由xi與u1的相關系數可知，它與土壤pH值（x1）和有效鎂（x7）含量存在較高的正相關，相關系數分別為0.421和0.624，和速效鉀（x5）含量存在較高的負相關，相關系數為–0.439。所以，u1可理解為描述了土壤速效鉀、有效鎂和pH值含量的綜合性狀，即隨著土壤有效鎂含量和pH值的降低以及速效鉀含量的提高，u1存在比較明顯的降低趨勢。由ν1與yi的相關系數可知，它與烤后上部煙葉中鉀（y3）、氯（y8）以及總糖（y4）含量存在較高的負相關，相關系數分別為–0.620、–0.590和–0.405。因此，ν1可以理解為主要描述了烤后中部煙葉中鉀、總糖和氯含量的綜合性狀，即隨著烤后中部煙葉中鉀、總糖和氯含量的提高，ν1存在明顯的降低趨勢。由此可知，土壤pH值、有效鎂和速效鉀含量與中部煙葉中鉀、總糖以及氯含量關系密切，在一定范圍內，土壤有效鎂含量和pH值與中部煙葉中鉀、氯和總糖含量呈顯著負相關，土壤速效鉀含量與中部煙葉中鉀、氯和總糖含量呈顯著負相關。

3 ? 小結與討論

（1）各土壤理化性狀在樣品間均存在廣泛的變異。其中以土壤pH值變異系數最小，表明在8個土壤理化性狀指標中土壤酸堿度穩定性最好。pH值在最適宜烤煙生長的5.5～6.5間的土壤樣本數占總樣本數的32.82%，pH值在適宜烤煙生長的5.0～7.0間的土壤樣本數占總樣本數的69.88%，可見該煙區pH值總體適宜烤煙生長。土壤中有效硼、速效磷、有效鎂、土壤氯、速效鉀、有機質和堿解氮的含量的變異系數都比較大，這可能與各地的土壤、氣候狀況和肥料施用量有關。

（2）烤后煙葉主要化學成分含量的平均值都處于較適宜的范圍內。其中上部煙葉和中部煙葉的變異系數最大的是氯含量，其次是淀粉含量，其他化學成分指標的變異系數均比較小。

（3）土壤有效鎂和速效鉀含量與上部煙葉中總糖、氯和鉀含量關系密切，在一定范圍內，土壤速效鉀含量與上部煙葉中鉀、氯和總糖含量呈顯著正相關，土壤有效鎂含量與上部煙葉中鉀、氯和總糖含量呈顯著負相關。這與羅華元[10]、王欣等[11]的研究結果相同。

（4）土壤pH值、有效鎂和速效鉀含量與中部煙葉中鉀、總糖以及氯含量關系密切，在一定范圍內，土壤有效鎂含量和pH值與中部煙葉中鉀、氯和總糖含量呈顯著負相關，土壤速效鉀含量與中部煙葉中鉀、氯和總糖含量呈顯著負相關。

參考文獻：

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[6] 鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000. 152-177.

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[9] 唐啟義，馮明光. 實用統計分析及其DPS數據處理系統[M]. 北京：科學出版社，2002.

[10] 羅華元，王紹坤，常壽榮，等. 烤煙鉀含量與土壤pH、有機質和速效鉀含量的關系[J]. 中國煙草科學，2010，31（3）：29-32.

[11] 王欣，許自成，肖漢干. 湖南煙區烤煙鉀含量與土壤鉀素的分布特點之間的關系[J]. 安全與環境學報，2007，7（5）：83-87.

（責任編輯：盧紅玲）