烤煙氯素營養研究

付小紅 屠乃美 張清壯等

摘要氯作為烤煙必需營養元素，在煙草體內不僅發揮著一定的生理作用，同時也是衡量煙葉內外部品質的重要指標。根據我國主要煙區的土壤和煙葉含氯狀況，以及施氯對烤煙生長發育、產質量和經濟效益等方面的影響，對煙草氯素營養和煙葉氯含量問題進行了探討。從烤煙中氯素的來源，煙株對氯的吸收，氯在煙株體內的分布特征，氯素的生理代謝功能以及氯對煙葉產質量的影響等方面進行綜述。

關鍵詞烤煙；氯素；營養

中圖分類號S572文獻標識碼A文章編號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可用性和經濟效益，煙葉氯含量過低或過高都會直接影響煙葉的利用率。通過對烤煙氯素營養進行深入的研究，對有效調節煙株對氯的吸收和利用，以及平衡煙葉內部各相關化學成分將起到促進作用。由于在我國煙草生產過程中，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給，氯含量降低，這也導致了我國相當一部分煙區煙葉氯含量偏低，煙葉品質受到不良影響。目前大多研究普遍認為，煙草有著“喜鉀”和“忌氯”的特性，這也使得生產者在煙草生產過程中更為重視烤煙對鉀素營養的需求，而容易忽視氯素營養的重要性，隨之而來的煙草氯素營養和煙葉氯含量問題也成為制約高品質煙葉形成的因素。所以，探明烤煙在不同生育時期對氯的不同需求量，對于適時適量地補充煙株所需氯素營養意義重大。筆者在前人研究報道的基礎上，對我國烤煙氯素營養狀況進行了探討。

1煙葉氯素營養概況

烤煙中的氯素營養主要來自于土壤、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養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]。根據羅建新等建立的植煙土壤養分豐缺狀況分級體系，將植煙土壤水溶性氯含量分為5個級別，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]。調查顯示，湖南煙區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[5]，張翔等研究認為，烤煙吸收的氯中有61.80%是由土壤供給的[6]。種植優質煙葉的土壤標準氯含量為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]。我國土壤含氯狀況在地區間的差異表現為西北>華北>東北>西南，有著北高南低的趨勢。我國主要煙區土壤平均氯含量表現為[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。

一般認為，品質優良的煙葉其氯含量在0.30%～0.80%[9]，但也有研究認為是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量指標，鉀氯比比值越高其燃燒性越好。據我國烤煙氯含量調查顯示，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]。總體來說，我國相當一部分煙區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，一般為黃淮海煙區>東北煙區>西南煙區。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氯的吸收，這也是南方煙區煙葉氯含量偏低的重要原因[12]。根據湖南煙區煙葉品質和土壤養分調查結果顯示，煙葉氯含量平均為0.35%，與0.60%的適宜標準還有一定的差距[4]。

2烤煙對氯的吸收

土壤溶液中的氯通過擴散和淋濕表現出比較強的移動性，導致氯素不會累積在土壤中反而易流失[13]。因為煙株對于氯素營養有著“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。氯以離子的形態存在，并且煙株根系對氯元素的吸收屬于逆化學梯度的主動吸收過程。但是煙株對Cl-的吸收利用會受到一些外界環境因素的影響，如NO3-、PO43-、H2PO4-等離子對煙株Cl-的吸收產生抑制效應[14]；pH則通過改變土壤表面電荷性質來影響氯離子的擴散，當pH處于5.7～6.0時則不利于根系對氯的吸收[15]；光照充足在一定程度上能促進氯的吸收等[16]。據研究表明，煙株根系對氯吸收的高峰期出現在移栽后40～60 d[17]。氯在煙株體內積累的高峰期則出現在旺長期，氯積累量與施氯量之間呈二次拋物線關系[18]。唐年鑫通過36Cl示蹤煙草對氯的吸收與分布，結果表明，成熟期對氯素的利用率為26.19%，旺長期為16.09%，團棵期為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]。不同的施氯量對煙株氯的分布會產生不同的影響，據徐永峰等的研究結果顯示，施氯量在0～48 kg/hm2范圍內，隨著施氯量的增加，上部葉中分布的氯明顯增加，當施氯量增加到96 kg/hm2時，分布在中下部葉中氯的增加較為顯著[21]。總體來說，氯在不同葉位的分布表現為：下部葉>中部葉>上部葉[6]；氯的積累量則與之相反，表現為上部葉>中部葉>下部葉[6]。由于現蕾后煙株中氯含量的積累主要發生在上部葉中，下部葉中的氯被轉移出去一部分，因此煙葉中氯的積累量與氯含量表現出了相反的趨勢。但由于移動性強，使得氯容易從成熟葉片向煙株的其他部位轉移，下部老葉的品質劣于中上部葉片，這與含氯的多少有一定的關系[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發育過程中必需的營養元素之一[23]，雖限量但卻發揮著不可替代的重要性。氯對于煙株生理代謝功能的作用主要表現在：氯參與了葉綠體和光合反應中輔酶的構成，Cl-在光合電子傳遞過程中能起到平衡電荷的作用，并促進光合作用的進行，從而促進了二氧化碳的固定同化和碳水化合物的合成[24]；氯能夠維持細胞的滲透壓和膨壓，可減少煙株體內水分的喪失和保持葉片良好形態[25-26]；氯對于煙株氣孔開度的調節，以及對烤煙的抗病和抗逆能力的強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]；適量氯素營養有利于提高煙株根系活力和烤煙旺長期葉片中的葉綠素含量，高氯對葉綠素的合成則不利[8]；合理施氯還能夠提高生長前期硝酸還原酶的活性，從而促進煙株對氮素的吸收利用，但高濃度氯會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，合理施用氯肥可促進煙株對銨態氮和氯本身的吸收，在相伴離子效應作用下還可促進鉀離子的吸收，從而提高煙葉燃燒性[29]。但隨著氯施用量的增加，烤煙對磷的吸收減少從而使得煙葉含磷量下降，氯和磷間存在拮抗關系[30]。

5氯與煙葉品質的關系

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，易患缺氯癥[31]。對于烤煙品質而言，患缺氯癥狀的煙株常表現為煙葉翻卷萎蔫，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%時會導致煙葉的燃燒性、吸濕性和香吃味受到嚴重不良影響，難貯存，易變質[32]。土壤水溶性總氯量大于600 mg/kg時會導致烤煙氯中毒[2]。所以煙葉含氯量偏高或偏低都會對優質煙葉的形成造成不利的影響，只有當煙葉中的氯含量適中時才能表現出較優的品質，即質地柔軟有彈性，煙葉表觀油潤有光澤且吸濕性好，成絲率高且燃燒性好，香氣質佳，香氣量足[33]。氯與煙葉中的蛋白質、總糖、淀粉、還原性糖含量關系密切[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有降低的趨勢[34]。在農藝性狀方面，研究表明，合理的施氯量能夠促進煙葉開片，增加煙株的株高、莖圍、葉面積[35-36]；隨著施氯量的增多，可促進煙株生長發育進程[37]。但陳黛等研究表明，氯對于煙株農藝性狀的影響效果不明顯[38]。

6氯對烤煙經濟性狀的影響

適量的氯素營養有利于提高烤煙的產量、產值和中上等煙的比例。根據李明德等的研究表明，當氯化鉀的施用量在15%～30%時，產值增加了14.60%～40.70%，中上等煙比例提高了10.20～11.50個百分點[4]。石孝均等對重慶烤煙氯營養的研究表明，施氯量在0～45 kg/hm2時，煙葉產量與施氯量呈正相關，并以45 kg/hm2氯處理的煙葉產量最高，施氯量高于45 kg/hm2時，上等煙的比例和產值明顯下降[39]。余金龍等的研究也表明，各施氯處理中以45 kg/hm2的產量最高，煙葉品質和均價也相對優于其他氯處理[34]。當土壤水溶性氯含量較低時，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濟效益。根據南平煙區烤煙氯素研究表明，當土壤水溶性氯含量低于5.81 mg/kg時，對煙葉產量影響不大，產值隨施氯量的增加在一定范圍內成正比[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，根據統計分析顯示，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]。烤煙生長過程中土壤含氯量是決定烤煙煙葉氯含量高低的關鍵因素，北方土壤中的氯含量比較高，由于北方煙農有施用農家肥的習慣以及干旱氣候減少了土壤中氯的流失，使得北方煙區烤煙氯含量也比較高。南方植煙土壤以沙質壤土為主，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上區別，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境上的差異造成了同一個烤煙品種在不同煙區表現出氯含量上的差異，NC89在湖北表現為較適宜的氯含量（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[41]。

在農藝措施方面，施氯量對煙株生長發育的表現為“低促高抑[34]”。施氯量的高低和施氯時間的不同對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性顯著[21]；推遲氯肥的施用時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先下降后升高的趨勢[43]，采收成熟度的不同對烤后煙葉氯含量也有一定的影響。

8烤煙中氯含量調節措施

當土壤中氯含量無法滿足烤煙對氯素的正常需求時，應適時增施含氯化肥或有機肥以補充氯素營養。據李文卿等研究，在團棵期澆施氯肥更加符合烤煙的養分需要和生長規律，有利于優質煙葉氯含量的形成[43]。應根據干旱程度，適當澆水促進Cl-向不同耕作層的遷移，以防止氯過度集中在根系密集區[1]。選擇對當地氣候和土壤氯狀況表現出更高適應力和親和性的烤煙品種，調整烤煙的種植布局。適當調節土壤pH，當pH處于5.2～6.8時，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，煙葉氯含量隨其升高有降低趨勢[44]。改善土壤的保肥性能，避免烤煙與需氯量大的作物進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]。對于北方一些土壤氯含量偏高的煙區，可采取合理輪作、科學灌溉和施肥、深耕深翻、秸稈覆蓋[45]等農藝栽培措施來降低煙葉對氯離子的吸收，從而降低煙葉中過高的氯含量。

9展望

烤煙作為葉用的經濟作物，對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格控制，由于烤煙對氯的敏感特性和氯本身較強的移動性，使得氯素在滿足煙株正常生長發育需要的同時，又要防止出現煙葉氯缺失或氯中毒現象。但對于烤煙氯素營養研究理論不可一概而論，應該結合大田生產因地制宜。由于不同煙區生態因素的差異性而形成的不同烤煙生產環境，需要以各自煙區本身的土壤特性、氣候條件為基礎，對烤煙氯營養問題進行探討。有針對性地進行氯素肥料配比的調節，不斷改進施氯的方法以提高養分利用率，再根據各自生產地的烤煙養分需求進行氯素營養的合理和適時補充。相對于湖南煙區而言，總體的土壤水溶性氯平均含量尚處于適宜烤煙生長的氯含量范圍內，但是湖南烤煙氯含量總體偏低。根據湖南煙區土壤水溶性氯含量的調查分析顯示[8]，湖南省內4個不同煙區土壤水溶性氯含量存在較大的差距，其中湘中煙區的平均氯含量最低，不足11.00 mg/kg，對此應及時補充適當的氯素營養，做出配套的施氯措施。

筆者認為，可通過進行烤煙氯吸收動力學研究來對煙株根系Cl-吸收特征進行數量化描述，可為進一步分析不同生育時期和不同氯素水平下烤煙根系氯養分吸收動力學特征以及烤煙氯素利用效率的提高提供參考。烤煙對氯素的吸收和運輸機理是研究烤煙氯素營養和生理功能的基礎，是明確氯的吸收和運輸機制的重要理論，同時也具有實際意義。

安徽農業科學2016年參考文獻

[1] 徐安傳，李佛琳，王超.氯素對烤煙生長發育和品質的影響研究進展[J].中國煙草科學，2007，28（2）：6-9.

[2] 毛知耘，周則芳，石孝均，等.再論氯化銨氮肥的發展前景[J].純堿工業，2000（4）：3-9.

[3] 羅建新，石麗紅，龍世平. 湖南主要煙區土壤養分狀況與評價[J].湖南農業大學學報（自然科學版），2005，31（4）：376-380.

[4] 李明德，肖漢乾，湯海濤，等.湖南煙區土壤含氯狀況及烤煙施氯效應[J].植物營養與肥料學報，2007，13（1）：44-50.

[5] 許自成，郭燕，肖漢乾. 湖南煙區土壤水溶性氯的地區分布特點及其與烤煙氯含量的關系[J]. 生態學雜志，2008，27（12）：2190-2194.

[6] 張翔，范藝寬，黃元炯，等. 烤煙吸收氯的主要來源及其在體內分布的研究[J].土壤肥料，2006，2（2）：62-64.

[7] 毛知耘.肥料科學[M].北京：中國農業科技出版社，1997：184-191.

[8] 煙草種植區劃協作組.全國煙草種植區劃報告[M].北京：輕工業出版社，1985.

[9] 曹志洪.優質烤煙生產的土壤與施肥[M].南京：江蘇科學技術出版社，1991：236-251..

[10] 張曉海，殷端，喻尚其，等. 氯在烤煙中的分布研究[J].西南農業大學學報，1991，21（4）：328-332.

[11] 李強，周冀衡.我國烤煙氯含量區域特征及與其他化學成分的相關性研究[J].作物研究，2009，23（S1）：197-201.

[12] 孫梅霞.烤煙成熟期土壤含水量對煙葉品質的影響[J].安徽農業科學，2002，30（2）：280-282.

[13] 曹志洪.優質烤煙生產的鉀素與微素[M].北京：中國農業科技出版社，1995：150-160.

[14] 曾睿，陳春，何忠俊，等. 不同供氯水平對烤煙生長發育和養分吸收的影響[J].中國土壤與肥料，2010（2）：55-58.

[15] 閻克玉，吳殿信.烤煙質量評價指標體系研究[J].鄭州輕工業學院學報，2001（4）：57-61.

[16] 江蘇農學院.植物生理學[M].北京：農業出版社，1988：115-142.

[17] 李文卿，陳順輝，謝昌友，等. 煙田土壤養分遷移規律研究Ⅱ.中微量元素的遷移規律[J].中國煙草學報，2004，10（1）：17-21.

[18] 彭成林，袁家富，畢慶文，等. 施氯對烤煙生長及氯在煙株體內分布的影響[J].湖北農業科學，2003（4）：63-65.

[19] 唐年鑫，沈金雄，陳少三. 作物對氯素吸收利用與分布特點的研究[J]. 核農學通報，1996，17（6）：273-277.

[20] 唐年鑫，沈金雄. 應用36Cl、15N示蹤研究煙草對氯化銨養分的吸收與分布[J].中國煙草，1994（4）：34-37.

[21] 徐永峰，陳順輝，李文卿，等. 不同施氯量對烤煙氯含量和產質量的影響[J].中國煙草科學，2008，29（5）：27-31.

[22] 陳朝陽，陳志厚，吳平. 南平煙區植煙土壤氯的烤煙適宜指標研究[J].中國農學通報，2012，28（4）：89-97.

[23] 胡國松，鄭偉，王震東.烤煙營養原理[M].北京：科學出版社，2000.

[24] BOVE J M，BOVE C，WHATLEY F，et al .Chloride requirement for oxygen evaluation in photosynthesis[J].Zeit naturforsch，1963，18：683-688.

[25] 陸景陵.植物營養學（上）[M].北京：北京農業大學出版社，1991：202-207.

[26] 劉春生，李西雙.氯對植物的營養功效、毒害及含氯化肥的合理施用[J].山東農業大學學報，1996，27（1）：118-121.

[27] 王少先，李再軍，徐艷芬，等.施氯對煙草植株光合特性的影響[J].中國農學通報，2006，22（9）：229-232.

[28] 金安世，郭鵬程，張秀英.氯對作物養分離子吸收與酶活性的影響[J].土壤通報，1993，24（1）：35-36.

[29] 劉洪斌，毛知耘.氯和鉀營養對烤煙產量和品質的影響[J].植物營養與肥料學報，1995（1）：22-25.

[30] 劉洪斌，毛知耘. 烤煙的氯素營養與含氯鉀肥施用[J].西南農業學報，1997，10（1）：102-107.

[31] 王德清，郭鵬程，董翔云.氯對作物毒害作用的研究[J].土壤通報，1990，21（6）：258-261.

[32] 張希杰，王樹聲，李念勝.微量元素與煙葉內在品質的相關性[J].煙草科技，1998（3）：36-39.

[33] 朱尊權.煙葉的可用性與卷煙的安全性[J].煙草科技，2000（8）：3-6.

[34] 余金龍，陳若星，王玉帥，等.施氯量對烤煙生長及品質的影響[J].中國煙草科學，2011，32（6）：60-62，66.

[35] 鄧啟明，劉淑欣，張秋芳，等. 氯素營養對烤煙產量和品質的影響[J].福建農業科技，1996（5）：16-17.

[36] 楊林波，劉洪祥，章新軍，等. 氯素營養對黔北煙區烤煙產量和品質的效用研究[J].中國煙草科學，2002（1）：21-24.

[37] 曾睿，陳春，何忠俊，等. 不同供氯水平對烤煙生長發育和養分吸收的影響[J].中國土壤與肥料，2010（2）：55-58.

[38] 陳黛，凌壽軍，付鑫鐘. 貧氯地區增施氯肥對煙葉產質量的影響[J].煙草科技，2003（8）：37-38.

[39] 石孝均.重慶市烤煙氯素營養研究[J].西南大學學報（自然科學版），2007，29（3）：74-80.

[40] 徐茜，劉雪剛，陳志厚，等.南平煙區氯素營養狀況與烤煙合理施氯[J].中國農學通報，2007，8（23）：201-206.

[41] 李強，周冀衡，何偉. 中國主要煙區烤煙氯含量區域特征研究[J].中國土壤與肥料，2010（2）：49-54.

[42] 李文卿，陳順輝，林海濱，等. 氯肥施用時期對烤煙生長期間氯積累規律的影響[J].中國農學通報，2009，29（17）：149-152.

[43] 郝春玲，艾復清，舒中兵，等. 采收成熟度對紅花大金元烤后煙葉鉀含量、氯含量及鉀氯比的影響[J].河南農業科學，2010（1）：44-46.

[44] 鄧井青，王少先，鄧小華，等. 黔西南州烤煙氯含量分布及其影響因素[J].中國農學通報，2014，30（31）：71-75.

[45] 劉鵬，朱金峰，郭利，等.烤煙氯離子來源及控制措施研究進展[J].江西農業學報，2013，25（3）：74-77.