不同類型土壤養分區域對煙葉工業可用性的影響

吳龍 藍周煥 張漢千

摘要：土壤養分狀況對煙葉質量的形成有重要影響。福建省龍巖市作為武夷丘陵清甜蜜甜香型煙葉典型產區，明確其不同類型土壤養分區域煙葉質量與工業可用性的關系，對實現龍巖煙葉精準收購與調撥具有重要指導意義。通過對龍巖市上杭縣所轄22個鄉（鎮）的土壤取樣分析后發現：上杭縣土壤pH值較低，有機質含量豐富，堿解氮含量偏高，有效磷含量中等，速效鉀含量偏低;進一步通過系統聚類分析法將上杭縣所有鄉（鎮）分為7個不同類型土壤養分區域，并以其對口煙葉調撥工業企業安徽中煙煙葉質量評價方法對前3種主要類型土壤養分區域2014—2018年所產煙葉的外觀質量、感官品質、化學成分等進行評分后發現：3種主要類型土壤養分區域煙葉質量綜合得分均較高，且Ⅱ類土壤>Ⅲ類土壤>Ⅰ類土壤。因此，Ⅱ類土壤養分區域為該企業煙葉調撥最適宜區、Ⅲ類土壤養分區域為適宜區、Ⅰ類土壤養分區域為較適宜區;同時，該煙區除了做好穩定Ⅱ類土壤養分區域煙葉收購調撥工作水平以外，還要針對Ⅰ類和Ⅲ類土壤養分區域土壤堿解氮含量偏高、速效鉀含量偏低的特點，在田間施肥方面可以適當采取控氮補鉀措施，以逐步提高該類型土壤養分區域所產煙葉對相關工業的可用性。

關鍵詞：土壤養分區域;煙葉質量;工業可用性;收購調撥

中圖分類號：S572.06 ? 文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）17-0213-06

土壤養分是生產優質煙葉的重要影響因素之一，與煙葉品質的形成緊密相關。研究不同類型區域土壤養分狀況及其與經濟性狀和煙葉質量的關系對農、工、商三方共建“全收、全調、全用”優質煙葉生產基地單元具有推進作用。近年來，對我國各煙區土壤養分狀況及其與煙葉質量關系的研究較多[1-5]，但相關研究多以改良省級或地市級煙區植煙土壤養分不均衡目的為主，針對提升基層優質煙葉生產基地單元不同類型土壤養分區域對煙葉工業可用性影響的研究還鮮有報道。

福建省龍巖市作為武夷丘陵清甜蜜甜香型烤煙的典型產區，其煙葉以獨特的清香風格深受全國各家卷煙工業企業的喜愛。自2010年起，安徽中煙工業有限責任公司以龍巖市上杭縣廬豐鄉（上杭縣最大種煙鄉鎮）為中心，涵蓋周邊所有相鄰連片區域鄉鎮，建立“安徽中煙-上杭廬豐”國家級現代煙草農業基地單元，具體下轄廬豐畬族鄉、藍溪鎮、溪口鄉等9個鄉鎮，年均調撥煙葉3.5×106 kg左右。

近年來，在煙葉調撥工作中，我們發現安徽中煙工業有限責任公司對上杭縣廬豐畬族鄉、下都鄉等鄉鎮的煙葉質量評價較高，調撥需求量也逐年增大，而對基地單元內其他鄉鎮煙葉的評價及需求卻有不同。由此可見，當初以相鄰連片區域鄉鎮所劃片建立的基地單元如今已不能更好滿足安徽中煙工業有限責任公司卷煙品牌風格需求及煙葉原料均質化復烤加工要求。

為此，本試驗以龍巖市上杭縣22個鄉（鎮）近5年（2014—2018年）的土壤及其代表性煙葉為研究對象，通過對其土壤養分狀況的多重方差比較和聚類分析，并結合安徽中煙工業有限責任公司煙葉質量評價結果，研究不同類型土壤養分區域對煙葉工業可用性的影響，以期確定與安徽中煙工業有限責任公司卷煙配方需求相對應的煙葉調撥適宜區劃，探索建立以工業煙葉原料質量風格需求為導向，以不同類型土壤養分區域為收購調撥單元新型煙葉購銷模式，為今后龍巖市各煙區與對口卷煙工業企業構建“一企一策”的煙葉收購及調撥工作方案提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗實施

本試驗于2014年1月至2018年12月在福建省龍巖市上杭縣開展，試驗煙田及所用煙株由龍巖市煙草公司上杭分公司提供，試驗煙田土壤為水稻土，前茬作物為水稻，田塊肥力中等，排水方便，供試煙株為當地主栽品種云煙87，均為大田正常生長植株，生產、烘烤措施參照Q/LYYC 122—2010《龍巖市優質烤煙生產技術標準體系》執行。

1.2 樣品采樣

1.2.1 土壤樣品采集 土壤樣品的采集時間為2014—2018年每年煙株未移栽前15 d至移栽完成時，對于方形或地力均勻地塊采用5點取樣法，長形或地力不均勻地塊采用“S”形取樣法[6]，取樣深度為0～20 cm 的耕層。每個鄉鎮定點采集具有代表性地塊的土壤樣品10份，土壤樣品經登記編號后進行預處理，經過風干、磨細、過篩（1 mm）、混勻、裝瓶后待檢。

1.2.2 煙葉樣品采集 煙葉樣品的采集時間為2014—2018年每年煙葉出烤后至交售前，采用隨機抽樣法進行取樣。煙葉水分要求在16%～17%之間。每個鄉鎮定點采集具有代表性地塊的煙葉樣品3份，每份包含中等質量水平的X2F、C3F、B2F煙葉各1 kg，煙葉樣品經登記編號后進行扎捆、包裝、裝箱后待檢。

1.2.3 經濟數據采集 經濟數據的采集時間為2014—2018年每年煙葉全部交售完畢后，通過福建省現代煙草農業信息管理平臺進行導出使用。

1.3 樣品分析

1.3.1 土壤養分分析 土壤樣品測定指標包括有機質含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、pH值等。其中有機質含量測定采用重鉻酸鉀滴定法[7];堿解氮含量測定采用堿解擴散法[8];有效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[9];速效鉀含量測定采用醋酸銨浸提-火焰光度法[10];pH值測定采用pH 計法（水土比為1.0 ∶ 2.5）。

1.3.2 煙葉品質分析 煙葉樣品測定指標包括外觀質量（顏色、成熟度、身份、組織結構、油分、色度）、感官品質（香氣特性、煙氣特性、口感特性）、化學成分（煙堿含量、總糖含量、還原糖含量、總氯總鉀含量、總氮含量）。測定操作具體由安徽中煙工業有限責任公司技術中心完成，煙葉質量評價方法參照Q/WY·JS-J·JJ 01—2013《煙葉原料質量風格特色評價方法》執行。

1.3.3 數據處理與分析 采用Excel 2007軟件整理數據，采用IBM SPSS Statistics 22軟件對數據進行分析。采用Pearson 相關分析系統聚類法對土壤養分進行分區，采用最小顯著性差異法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 上杭縣不同鄉（鎮）土壤養分狀況比較及聚類分析

2.1.1 上杭縣不同鄉（鎮）土壤養分狀況 對上杭縣22個鄉（鎮）近5年土壤的pH值和有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀等主要養分含量數據取均值，從表1可以看出，上杭縣各鄉（鎮）土壤養分狀況表現存在差異。

2.1.1.1 pH值 上杭縣各鄉（鎮）土壤pH值存在較大的差異，其差異均達到顯著水平。其中土壤pH值最高為官莊（5-56），茶地最低（5.05），全縣土壤pH值平均為5.27，且絕大部分分布在5.18～5.38之間，與東南煙區植煙土壤最適宜pH值5.5～6.5相比普遍偏低。

2.1.1.2 有機質含量 上杭縣各鄉（鎮）土壤有機質含量較為豐富，且不同鄉（鎮）間的差異達到顯著水平。其中以古田顯著高于其他鄉（鎮），而官莊顯著低于其他鄉（鎮），全縣土壤有機質平均含量為31.31 g/kg，主要分布在28.86～32-97 g/kg 范圍內，超過國內研究所認為的東南煙區植煙土壤最適宜有機質含量12.00～20.00 g/kg的范圍。

2.1.1.3 土壤堿解氮含量 上杭縣各鄉（鎮）土壤堿解氮含量同樣較為豐富。其中尤以中都鎮最高，為190.87 mg/kg，步云鄉最低，為135.93 mg/kg，最高值是最低值的1.40倍，全縣土壤堿解氮含量平均為156.68 mg/kg，主要分布在 144.12～163.78 mg/kg范圍內，較適宜烤煙的生長。

2.1.1.4 有效磷含量 上杭縣各鄉（鎮）土壤有效磷含量處于中等水平，且各鄉（鎮）間的差異均達到極顯著水平。其中土壤有效磷含量古田鎮最高，為53.50 mg/kg，通賢鄉最低，為18-70 mg/kg，最高值是最低值的2.86倍，全縣土壤有效磷含量平均為34.47 mg/kg，主要分布在27.50～37.80 mg/kg范圍內。

2.1.1.5 土壤速效鉀含量 上杭縣各鄉（鎮）土壤速效鉀含量較低，且不同鄉鎮間的差異達到顯著水平。其中土壤速效鉀含量步云鄉最高，為87.40 mg/kg，泮境鄉最低，為41.39 mg/kg，最高值是最低值的2.11倍，全縣土壤速效鉀含量平均為 54.45 mg/kg，主要集中在46.68～57.24 mg/kg范圍內。

2.1.2 上杭縣不同鄉（鎮）土壤養分聚類分析 由于上杭縣各鄉（鎮）之間土壤養分狀況差異較大，將該縣22個鄉鎮土壤的主要養分含量和pH值進行聚類分析，結果表明，在聚類距離為2.5時可將22個鄉鎮分為7種不同類型土壤養分區域（圖1、圖2、表2）。從表2可以看出：（1）Ⅰ類土壤養分區域（湖洋等鄉鎮）有機質含量較低，其他指標較為均衡;（2）Ⅱ類土壤養分區域（稔田等鄉鎮）各項指標較為均衡;（3）Ⅲ類土壤養分區域（茶地等鄉鎮）各項指標較為均衡; （4）Ⅳ類土壤養分區域（通賢鄉）表現為堿解氮、有效磷含量低，其他養分較高;（5）Ⅴ類土壤養分區域（珊瑚鄉）表現為速效鉀含量低，其他養分含量較高;（6）Ⅵ類土壤養分區域（步云鄉）表現土壤堿解氮含量較低，其他主要養分含量均較高;（7）Ⅶ類土壤養分區域（古田鎮）表現為土壤有機質含量、有效磷含量、速效鉀含量較高。由于Ⅳ類、Ⅴ類、Ⅵ類、Ⅶ類土壤養分區域所轄鄉（鎮）由于經濟發達和人口外流等原因，基本沒有種煙或種煙量很少（均低于20 hm2），不具有發展潛力，因此以下不再對該4類土壤養分區域做進一步分析。

2.2 不同類型土壤養分區域煙葉經濟性狀比較

對上杭縣煙區Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類不同類型土壤養分區域近5年所產煙葉的單位面積產量、上等煙比例、中部上等煙比例、均價、單位面積產值等主要經濟數據取均值并制作表3。從表3可以看出，不同類型土壤養分區域煙葉在經濟性狀表現上有顯著差異：（1）在產量方面，Ⅱ類較Ⅰ類、Ⅲ類分別提升1.23%、2.82%，三者間具有顯著差異;（2）在上等煙比例方面，Ⅱ類較Ⅰ類、Ⅲ類分別提升8.04%、9.44%，三者間具有顯著差異;（3）在中部上等煙比例方面，Ⅰ類較Ⅱ類、Ⅲ類分別提升7.00%、2.23%，三者間具有顯著差異;（4）在均價方面，Ⅱ類較Ⅰ類、Ⅲ類分別提升2.75%、7.57%，三者間具有顯著差異;（5）單位面積產值方面，Ⅱ類較Ⅰ類、Ⅲ類類分別提升2.88%、6.28%，三者間具有顯著差異?？傮w來看，不同類型土壤養分區域所產煙葉在經濟效益方面表現為Ⅱ類優于Ⅰ類，Ⅰ類優于Ⅲ類。

2.3 不同類型土壤養分區域煙葉質量評價比較

上杭縣煙區作為安徽中煙工業有限責任公司的國家級現代煙草農業基地單元，工商兩家企業每年都會聯合對基地單元所產煙葉進行定點取樣及化驗分析。從中抽取近5年安徽中煙工業有限責任公司對該煙區Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類不同類型土壤養分區域下轄代表鄉（鎮）（分別為藍溪鎮、廬豐畬族鄉、溪口鄉）所產煙葉的外觀質量、感官品質、化學成分等主要煙葉質量數據并取均值，同時采用安徽中煙工業有限責任公司企業標準《煙葉原料質量風格特色評價方法》對以上所有數據逐一評分，然后制作成表4、表5、表6、表7。

2.3.1 外觀質量 從表4可以看出，下部葉得分表現為Ⅱ類>Ⅲ類>Ⅰ類土壤;中部葉得分表現為Ⅱ類>Ⅰ類>Ⅲ類土壤;上部葉得分表現為Ⅲ類>Ⅰ類>Ⅱ類土壤?？傮w來看，在煙葉外觀質量上，Ⅲ類略優于Ⅱ類土壤，Ⅱ類略優于Ⅰ類土壤。

2.3.2 感觀品質 從表5可以看出，下部葉得分表現為Ⅱ類>Ⅰ類>Ⅲ類土壤;中部葉得分表現為Ⅱ類>Ⅰ類>Ⅲ類土壤;上部葉得分表現為Ⅲ類>Ⅱ類>Ⅰ類土壤?？傮w來看，在煙葉感官品質上，Ⅱ類優于Ⅲ類土壤，Ⅲ類優于Ⅰ類土壤。

2.3.3 化學成分 從表6可以看出，下部葉得分表現為Ⅱ類=Ⅲ類>Ⅰ類土壤;中部葉得分表現為Ⅱ類>Ⅰ類>Ⅲ類土壤;上部葉得分表現為Ⅱ類>Ⅰ類>Ⅲ類土壤。總體來看，在煙葉化學成分上，Ⅱ類優于Ⅰ類土壤，Ⅰ類優于Ⅲ類土壤。

2.3.4 煙葉質量 綜合來看，通過2014—2018年的跟蹤分析，不同類型土壤養分區域對烤煙煙葉質量存在影響，具體表現為對煙葉外觀質量影響較小，對煙葉感官品質和化學成分影響較大。從表7可以看出，3種主要類型土壤養分區域煙葉在安徽中煙工業有限責任公司煙葉質量綜合評價得分上均較高，且Ⅱ類優于Ⅲ類土壤，Ⅲ類優于Ⅰ類土壤，同時Ⅰ類土壤和Ⅲ類土壤得分相差不多。

3 討論與結論

上杭縣耕地分布以水田為主，占耕地總面積的90%以上，除少數山垅田地下水位較高而形成澇洼地之外，其余水田均為烤煙種植適宜區，為烤煙水旱輪作提供了有利條件。研究結果表明，烤煙生產在丘陵山區最適宜土壤為輕壤至中壤，河谷地帶以沙壤土或輕壤土適宜[11-12]。上杭煙區主要實行煙稻輪作，適宜的土壤環境條件是其生產特色優質煙葉的基礎，更是彰顯清甜蜜甜香型煙葉風格的重要生態因素。煙草對土壤環境有較強的適應性，另一方面，它對土壤條件的反應也十分敏感[13]。相同烤煙品種、相同栽種方式在不同土壤環境條件下種植，其煙葉產質量有所不同[14]，表明煙葉的產質量跟植煙土壤類型和理化性質密切相關。眾多研究表明，土壤質地、理化性質、養分狀況和土壤肥力對煙葉產質量的形成具有很大影響[15-17]。因此，分析研究上杭煙區土壤肥力狀況，對指導煙葉生產合理施肥、提升煙葉品質、提高煙葉工業可用性具有十分重要的意義。

對上杭縣22個鄉（鎮）2014—2018年的土壤取樣分析后發現：（1）上杭煙區植煙土壤pH值普遍偏低。過低的土壤pH值不僅影響烤煙對養分的吸收、土壤養分的有效性及土壤微生物的分布，還直接影響烤煙的生長及品質。因此，上杭煙區植煙土壤應注重石灰及堿性肥料的使用，以一定程度上調節土壤酸度、改善土壤肥力狀況。（2）上杭植煙土壤有機質含量普遍偏高，這可能是由于上杭植煙土壤以水田為主，而水田土壤集約化程度較高，施肥量較多，有機質積累也較多造成的。土壤有機質是土壤氮素最主要的來源，而過高的氮素則會直接導致上部葉片總氮和煙堿含量過高，可用性降低，影響煙葉品質。（3）上杭煙區植煙土壤堿解氮含量豐富，對于質地偏沙的土壤或速效氮不足的鄉（鎮）可適當增加氮肥，而堿解氮過高、大于150 mg/kg的土壤，則應適當控制氮肥的施用，避免后期因供氮過量而影響煙葉品質。（4）上杭煙區植煙土壤有效磷的含量處于中等水平，作為烤煙生長發育的重要元素，pH值偏低的土壤施用磷肥時，盡可能增大磷肥與根系的接觸面積，減少與土壤的接觸面積，適當集中施用的效果較好。（5）上杭土壤速效鉀含量較少，在生產中可以多施用鉀肥以提升煙葉品質。

進一步通過系統聚類分析把上杭縣各鄉（鎮）劃分為7種不同類型土壤養分區域，其中Ⅰ類（含藍溪等7個鄉鎮）、Ⅱ類（含廬豐等4個鄉鎮）、Ⅲ類（含溪口等7個鄉鎮）這3種土壤養分區域為該縣烤煙種植優勢發展區域。其對口煙葉調撥工業企業安徽中煙工業有限責任公司對這3個區域所產煙葉的外觀質量、感官品質、化學成分等煙葉質量評價項目上的評分均較高，總體表現為Ⅱ類>Ⅲ類>Ⅰ類土壤，且Ⅰ類土壤和Ⅲ類土壤評分相差不多。因此，我們認為當前該縣Ⅱ類土壤養分區域所產煙葉最適合安徽中煙工業有限責任公司卷煙配方使用需求，為其煙葉調撥最適宜區;Ⅲ類土壤養分區域所產煙葉適合安徽中煙工業有限責任公司卷煙配方使用需求，為其煙葉調撥適宜區;Ⅰ類土壤養分區域所產煙葉較適合安徽中煙工業有限責任公司卷煙配方使用需求，為其煙葉調撥較適宜區。建議上杭煙區可以考慮“安徽中煙-上杭廬豐”國家級現代煙草農業基地單元在原有相鄰連片鄉（鎮）區劃模式的基礎上，逐步試用以土壤養分差異性為依據的系統聚類劃分模式，進而提升相同類型區域內所產煙葉在收購、倉儲、備貨及調撥等環節上煙葉質量的一致性水平，為后期工業企業煙葉原料均質化復烤加工打下良好基礎。同時，Ⅰ類及Ⅲ類較Ⅱ類土壤養分區域來說，表現為堿解氮含量偏高、速效鉀含量偏低，因此建議在今后的田間施肥上可以采取適當的控氮補鉀措施，以逐步提升該類型土壤養分區域所產煙葉對相關工業的可用性。

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