南平市煙區土壤養分及其與烤煙品質的關聯分析

賀德良 楊自軍 張仕祥 申洪濤 徐辰生 李光照

摘要：為了探索南平市植煙區土壤對煙葉特色品質的影響，以K326品種烤后煙葉和南平主產煙區植煙土壤為材料，測定了土壤有機質、速效養分、礦質元素含量及煙葉樣品的評吸指標，并分析其相關性。結果表明，不同煙區土壤成分含量存在一定的差異。整體上土壤酸堿性適宜，但氯含量普遍較低，土壤有機質含量在中等至豐富，土壤總體氮水平較低，土壤可交換陽離子中鎂含量豐富、鈣含量較低，微量元素中磷含量豐富、鉀含量較低;煙葉評吸整體香氣質較好，透發性突出;香氣量較足;煙氣濃度稍濃，柔細度較好，雜氣稍有，刺激性小，余味較干凈;烤煙透發性與土壤pH均呈負相關，與土壤有機質呈正相關（部分地區呈顯著相關），與土壤堿解氮、交換性鈣、速效鉀呈正相關。

關鍵詞：烤煙;南平市;土壤養分;相關性

中圖分類號：S572

文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（ 2020）12-0103-07

DOI：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.12.023

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

土壤是烤煙生產賴以生存的物質基礎，對煙葉的生產及品質特色的形成具有重要作用。土壤成分對植物營養的作用是一個復雜的多因素多變量問題[1]。適合優質烤煙生長的土壤理化性狀有一定的要求[2]。煙葉的質量受多種因素影響，植煙土壤成分直接影響著煙葉的生長和煙葉中各種成分含量，從而影響煙葉的質量和品質[3，4]。近年來，工業應用過程中，普遍認為以福建省邵武市為代表的南平部分煙區煙葉的透發性相對較好，但標準和成因尚不清楚，本研究避開土壤和環境因素對煙葉成分的影響作用，直接用感官評吸指標探討分析土壤的部分指標與評吸結果的關聯性，以福建省南平市主產煙區的邵武市、光澤縣、蒲城縣、武夷山市為試驗點，以K326品種烤煙葉為材料，分別采集土壤和煙葉樣品，通過對土壤pH、有機質含量、速效養分含量、礦質元素含量等多項指標測定及對煙葉樣品的評吸，對其相關性進行分析，旨在揭示土壤條件與煙葉特色品質的關系，探索影響煙葉透發性風格形成的土壤生態因子，為烤煙優質品種種植及卷煙工業使用原料的選擇提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

1.1.1 土樣采集 于2018年在南平市所轄的邵武市、光澤縣、蒲城縣和武夷山市4個縣（市）植煙區，選取計劃種植K326品種的具有代表性的煙田土壤，共采集56個樣品，其中邵武市20個、光澤縣12個、蒲城縣12個、武夷山市12個。樣品采集在施用底肥和移栽前，以反映煙田土壤本底情況。利用CPS定位技術，在所選地塊采用5點采樣法采集0-20 cm耕層土壤1 kg土樣，然后采用四分法收集混合土樣，風干研磨，過10目篩備用。

1.1.2 煙樣采集 按照CB2635-92烤煙標準分級，選取選定煙田對應烤后煙葉C3F等級樣品3 kg，常規切絲處理并進行評吸鑒定[5]。

1.2 土壤樣品的檢測與煙葉樣品的評吸

1.2.1 土壤樣品的檢測 按照文獻[6]的方法，分別對土壤樣品的pH、有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀、水溶性氯、交換性鈣、交換性鎂進行測定。

1.2.2 煙葉樣品評吸煙葉樣品統一切絲處理后，由10位行業相關專家對其感官質量進行評價，評價指標由香氣特性、煙氣特性和口感特性構成，采用單項感官評價指標9分制評分法給出評吸結果（表1）。

1. 數據處理

利用Excel和SPSS 25.0統計軟件進行處理及相關分析。

2 結果與分析

2.1 南平市部分縣（市）土壤基礎物質含量

2.1.1 土壤pH的變化南平市部分縣（市）K326植煙土壤pH在4.68-6.21，平均值為5.30。其中，土壤pH 5.5-6.5的樣品占22.68%，土壤pH 5.0-7.0的樣品占85.57%，其他樣品占14.43%。總體變異系數較低，以武夷山市植煙土壤pH最低（表2）。2.1.2土壤有機質含量南平市部分縣（市）K326植煙土壤有機質含量變化范圍為16.01-75.90 g/kg，平均值為35.55 g/kg。有機質主要分布在中等至豐富的范圍內，中等、豐富的土壤樣品分別占39.18%、42.27%，中等以下的占18.56%。各縣（市）土壤有機質含量處于中等至豐富水平，武夷山市植煙土壤有機質含量變異較大（表3）。

2.1.3 土壤堿解氮含量 由表4可知，采樣地植煙土壤堿解氮含量變化范圍為76.71-198.26 mg/kg，平均值為132.74 mg/kg。堿解氮含量較低的土壤樣品占59.79%，中等的占19.59%，低、豐富的分別占19.59%、1.03%。邵武市植煙土壤堿解氮水平總體較低，光澤縣、蒲城縣、武夷山市植煙土壤堿解氮水平處于較低至中等水平，武夷山市植煙土壤堿解氮變異較大。

2.1. 4土壤速效磷含量由表5可知，各縣（市）植煙土壤速效磷在4.91-114.59 mg/kg，平均值為48.62mg/kg。速效磷變異很大，變異系數達39.24%-69.10%。其中分布在豐富范圍的土壤樣品占70.10%，中等和中等以下的占29.90%。邵武市速效磷豐富，光澤縣、蒲城縣植煙土壤速效磷含量處于中等一豐富水平，武夷山市植煙土壤速效磷含量低等和較低等所占比例較大，且各縣（市）變異較大。

2.1.5 土壤速效鉀的含量由表6可知，各縣（市）植煙土壤速效鉀變化范圍為24.66-402.29 mg/kg，平均值為144.74 mg/kg。速效鉀分布較低、中等的土壤樣品分別占39.18%、32.gg%，低、豐富的土壤樣品分別占16.49%、11.34%。武夷山市、邵武市植煙土壤速效鉀含量總體處于較低水平，光澤縣、蒲城縣植煙土壤速效鉀含量總體處于中等一豐富水平，各縣（市）變異較大。

2.1.6土壤交換鈣的含量 由表7可知，各植煙區土壤交換性鈣含量在318.64-1 142.90 mg/kg，平均值為695.27 mg/kg。交換性鈣變異很大，變異系數達29.89%。交換性鈣分布在較低、中等水平的土壤樣品分別占54.64%、35.05%，分布在低和豐富的分別占8.25%、2.06%。武夷山市植煙區土壤交換性鈣含量處于低一較低水平，其他縣（市）處于較低一中等水平。

2.1.7土壤交換鎂的含量各試驗地點植煙土壤交換性鎂變化范圍為28.13 -20 1.24 mg/kg，平均值為87.18 mg/kg。交換性鎂分布在豐富區間的土壤樣品占64.95%，中等的占19.59%，中等以下的占15.46%。光澤縣植煙土壤交換性鎂含量豐富，邵武植煙土壤交換性鎂含量總體豐富，蒲城縣、武夷山市植煙土壤交換性鎂含量處于中等一豐富水平，各縣（市）變異系數值較大（表8）。

2.1.8土壤水溶性氯的含量各試驗地植煙土壤水溶性氯含量在3.41-99.79 mg/kg，平均值為16.18mg/kg。各縣（市）植煙土壤水溶性氯含量變異系數較大，水溶性氯主要分布在低一較低的范圍內，低、較低的土壤樣品分別占31.96%、45.36%，中等、豐富的土壤樣品分別占13.40%、9.28%。光澤縣植煙土壤水溶性氯總體處于低水平，其他縣（市）處于低一較低水平（表9）。

2.2 感官評吸結果

使用單項感官評價指標9分制評分法對南平煙區4個縣（市）K326烤煙樣品進行評吸，結果（表10）表明，各縣區間評吸得分基本一致，其中邵武市植煙評吸整體較好，具體表現為煙葉香氣質較好，回甜較強且長久，透發性好;煙香綿長，煙氣細膩柔和，濕潤感較強;香氣量較足;煙氣濃度稍濃，口腔充實感較強;柔細度較好;雜氣稍有，刺激性小，余味較干凈;勁頭適中。光澤縣煙葉評吸結果顯示，香氣質中等，香氣量和透發性表現中等，有雜氣;煙氣濃度稍濃，勁頭適中，口感稍顯刺激，余味較重，回甜較強。蒲城縣煙葉評吸結果顯示，香氣質稍好，香氣量一般但透發性表現中等，稍有雜氣;煙氣濃度中等偏上，勁頭適中，口感稍顯刺激，余味較干凈，回甜較強。武夷山市煙葉評吸結果顯示，香氣質稍好，香氣量和透發性表現中等，稍有雜氣;煙氣濃度稍濃，勁頭適中偏上，口感稍顯刺激，余味中等偏上，回甜較強。

2.3 相關性分析

2.3.1 邵武市土壤因素與煙葉評吸結果的相關性分析由表11可知，通過相關性分析，邵武市烤煙香氣量與土壤有機質呈顯著正相關;勁頭與土壤pH呈極顯著負相關，且與交換性鈣、交換性鎂均呈顯著負相關，刺激性與有機質呈顯著負相關（分值越大，刺激性越小，下同），余味與有機質呈顯著正相關。

2.3.2 光澤縣土壤因素與煙葉評吸結果的相關性分析 由表12可知，光澤縣烤煙香氣質與土壤有機質呈顯著正相關，透發性與土壤pH呈極顯著負相關、與有機質呈顯著正相關，雜氣與土壤有機質呈顯著正相關，勁頭與土壤交換性鎂呈顯著正相關，刺激性與土壤pH呈顯著負相關，余味與土壤交換性鈣呈顯著正相關，回甜與土壤速效磷呈極顯著正相關。

2.3.3 蒲城縣土壤因素與煙葉評吸結果的相關性分析 由表13可見，蒲城縣烤煙的透發性與土壤有機質、堿解氮和交換性鈣均呈顯著正相關，雜氣與土壤水溶性氯呈顯著正相關，回甜與土壤有機質呈顯著負相關。

2.3.4 武夷山市土壤因素與煙葉評吸結果的相關性分析 由表14可見，武夷山市烤煙透發性與pH呈極顯著負相關、與速效鉀呈顯著正相關，雜氣與速效磷呈顯著正相關，烤煙香氣量與速效磷呈顯著負相關。

3 小結與討論

土壤pH是影響煙草生長的一個重要因素，適宜的土壤pH能改善土壤結構，提高土壤養分利用率，從而提高煙草品質。周俊[7]發現，同等條件下，堿性土壤中種植的煙葉焦油量比在酸性土壤中種植的煙葉焦油量高出20%，焦油量含量過高會降低煙草品質。李銀科等[8]研究結果表明，土壤pH為5.8-7.8時有利于煙葉的化學成分協調，吸食和感官評價較好。在土壤養分中，氮素對煙株生長發育和煙葉品質有很大影響[9]，施氮過多會降低煙葉品質。磷素對煙草的新陳代謝和生長發育有很大的影響。土壤中磷素缺乏或過多時，影響煙葉的香味和焦油含量[10]。鉀素能夠有效地改善煙葉的燃燒性，降低燃燒溫度和煙氣中的有害物質和焦油量，提高煙葉香氣質和香氣量及煙制品安全性[10]。煙葉中含鉀量為40 mg/g左右時，化學成分協調，香氣足，品質較好。在一定范圍內土壤有機質含量高，會促進煙葉化學成分的協調性，降低煙葉的刺激性和雜味，改善煙葉的香氣量和香氣質，提高煙葉質量。

本研究結果表明，邵武市、光澤縣、蒲城縣、武夷山市各縣（市）K326植煙土壤pH在4.68-6.21，平均值為5.30，呈微酸性至酸性，適合烤煙適宜或最適宜類型生長發育的要求[11]，土壤有機質含量在中等至豐富，土壤總體氮水平較低，土壤可交換陽離子中鎂含量豐富，鈣含量較低，磷含量豐富，氯、鉀含量較低，這與陳朝陽等[12]的研究結果一致。土壤pH、有機質、鉀、水溶性氯和鈣鎂等指標是影響煙區煙葉質量的主要土壤因子[13.14]。評吸結果顯示，該煙區烤煙整體較好，煙葉香氣質較好，回甜較強且長久，透發性特點突出;煙香綿長，煙氣細膩柔和，濕潤感較強;香氣量較足;煙氣濃度稍濃，口腔充實感較強;柔細度較好;雜氣稍有，刺激性小，余味較干凈;勁頭適中，但是各縣（市）之間有一定的差異。

致香物質是煙草重要的化學成分，是評價煙草品質、煙葉香氣質、香氣量和香型等的重要指標，是評定煙草及其制品品質的重要因素之一[15，16]。有研究表明，致香物質的性質和種類主要受遺傳因素的影響，而致香物質的量和組成比例受環境因素的影響[17]。對于成品煙草來講，影響質量優劣的因素更為復雜，如原料來源、成分含量、加工工藝、成品配方等[18.19]，但是最終是以人的綜合感受為標準。

本研究結果表明，4個地區烤煙樣本的透發性與土壤pH均呈負相關，其中光澤縣、武夷山市樣本呈極顯著負相關;與有機質均呈正相關，且蒲城縣和光澤縣樣本呈顯著正相關;蒲城縣烤煙透發性與土壤堿解氮呈顯著正相關，烤煙透發性與交換性鈣呈顯著正相關;武夷山市烤煙透發性與速效鉀呈顯著正相關，與其他相關性均不顯著。邵武市烤煙樣本香氣量與土壤有機質呈顯著正相關，勁頭與土壤pH呈極顯著負相關，且與交換性鈣、交換性鎂呈顯著負相關，刺激性與有機質呈顯著負相關，余味與有機質呈顯著正相關。光澤縣烤煙樣本香氣質與土壤有機質呈顯著正相關，雜氣與土壤有機質呈顯著正相關，勁頭與土壤交換性鎂呈顯著正相關，刺激性與土壤pH呈顯著負相關，余味與土壤交換性鈣呈顯著正相關，回甜與土壤速效磷呈極顯著正相關。蒲城縣烤煙樣本雜氣與土壤水溶性氯呈顯著正相關，回甜與土壤有機質呈顯著負相關。武夷山市烤煙樣本香氣量與速效磷呈顯著負相關。但雜氣與速效磷呈顯著正相關。

綜上所述，土壤部分成分與最終的評吸結果有顯著關聯性，南平煙區土壤的pH、豐富的有機質與烤煙的品質有一定的相關性，尤其是與該地區烤煙的透發性有顯著相關性。由于影響因素的復雜性，土壤成分是否有利于提升烤煙透發性有待進一步驗證，同時對烤煙成分的影響及機制也需進行深入的研究。

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作者簡介：賀德良（1992-），男，河南林州人，碩士，主要從事動植物重金屬毒理研究，（電話）13461046204（電子信箱）464100226@qq.com;通信作者，楊白軍，教授，主要從事環境與畜產品研究，（電子信箱）yangzijun@haust.edu.cn;徐辰生，高級農藝師，主要從事烤煙栽培技術研究，（電子信箱）xvchensheng@126.com。