不同灌溉方式對植煙土壤氯與煙葉鉀氯含量的影響

劉 流，牛莉莉，陳 晨，劉 園，張鐘文，吳 疆，李 倩，張常興，邢雪霞，程玉淵

(河南省煙草公司 南陽市公司，河南 南陽 473000)

0 引言

【研究意義】氯是烤煙生長發育必需的營養元素之一，對煙葉品質和產量有重要影響，煙株過量吸氯，導致煙葉鉀氯比下降，直接影響煙葉的燃燒性和香吃味[1-4]。目前，河南省煙葉氯離子含量較高，土壤平均氯含量為30.13 mg/kg，略高于適宜種植烤煙的土壤氯含量范圍，影響煙葉質量[5-6]。一般認為，優質煙葉氯離子含量為0.3%～0.8%，且鉀氯比為4～10[7]。為提高煙葉質量和工業可用性，需采取措施控制煙葉中氯離子含量。因此，開展植煙土壤氯和煙葉鉀氯含量的相關研究具有重要現實意義。【前人研究進展】據河南省2001年植煙土壤普查數據顯示，全省抽取的2 116個土壤樣品中，32.8%的樣品氯含量大于種煙土壤適宜氯含量值(30 mg/kg)。彭成林等[8]研究表明，烤煙從團棵期至旺長期，煙葉氯含量迅速增高，旺長期是烤煙氯吸收的高峰期。李文卿等[9]研究表明，烤煙移栽后40～60 d，氯被煙株根系細胞大量吸收，此時煙株根系所在土層有效氯含量急劇降低。張翔等[10]研究表明，烤煙從土壤、灌溉水及肥料(氯化鉀)中吸收的氯分別占總吸氯量的61.8%、37.1%和1.1%。劉鵬等[3]認為，煙葉氯離子含量高低受土壤含氯量影響較大，土壤中的氯含量不僅與土壤自身性狀特別是土壤水分條件有關，且與含氯肥料、含氯灌溉水、含氯農藥的施用和降水密切相關。文錦濤等[11]研究發現，增加耕層深度能提高煙葉的總糖和還原糖含量，降低煙堿、氯離子和鉀離子的含量。另有研究表明，增加硝態氮施用量和提高環境溫度能提高煙葉的鉀氯比[12-13]；植煙土壤中氯離子含量與煙葉中氯離子含量關系密切[14-15]；土壤氯含量是影響煙葉氯含量的主要因素，河南省屬于黃淮煙區，降雨量較少，時空分布不均，土壤淋溶作用較小，土壤中的氯離子難以被淋溶，積累較明顯，耕層土壤氯含量較高[16]；在生產中一般采取合理輪作、深耕深翻、秸稈覆蓋及綠肥掩青等方式降低煙葉對氯離子吸收，但效果不明顯[17-18]。【研究切入點】目前鮮見比較不同灌溉方式對植煙土壤氯含量和煙葉鉀氯含量的相關研究。為此，采用圍溝灌溉、微噴灌溉和滴灌灌溉3種灌溉方式，通過土壤淋溶作用將其中的氯離子淋溶到深層土壤或溶解后排出，從而降低耕層土壤氯離子含量，減少煙株對氯離子的吸收。【擬解決的關鍵問題】針對河南煙區氯離子較高問題，以河南南陽鄧州張村鎮煙田作試點，采用大田試驗研究圍溝灌溉、微噴灌溉和滴灌灌溉3種灌溉方式對煙田不同土層土壤氯離子含量、鮮煙葉及烤后煙葉氯離子和鉀離子含量的影響，旨在為煙區土壤及煙葉降氯和可持續發展，煙葉安全及高質量生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地土壤為黃棕壤，肥力均勻，地面平整，排灌方便。試驗地堿解氮50.66 mg/kg，速效磷28.73 mg/kg，速效鉀185.84 mg/kg，有機質16.73 g/kg，氯25.68 mg/kg。

1.2 試驗材料

云煙87，云南玉溪中煙種子有限責任公司生產。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗于2020年在鄧州市張村鎮進行，土地面積667 m2，在起壟前進行四周起壟漫灌，浸泡4 h后將水排出。將處理的煙田均分為3塊，正常起壟，每塊作為1個處理。其中，T1，每隔4壟挖1個圍溝，深度與壟體的落差≥40 cm，在大田生長期進行圍溝灌水；T2，在大田生育期采用微噴灌溉；CK，在大田生育期采用滴灌灌溉。所有處理均在移栽后40 d、60 d和80 d分3次進行灌溉。

1.3.2 樣品采集 采用5點取樣法，在移栽后40 d、60 d、80 d和100 d每次灌溉前分別采取0～20 cm、21～40 cm、41～60 cm、61～80 cm和81～100 cm土層混合土樣各1 kg，土壤樣品經晾干研磨過20目篩備測；烤煙打頂后留葉數均為23片，10～17片為中部葉，18～23片為上部葉，采用S型采樣方法，在移栽后60 d、80 d和100 d選取新鮮中、上部煙葉樣品各1 kg，105℃殺青15 min，60℃烘干備測；烤后煙葉樣品，按照等級取C3F和B2F各2 kg備測。

1.3.3 指標測定 鉀參照YC/T 173—2003煙草及煙草制品鉀的測定 火焰光度法；氯參照YC/T 162—2002煙草及煙草制品氯的測定 連續流動法；土壤中氯參照NY/T 1378—2007電位滴定法測定。

1.4 數據統計與分析

采用Excel 2016對數據進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 不同灌溉處理土壤的氯離子含量

2.1.1 不同時段各土層氯離子的含量 從圖1看出，不同處理移栽后40 d、60 d、80 d和100 d各土層氯離子分布情況不同，土壤中氯離子含量基本呈逐漸降低趨勢。

1) 移栽后40 d。隨土層深度增加氯離子含量CK呈先降后升趨勢，表現為0～20 cm>21～40 cm>41～60 cm>81～100 cm>61～80 cm；T1呈先升后降趨勢，表現為21～40 cm>0～20 cm>41～60 cm>61～80 cm>81～100 cm，其中，在21～40 cm土層土壤氯離子含量最高，為22.455 mg/kg；T2呈逐漸下降趨勢，表現為0～20 cm>21～40 cm>41～60 cm>61～80 cm>81～100 cm。

圖1 不同灌溉方式處理移栽后40～100 d各土層土壤的氯離子含量

2) 移栽后60 d。隨土層深度增加氯離子含量CK表現與移栽后40 d時相同，表現為0～20 cm>21～40 cm>41～60 cm>81～100 cm>61～80 cm；T1呈下降趨勢，表現為0～20 cm>21～40 cm>41～60 cm>61～80 cm>81～100 cm；T2整體呈下降趨勢，表現為0～20 cm>41～60 cm>61～80 cm>21～40 cm>81～100 cm。

3) 移栽后80 d。隨土層深度增加氯離子含量CK、T1和T2均呈逐漸下降趨勢，表現為0～20 cm>21～40 cm>41～60 cm>61～80 cm>81～100 cm。

4) 移栽后100 d。隨土層深度增加氯離子含量CK呈逐漸下降趨勢，表現為0～20 cm>21～40 cm>41～60 cm>61～80 cm>81～100 cm；T1呈先升后降趨勢，表現為21～40 cm>0～20 cm>41～60 cm>61～80 cm>81～100 cm，其中，在21～40 cm土層土壤氯離子含量最高，為20.925 mg/kg；T2整體呈下降趨勢，其中，在61～80 cm土層土壤氯離子略高于41～60 cm，表現為0～20 cm>21～40 cm>61～80 cm>41～60 cm>81～100 cm。

2.1.2 不同時段土壤的氯離子含量 從圖2看出，隨著移栽時間延長，各處理土壤平均氯離子含量均呈逐漸降低趨勢，CK的變幅最大，移栽后40～100 d，氯離子含量由20.905 mg/kg降至19.943 mg/kg，降幅為4.60%；T1和T2分別下降2.51%和2.86%。

圖2 不同灌溉方式處理土壤的平均氯離子含量

2.2 不同灌溉處理煙葉的氯離子和鉀離子含量

2.2.1 氯離子含量 從圖3看出，不同處理各部位煙葉在移栽后60～100 d時氯離子含量存在差異。上部煙葉：移栽后60～100 d各處理氯離子含量均呈逐漸增加趨勢。其中，移栽后60 d時氯離子含量表現為CK>T1>T2，移栽后80 d和100 d時均表現為T1>CK>T2。一般認為煙葉適宜含氯量為0.3%～0.8%，移栽后100 d時CK、T1和T2氯離子含量分別為0.84%、0.86%和0.76%，T2在適宜范圍內，CK和T1略高于適宜范圍，且此時CK、T1和T2的氯離子含量較移栽后60 d時分別增加25.4%、30.3%和22.6%。中部煙葉：移栽后60～100 d各處理氯離子含量均呈逐漸增加趨勢。其中，移栽后60 d時氯離子含量表現為T1>CK>T2，移栽后80 d時表現為CK>T1>T2，移栽后100 d時表現為T1>CK>T2，且此時CK、T1和T2的氯離子含量分別為0.85%、0.89%和0.83%，略高于適宜范圍，較移栽后60 d時分別增加39.3%、41.3%和36.1%。

圖3 不同灌溉方式處理各部位煙葉的氯離子含量

2.2.2 鉀離子含量 從圖4看出，不同處理各部位煙葉移栽后60～100 d時鉀離子含量存在差異。上部煙葉：移栽后60～80 d時鉀離子含量差異不明顯，其中，移栽后60 d時鉀離子含量為T2>CK>T1；移栽后80 d時為T1>CK>T2；移栽后100 d時為T2>T1>CK，CK、T1和T2較60 d時分別增加3.31%、14.4%和12.2%。中部煙葉：移栽后60 d時各處理間鉀離子含量差異不明顯；移栽后80 d時表現為T1>T2>CK，CK、T1和T2較60 d時分別增加23.6%、30.3%和32.6%；移栽后100 d時表現為T1>T2>CK，CK、T1和T2較60 d時分別增加34.8%、44.4%和44.2%，且T1比CK和T2分別提高19.17%和4.38%。

圖4 不同灌溉方式處理各部位煙葉的鉀離子含量

2.3 不同灌溉處理烤后煙葉的化學成分

由表1看出，上部煙葉的氯離子和鉀離子含量分別為0.83%～1.12%和1.09%～1.84%，均表現為T1>CK>T2，T2較CK下降，T1較CK上升；鉀氯比為1.30～1.64，表現為T1>T2>CK。中部煙葉氯離子和鉀離子含量分別為1.13%～1.26%和1.21%～1.89%，分別表現為T1>T2>CK和T2>T1>CK，T1和T2較CK均升高；鉀氯比為1.07～1.59，表現為T2>T1>CK。

表1 不同灌溉處理烤后各部位煙葉的化學成分

3 討論

氯離子是一種非反應型離子，在土壤中不易被其他礦物元素吸附，極易隨水移動，所以土壤水的移動對氯離子的遷移影響很大[19-20]。移栽后40 d、60 d、80 d和100 d時圍溝灌溉、微噴灌溉和滴灌灌溉3種處理不同深度土層土壤氯離子分布存在差異，土壤中氯離子含量基本呈逐漸降低趨勢，深層土壤氯含量部分增加，進一步證實氯離子的移動方向為垂直方向上的自上而下，充分體現出“鹽隨水來，鹽隨水去；鹽隨水聚，水散鹽存”的特點。隨著移栽時間的延長，3種處理土壤平均氯離子含量均呈逐漸降低趨勢，100 d時氯離子含量較40 d時，滴灌灌溉降幅為4.60%，圍溝灌溉和微噴灌溉分別下降2.51%和2.86%，說明，移栽后40～100 d時滴灌灌溉處理煙株對氯離子吸收多，圍溝灌溉處理煙株吸收最少，因為圍溝灌溉水量充足，更能使氯離子下滲至深層土壤而減少煙株對其吸收。移栽后100 d時3種處理上部和中部煙葉氯離子含量均表現為圍溝灌溉>滴灌灌溉>微噴灌溉，上部煙葉鉀離子含量表現為微噴灌溉>圍溝灌溉>滴灌灌溉，中部煙葉鉀離子含量均表現為圍溝灌溉>微噴灌溉>滴灌灌溉，說明微噴灌溉方式處理減少煙葉對氯離子的積累，但增加對鉀離子的積累，圍溝灌溉方式處理對鉀離子積累提升更加明顯。

4 結論

隨著移栽時間的延長，圍溝灌溉、微噴灌溉和滴灌灌溉3種灌溉處理不同土層土壤氯離子含量基本隨土層深度加大呈逐漸下降趨勢。移栽100 d時較移栽40 d時圍溝灌溉、微噴灌溉和滴灌灌溉土壤氯離子含量平均分別下降2.51%、2.86%和4.60%。移栽100 d時上部煙葉氯離子含量較移栽60 d時分別增加滴灌灌溉25.4%、圍溝灌溉30.3%和微噴灌溉22.6%，鉀離子含量分別增加滴灌灌溉3.31%、圍溝灌溉14.4%和微噴灌溉12.2%；中部煙葉移栽100 d時氯離子含量較移栽60 d時分別增加滴灌灌溉39.3%、圍溝灌溉41.3%和微噴灌溉36.1%，鉀離子含量分別增加滴灌灌溉34.8%、圍溝灌溉44.4%和微噴灌溉44.2%，且圍溝灌溉比滴灌灌溉和微噴灌溉分別提高19.17%和4.38%。說明，圍溝灌溉能明顯減少煙株的氯素吸收，提升中部煙葉的鉀離子含量；微噴灌溉能夠減少煙株的氯素吸收，提升烤后中部煙葉的鉀離子含量和鉀氯比，對烤煙葉片品質提升產生積極影響。