百色市煙區土壤和煙葉鎂元素分布特征分析

韋雪峰　覃新鳳　吳潔梅　鄭惠千　巫祥龍　周曄

摘 要 我國是煙葉生產及消費大國，百色市是廣西最大的植煙區同時是全國重點產煙區之一。目前，烤煙的生產規模與種植面積逐年擴大，經濟效益也穩步提升。煙草的價值需要通過煙草質量評級來進行評估。百色植煙區屬于亞熱帶季風氣候區，降雨量充沛使得該地區的土壤Mg大量淋失，從而導致煙株整體呈缺鎂狀態。鎂含量的豐缺程度將直接影響烤煙的生長發育及煙葉的產量與質量。為了合理利用及使用鎂肥，提高烤煙的產量與質量，分析了百色靖西三友村烤煙及土壤鎂含量特征，并探究了百色煙區烤煙缺鎂的原因。結果表明：1）百色靖西化峒鎮三友村土壤MgO平均值為0.56%±0.05%，土壤MgO含量呈缺乏狀態。2）目前影響土壤Mg2+流失量的因素多且復雜，除與降雨量有關外，還與降雨強度及pH值、土壤理化性質、地形條件、地表植被、土地利用方式等因素有關。

關鍵詞 烤煙；土壤；鎂元素；廣西百色市

中圖分類號：S572 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.15.008

煙草（Nicotiana tabacum L.）屬于雙子葉植物綱（Dicotyledoneae）管狀花目（Tubiflorae）茄科（Solanaceae）煙草屬（Nicotiana）一年或多年生的重要經濟作物[1]。我國烤煙不僅是卷煙工業的主要原料，也被用作斗煙。煙草是產量和質量并重的特殊葉用經濟作物，氣候、地形、地質及土壤均是影響煙葉產質及風味特色的重要因素[2]。我國煙草開始出現“北煙南移”現象始于20世紀90年代，黃淮煙區的煙草種植面積減少，云南、貴州因其地理優勢和外部條件的引導成為產煙大省。在廣泛滿足市場需求的同時，也在一定程度上提高了當地的經濟效益[3]。

鎂（Mg）是植物必需營養元素之一，對改善烤煙品質及提高煙葉產量均有非常重要的作用。Mg可以增強烤煙蒸騰速率，進而促進營養成分及某些礦質元素的運輸，防止煙葉體表過熱；Mg還對植物根系有著顯著影響，充足的Mg能促進根系發育，利于吸收養分和礦質元素，增強抗倒伏能力[4]。同時，Mg是組成葉綠素的重要金屬元素，適量的Mg能優化葉綠體內部結構，從而增加光合作用的強度，進而提高煙葉產量及水溶性碳水化合物含量，降低煙堿含量[5-6]。

Mg對煙草種植的重要性早在1986年就引起了學者的注意。冉邦定發現，烤煙缺Mg時葉片的大小、形態如常，然而葉尖、葉緣、葉脈間失綠，導致煙葉呈現灰白甚至近白色，隨著缺Mg程度加重，白斑延伸至主脈及側脈，進而造成煙葉品質低下、產量減少[7]。Mg含量過高或者過量施用均不利于烤煙落黃，易形成青煙。王世濟等研究發現，缺Mg程度直接影響煙葉外觀性狀，缺Mg越嚴重煙葉進行烘烤后色澤越淡、油分降低、葉片變薄、彈性偏差，引起赤星病斑加重，同時Mg缺乏會降低成品的口感舒適度，導致雜味加重、刺激性增加、助燃性變差[8]。李榮春等研究表明，Mg能使烤煙鮮葉片厚度變薄，使烤煙葉片細胞緊密連接，整體網絡性好，經過烘烤后的煙葉手感具豐滿、彈性好等優點[9]。合理施用Mg肥能促進煙株生長發育，促進根系生長，提高根系干物質的積累量，增大葉面積及增加葉綠體色素含量，提高烤煙株高及莖粗，降低烤煙鉀含量，提高烤煙還原糖含量和糖堿比值[10]。我國南方酸性土壤中Mg因土壤風化強烈，大部分已淋失，土壤Mg含量很低，故合理施用Mg肥十分重要[11]。李文卿等研究表明，隨著Mg肥施用量的增加，土壤交換性Mg含量明顯上升，煙株根系、葉片、煙莖的Mg含量也隨之提高[12]。徐興陽等研究表明，烤煙團棵期噴施高鈣鎂鉀可加快煙葉成熟，促進煙株的生長發育，增強抗病性[13]。李文卿認為，當土壤交換性Mg含量在50 mg·kg-1左右時，施Mg量（以MgO計）達到施氮量的60%時，煙葉烤后的均價和產值均較高[14]。

百色市是我國重點植煙區[15]，其烤煙種植可劃分為3個生態區，其中靖西縣屬于南部優質烤煙種植區[16]。百色植煙區土壤養分含量分布不均勻，土壤交換性鎂含量較低，進而影響著烤煙煙葉中的Mg含量[6]，應平衡煙株中鉀、鈣、鎂含量，進而提升烤煙的品質[17]。百色植煙區實行煙稻輪作耕種制度，受傳統種植的影響，復合肥用量的增加、有機肥用量的減少及高產耐肥品種的大面積種植，導致復種指數不斷提高，土地利用率增加，但又缺少Mg肥補充，導致土壤Mg逐漸耗竭，作物缺Mg現象陸續出現。為了合理施用鎂肥，有針對性地提升烤煙的產量與質量，進而增加煙農收入，促進經濟發展，本文對百色靖西三友村植煙區烤煙及其根系土壤中Mg含量分布特征進行了分析，并初步探究了百色煙區缺Mg的原因。

1? 材料與方法

1.1? 煙株及土壤樣品采集

于2020年6月10日，選取廣西壯族自治區百色市靖西縣三友村煙田，每隔100 m采集成熟期煙株及其根系土。煙株分別采集煙莖（約10 cm長，靠近根部）、上部葉、中部葉及下部葉。三友村烤煙品種為K326。根系土采集深度為0～20 cm，記錄采樣點的地理坐標及海拔。

1.2? 煙株及土壤樣品處理

將新鮮采集煙株樣品的煙葉葉脈部切開，將煙莖剪成小塊，于60 ℃烘箱烘干后用粉碎機粉碎，通過80目孔徑（0.177 mm）篩備用。煙田采集的土壤樣品自然陰干，剔除動植物殘體、石塊等雜物，用圓木棍碾碎，通過80目孔徑篩（0.177 mm）備用。

1.3? 煙株及土壤檢測方法

煙株（煙莖及煙葉）Mg含量根據《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）中的電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）[18]進行測定。土壤Mg含量根據《土壤和沉積物 無機元素的測定 波長色散X射線熒光光譜法》（HJ 780—2015）[19]進行測定。土壤pH根據《土壤pH的測定》（NY/T 1377—2007）[20]，采用pH計（水土比為2.5∶1）法進行測定。

1.4? 數據處理

試驗數據采用Excel及SPSS 22.0進行分析。

2? 結果與分析

2.1? 煙株根系土壤MgO含量分析

根據浙江省土地質量地質調查規范[21]，將土壤MgO含量劃分為5個等級，MgO含量≤0.70%，為五級，即缺乏；MgO含量處于＞0.70%～≤1.20%，為四級，即較缺乏；MgO含量處于＞1.20%～≤1.70%，為三級，即中等；MgO含量處于＞1.70%～≤2.15%，為二級，即較豐富，MgO含量＞2.15%，為一級，即豐富。樣品分析表明，三友村煙田土壤MgO含量平均值為0.56%±0.05%，處于0.49%～0.63%，屬于五級，表明土壤MgO含量呈缺乏狀態。峰度系數為-1.74，偏度系數為-0.28。土壤樣本MgO含量變異系數為8.8%，樣本含量分布較均一。

2.2? 煙葉Mg含量分布

由表1可知，從三友村植煙區煙葉Mg含量來說，上部煙葉>中部煙葉（P＜0.05）。上部煙葉Mg含量的范圍處于0.13～0.25 mg·kg-1之間，峰度系數為1.17，偏度系數為0.93；中部煙葉Mg含量范圍處于0.11～0.22 mg·kg-1之間，峰度系數為0.05，偏度系數為0.38；下部煙葉Mg含量范圍處于0.10～0.36 mg·kg-1之間，峰度系數為2.35，偏度系數為1.42。

2.3? 烤煙不同部位煙葉Mg、Ca、K含量及相關性分析

烤煙不同部位煙葉Mg、K、Ca含量分布見圖1。根據皮爾遜相關性分析，對三友村煙葉中Mg、K、Ca含量的相關性分析（見表1）表明，上部煙葉Mg與上部煙葉Ca含量之間呈極顯著正相關（r=0.72）；下部煙葉Mg與中部煙葉Ca含量呈顯著正相關（r=0.63），與下部煙葉Ca含量呈極顯著性正相關（r=0.87）；中部煙葉Ca與上部煙葉K呈顯著正相關（r=0.59）；下部煙葉Mg與下部煙葉K之間呈極顯著性正相關（r=0.81），下部煙葉Ca與下部煙葉K之間呈極顯著正相關（r=0.86）。下部煙葉Ca含量3.42±0.96 mg·kg-1＞中部煙葉Ca含量2.37±0.37 mg·kg-1＞上部煙葉Ca含量1.83±0.29 mg·kg-1，兩兩之間具有顯著性差異（p<0.05），說明下部煙葉中Ca含量顯著高于上部煙葉。下部煙葉K含量為3.61±1.21 mg·kg-1，中部煙葉K含量為3.13±0.60 mg·kg-1，上部煙葉K含量為2.81±0.41 mg·kg-1。阮妙鴻等研究表明，在植物養分吸收中，Mg、K及Ca的交互作用主要體現在拮抗作用[22]，本研究表明Mg與Ca，Mg與K之間均呈極顯著正相關，與以上研究結論不一致。

3? 討論與小結

本研究發現，百色靖西化峒鎮三友村土壤MgO平均值為0.56%±0.05%，土壤MgO含量呈缺乏狀態。因此，可通過施加適宜Mg肥促進土壤Mg含量的增加，促進根部對Mg的吸收，提高煙株干物質的積累量；同時增強煙株的光合作用過程的磷酸化和羧化反應，增加株高，促進莖部發育，改善煙株的品質和提高煙葉產量。我國南方土壤多呈酸性且土壤風化嚴重，且百色地處高溫濕潤地區，風化程度高，土壤中可溶性Mg2+易流失，導致土壤中Mg含量減少。目前，影響土壤Mg2+流失量的因素多且復雜，除與降雨量有關外，還與降雨強度及pH值、土壤理化性質、地形條件、地表植被、土地利用方式等因素有關。

徐興陽等研究表明，葉面噴施Mg肥可促進煙株發育，改善煙葉生長后期缺Mg癥狀，增強抗病性，提高煙葉Mg含量及產質量[13]。本研究發現，Mg含量上部煙葉（0.20±0.03 mg·kg-1）>中部煙葉（0.15±0.03 mg·kg-1）（p＜0.05），說明Mg素在上部煙葉的積累量顯著高于中部煙葉，即在煙株新鮮組織中的積累量顯著高于中部煙葉。

馬存金等研究表明，在試驗梯度范圍內，Si、Ca、K、Mg肥的施用促進了煙草根部的發育及煙葉質量的改善，體現為根系形態優良且生理活性增強，且Ca、K及Mg成分更加協調，烤煙煙葉質量得到提高，繼而增加種植戶的經濟收入[23]。基于本研究結論，可以通過施用適量Ca、K、Mg肥來調節土壤Mg含量，以促進煙株的生長發育，提高本地烤煙煙葉品質，提高煙農經濟收入。

參考文獻：

[1]? 童治軍.煙草微衛星標記的開發與應用[D].杭州：浙江大學，2012.

[2]? 楊超.重慶煙區主要生態因子特征及其對烤煙產質量的影響[D].重慶：西南大學，2015.

[3]? 張嫄嫄，蘇新宏，何雷，等.我國烤煙生產區域布局的變遷及其成因分析[J].河南科學，2017，35（3）：486-493.

[4]? 崔國明，張小海，李永平，等.鎂對烤煙生理生化及品質和產量的影響研究[J].中國煙草科學，1998（1）：7-9.

[5]? 魏文娟.烤煙鎂營養診斷和土壤鎂豐缺指標的研究[D].武漢：華中農業大學，2013.

[6]? 高華軍，林北森，黃忠言，等.百色煙區植煙土壤和煙葉鎂素的營養特征[J].湖北農業科學，2013，52（6）：1267-1269.

[7]? 冉邦定.烤煙缺鎂癥初步調查[J].中國煙草，1986（1）：4-5.

[8]? 王世濟，趙第錕，崔權仁，等.缺鎂對煙葉內外觀質量影響初探[J].安徽農學通報，2010，16（7）：80-81.

[9]? 李榮春，李信，魏永宓.中微肥對煙葉組織結構影響初報[J].云南農業大學學報，1997（3）：33-37

[10] 劉茜茜，黃鶯，王小利，等.貴州省遵義市煙區施用鈣、鎂肥對烤煙K326產量和品質的影響[J].山地農業生物學報，2022，41（2）：59-65.

[11] 熊英杰，陳少風，李恩香，等.植物缺鎂研究進展及展望[J].安徽農業科學，2010，38（15）：7754-7757.

[12] 李文卿，鄭朝元，柯玉琴，等.施鎂量對土壤供鎂及烤煙生長發育和產質量的影響[J].農學學報，2022，12（4）：33-40，46.

[13] 徐興陽，李曉寧，李文丹，等.葉面噴施鉀、鎂肥對烤煙生長及鉀鎂營養的影響[J].云南農業大學學報（自然科學），2021（3）：472-478，546.

[14] 李文卿.科學施用鎂肥 平衡煙株營養[J].中國農資，2020（13）：11.

[15] 吳昌華.樂業縣烤煙種植區耕地質量現狀及建議[J].科技風，2013（7）：239-240.

[16] 林北森，周柳強，黃華軍，等.百色烤煙施肥管理[M].南寧：廣西科學技術出版社，2015：106-114.

[17] 林北森，高華軍，王五權，等.廣西百色市植煙土壤養分狀況及影響因素分析[J].江西農業學報，2017，29（4）：49-53.

[18] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準 食品中多元素的測定：GB 5009.268—2016[S].北京：中國標準出版社，2017.

[19] 中華人民共和國環境保護部.土壤和沉積物 無機元素的測定 波長色散X射線熒光光譜法：HJ 780—2015[S].北京：中國環境科學出版社，2015.

[20] 中華人民共和國農業部.土壤pH的測定：NY/T 1377—2007[S].北京：中國農業出版社，2007

[21] 浙江省自然資源廳.土地質量地質調查規范：DB33/T 2224—2019[S].2019.

[22] 阮妙鴻，陳順輝，李文卿，等.烤煙鉀鈣鎂供應和吸收的關系[J].亞熱帶農業研究，2006，2（2）：17-21.

[23] 馬存金，任士偉，鄭磊，等.硅鈣鉀鎂肥用量對煙草根系發育及煙葉質量的影響[J].中國農學通報，2020，36（31）：7-12.

（責任編輯：敬廷桃）