四個(gè)烤煙品種中微量元素吸收特性比較

摘 要 煙葉對(duì)中微量元素的吸收能力是微肥補(bǔ)充的重要依據(jù)，為探究不同品種烤煙的中微量元素吸收特性，選用4個(gè)烤煙品種NC55、NC102、云煙301、中川208，測(cè)定煙樣中7種中微量元素的含量。結(jié)果表明：對(duì)鈣的吸收能力表現(xiàn)為中川208＞NC55＞NC102＞云煙301，對(duì)鎂的吸收能力表現(xiàn)為NC102＞中川208＞NC55＞云煙301，對(duì)銅的吸收能力表現(xiàn)為NC55＞云煙301＞NC102＞中川208，對(duì)鋅的吸收能力表現(xiàn)為中川208＞云煙301＞NC55＞NC102，對(duì)鐵、錳的吸收能力表現(xiàn)為NC102＞云煙301＞NC55＞中川208，對(duì)硼的吸收能力表現(xiàn)為NC55＞中川208＞NC102＞云煙301。

關(guān)鍵詞 煙草；中微量元素；吸收特性

中圖分類號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.13.018

烤煙是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一[1]，可以為卷煙工業(yè)提供優(yōu)質(zhì)原材料的同時(shí)進(jìn)一步滿足消費(fèi)者的需求。長(zhǎng)期以來，煙農(nóng)為追求烤煙產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最大化，通常施用大量元素，忽視中微量元素肥料的施用，導(dǎo)致部分土壤的中微量元素日趨缺乏、養(yǎng)分供給不均衡，進(jìn)而導(dǎo)致煙葉化學(xué)成分失調(diào)，影響烤煙生長(zhǎng)，不利于優(yōu)質(zhì)煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)的形成。

中微量元素在作物體內(nèi)含量雖少，但卻是煙株生長(zhǎng)的必需元素，是植物體內(nèi)酶或輔酶的組成部分，具有很強(qiáng)的專一性，是作物不可缺少和不可替代的。它能起到平衡植物營(yíng)養(yǎng)體系的作用，并能直接影響煙草的生長(zhǎng)發(fā)育?？緹熓┯弥形⒘吭乜梢愿纳聘敌螒B(tài)[2]，促進(jìn)煙株生長(zhǎng)，提高中上等煙比例和產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益[3]。植物缺乏任何一種中微量元素，生長(zhǎng)發(fā)育都會(huì)受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致煙葉品質(zhì)下降和作物減產(chǎn)。當(dāng)植物在中微量元素充足的情況下，生理機(jī)能就會(huì)十分旺盛，不僅有利于作物對(duì)大量元素的吸收利用，還可以改善細(xì)胞原生質(zhì)的膠體化學(xué)性質(zhì)，從而使原生質(zhì)的濃度增加，增強(qiáng)作物對(duì)不良環(huán)境的抗逆性。由于不同烤煙品種對(duì)中微量元素的吸收特性存在差異，因此研究不同品種烤煙中微量元素吸收特性對(duì)于優(yōu)化烤煙生產(chǎn)、提高產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。

煙葉在生長(zhǎng)發(fā)育過程中需要氮、磷、鉀等大量元素，碳、氫、氧、鈣、鎂、硫等中量元素，鐵、錳、硼、鋅、銅、鉬、氯等微量元素[4]。鎂是葉綠素形成和維持其結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵元素，可調(diào)控?zé)熑~的光合作用，加速葉片的碳氮代謝進(jìn)程，促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育，提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。鈣是植物細(xì)胞壁的重要組成元素，可以增強(qiáng)細(xì)胞壁的穩(wěn)定性，提高植物的抗病能力。此外，鈣能夠促進(jìn)煙草的根系發(fā)育，提高根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力。鈣對(duì)于鎂、鋅具有拮抗作用，能夠減輕微量元素吸收過多而引起的毒害作用[6]。鋅是多種酶的組成成分和活化劑，參與煙株光合作用和氮素代謝過程，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成及糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，有助于提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。錳是植物葉綠體的組成成分，可促進(jìn)植物光合作用和碳素同化進(jìn)程，同時(shí)通過調(diào)節(jié)體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，增強(qiáng)植物呼吸強(qiáng)度，進(jìn)而調(diào)控碳、氮代謝，改善煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量[8]。鐵是植物需求量最大的微量元素，廣泛參與植物的葉綠素合成、光合作用、呼吸作用及電子傳遞等過程[9-10]。此外鐵還參與煙草根系的形成和發(fā)育，提高煙草品質(zhì)，改善煙草葉片的光澤度和色澤。硼可加強(qiáng)作物光合作用，促進(jìn)糖類物質(zhì)形成和根系維管束的正常發(fā)育，增強(qiáng)植物固氮能力和氮素物質(zhì)積累，并與氮、磷、鉀等元素協(xié)同，影響煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[11]。

本文旨在探討不同品種烤煙的中微量元素吸收特性，通過對(duì)不同品種烤煙在生長(zhǎng)過程的中微量元素吸收規(guī)律的研究，分析各品種烤煙對(duì)中微量元素的需求、吸收和利用特點(diǎn)，為烤煙生產(chǎn)中合理施肥、提高烤煙品質(zhì)和產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料

不同品種的中微量元素吸收特性研究在山東省臨沂市沂水縣試驗(yàn)站（35°79′ N和118°63′ E）進(jìn)行。該站海拔116 m，屬于溫帶季風(fēng)氣候。試驗(yàn)區(qū)地形平坦、土層深厚、排水方便、日照充足且肥力適中。土壤類型為棕壤，pH值為7.42。耕層土壤含有機(jī)質(zhì)11.54 mg·kg-1、堿解氮81.36 mg·kg-1、有效磷75.83 mg·kg-1、有效鉀351.78 mg·kg-1。

1.2" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以山東主栽品種NC55、NC102、云煙301、中川208為試驗(yàn)材料，每個(gè)烤煙品種大田管理中均施純氮90 kg·hm-2，氮磷鉀肥施用比例N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶2.5，其他技術(shù)措施和田間管理按常規(guī)生產(chǎn)并保持一致。

1.3" 測(cè)定項(xiàng)目及方法

成熟期取各品種生長(zhǎng)一致且具有代表性的植株，每個(gè)品種取5株，挖取整棵煙株，用水沖洗干凈后再用吸水紙吸干水分，將煙株的根、莖和葉（上部、中部、下部）各器官分開后放入烘箱烘干至恒質(zhì)量，計(jì)算各器官干質(zhì)量后磨樣，并采用火焰原子吸收法測(cè)定各器官中有效硼、有效鎂、有效鐵、有效銅、有效鋅、交換性鎂、交換性鈣7種中微量元素的含量，明確各主栽品種對(duì)土壤的中微量元素的吸收特性。

1.4" 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過Excel 2019進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪制圖表，使用SPSS 19.0軟件通過Duncan檢驗(yàn)分析差異顯著性。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 烤煙NC55的中微量元素吸收特性

烤煙NC55不同部位的中微量元素含量見表1，結(jié)果顯示，不同部位的中微量元素含量存在差異。同部位不同元素比較，中微量元素含量在根部中表現(xiàn)為鈣＞鐵＞鎂＞錳＞鋅＞銅＞硼，其中鈣、鐵、鎂元素的含量顯著高于其他元素；在莖部和整株中表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞鋅＞硼＞銅，葉片（上部葉、中部葉、下部葉）中表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞硼＞鋅＞銅，其中鈣、鎂、鐵元素的含量顯著高于其他元素。中微量元素含量在根部中的分配率表現(xiàn)為鐵＞銅＞錳＞鋅＞硼＞鎂＞鈣，在莖部中的分配率表現(xiàn)為鋅＞鎂＞硼＞銅＞錳＞鐵＞鈣，葉片中的分配率表現(xiàn)為鈣＞硼＞鎂＞錳＞鋅＞銅＞鐵。

同一元素不同部位比較，鈣、鎂在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞莖＞根，各元素在各部位的分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同；鋅元素在各部位的含量表現(xiàn)為莖＞葉＞根，分配率表現(xiàn)為葉＞莖＞根；銅元素在各部位的含量表現(xiàn)為根＞葉＞莖，分配率表現(xiàn)為葉＞根＞莖；鐵元素在各部位的含量表現(xiàn)為根＞莖＞葉，分配率表現(xiàn)為根＞葉＞莖；錳元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞根＞莖，分配率表現(xiàn)與含量表現(xiàn)一致；硼元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞根＞莖，分配率表現(xiàn)為葉＞莖＞根。不同葉位間銅、鋅、硼元素的含量表現(xiàn)為上部葉＞中部葉＞下部葉，鈣、錳元素的含量表現(xiàn)為下部葉＞中部葉＞上部葉，鎂元素的含量表現(xiàn)為下部葉＞中部葉=上部葉，鐵元素的含量表現(xiàn)為中部葉＞下部葉＞上部葉。

2.2" 烤煙NC102中微量元素吸收特性

烤煙NC102不同部位的中微量元素含量見表2，結(jié)果顯示，不同部位的中微量元素含量存在差異。同部位不同元素比較，中微量元素含量在根部中表現(xiàn)為鈣＞鐵＞鎂＞錳＞鋅＞銅＞硼，其中鈣、鐵、鎂元素的含量顯著高于其他元素；在莖部表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞鋅＞錳＞硼＞銅，葉片（上部葉、中部葉、下部葉）表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞硼＞鋅＞銅，整株中表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞鋅＞硼＞銅，其中鈣、鎂、鐵元素的含量顯著高于其他元素。中微量元素含量在根部中的分配率表現(xiàn)為鐵＞錳＞銅＞鋅＞鈣＞鎂＞硼，在莖部中的分配率表現(xiàn)為鋅＞硼＞銅＞鎂＞鈣＞錳＞鐵，葉片中的分配率表現(xiàn)為鈣＞鎂＞硼＞鋅＞錳＞銅＞鐵。

同一元素不同部位比較，鈣、鎂元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞根＞莖，在各部位的分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同；銅、鋅元素在各部位的含量表現(xiàn)為根＞莖＞葉，銅元素在各部位的分配率表現(xiàn)為根＞葉＞莖，鋅元素在各部位的分配率表現(xiàn)為葉＞根＞莖；鐵、錳元素在各部位的含量表現(xiàn)為根＞葉＞莖，分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同；硼元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞莖＞根，分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同。不同葉位間鈣、銅、鋅、鐵、錳元素的含量表現(xiàn)為中部葉＞下部葉＞上部葉，鎂元素的含量表現(xiàn)為中部葉＞上部葉＞下部葉，硼元素的含量表現(xiàn)為上部葉＞中部葉＞下部葉。

2.3" 烤煙中川208的中微量元素吸收特性

烤煙中川208不同部位的中微量元素含量見表3，結(jié)果顯示，不同部位的中微量元素含量存在差異。同部位不同元素比較，中微量元素含量在根部中表現(xiàn)為鈣＞鐵＞鎂＞錳＞鋅＞銅＞硼，其中鈣、鐵、鎂元素的含量顯著高于其他元素；在莖部表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞鋅＞錳＞硼＞銅，葉片（上部葉、中部葉、下部葉）和整株中表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞鋅＞硼＞銅，其中鈣、鎂、鐵元素的含量顯著高于其他元素。中微量元素含量在根部中的分配率表現(xiàn)為鐵＞銅＞錳＞鋅＞鎂＞硼＞鈣，在莖部中表現(xiàn)為銅＞鎂＞鋅＞硼＞鐵＞鈣＞錳，葉片中表現(xiàn)為鈣＞硼＞鎂＞錳＞鋅＞銅＞鐵。

同一元素不同部位比較，鈣、鋅、錳、硼元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞根＞莖，分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同；鎂元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞莖＞根，分配率與含量表現(xiàn)相同；銅、鐵元素在各部位的含量表現(xiàn)為根＞葉＞莖，鐵元素分配率與含量表現(xiàn)相同，銅元素分配率表現(xiàn)為葉＞根＞莖。不同葉位間銅、鐵元素的含量表現(xiàn)為上部葉＞中部葉＞下部葉，鈣元素的含量表現(xiàn)為下部葉＞中部葉＞上部葉，鋅元素的含量表現(xiàn)為上部葉＞下部葉＞中部葉，錳元素的含量表現(xiàn)為下部葉＞上部葉＞中部葉，硼元素的含量表現(xiàn)為中部葉＞上部葉＞下部葉。

2.4" 云煙301的中微量元素吸收特性

云煙301不同部位的中微量元素含量見表4，結(jié)果顯示，不同部位的中微量元素含量存在差異。同部位不同元素比較，中微量元素含量在根部中表現(xiàn)為鈣＞鐵＞鎂＞錳＞鋅＞銅＞硼，其中鈣、鐵、鎂元素的含量顯著高于其他元素；在莖部表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞鋅＞錳＞硼＞銅，葉片（上部葉、中部葉、下部葉），整株表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞鋅＞硼＞銅，其中鈣、鎂、鐵元素的含量顯著高于其他元素。中微量元素含量在根部中的分配率表現(xiàn)為鐵＞錳＞銅＞鋅＞硼＞鈣＞鎂，在莖部中的分配率表現(xiàn)為硼＞鋅＞銅＞鎂＞鈣＞鐵＞錳，葉片中的分配率表現(xiàn)為鈣＞鎂＞硼＞鋅＞錳＞銅＞鐵。

同一元素不同部位比較，鈣、鋅、錳元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞根＞莖，各元素在各部位的分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同；錳、銅、鐵元素在各部位的含量表現(xiàn)為根＞葉＞莖，分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同；硼元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞莖＞根，分配率表現(xiàn)為葉＞根＞莖。不同葉位間鈣、鎂、錳元素的含量表現(xiàn)為下部葉＞中部葉＞上部葉，鋅、硼元素的含量表現(xiàn)為上部葉＞下部葉＞中部葉，銅元素的含量表現(xiàn)為上部葉＞中部葉＞下部葉，鐵元素的含量表現(xiàn)為下部葉＞上部葉＞中部葉。

2.5" 烤煙不同部位的中微量元素吸收特性

烤煙不同部位的中微量元素含量見表5，結(jié)果顯示，烤煙不同部位的中微量元素含量存在差異。中微量元素含量在根部中表現(xiàn)為鈣＞鐵＞鎂＞錳＞鋅＞銅＞硼，其中鈣與鐵顯著高于其他元素；在莖部中表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞鋅＞硼＞銅，其中鈣與鎂顯著高于其他元素；在煙葉中表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞鋅＞硼＞銅，其中鈣與鎂顯著高于其他元素；中微量元素含量在全株中表現(xiàn)為鈣＞鎂＞鐵＞錳＞鋅＞硼＞銅，其中鈣、鎂、鐵顯著高于其他元素。

同一元素不同部位比較，鈣、鋅、鎂元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞根＞莖，各元素在各部位的分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同；銅、鐵、錳元素在各部位的含量表現(xiàn)為根＞葉＞莖，銅、錳元素在各部位的分配率表現(xiàn)為葉＞根＞莖，鐵元素表現(xiàn)為根＞葉＞莖；硼元素在各部位的含量表現(xiàn)為葉＞莖＞根，分配率規(guī)律與含量表現(xiàn)相同。不同葉位間銅、鋅、硼元素的含量表現(xiàn)為上部葉＞中部葉＞下部葉，鈣、錳元素的含量表現(xiàn)為下部葉＞中部葉＞上部葉，鎂元素的含量表現(xiàn)為中部葉＞下部葉＞上部葉，鐵元素的含量表現(xiàn)為中部葉＞上部葉＞下部葉。

3" 討論

不同烤煙品種由于遺傳特性不同，對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及分配特性也有顯著差異[12]，因此，研究不同烤煙品種對(duì)中微量元素的吸收特性，對(duì)指導(dǎo)施肥技術(shù)具有重要意義。本研究結(jié)果表明，烤煙品種對(duì)土壤微量元素的響應(yīng)能力不同，對(duì)鈣的吸收能力表現(xiàn)為中川208＞NC55＞NC102＞云煙301，對(duì)鎂的吸收能力表現(xiàn)為NC102＞中川208＞NC55＞云煙301，對(duì)銅的吸收能力表現(xiàn)為NC55＞云煙301＞NC102＞中川208，對(duì)鋅的吸收能力表現(xiàn)為中川208＞云煙301＞NC55＞NC102，對(duì)鐵、錳的吸收能力表現(xiàn)為NC102＞云煙301＞NC55＞中川208，對(duì)硼的吸收能力表現(xiàn)為NC55＞中川208＞NC102＞云煙301，烤煙對(duì)土壤的中微量元素響應(yīng)能力不同可能與烤煙對(duì)其吸收特性不同有關(guān)。

此外，烤煙生長(zhǎng)發(fā)育過程中對(duì)不同中微量元素的吸收能力不同，植株整體對(duì)鈣、鎂、鐵的吸收能力均顯著高于錳、鋅、銅、硼幾種中微量元素。整體而言，鈣、鋅、鎂、銅、錳元素在各部位的分配率表現(xiàn)為葉＞根＞莖，鐵元素表現(xiàn)為根＞葉＞莖，硼元素在各部位的分配率表現(xiàn)為葉＞莖＞根。對(duì)于葉片，銅、鋅、硼元素的含量表現(xiàn)為上部葉＞中部葉＞下部葉，鈣、錳元素的含量表現(xiàn)為下部葉＞中部葉＞上部葉，鎂元素的含量表現(xiàn)為中部葉＞下部葉＞上部葉，鐵元素的含量表現(xiàn)為中部葉＞上部葉＞下部葉，其中部分結(jié)果與柳均等的研究結(jié)果一致[13]。這些吸收特性的差異可能與土壤的中微量元素含量及煙株對(duì)不同微量元素吸收量有關(guān)，另外，還與不同微量元素在植株體內(nèi)的分配利用規(guī)律有一定關(guān)系[14]。

烤煙對(duì)中微量元素在煙葉正常的生理、生化代謝過程中起著無可替代的作用[15]。煙葉中的中微量元素含量，受環(huán)境、施肥、品種等多種因素的影響，此外不同煙草品種的生理生化指標(biāo)存在差異，這其中的機(jī)理還有待進(jìn)一步研究，因此探討不同品種烤煙對(duì)中微量元素的吸收響應(yīng)能力，對(duì)烤煙合理施肥具有重要意義。

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（責(zé)任編輯：易" 婧）

收稿日期：2024-03-01

基金項(xiàng)目：中國(guó)煙草總公司山東省公司科技重點(diǎn)項(xiàng)目（KN311）。

作者簡(jiǎn)介：李峰（1980—），本科，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)學(xué)研究。E-mail： hepl2212@163.com。

*為通信作者，E-mail： 17866709607@163.com。