烟草微量营养元素研究现状

杨 苏，戴林建，周 田，邓 杰

(湖南农业大学农学院，长沙 410128)

烟草微量营养元素研究现状

杨 苏，戴林建*，周 田，邓 杰

(湖南农业大学农学院，长沙 410128)

综述了微量营养元素在烟草上的研究状况，主要有植烟土壤中微量营养元素的丰缺状况及分布，烟草对微量营养元素的吸收及与其它营养元素的关系,微量元素的生理功能以及对烟草产质量的影响。

烟草；土壤；微量元素；生理功能

烟草是我国主要的经济作物。微量营养元素在烟叶生长发育过程中，参与调控各种生理作用，对烟叶产量和品质的形成有着重要的作用。有研究表明，微量营养元素对烤烟产量、品质的形成有着大量元素无可替代的作用，当烟株处在大田生长期时，微量营养元素供应不足，将会影响烟叶质量、烟叶内在化学成分协调性、香吃味等[1]。近年来，烟叶的产量连年增加以及作物复种指数的提高，土壤的有效养分消耗过大，而重视大量元素、忽视微量营养元素的不平衡施肥方式，导致土壤微量元素的缺乏时有发生，严重影响烟叶的产量和质量，违背了烟叶可持续发展的要求。何明辉等[2]在贵州进行增施微量元素试验后指出，在植烟土壤上增施一定的微量营养元素可以调控烟叶的内在化学成分，有利于提高烟叶品质，同时还可以改善和保障烟叶的产质量。有研究人员分别在河南、云南、安徽、湖南等地进行相似的试验得出了增施、配施微量营养元素可在不同程度上提高烟叶化学成分的协调性以及烟叶产量和品质[3～5]。增施微量营养元素，提高烟叶的工业可用性是人们一直研究和关注的问题，因此，笔者就烟草微量元素研究现状进行综述。

1 植烟土壤微量元素丰缺状况及分布

1.1 植烟土壤微量营养元素丰缺评价体系

根据元素所占植物干重的比值，将营养元素划分为大量元素、微量元素，其中占植物干重的0.0001%～0.01%定为微量元素，有铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)、氯(Cl)等7种[6]。烟草正常生长发育对植烟土壤微量元素含量要求的最低值分别为：锌1.00 mg/kg、铜0.2 mg/kg、铁7.00 mg/kg、锰7.00 mg/kg、钼0.15 mg/kg、硼0.50 mg/kg、水溶性氯2.00 mg/kg[7，8]。

1.2 植烟土壤微量营养元素含量分布

根据肖汉乾等和王林等在2002年和2008年对当年湖南烟区植烟土壤养分状况分析表明，湖南烟区硼含量的严重缺乏并没有得到很好的改善，湖南植烟土壤微量营养元素总体含量丰富，但有明显地域性分布不均衡的状况，且两人的研究结论一致[9，10]。西南烟区的云、贵、川植烟土壤中硼的含量均极低，其它类微量元素总体含量丰富，其中贵州烟区水溶性氯严重缺乏，营养元素分布不均衡，是贵州烟区地域多样性的特点，部分黄壤土缺铜、钼，紫色土壤缺锌。重庆烟区植烟土壤钼含量严重缺乏；云南植烟土壤微量营养元素含量丰富，分布比较均衡[11～13]。

2 烟草微量元素的吸收及与其它营养元素的关系

2.1 烟草对微量元素的吸收与积累

烟草吸收营养元素主要分为有效形态养分迁移到烟草根系表面和养分进入根细胞内部两种方式，吸收的为水溶性离子养分和少量分子态有机养分[14]。铜、锌、锰、铁4种元素进入烟株的形态为水溶性自由阳离子，即Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+,锌在pH较高时也可以以一价阳离子被吸收，另外有人指出，植物还可以以有机酸的形式吸收锌元素。烟株从土壤中获得钼营养元素的方式有从根部吸收钼酸根阴离子和叶片吸收两种方式[15]。氯主要以Cl-形态被烟株吸收，硼以硼酸的形式被植物吸收[16]。氯和硼两种元素在叶片中的含量都高于茎、根，呈现叶片>茎>根的分布特点，其中硼在花器官中分布较多，且由于硼在植株体内不易转移，老叶含量也会高于新叶[17，18]。铜在幼嫩组织中分布较多，根系锌含量要高于地上部分，锰、铁都是不易重复利用的元素。

2.2 微量元素与其它营养元素的关系

植烟土壤中元素含量和烟叶中营养元素含量呈正相关，而土壤中矿质元素相互之间有着复杂的互作效应，微量元素在烟叶中的含量相互之间会因为协同和拮抗关系受影响。有报道表明，土壤中铜含量提高有利于烟株对锌和铁的吸收，会抑制植株对钙和镁元素的吸收，但也有研究者认为铜与钼、锌存在着拮抗作用[19]。

同时也有人指出，镁、硼元素对烟叶中锰的含量增加有促进作用，硼对锰和钼的含量存在着正效应，但能降低烟叶中氯的含量。钼元素对烟叶锰含量有协同作用，而土壤锰元素含量增加会降低烟叶中钼元素的含量。烟株对微量营养元素吸收会受土壤钙含量的影响，土壤钙含量过高对烟株吸收微量营养元素都不利[20]。Cl-通过硝化抑制作用,使作物吸收较多的铵态氮而吸收较少的硝态氮，作物在通过硝化抑制作用吸收铵态氮的过程中，会使根系释放出较多的H+,从而增加了根际土壤的酸度,导致根际范围的土壤酸化,特别是耕层部分[21～23]。

3 微量营养元素的生理生化功能及对烟叶产质量的影响

3.1 微量营养元素在烟株内的生理生化功能

微量元素是烟株正常生长所必需的营养元素，直接或间接参与到烟株体内物质合成、运输、转移、代谢等各种生命活动[24]。

多种微量营养元素是控制烟株体内氧化还原反应和呼吸作用关键酶的组成部分和载体。铜是多种氧化酶的组成成分以及一些酶的活化剂，铜与锌还共存于好气性气体所必需的超氧化物歧化酶中。周初跃等[24]人指出，烟草中钼元素的含量对Vc氧化酶(AO)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等的活性有影响。锰直接参与烟株光合作用的反应过程，如果从叶绿素中除去2/3的锰含量，叶绿体的放氧功能随即消失；氯是叶绿体的组成成分，同时还是光合反应辅酶的成分，也是光合系统的催化剂[25]。铁、锌、硼在烟株体内含量的高低对烟株光合作用会产生一定的影响。烟叶中微量元素的含量对烟株体内各种代谢活动都会产生一定的影响，Cl-通过与阳离子保持电荷平衡的方式调节植物体内渗透压[26，27]。

此外，烟株体内含有一定量的微量元素还能增加烟株的抗病性。李鑫等[28]发现，喷施铜元素能延迟烟株显症和叶脉出现褐色坏死的时间，还能预防烟草普通花叶病。钼元素对青枯雷尔氏菌的生长均具一定的直接抑制作用，说明钼元素在抗烟草青枯病上有重要作用[29]。在烟叶大田生长期适当地补充锌肥、硼肥能增加植物的抗逆性。吴志辉等[30]在进行增施微肥试验时发现锌肥可以增强作物的抗病性。

3.2 微量营养元素对烟草产量和品质的影响

微量元素参与并调节作物光合产物的合成代谢和运输，进而影响作物的生长发育、产量和质量。烟株在生长发育阶段微量元素得不到充分的补充，导致烟株发育不良，植株体内代谢不稳定，化学物质得不到合理的调节与合成，从而严重影响烟叶的产量和质量[31]。在植烟土壤上增施微量元素对烤烟长势、生育期、农艺性状、产量、质量、香气物质含量都有一定的促进作用。有研究表明[32，33]，烟株喷施硼肥，烟叶中烟碱含量明显下降，但有利于致香物质以及总糖的合成；增施铜肥有利于烟株的成熟落黄，增加种植烤烟的经济收入；增施或配施微量元素在不同程度上都能增加烟叶的产量和质量，增产效果表现为铁>硼、铜>锌>锰，还能保持烟叶有良好的化学成分，有利于烟叶品质的提高。但如果植烟土壤中微量元素含量过高，会使烟株微量元素含量高而产生毒害作用，影响烟叶的产质量以及品质的形成。烟叶生长过程中微量元素补充不足会导致烟株根系欠发达，生育期推迟，烤烟长势差，出现枯死斑破碎脱落，从而影响产量、质量。

4 展望

微量营养元素对烟草生长有十分重要的意义。尽管烟叶在大田生长期间对微量元素的吸收量很少，但微量元素是烟叶产量、品质形成不可或缺的重要因素之一。在我国烟叶生产过程中，微量营养元素的使用存在着不好把握量的问题，既要避免烟株体内微量元素含量过高,导致元素中毒现象的出现,又要防止烟田微量营养元素含量过低,缺素症状的发生。我国植烟土壤跨域大，受土质、土壤类型以及某些有代表性的植烟县级区域的影响，土壤微量元素含量也差异较大。目前针对大区域植烟土壤微量元素的含量分析研究较多，但针对处在大区域内的一些小区域植烟土壤分析报道并不多见。鉴于此，在今后的研究当中，首先还应该加强对植烟土壤微量营养元素含量分析工作，摸清不同产烟区、不同土质、土壤类型微量营养元素含量状况，做到有针对性地施肥。其次，还应从不同栽培方式、不同施肥方式、不同施肥量上展开研究，找出最佳的栽培方式、最佳的施肥方式和最佳的施肥量，提高微量元素的综合利用率。

随着烟民对烟草制品的要求不断提高，对烟草微量元素展开了比较全面的研究，也取得了一定的效果，但还不够全面。为了提高烟叶产质量，提高烟农收入，全面了解微量营养元素对烤烟的影响，不仅要从植烟土壤方面入手，还应该重视对作物的研究，做到以土壤—作物为研究主体。在今后的研究当中还应该重视以下几个方面：(1)从品种特性着手，研究不同品种吸收分配微量营养元素的特点。如可以开展不同品种之间对微量营养元素的吸收、利用以及固定的研究，有针对性地筛选出对微量营养元素吸收利用效果好的品种。(2)微量营养元素在烟株体内的作用机理以及循环的动态变化、分配关系。(3)烟草微量元素与重金属元素以及氮、磷、钾之间的互作效应。

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Research Status of Trace Elements in Tobacco

YANG Su，DAI Lin-jian*，ZHOU Tian，DENG Jie

(College of Agronomy, Hunan Agricultural University，Changsha,Hunan 410128,China)

This paper reviewed the research on trace elements in tobacco, including the abundant and deficiency condition, the distribution of trace elements in the soil of planting tobacco, the absorption in tobacco and the correlation with other nutrient elements as well as the physiological functions and effect on the quality of tobacco.

tobacco；soil；trace elements；physiological function

2015-04-21

杨 苏(1991-)，男，江西新余人，硕士研究生，Email:511741120@qq.com。*通信作者。

湖南中烟工业有限责任公司资助项目(YC14014)。

S572.06

A

1001-5280(2015)04-0453-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.04.32