涝害对烤烟产量和化学成分的影响研究

熊江波，李晓斐，周紫燕，肖金香

(1.江西农业大学 国土资源与环境学院，江西 南昌 330045;2.德州市环境保护科学研究所，山东 德州 253034;3.江西农业大学 农学院，江西 南昌 330045;4.江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045)

烤烟需水，但不耐涝，对水分胁迫相当敏感［1-3］。江西烤烟种植历史悠久，在烤烟生产中常有洪涝发生［4］，涝害不但造成烤烟减产，更重要的是烟田内涝造成烤烟品质下降。早在上个世纪70年代到90年代国外就开展了烤烟涝害研究，淹水12 h对烤烟产量影响不大，淹水24 h减产13%，淹水72 h和120 h则减产71%以上［5］。由于土壤淹水，烟株根系供氧受阻，有毒物质进入到土壤，造成根系活力下降，营养物质的运输能力减弱，从而造成烤烟产量和品质的降低［6-12］。国内诸多学者在淹水对烤烟产量和质量及生理特性方面作过研究［13-16］，但研究涝害不同时间长度对烤烟不同生育期的影响很少报道。江西每年5-6月份多雨，正值烤烟大田生长期，过多的水分是抑制烤烟产量形成和品质优劣的一个重要限制因子。本研究通过烤烟不同生育期不同时间涝害试验，以期确定耐涝性的差异，寻找减轻涝害对烤烟危害的途径，为大田水分管理和防灾减灾提供理论依据。

1 试验设计与方法

1.1 试验实施

选用云烟87为试验品种，采用漂浮育苗方式，4月上旬移栽，共栽135盆(株)。试验地点设在江西农业大学气象站内，采用盆栽栽培。试验用盆内径35 cm，深40 cm，每盆装沙壤土20 kg。土壤含有机质2.63%，速效钾 148.6 mg/kg，速效磷 11.74 mg/kg，全氮 0.13%，pH 值为 5.52。氮肥 60%、磷肥100%，钾肥70%做基肥，剩余部分做追肥，栽后一个月分3次兑水施完。

1.2 试验

设置长2.6 m、宽1.3 m、深0.8 m水池3个，待烤烟进入团棵期、旺长期和现蕾期分别将盆栽烟株连盆一起置于水池中进行淹水处理，水淹过盆面。受涝时间为120 h、72 h、48 h、24 h，以各生育期不淹水为对照(CK)，每次淹9盆，共15个组合，如表1所示。淹水处理后移出水池，正常管理。

表1 涝害交互设计表Tab.1 The designs of interaction between water and stage

1.3 烤烟产量的计算和烤烟主要化学成分测定

各处理采收成熟叶片在105℃杀青，60℃下烘至恒重，再计算单株产量。烟叶化学成分的测定选用中部成熟叶粉碎，60目过筛，制备待用。烟碱含量采用蒸馏-紫外光度计法测定，总N含量采用改良凯氏法测定，总磷含量采用H2SO4-H2O2消煮法测定［17］，总K含量采用火焰光度计法测定，还原糖采用高锰酸钾返滴法测定［18］。

1.4 数据处理

获取的数据应用DPS7.05和SPSS18.0进行处理，采用新复极差检验比较各处理烟叶主要化学成分差异显著性。

2 结果与分析

2.1 涝害对烤烟产量的影响

图1显示，短时间受涝(W1)对烤烟产量有轻微的影响，随着受涝时间的延长，产量严重下降。与CK 比较，团棵期受涝120 h、72 h、48 h、24 h，产量分别下降83%、61%、27%、15%。旺长期受涝120 h、72 h、48 h、24 h，产量分别下降 72%、37%、13%、8%。现蕾期受涝120 h、72 h、48 h、24 h，产量分别下降 78%、51%、25%、12%。在各生育期内进行产量差异性比较，可知团棵期＞现蕾期＞旺长期。经方差分析，产量与受涝害时间呈极显著负相关，P=0.003 1＜0.01，受涝时间越长，产量越低(表2)。

图1 涝害对烤烟不同生育期产量的影响Fig.1 Effect of waterlogging and on the yield of flue-cured tobacco in the different stage

受涝时间过长，烟叶根部氧气不足，产生乙醇等有毒有害物质，根系呼吸困难，造成烟株萎蔫，甚至死亡，烟叶产量降低［19］。

表2 涝害对烤烟不同生育期产量影响的方差分析Tab.2 The analysis of variance of effect of waterlogging on the yield of flue-cured tobacco in the different stage

2.2 烤烟主要化学成分对涝害的响应

烤烟化学成分是衡量烤烟品质优劣的重要组成部分。影响烤烟化学成分的因素很多，土壤水分是其中影响因素之一。团棵期受涝时间过长，总氮含量上升，总磷、总钾、还原糖和烟碱含量均在下降，受涝72 h，烟碱含量下降65%，还原糖下降45%，总磷下降41%，总钾下降22%，总氮上升22%(表3)。

表3 涝害对烤烟团棵期化学成分的影响Tab.3 Effect of waterlogging on the Chemical components of flue-cured tobacco in the resettling growth stage

表4 涝害对烤烟旺长期化学成分的影响Tab.4 Effect of waterlogging on the Chemical components of flue-cured tobacco in the vigorously growing stage

旺长期是烤烟生长最快时期，此阶段受涝是所有生育期中受害最严重时期。受涝72 h，烟碱含量下降87%，还原糖下降51%，总氮含量上升33%，总磷含量下降48%，总钾含量下降24%，糖碱比超过了CK 1.5 倍(表4)。

现蕾期受涝，烤烟化学成分变化趋势与团棵期和旺长期是一致的，但变幅不一样，涝害72 h，烟碱含量下降75%，还原糖下降46%，总氮上升22%，总磷和总钾下降50%和21%(表5)。

表5 涝害对烤烟现蕾期化学成分的影响Tab.5 Effect of waterlogging on the Chemical components of flue-cured tobacco in the budding stage

在烤烟团棵期、旺长期和现蕾期，除总氮含量随着涝害时间增加而迅速增加，总磷、总钾、还原糖、烟碱迅速下降。受涝超过48 h，糖碱比迅速增加，受涝超过24 h，氮碱比迅速增加。受涝时间长，引起土壤淋溶加剧，无机离子吸收减少，造成烤烟化学成分的改变。

3 结论与讨论

优质适产是烤烟生产的目标，优质高产很难并重，有栽培因素、水肥因素、农业技术因素等制约，在诸多的影响因子中，选用水分因子进行涝害试验，得出烤烟产量和化学成分对涝害时间长短的反映。

涝害会降低烤烟产量，涝害时间越长，产量越低。团棵期、旺长期和现蕾期进行涝害处理，涝害24 h，3个生育期产量下降15%以下;涝害48 h，3个生育期产量下降最大值为27%(团棵期)，最小值为13%(旺长期)，现蕾期居中(25%);涝害72 h，除旺长期产量下降37%，其他两个生育期下降50%以上;涝害120 h，产量下降最严重的是团棵期，其次是现蕾和旺长期，分别下降83%、78%和72%。总体来看，受涝时间不能超过3 d，超过3 d产量下降50% ～60%;受涝5 d，产量严重下降，下降70% ～80%。这与前人的研究基本一致［2，5，12］，但团棵期下降幅度要大些。涝害时间过长，土壤板结，气体交换受阻，根系呼吸困难，严重地影响产量的形成和化学成分的改变。受涝24 h，对产量和化学成分的影响不是太大，但受涝72 h，产量严重下降，化学成分变化很大，现蕾期、旺长期和团棵期三个生育期的总氮含量均在上升，分别上升了22%、33%、22%。烟碱含量、还原糖、总钾和总磷均在下降，其中旺长期烟碱含量下降最大，达87%。这与李艳红［13］蔺万煌［15］的研究结果基本一致。烤烟化学成分比例协调是形成优质烟的关健因子，由于涝害时间长，土壤水分出现过饱和，氮、磷、钾三种主要元素的吸收比例失调，导致还原糖、烟碱含量下降，烟叶品质变劣。

在烤烟生产中，水分过多或过少对烤烟生长均不利。涝害主要是连续性大雨和暴雨引起的，江西5-6月份多雨，有的年份降水量超过500 mm，尤其是平原地带，排水不畅，烟田积水，严重抑制烤烟生长发育，致使产量下降，化学成分比例不协调。在干旱年份，随着灌水量增加，烤烟的产量、上中等烟比例和均价提高，总氮和烟碱含量下降，还原糖含量上升，烤烟烟叶主要化学成分比例趋于协调［20］。

本试验化学成分没有作120 h的分析，因为涝害5 d后，很多叶子已萎蔫，内含物很低，分析已没有意义。虽然没有设置96 h涝害，但72 h的涝害已足够说明问题。为了更准确地反映涝害时间长度对烤烟的影响，以后试验可以补充完善。影响烤烟品质的影响因素很多，化学成分仅是内在指标的一部分，外部的物理特性，如香气、油分等无法测定，因实验条件所致。

江西多年来是以K326为当家品种，如果种植云烟87，应种植在山地和旱地，如种植在水田，应四周挖深沟，排水畅通，避免积水，减少涝害的损失。因为云烟87比K326更耐旱，而不耐涝［21］。

［1］左天觉.烟草的生产生理和生物化学［M］.朱尊权，等译.上海:远东出版社，1993:41-42.

［2］伍贤进，白宝璋.土壤水分对烤烟生理活动和产量品质的影响［J］.农业与技术，1997，101(6):43-46.

［3］伍贤进.土壤水分对烤烟产量和品质的影响［J］.农业与技术，1998，102(2):3-6.

［4］丁雪丹干旱对云烟87和K326的农艺性状影响研究［J］.江西农业大学学报，2012，34(5):893－898.

［5］李晓斐.涝害对烤烟产量和品质及生理特性的影响研究［D］.南昌:江西农业大学，2011.

［6］Cheeseman S M，Hanson J B.Energy2linked potassium influx as related to cell potential in corn roots［J］.Plant Physiol，1979，64:842-845.

［7］Levitt J.Responses of plants to environmental stresses［M］.2nd ed.NewYork:Academy Press，1980:213-228.

［8］Lal R，Taylor GS.Drainage and nutrient effects in a field lysimeter studyⅡmineral uptake by corn［J］.Soil Sci Soc Am Proc，1970，34:245-248.

［9］Elkins C B，Hoveland C S.Soil oxygen and temperature effect on tetany potential of three annual forage species［J］.Agron J，1977，69:626-628.

［10］Pitman M G.Ion uptake by plant roots［J］.Encyl Plant Physiol(New Serials)，1976，213:95-128.

［11］Gevondyan A A，Pogosyan K S，Agaronyan S A，et al.Response of hydroponically grown tobacco and nightshade plants to the flooding of their root systems［J］.Rusian Journal of Plant Physiology，1999，46(2):258-281.

［12］Tonello P1E1et al1 Factors influencing the irrigation efficiency of flue-cured tobacoo grown in north Queensland［J ］，Australia Tob1 Report，1993(11):19-22.

［13］李艳红，蔺万煌，彭克勤，等.水涝胁迫对烤烟化学品质的影响［J］.中国烟草科学，2000(4):35-37.

［14］郭丽琢，张福锁.水分胁迫对烤烟体内钾素累积的影响［J］.中国烟草学报，2005，11(4):39-46.

［15］蔺万煌，李艳红，萧浪涛.淹水对烟草生理特性的影响［J］.湖南农业大学学报:自然科学版，2001，27(5):339-342.

［16］曾淑华，刘飞虎，覃鹏等.淹水对烟草光合作用影响初探［J］.广西农业科学，2004，35(4):261-263.

［17］王瑞新，韩富根，杨与勤，等.烟草化学品质分析法［M］.郑州:河南科技出版社，1998:80-82.

［18］熊江波，陈文芳，吴建富，等.烟叶中还原糖测定方法的改进［J］.江西农业大学学报，2006，28(4):637-640.

［19］宫长荣.烟草调制学［M］.北京:中国农业出版社，2003:19－21.

［20］肖金香，冯敏玉.水氮耦合对烤烟团棵期光合特性的影响研究［J］.江西农业大学学报，2009，31(2):220－225.

［21］丁雪丹，熊江波，周紫燕，等.云烟87和K326对干旱胁迫的响应［J］.江西农业大学学报，2013，35(3):507－511.