陆良县海拔高度和土壤类型与烟叶化学成分的关系

刘 浩，周冀衡，张 毅

（湖南农业大学烟草研究院，长沙　410128）

陆良县海拔高度和土壤类型与烟叶化学成分的关系

刘 浩，周冀衡*，张 毅

（湖南农业大学烟草研究院，长沙410128）

研究了陆良县海拔1 800～2 300 m区域的水稻土、红壤2种土壤类型共计320个土样的养分状况及中部烟叶的化学成分。结果表明，陆良县各海拔植烟土壤均存在一定程度的缺钾状况，烤后烟叶的总糖含量偏高。水稻土条件下，烟叶钾离子含量与土壤有机质的含量呈显著负相关，烤烟糖碱比与土壤pH显著负相关，与有效磷、速效钾的含量呈极显著正相关；红壤条件下，烟叶总糖和还原糖的含量与海拔高度呈显著正相关，与土壤pH呈极显著负相关，烟叶钾离子含量与海拔高度、土壤速效钾的含量呈极显著正相关。陆良烟区海拔组2（1 900～2 000 m）的红壤及海拔组3（2 000～2 100 m）的水稻土烤烟化学成分更协调，更适合发展优质烤烟。

烤烟；海拔；土壤；化学成分；陆良

生态环境的多样性对烤烟品质风格的形成具有重要的作用，其中土壤的影响很大［1］。同时随着海拔高度的变化，土壤理化性状也随之发生改变，从而影响烤烟的品质［2，3］。陆良县隶属于云南省曲靖市，位于云南省东部，北纬24°44′～25°18′，东经103°23′～104°02′。四面环山，中间是开阔平坦的湖积盆地，是云南省第一平坝。植烟区海拔高度主要分布在1 800～2 300 m。植烟土壤类型主要为山原红壤和水稻土。目前关于海拔高度和土壤类型对烟叶质量的影响研究较多［4～9］，但考虑到陆良县高海拔的植烟环境，因此有必要开展高海拔条件下不同土壤类型对烤烟品质影响的研究，旨在为陆良县特色优质烟叶开发和烟叶品质的进一步提高提供理论根据。

1　材料和方法

1.1样品采集

（1）土样采集。2008～2009年连续2年在陆良县中枢、板桥、马街、活水、龙海、召夸、大漠、小白户、芳华9个生态气候条件相近乡（镇）采集有代表性的土样320个。土样采集时间选在烟草尚未施用底肥和移栽之前，以反映采样地块真实的养分状况和供肥能力，同时注意避开雨季。用GPS对取样点进行经纬度和海拔高度定位。采用5点随机取样法取样，土样编号后经风干、磨碎、过筛等前处理置备待测样。

（2）烟样采集。从土壤样品采集点取对应的中桔三烟叶样品，样品等级由专职评级人员按照《GB 2635-92烤烟标准》进行。每个样品取1.5 kg，分别用于物理性状、外观质量、化学成分的测定和评吸样品的卷制。

1.2测定方法

（1）土样测定。pH采用电极法；有机质含量采用重铬酸钾氧化法测定；全氮含量采用凯氏定氮法测定；碱解氮含量采用碱解扩散法测定；有效磷含量采用钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用火焰光度法测定。

（2）烟样测定。检测的化学成分指标包括:烟碱、总氮、总糖、还原糖、钾和氯，计算氮碱比、糖碱比等，具体方法参见文献［9］。

1.3试验设计

按不同海拔高度，将陆良县1 800～2 300 m海拔跨度的植烟土壤分设4个海拔组，即海拔组1（1 800～1 900 m）、海拔组2（1 900～2 000 m）、海拔组3（2 000～2 100 m）、海拔组4（2 100～2 300 m），统计每个海拔组植烟土壤类型及数量，然后分别对每个海拔组土壤类型的土壤理化性状、中部烟叶化学成分等指标进行分析。各海拔组的土壤样本分布情况如表1。

表1　陆良县不同土壤类型的样本数及海拔分布情况Table1 The status of the altitude distribution and samp les of different soil types in Luliang

1.4数据处理

采用SPSS19.0以及EXCEL2003软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1陆良县不同海拔下各土壤类型养分含量状况

由表2可知，在海拔组1这个海拔区间内，分布有水稻土、红壤2种土壤类型。2种土壤类型的pH平均值分别为5.83、6.04，均介于烤烟适宜的土壤pH值范围5.5～6.5之间。2种土壤有机质的平均含量都在30 g／kg以上，碱解氮的平均含量也都超过100 mg／kg，处于超标水平。而速效钾的平均值均低于150 mg／kg的临界水平，处于缺钾状态。

在海拔组2这个海拔范围内，水稻土的有机质和碱解氮含量偏高，pH和有效磷含量适宜，而速效钾的含量低于150 mg／kg的临界水平，属于缺钾土壤。海拔组2红壤各养分指标均达到理想状态。海拔组3水稻土和红壤的pH、有机质、碱解氮、有效磷含量均处在适宜水平，而速效钾的含量偏低。

表2　4组海拔高度下不同土壤类型养分含量Table 2 Different types of soil nutrient content in the four altitude groups

综合表2可知，陆良烟区不同海拔高度下各土壤类型均处于缺钾状态，而烤烟属于喜钾作物，钾对烤烟正常生长和品质至关重要。除此之外，各组速效钾的标准差普遍偏大，说明土壤中速效钾的含量分布非常不均，因此需要更进一步探明缺钾地块，适当增施及追施钾肥。除海拔组2（1 900～2 000 m）的红壤和海拔组3（2 000～2 100 m）的红壤和水稻土，其他海拔组各土壤类型的有机质含量均偏高，而烟株生长后期由于土壤有机质的矿化，加之陆良烟区土壤碱解氮含量普遍偏高，会造成土壤氮素供应过量，烟叶贪青晚熟，不容易正常落黄，甚至出现黑暴现象。因此在这2个海拔区间内应严格控制氮肥的施用。

2.2不同海拔和土壤类型对中部烟叶化学成分的影响

由表3可知，陆良县中部烟叶总糖含量偏高，这可能是因为陆良地处高海拔地区，昼夜温差大，而有利于烟株糖分的积累。烟碱含量在1.5%～3%，处于适宜水平。总糖含量普遍偏高的情况造成了烤烟糖碱比均超过10。糖碱比过大，烟味温和，但劲头小，香气平淡［1］。陆良县中部烟叶还原糖、总氮含量及氮碱比适宜。除海拔组3的水稻土烤烟氯离子含量略高于0.8%，其余烟叶氯含量均在0.3%～0.8%范围内，处于适宜水平。钾离子最适宜含量在3%左右，一般要求不低于2.5%，而陆良县中部烟叶的钾含量均不超过2%，明显偏低。

纵观4个海拔组的烤烟化学成分，各组还原糖、总氮、烟碱、氯离子的含量及氮碱比都比较理想，而总糖、糖碱比的含量偏高，钾离子含量均偏低。海拔组2（1 900～2 000 m）的红壤、海拔组3（2 000～2 100 m）的水稻土烤烟总糖、还原糖含量适中，烟碱含量较低，烟叶钾含量相对较高，糖碱比、氮碱比都比较理想。因此，该二个海拔组的烟叶化学成分较适宜。

表3　不同海拔高度及土壤类型下中部烟叶化学成分Table 3 E ffect of d ifferent altitudes and soil types on chem ical com position in them idd le leaves of flue-cured tobacco

2.3海拔高度、土壤养分与烟叶化学成分的相关分析

在水稻土条件下中部烟叶总氮与海拔高度呈显著正相关；烟碱与土壤有效磷、速效钾的含量极显著正相关；烤烟钾离子的含量与土壤有机质和总氮的含量显著负相关；烤烟糖碱比与土壤pH显著负相关，与土壤有效磷、速效钾的含量呈极显著正相关。在水稻土中表现为土壤有效磷、速效钾的含量对烤烟烟碱和糖碱比的影响较大，土壤有机质和总氮的含量影响烟叶钾离子的含量。由表3已知陆良烟区烤烟烟碱含量总体偏高，因此在水稻土的条件下，可以适当减少磷肥施用量，以降低烤烟烟碱的含量，同时也应通过改善pH等途径降低烤烟糖碱比。

表4　水稻土养分及海拔高度与中部烟叶化学成分的相关系数Tab le4 correlation coefficient of paddy soil characteristics and chem ical composition of tobacco at different altitudes

由表5可知，在红壤条件下，烤烟总糖和还原糖的含量与海拔高度呈显著正相关，与土壤碱解氮的含量呈极显著正相关；与土壤pH呈极显著负相关。烤烟钾离子的含量与海拔高度、土壤速效钾的含量呈现极显著正相关；烟叶氯离子的含量与海拔高度、土壤有效磷的含量极显著正相关，与土壤pH、总氮含量极显著负相关，与有机质含量显著负相关。在红壤条件下，应通过控制氮肥的使用，提高土壤pH等手段减少烤烟中过高的总糖含量，从而达到降低总糖含量，改善烤烟糖碱比的目标。可以通过适施生物钾肥以提高土壤速效钾的含量［10～13］，从而提高烤烟钾离子的含量。

（续表5）

3　讨论

海拔高度是影响烟叶质量的重要因子。海拔高度的差异对光、热、水的再分配，地下水的动态变化，潜水面、土地及土壤的空间分布都起着重要的作用，这些因素都直接影响烤烟的产量和质量。随着海拔高度增大，日平均气温下降，积温有效性增强，降水量增大，相对湿度增大，日照率上升［16］。陆良县高海拔的植烟环境决定了烤烟化学成分中总糖含量偏高、糖碱比的不适宜。此外，土壤钾离子普遍匮乏造成了烤烟中钾的缺乏。这两个问题制约了陆良优质烤烟的生产，因此需要因地制宜的提出解决方案。

前人研究认为，在一定的海拔高度范围内总糖、还原糖、钾含量、糖碱比值随海拔高度升高而提高，海拔高度与总糖、还原糖正相关；烟碱、总氮含量随海拔升高而降低，与海拔高度呈负相关；适当提高海拔高度可以使烟叶的主要化学成分更趋协调，从而提高烟叶的可用性，但是超过了这个范围，在过高的海拔这些相关规律性明显降低［2，7，8，17，18］。本文相关分析表明:红壤条件下，烤烟钾离子、氯离子的含量与海拔高度呈现极显著正相关，但当海拔高度提升到2 100～2 300 m时，烤烟钾离子、氯离子的含量不升反降，这与上述研究一致。王浩雅等［19］研究认为，海拔是个综合性的概念，包含着很多的单因素，例如随海拔高度的变化，大气压强也随之变化，每个烟株所受到的压力就会不同，从理论上来说，这也是影响烟叶品质的重要因素。所以，单纯考虑海拔对烟叶品质的影响，不够准确。需要尽可能全面的找出因为海拔高度造成的各种不同的生态条件因素，然后单独分析不同海拔高度这个综合因素的一个或多个单因素对烤烟品质影响的贡献率，前人在这方面的研究不多，需要更进一步的探索。

4　结论

陆良县各海拔植烟土壤均存在一定程度的缺钾状况，烤后烟叶的总糖含量偏高。从土壤类型来看，植烟土壤为水稻土的地块，应严格控制烤烟供氮，适当地控制土壤有机质和总氮的含量，进而促进钾离子在烟叶中的积累，同时可以通过减少磷肥的施用量来降低烟叶中烟碱含量；土壤类型为红壤的地块，可以通过施用石灰、白云石粉等酸性土壤改良剂改善土壤pH［14，15］，从而降低烤烟中总糖的含量。从土壤的养分含量状况以及烤后烟叶化学成分分析的结果来看，4组海拔高度中，除海拔组2（1 900～2 000 m）的红壤和海拔组3（2 000～2 100 m）的红壤和水稻土，其他海拔组土壤类型的有机质含量均偏高，而烟株生长后期由于土壤有机质的矿化，加之陆良烟区土壤碱解氮含量普遍偏高，会造成土壤氮素供应过量，烟叶贪青晚熟，因此这些海拔组土壤类型应严格控制氮肥的使用。海拔组2（1 900～2 000 m）的红壤、海拔组3（2 000～2 100 m）的水稻土烤烟总糖、还原糖含量适中，烟碱含量较低，烟叶钾含量相对较高，糖碱比、氮碱比都比较理想，更适合发展优质烤烟。

［1］ 王瑞新.烟草化学［M］.北京:中国农业出版社，2003.

［2］ 黎妍妍，李锡宏，李 进.恩施州不同海拔高度植烟区气候和土壤条件分析［J］.湖北民族学院学报，2008（3）:26-28.

［3］ 陆永恒.生态条件对烟叶品质影响的研究进展［J］.中国烟草科学，2007，28（3）:43-46.

［4］ 梁洪波，刘昌宝，许家来，等山东不同土壤类型对烟叶品质的影响［J］.中国烟草科学，2000，21（2）:41-43.

［5］ 程昌新，卢秀萍.基因型和生态因素对烟草香气物质含量的影响［J］.中国农学通报，2005，21（11）:137-13.

［6］ 邵 丽，晋 艳，杨宇虹，等生态条件对不同烤烟品种烟叶产质量的影响［J］.烟草科技，2002（10）:40-45.

［7］ 陈传孟，陈继树，谷堂生，等南岭山区不同海拔烤烟品质研究［J］.中国烟草科学，1997，18（4）:8-12.

［8］ 李自强，刘新民，董建新，等罗平县海拔高度和土壤类型与烟叶化学成分的关系［J］.中国烟草科学，2010，31（5）:44-48.

［9］ 简永兴，杨 磊，谢龙杰，等种植海拔对烤烟石油醚提取物及常规化学成分的影响［J］.烟草科技，2005（7）:3-6.

［10］高华军，林北森.生物钾肥对烤烟产质量影响的研究进展［J］.中国烟草科学，2009，30（3）:73-76.

［11］江玉平，周冀衡，李章海，等利用生物钾肥活化烟田土壤钾素的研究［J］.安徽烟草科技，1993（3）:11-13.

［12］端永明，朱法亮，邓世友生物钾肥对烤烟产量质量的影响［J］.云南农业科技，2003（1）:38-45.

［13］朴世领，李虎林，卢忠恩，等生物钾肥对烤烟生产的影响［J］.延边大学农学学报，1997（2）:94-97.

［14］罗红香，李余湘，郭光东，等白云石粉对贵州酸性黄壤化学特性及烤烟生物量的影响［J］.云南农业大学学报，2015，30（1）:90-95.

［15］段兴国，王国平，屠乃美，等施用石灰对酸性植烟土壤的改良效果［J］.作物研究，2010，24（1）:36-38.

［16］闫克玉，赵献章.烟叶分级［M］北京:中国农业出版社，2003.

［17］简永兴，杨 磊，陈 亚，等海拔高度对湘西北烟叶影响［J］.作物杂志，2006（3）:26-29.

［18］王世英，卢 红，杨 骥，等不同种植海拔高度对曲靖地区烤烟主要化学成分的影响［J］.西南农业学报，2007，20（1）:45-48.

［19］王浩雅，孙 力，简 彬.海拔高度对烤烟品质影响的研究进展［J］.云南大学学报，2010，32（S1）:222-226.

Effect of Altitude and Soil Types on Chem ical Composition of Flue-cured Tobacco Leaves in Luliang Tobacco-grow ing Areas

LIU Hao，ZHOU Ji-heng*，ZHANG Yi
（Institute of Tobacco，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

The relationships of chem ical composition in tobacco leaf at the different altitudes and soil types of Luliang were studied in this paper.The results showed that，different soil types in all altitudes of Luliang tobacco-growing areaswere short of available potassium，total sugar of flue-cured tobacco leafwas overweight.For paddy soil，there were negative correlations between available potassium of tobacco leaf and organicmatter of soil，sugar-nicotine ratio of tobacco leaf and soil pH，available potassium，available phosphorous of soil.In the condition of red soil，there were significantly positive correlations between total sugar of tobacco leaf and altitude，reducing sugar of tobacco leaf and altitude.Therewere significant negative correlations between total sugar of tobacco leaf and soil pH.Significantly positive correlation was showed between potassium of tobacco leaf and altitude，soil available potassium.In conclusion，red soil of Luliang tobacco-growing areas under 1 900～2 000m altitude and 2 000～2 100 m elevation in red soil and paddy soilwasmore suitable for the development of high quality flue-cured tobacco.

tobacco；soil；altitude；chemical composition；Luliang

S572.06

A

1001-5280（2015）06-0617-05

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.06.10

2015-07-28

刘 浩（1991-），男，湖南常德人，硕士研究生，Email:1132758603＠qq.com。*通信作者:周冀衡，教授，博导，主要从事烟草科学与工程技术研究，Email:jhzhou2005＠163.com。

中国烟草总公司云南省公司科技计划项目（2015YN22）。