高氯灌溉水对盆栽烤烟氯吸收和分配的影响

孙计平，吴照辉，李雪君，丁燕芳，孙 焕，平文丽

(河南省农业科学院 烟草研究所/河南省烟草公司 烟草研究所，河南 许昌 461000)

高氯灌溉水对盆栽烤烟氯吸收和分配的影响

孙计平，吴照辉*，李雪君，丁燕芳，孙 焕，平文丽

(河南省农业科学院 烟草研究所/河南省烟草公司 烟草研究所，河南 许昌 461000)

为了明确高氯灌溉水对烤烟氯含量的影响，采用盆栽试验，并使用高氯含量(90.25 mg/L)灌溉水进行灌溉，比较灌水量对2个烤烟品种氯吸收和积累的影响。结果表明，2个烤烟品种不同器官的氯含量和氯积累量均表现为叶片>茎>根，叶片氯积累量分配比例为57.33%～75.61%，叶片氯含量在旺长期最高，随生育时期推进而减少，成熟期最低。叶片氯含量和氯积累量均随灌水量增加而增加；豫烟13号各时期叶片氯含量和氯积累量均低于中烟100，且叶片氯积累量分配比例也低于中烟100。旺长期灌溉高氯含量的灌溉水显著影响烟叶氯含量，灌溉量越大，烟叶氯含量越高；与中烟100相比，豫烟13号吸收的氯较少，烟叶氯含量较低。

烤烟； 高氯灌溉水； 氯； 积累量； 分配

烟草是我国重要的经济作物之一，种植面积和产量均居世界第一[1]，其中，烤烟产量占烟叶总产量90%以上，是中式卷烟的重要原料基础[2]。氯是烤烟生长所必需的营养元素之一，也是评价烟叶质量的重要指标。适宜的氯含量有利于提高烟叶品质，一般认为，烟叶氯含量在0.3%～0.8%较为适宜，超过1%将影响烟叶的燃烧性和烟气质量[3]。

黄淮烟区和西北烟区是我国土壤氯含量较高的两大烟区，烟叶氯含量偏高的问题一直未得到很好地解决[4]，已经成为影响烟叶质量的关键因子之一，尤其是干旱年份，烟叶氯含量偏高问题尤为突出。烟株对氯离子的吸收量与土壤和灌溉水的氯含量密切相关[5]。张翔等[6]研究认为，烟叶61.8%的氯来源于土壤，37.1%的氯来源于灌溉水，但如果不引入高氯含量灌溉水，则烟叶氯含量仍在适宜范围内。范艺宽等[7]研究发现，在烟叶氯含量偏高问题较为突出的豫中和豫东地区，灌溉水氯含量超过植烟适宜范围的比例明显大于土壤。旺长期是烤烟的需水临界期，河南烟区在烤烟旺长期容易出现生理干旱，往往需要进行灌溉以满足烟叶正常生长。不同品种对水分需求不同，烟叶氯含量差异也较大[8]。高氯含量的灌溉水对不同品种烟叶氯含量的影响鲜有报道，鉴于此，利用盆栽试验模拟旺长期干旱，以烤烟新品种豫烟13号和主栽品种中烟100为供试材料，采用高氯含量的灌溉水进行灌溉，研究不同灌溉量对2个烤烟品种各生育时期氯吸收、积累和分配的影响，以了解不同烤烟品种在高氯灌溉水条件下灌水量对其氯含量的影响，为河南烟区推广新品种以及有效降低烟叶氯含量提供数据支撑。

1 材料和方法

1.1试验材料

供试材料为烤烟新品种豫烟13号和主栽烤烟品种中烟100。供试土壤为褐土，有机质含量为15.12 g/kg、全氮含量为0.92 g/kg、碱解氮含量为67.25 mg/kg、速效磷含量为8.09 mg/kg、速效钾含量为110.85 mg/kg，氯含量为20.16 mg/kg。灌溉水氯含量为90.25 mg/L。

1.2试验设计

盆栽试验在河南省农业科学院烟草研究所(许昌)进行。选用直径42 cm、高30 cm的塑料盆，装盆前将土壤过筛，每盆装土25 kg，施氮量6 g/盆，氮、磷、钾比例为1∶1∶3，盆内套0.125 mm筛网防止根系通过盆底下扎，盆底接托盘，渗出水分浇回盆中。3月5日播种，5月10日选取健壮7片真叶烟苗移栽于盆中，团棵前(含团棵期)正常管理。

采用完全随机区组试验，设计3个灌水量处理，即处理A：每次浇水量为6 kg/盆(正常供水)；处理B：每次浇水量为4 kg/盆(中度干旱)；处理C：每次浇水量为2 kg/盆(重度干旱)。6月18日(团棵期结束，开始进入旺长期)开始控制浇水，用防雨棚遮挡自然降水，每次以处理C表现严重干旱时进行浇水，控制浇水20 d。控水结束后打开防雨棚，所有处理均在自然状态下，遇干旱进行灌溉以补充水分(各处理补水量相同)。

1.3测定项目及方法

分别于旺长期(处理结束后7月9日)、现蕾期(7月20日)、成熟期(9月9日)取样，每次随机选取3株，按部位分解为根、茎、叶片，分别称鲜质量，105 ℃杀青30 min，65 ℃烘干至恒质量，称干质量。不锈钢电磨粉碎后过0.15 mm筛，烟叶氯含量参照标准YC/T 162—2011[9]采用连续流动法测定。

1.4统计分析

应用Excel和DPS 14.1[10]进行统计分析。

氯积累量=干物质质量×氯含量，

各器官氯积累量分配比例=各器官氯积累量/整株氯积累量×100%。

2 结果与分析

2.1灌溉量对不同烤烟品种根、茎、叶氯含量的影响

根据表1可知，除现蕾期根部氯含量外，其他时期品种间根、茎、叶的氯含量差异均达极显著水平；除旺长期根部氯含量外，其他时期灌水处理间根、茎、叶的氯含量差异均达极显著水平；除旺长期叶部氯含量外，其他时期品种与灌水互作对氯含量的影响极显著。

表1 各生育时期烤烟根、茎、叶氯含量的方差分析(F值)

注：*表示在0.05水平差异显著，**表示在0.01水平差异显著。表3和表5同。

由表2可以看出，随生育时期的推进，烤烟根、茎、叶中的氯含量均呈下降趋势。不同生育时期，供试烤烟叶部氯含量均随灌溉量的降低而降低。相同灌水处理不同品种比较来看，3个生育时期豫烟13号叶部氯含量均低于中烟100，且除现蕾期正常供水处理外，品种间叶片氯含量差异均达到显著水平。中烟100旺长期根部氯含量随灌溉量的降低而增加，豫烟13号旺长期和现蕾期根部氯含量随灌溉量的降低而降低。除旺长期处理C外，豫烟13号茎部氯含量显著高于中烟100。

表2 各生育时期烤烟根、茎、叶的氯含量 %

注：同列不同小写字母表示处理间差异达到5%显著水平，表4和表6同。

2.2灌溉量对不同烤烟品种根、茎、叶干质量的影响

表3表明，3个生育时期，灌水处理对根、茎、叶的干质量均有极显著影响；品种对现蕾期和成熟期的茎、叶干质量有极显著影响；品种与灌水互作对现蕾期根、旺长期茎、成熟期叶的干质量影响极显著，对现蕾期茎和旺长期叶的干质量影响显著。

表3 各生育时期烤烟根、茎、叶干质量的方差分析(F值)

由表4可以看出，旺长期，2个烤烟品种根干质量随灌水量的减少而降低，且处理C显著低于处理A、B；现蕾期，豫烟13号在正常供水时根干质量显著高于其他2个处理，而中烟100根干质量在3个灌水处理间差异不显著；成熟期，2个品种处理C根干质量显著低于处理A。3个时期2个烤烟品种的茎干质量均随灌水量的减少而下降。从叶干质量来看，旺长期中烟100随灌水量的减少显著降低，豫烟13号处理C显著低于处理A、B；现蕾期和成熟期，2个烤烟品种叶干质量均随灌水量减少而显著降低。

表4 各生育时期烤烟根、茎、叶的干物质积累量 g/株

2.3灌溉量对不同烤烟品种氯积累量的影响

表5表明，各生育时期，品种和灌水处理对整株烤烟氯积累量均有极显著影响，灌水处理对叶片和整株氯积累量的影响大于品种。灌水处理对烤烟根、茎、叶和整株氯积累量的影响均达极显著水平；除现蕾期根和旺长期茎外，其他时期各部位氯积累量的品种间差异显著或极显著；品种与灌水互作对现蕾期各部位、成熟期根和叶的氯积累量影响极显著，对旺长期茎和整株、成熟期整株氯积累量影响显著。

由表6可以看出，不同部位的氯积累量由大到小依次为叶、茎、根。从根部氯积累量比较来看，旺长期，豫烟13号随灌水量减少而显著降低，中烟100表现为处理A、B显著高于C；现蕾期，2个品种均随灌水量减少而减少；成熟期，中烟100表现为处理A显著高于处理B、C，豫烟13号表现为处理A、B显著高于C。

从茎氯积累量比较来看，旺长期，2个品种均随灌水量减少而显著降低；现蕾期，中烟100随灌水量的减少而显著降低，而豫烟13号随灌水量的减少呈先增加后降低的趋势；成熟期，2个烤烟品种茎部氯积累量均随灌水量的减少而降低。

2个烤烟品种叶部氯积累量和整株氯积累量均随生育时期的推进呈先增加后降低的变化趋势。旺长期和成熟期，豫烟13号各处理叶部和整株氯积累量均明显低于中烟100。随灌水量的减少，2个烤烟品种在3个生育时期的叶部和整株氯积累量显著下降。

表5 各生育时期烤烟根、茎、叶氯积累量的方差分析(F值)

表6 各生育时期烤烟根、茎、叶的氯积累量 mg/株

2.4灌溉量对不同烤烟品种氯分配的影响

由表7可以看出，氯积累量主要集中在叶片上，占整个植株氯积累量的57.33%～75.61%，其次为茎，根部氯积累量最少。各部位氯积累量的分配比例随品种、生育时期和灌水量的不同而不同。品种间比较，除现蕾期处理A外，豫烟13号3个生育时期其他处理的叶部氯积累量分配比例均小于中烟100；不同生育时期比较，2个烤烟品种叶部氯积累量分配比例在生育后期明显低于生育前期和中期，且豫烟13号下降幅度较大；不同灌水量处理比较，随着灌水量的减少，烤烟叶部氯积累量分配比例总体呈下降趋势。

根系中氯积累量分配比例较低，故其随品种、生育时期和灌水处理的变化对整个烟株各部位氯分配比例变化的影响相对较小。成熟期时，茎部氯积累量分配比例明显高于旺长期和现蕾期，且豫烟13号的茎部氯积累量分配比例明显高于中烟100。

表7 烤烟各部位氯积累量分配比例 %

3 结论与讨论

氯是烟草生长发育必需的营养元素之一，同时，烟草也是典型的“忌氯作物”之一[11]，因此，烟叶中氯含量过低或过高均不利于烟叶质量的提高[12]。我国西南烟区由于降水量大等原因，往往需要施用含氯肥料来解决烟叶氯含量偏低问题，而北方烟区则需要采用不含氯肥料、控制土壤和灌溉水氯含量等措施来降低烟叶氯含量。烟叶中氯主要来源于土壤，而输入土壤中的氯主要有以下几个来源：雨水、施肥、灌溉水、海洋飞沫、灰尘和空气污染[13]。我国主要植烟区远离海洋，雨水和海洋飞沫带入土壤中的氯很少，灰尘和空气污染除特殊情况外也不是烟田氯输入的主要途径，而在烟叶生产当季基本杜绝了肥料氯的带入，因此，烟田中氯输入的主要途径为前茬残留和灌溉水。《中国烟草种植区划》中明确提出，土壤氯含量小于30 mg/kg、灌溉水氯含量小于16 mg/kg是烟草种植最适宜区的主要指标[14]。近年来，河南烟叶氯含量偏高已经成为制约河南烟叶质量提高和影响烟叶生产可持续发展的关键因子之一。

烟草对氯属于“奢侈吸收”，随介质中氯离子浓度的增加而吸收增加。刘国顺等[15]研究表明，在0.5～4.0 mmol/L的Cl-(17.75～142 mg/kg)营养液中，烟株各种酶活性仍较高，表明烤烟对介质Cl-浓度有较大的适应范围。选择合适的茬口可以避免土壤中残留的氯含量过高，但在干旱时需要采取灌溉的方式减轻干旱对烤烟生长的影响[16]，在黄淮海烟区，作为主要灌溉水来源的地下水有很大比例超过了植烟适宜的灌溉水氯含量标准。本研究采用高氯灌溉水和盆栽的方式，研究了烤烟在旺长期遭遇干旱时，不同灌溉量对不同烤烟品种烟叶氯含量的影响。结果表明，烤烟叶片氯含量因品种、生育时期、灌水量(氯引入量)的不同而变化，叶片中氯含量在旺长期最高，随生育时期推进而逐渐降低，成熟期最低；叶片氯含量和氯积累量均随灌水量增加而增加，这与前述的烟叶氯含量随介质中Cl-浓度增加而增加的结论一致。何其芳[8]研究了94份烤烟品种钾、氯、总糖、还原糖、总氮、蛋白质、烟碱等化学成分含量的变化幅度后发现，氯含量的变异系数最大，说明烟叶氯含量存在基因型差异。在本试验中，与中烟100相比较，豫烟13号吸收的氯较少，烟叶氯含量较低。成熟期，豫烟13号叶部氯积累量显著低于中烟100，而豫烟13号茎部氯积累量却显著高于中烟100。因此，建议在高含氯灌溉水烟田采用叶片低积累氯或者抗旱的烤烟品种、进行抗旱栽培、改变灌溉方式等措施减少灌溉水量以达到降低烟叶氯含量的目的。

烟草体内氯以离子形态存在，移动性强，可在不同部位间转移。烟草不同器官含氯量以叶最高，其次是茎，再次是根，根、茎、叶吸收总氯量比例约为1∶2∶7[5]。在本试验中，2个烤烟品种各处理氯含量和积累量均表现为叶片>茎>根，叶片氯积累量分配比例70%左右，氯在根、茎、叶的分配比例大致与前人研究一致。与生育前期相比，在生育后期茎部氯积累量分配比例明显上升；当灌水量(氯引入量)增加时，烤烟叶部氯积累量分配比例明显上升。本试验中，尽管灌溉水氯含量较高，但豫烟13号成熟期处理B和C叶片氯含量为0.65%左右，均在适宜范围；且在相同条件下，豫烟13号叶片的氯含量和氯积累量均显著低于中烟100，其叶片氯积累量分配比例也明显低于中烟100，这可能是由其自身的生物学特性决定的，且灌水量(氯引入量)越少趋势越明显，豫烟13号叶片氯含量较低是否还存在其他机制尚待研究。

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Effect of High Chlorine Irrigation Water on the Chlorine Absorption and Distribution of Potted Flue-cured Tobacco

SUN Jiping,WU Zhaohui*,LI Xuejun,DING Yanfang,SUN Huan,PING Wenli

(Tobacco Research Institute of Henan Academy of Agricultural Sciences/Tobacco Research Institute of Henan Tobacco Company,Xuchang 461000,China)

In order to study the effect of irrigation water on the chlorine content of flue-cured tobacco,we compared the effect of different amount of irrigation water on the chlorine content and accumulation of two flue-cured tobacco varieties by using pot experiment and irrigation water with high chlorine(90.25 mg/L).The results showed that the content and accumulation of chlorine in two varieties were all shown as leaf>stem>root.The chlorine accumulation in leaves accounted for 57.33%—75.61% of the total chlorine accumulation.The chlorine content of leaf decreased with growth of the leaves and it was highest in vigorous growth stage and was lowest in the mature period.The chlorine content and accumulation of leaves increased with the increase of irrigation amount.The chlorine content and accumulation of leaves of Yuyan 13 were lower than that of Zhongyan 100.The proportion of chlorine accumulation in the leaves of Yuyan 13 was lower than that of Zhongyan 100.The chlorine content of tobacco leaf was significantly affected by the chlorine content of irrigation water in the vigorous stage.The greater the amount of irrigation,the higher chlorine content of tobacco leaves.Compared with Zhongyan 100,the chlorine content of Yuyan 13 was lower due to the less absorption of chlorine.

flue-cured tobacco; high chlorine irrigation water; chlorine; accumulation; distribution

S572

A

1004-3268(2017)10-0044-05

2017-03-25

河南省烟草公司科技项目(HYKJ201204，HYKJ201404)；上海烟草集团项目(SZBCW201500829)；河南省农业科学院财政预算项目(YCY20167813，201776-5)

孙计平(1978-)，女，河北玉田人，助理研究员，硕士，主要从事烟草遗传育种研究。E-mail:sunjiping2002@126.com。*与第一作者同等贡献