不同土壤水分含量对成熟期烤烟主要矿质元素和石油醚提取物的影响

王可

摘要[目的]研究不同水分处理对成熟期烟叶K等主要矿质元素和石油醚提取物的影响。[方法]通过盆栽试验，土壤水分分别为40%、60%、70%、80%，研究成熟期不同土壤水分对烟叶主要矿质元素和石油醚提取物的影响。[结果]随着水分含量增加，K含量降低；K346中部叶中K含量受土壤水分影响最大，云烟97下部叶中K含量受土壤水分影响最大。土壤水分和品种对烟叶中P、Ca、Mg、Na、B、Zn、Cu、Fe含量的影响均达极显著水平；相关分析表明，土壤水分和烟叶中Fe、P、Ca、Mg含量呈负相关关系。土壤相对含水率为40%和80%时，其石油醚提取物含量相对较低；土壤相对含水率为60%和70%时，其石油醚提取物含量相对较高。[结论]该研究为成熟期烟叶合理灌溉、提高烟叶内在品质提供理论依据。

关键词 烤烟；土壤水分；矿质元素；石油醚提取物

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）11-0029-03

烟叶中含有多种矿质元素，大多数是金属元素，其作用重要，机理复杂，K是烟叶的品质要素之一，其含量的提高有助于改善烟叶的燃烧性，提高安全性及香气量和香气质。烟叶的石油醚提取物也是影响烟叶品种的重要因素。如何提高烤烟石油醚提取物，改善烤烟内在矿质元素含量一直是烟草学者的研究焦点。水分是烟株赖以生存的重要生态因素之一，它直接影响烟草的生长发育、生理生化代谢过程以及烟叶的产量和品质，且在土壤中，易于进行人为调控。近年来，关于成熟期不同水分处理对烟叶影响的研究较多，主要集中在常规化学成分、中性致香物质及生长发育方面，但关于成熟期水分处理对烟叶矿质元素和石油醚提取物的相关研究鲜见报道。笔者采用盆栽试验研究成熟期不同水分处理对烟叶主要矿质元素和石油醚提取物的影响，以期为成熟期烟叶合理灌溉、提高烟叶内在品质提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料 供试烤烟品种为云烟97，选用中部烟叶作为供试材料。

1.2试验方法 采用盆栽防雨控水栽培，种植于安徽省宣城市新田镇山岭村防雨棚内。盆高32cm，内径45cm，每盆装风干过筛后土壤25kg，盆栽土壤为砂壤土，土壤饱和含水率为26.72%，土壤养分含量：有机质30.47g/kg、碱解氮160.03mg/kg、速效磷19.21mg/kg、速效钾231.82mg/kg，pH5.290

烤烟于2009年4月1日移栽，5月23日供试烟株接受处理，6月2日开始采集样品。通过烘干称重法测定盆内土壤相对含水量，并通过控制浇水保持土壤相对含水量达到处理条件。土壤相对含水率设置4个处理，即水分亏缺（土壤相对含水率为40%），轻度干旱（土壤相对含水率为60%），适当灌水（土壤相对含水率为70%），充分灌水（土壤相对含水率为80%）。

1.3测定项目与方法 土壤碱解氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用HCl-H₂SO₄提取，钼锑抗比色法测定；速效钾采用NH₄OAC浸提，火焰光度法测定。

P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、B和Mn的测定采取干灰化，用5%的硝酸（优级纯）溶解，加入1mL氯化四锶后定容，利用IPC-MPX光谱仪检测。

石油醚提取物参考YC/T176-2003的方法测定。

2结果与分析

2.1不同土壤水分处理对煙叶K含量的影响 由表1可知，不同土壤水分处理对不同品种烟叶K含量产生较明显的影响，在上部叶、中部叶和下部叶中，烟叶K含量随土壤含水量的增加而逐渐减少，重度干旱最高，轻度干旱次之，适当灌水较少，充分灌水最少。

上部叶各品种K含量变化最大，其中，云烟97上部叶中，重度干旱时K含量比充分灌水处理高55.8%；在K346上部叶中，重度干旱处理K含量比充分灌水处理高34.2%。

中部叶各品种K含量变化相对较小，云烟97重度干旱处理K含量比充分灌水处理高37.5%；K346重度干旱处理K含量比充分灌水处理高2.5%。

下部叶各品种K含量变化相对较小，云烟97重度干旱处理K含量比充分灌水处理高62.7%，K346重度干旱处理K含量比充分灌水处理高19.5%。

由此可知，K346中部叶中K含量变化最大，云烟97下部叶K含量变化最大，即K346中部叶K含量受土壤水分影响最大，云烟97下部叶K含量受土壤水分影响最大。

方差分析结果表明，水分、品种、部位对K的影响达极显著水平，水分×部位对K的影响达显著水平；从F值看，各因素对K的影响由大到小依次为部位、品种、水分，表明部位效应对烟叶中K含量的影响最大，明显大于品种效应，水分效应影响相对较小。

2.2不同水分处理对烟叶矿质元素的影响 由表2可知，水分、品种、部位、水分×部位对P的影响达极显著水平，水分×品种对P的影响达显著水平；从F值看，各因素对P的影响由大到小依次为部位、品种、水分、水分×品种。

水分、部位、水分×部位对烟叶中Ca的影响达极显著水平，品种、水分×品种对Ca的影响相对较小；从F值看，各因素对Ca的影响由大到小依次为部位、水分，水分对Ca的影响仅次于部位。

水分、品种、部位、水分×部位对Mg的影响达极显著水平，水分×品种对Mg的影响最小；从F值看，各因素对Mg的影响由大到小依次为部位、水分、水分×品种、品种，表明部位对Mg的影响最大，水分对Mg的影响小于部位。

水分、品种、部位、水分×部位对Mn的影响达极显著水平，水分×品种对Mn的影响达显著水平；从F值看，各因素对Mn的影响由大到小依次为水分、部位、品种、水分×品种，表明水分对Mn的影响大于其他因素。

部位对Na的影响达极显著水平，水分×品种对Na的影响达显著水平，其他因素对Na的影响较小，水分对Na的影响不明显。

水分、品种、部位、水分×部位对B的影响达极显著水平；从F值看，各因素对B的影响由大到小依次为部位、品种、水分、水分×品位，表明部位对B的影响最大，水分对B的影响相对较小。

水分、品种、部位对zn的影响达极显著水平；从F值看，各因素对Zn的影响由大到小依次为水分、部位、品种，表明土壤水分对Zn的影响最大，其他因素对zn的影响相对较小。

水分、品种、部位、水分×部位对Cu的影响达极显著水平；从F值看，各因素对Cu的影响由大到小依次为部位、品种、水分，表明部位对Cu的影响最大，水分对Cu的影响相对较小。

水分、水分×品种对Fe的影响达极显著水平，品种、水分×部位对Fe的影响达显著水平；从F值看，各因素对Fe的影响由大到小依次为水分、水分×品种、品种，水分对Fe的影响最大。

综上所述，土壤水分和品种对烟叶中P、Ca、Mg、Na、B、Zn、Cu、Fe含量的影响均达极显著水平；在土壤水分、品种、部位及其相互作用中，土壤水分对烟叶中Mn、Zn、Fe的影响最大，对烟叶中P、Ca、Mg、B、Cu的影响相对较小，对烟叶中Na的含量影响最小。

2.3不同水分处理与烟叶矿质元素含量的相关分析 由表3可知，不同土壤水分对各部位烟叶矿质元素含量的影响程度不完全一致。在上部叶中，土壤水分与Fe、Mn、P、Zn、Ca、Mg的含量呈极显著负相关，与烟叶中B、Cu的含量呈显著负相关，对烟叶Na的影响达显著水平；当土壤水分是田间最大持水量的40%、60%、70%、80%时，土壤水分含量越高，烟叶中Fe、Mn、P、Zn、Ca、Mg、B、Cu含量越低，土壤水分对烟叶中Na含量的影响较小。

在中部叶中，土壤水分与烟叶中Fe、Ca、Mg的含量呈极显著负相关，与烟叶中Mn的含量呈负相关，对烟叶中B、Cu、Na、P的影响未达显著水平；表明当土壤水分是田间最大持水量的40%、60%、70%、80%时，土壤水分含量越高，烟叶中Fe、Ca、Mg、B、Cu、Na、P含量越低，土壤水分对B、Cu、Na、P的含量影响相对较小。

在下部叶中，土壤水分与烟叶中Fe、Mn、Zn、Ca、Mg的含量呈极显著负相关，与烟叶中P的含量呈负相关，对烟叶中B、Cu、Na的影响未达显著水平；表明当土壤水分是田间最大持水量的40%、60%、70%、80%时，土壤水分含量越高，烟叶中Fe、Mn、Zn、Ca、Mg、P的含量越低，土壤水分对B、Cu、Na的影响相对较小。

综上可知，当土壤水分是田间最大持水量的40%、60%、70%、80%时，土壤水分对烟叶中Fe、P、Ca、Mg含量的影响一致，均为负相关关系。

2.4不同土壤水分对烟叶石油醚提取物的影响 由表4可知，云烟97在适当灌水时，中、上部叶石油醚提取物含量最高，而下部叶在轻度干旱时石油醚提取物含量最高；K346中、上部叶石油醚提取物含量在轻度干旱时最高，下部叶在水分亏缺时含量最低，仅为5.73%；云烟97在适当灌水时，中、上部叶石油醚提取物含量最高，K346在轻度干旱时，中、上部叶含量最高；云烟97和K346各部位烟叶在水分亏缺和充分灌水时，石油醚含量相对较低。

3结论与讨论

K是植物细胞内重要的渗透调节物质，可以提升原生质的水合度，从而提高细胞的保水性。该试验结果表明，在同一部位烟叶中，土壤水分越低，烟叶K含量越高，这与K的渗透调节功能有关，与前人研究结果一致；不同部位烟叶的K含量不同，下部叶含量最高，中部叶居中，上部叶最低；提高烟叶K含量是提高烟叶品质、增加经济效益的一项重要措施，但烟叶品质由多种因素决定，K含量仅应作为其中一项重要指标。

烤烟烟叶中的矿质元素对烟叶品质有重要影响。该研究表明，成熟期土壤水分对不同品种和不同部位烟叶的矿质元素有不同影響。在各部位烟叶中，土壤相对含水率对矿质元素的影响程度不一致。在土壤水分、品种、部位及其相互作用中，土壤水分对烟叶中Mn、Zn、Fe的影响最大。土壤相对持水量与不同叶位叶片关系不一：土壤水分与上部叶中Fe、Mn、P、Zn、Ca、Mg、B、Cu呈显著负相关关系，与中部叶中Fe、Ca、Mg、B、Cu、Na、P呈显著负相关关系，与下部叶中Fe、Mn、Zn、Ca、Mg、P呈显著负相关关系。由此可知，土壤相对持水量与各部位叶片中Fe、P、Ca、Mg均为负相关关系，土壤相对持水量可作为调节烟叶中Fe、P、Ca、Mg的重要依据。

石油醚提取物是用石油醚做溶剂，对烟叶样品进行萃取后得到的混合物，主要包括挥发油、树脂、油脂、脂肪酸、蜡质、类脂物、甾醇、色素等，这些物质是形成烟草香气的重要成分。烤烟石油醚提取物含量与烤烟的整体质量及香气量呈正相关，石油醚提取物含量高的烟叶其整体品质也较高。土壤相对持水量为40%和80%时，其石油醚含量相对较低，可能是水分胁迫导致烟叶发育不良所致；土壤相对持水量60%时，云烟97中、上部烟叶其含量达到最大；土壤相对持水量为70%时，K346上部烟叶含量达到最大，可能不同烤烟品种对水分含量的需求不同，导致其在不同土壤含水率时表现出石油醚含量的差异。