长沙植烟区土壤理化性质与烟叶常规化学成分相关性分析

赵阿娟，文 婧，丁春霞*，刘德明，翟争光

（1湖南省烟草公司长沙市公司，长沙410011；2湖南农业大学理学院，长沙410128；3湖南农业大学分析测试中心，长沙410128）

烟草品质在很大程度上受生态环境、烟草品种和栽培技术措施的影响，土壤是烟草赖以生长的环境，是影响烟草品质的重要环境因素。探究土壤养分指标与烟叶品质的关系，对科学制定施肥方案，提高烟叶质量具有重要意义［1］。有文献报道，土壤pH值、有机质和土壤有效微量元素含量对烤烟常规成分影响较大［2～7］。石俊雄等研究发现，土壤速效钾与中部烟叶钾含量呈正相关［2］。郭可谦等研究发现，土壤中钾与有机质含量和烟叶常规成分中总糖和还原糖含量呈正相关［3，4］。关于长沙烟区土壤理化性质对烟叶中常规成分影响的文献报道较少，本研究拟通过相关分析和逐步回归分析等方法，研究土壤理化性质指标对烟叶中常规化学成分的影响及其相关性，以期找出对烟叶常规化学成分影响显著的土壤理化性质指标，为长沙烟区优质烟叶的生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

样品于2014～2017年取自长沙浏阳和宁乡植烟区。土壤样点具体位置采用GPS定位，按照等量、随机的原则，共采取56个点。土样均采集土层表面0～20 cm处，登记编号，经自然风干、磨细、过筛、混匀后待测。

1.2 测定方法

1.2.1 土壤理化性质测定

土壤pH值采用电位法测定，碱解氮采用半微量定氮法，速效钾采用乙酸铵提取—火焰光度法，全钾采用碱熔—火焰光度法，有机质采用重铬酸钾外加热法，有效磷采用碳酸氢钠提取—钼锑抗比色法，有效铁、有效锰、有效铜、有效锌采用DTPA浸提—原子吸收分光光度法，有效硼采用甲亚胺比色法，有效钼采用草酸—草酸铵浸提—极谱法，有效硫采用磷酸盐—乙酸提取—硫酸钡比浊法，交换性钙、交换性镁采用乙酸铵浸提—原子分光光度法［8～10］。

1.2.2 烟叶常规成分含量测定

中部烟叶中常规成分总糖、还原糖、总碱、总氮、钾含量的测定方法参照行业标准方法进行［11，12］。

1.3 数据处理

采用EXCEL和SPSS19等软件对数据进行处理和相关性分析及逐步回归分析。

2 结果与分析

2.1 土壤理化性质与烟叶化学成分分析

土样理化性质的统计分析结果如表1所示。长沙烟区土壤pH均值为6.00，在植烟区土壤适宜pH值范围内［13］。碱解氮平均含量为 146.46 mg／kg，处于中等水平（100～150 mg／kg）的样本占44.6%，处于丰富水平（150～200 mg／kg）的样本占42.8%，说明碱解氮含量处于中等偏上水平，且变异系数较大。土壤中氮元素含量丰富，供氮能力强，有利于烟株的早生快发［14］。速效钾的平均含量为213.37 mg／kg，处于中等水平（150～250 mg／kg）的样本占46.4%，处于丰富水平（250～350 mg／kg）的样本占28.5%，说明土壤中速效钾含量中等偏上，且变异系数大；全钾的平均含量为 14.82 g／kg，大于 15.00 g／kg的样本占25%，全钾含量偏低，但速效钾的含量能满足植株生长的需要。有机质的平均含量为31.05 g／kg，处于中等水平（15～22 g／kg）的样本占10.7%，处于丰富水平（22～30 g／kg）的样本占87.5%，故土壤中有机质含量极为丰富，变异系数较大。有效磷的平均含量为35.98 mg／kg，处于中等水平（20～40 mg／kg）的样本占48.2%，处于丰富水平（40～80 mg／kg）的样本占35.7%。土壤中有效铁、有效锰、有效铜、有效锌含量丰富，有效硼、有效钼、有效硫、交换性钙、镁等含量适中。

表1 长沙烟区土壤理化性质统计分析

续表1

国际优质烟叶常规化学成分指标：总糖18%～24%，还原糖16%～22%，总碱1.5%～3.5%，总氮1.5%～3.0%，钾2.0%～3.5%，糖碱比约8～12，氮碱比≤1［15］。根据该指标，长沙烟区烟叶除总糖、还原糖含量偏高以外，其它常规化学成分在国际优质烟叶常规成分范围内（表2）。

表2 长沙烟区烟叶常规化学成分含量统计分析

2.2 土壤理化性质与烟叶常规化学成分的相关分析

相关分析表明：土壤pH值与烟叶钾含量和氮碱比值呈显著正相关，与还原糖含量呈显著负相关；土壤碱解氮、速效钾含量与烟叶钾含量分别呈显著负相关和显著正相关；土壤全钾含量与烟叶总糖、还原糖、糖碱比呈显著正相关；土壤有机质含量与烟叶钾含量呈显著负相关；土壤有效磷含量与烟叶总氮含量呈显著负相关；土壤有效铁、有效硼含量与烟叶还原糖含量分别呈显著正相关和显著负相关，与烟叶钾含量分别呈显著负相关和显著正相关；土壤有效钼含量与烟叶总糖、还原糖含量以及糖碱比呈显著正相关；土壤有效硫含量与烟叶氮碱比成显著正相关；土壤交换性钙与烟叶总碱含量和氮碱比分别呈显著负相关和显著正相关（表3）。

表3 长沙烟区土壤理化性质与烟叶常规化学成分的相关性

续表3

2.3 土壤理化性质与烟叶化学成分的逐步回归分析

烟叶常规化学成分与土壤理化性质的逐步回归分析如表4、5所示。

项目工程造价主要是指整个工程建设需要投入的费用总额，也可将其进一步细化为2个部分：（1）工程项目投资。基于投资者视角进行分析，造价即一个工程建设应花费的总额。（2）基于承包者视角进行分析，造价是建设工程发包承包实施结果作为商品进入到流通领域，能够体现出的货币量，可简单理解为是工程承发包价格[1]。

烟叶中总糖含量与土壤理化性质的回归分析中，总糖和土壤中全钾、有效钼含量的回归方程为Y总糖＝24.267+0.138X全钾+14.873X有效钼。F值为8.290，P值为0.001，说明方程检验显著。

还原糖含量与土壤理化性质的回归分析中，还原糖和土壤中全钾、有效钼含量的回归方程为Y还原糖＝22.696+0.148X全钾+11.640X有效钼。F值为8.468，P值为0.000，即方程检验显著。

总碱含量与土壤理化性质的回归分析中，总碱与土壤中交换性钙含量的回归方程为Y总碱＝2.337-0.017X交换性钙。F值为4.799，P值为0.033，即方程检验显著。

总氮含量与土壤理化性质的回归分析中，总氮与土壤中有效磷含量的回归方程为Y总氮＝1.859-0.003X有效磷。F值为5.516，P值为0.023，方程检验显著。

表4 烟叶常规化学成分回归模型检验结果

表5 土壤理化性质回归模型检验结果

钾含量与土壤理化性质的回归分析中，钾含量与土壤中pH值、交换性镁含量的回归方程为Y钾＝1.944+0.279XpH-0.510X交换性镁。F值为 10.101，P值为0.000，方程检验显著。

3 小结与讨论

长沙烟区土壤pH值适宜烟草生长，土壤碱解氮、有机质含量丰富，钾、磷元素含量中等，微量元素中有效铁、有效锰、有效铜、有效锌含量丰富，有效硼、有效钼、有效硫、交换性钙、镁等含量适中。

从烟叶化学成分的统计分析来看，烟叶中总碱、总氮、钾含量中等，总糖、还原糖含量偏高。而相关性分析表明，土壤中全钾、有效铁以及有效钼含量的增加有利于烟叶中总糖、还原糖的累积。因此，可以通过合理施肥来降低土壤中钾、铁、钼等元素的含量从而降低烟叶中糖的含量。在烟叶生产中通过改善生产技术，降低土壤中钾、铁、钼等元素的含量，可以提高烟叶综合质量［16］。

土壤理化性质与烟叶化学成分的相关分析表明，全钾、有效钼有利于烟叶中总糖、还原糖的累积，有效铁对烟叶还原糖的累积呈正效应，而pH值、有效钼、氯离子等与之呈负效应；土壤交换性钙含量高不利于中部烟叶中碱的形成，土壤有效磷含量与烟叶总氮含量呈显著负相关，这与薛剑波等［17］、崔志燕等［18］的研究结果一致；土壤pH值、速效钾、有效硼含量与烟叶钾含量呈显著正相关，碱解氮、有机质、有效铁含量则与之呈显著负相关；影响糖碱比、氮碱比的分别是全钾、有效钼含量和土壤pH值、有效硫、交换性钙含量，且都呈正相关性。

逐步回归分析结果表明，土壤中全钾、有效钼含量对烟叶中总糖、还原糖含量影响最大；土壤中交换性钙含量对烟叶中总碱含量影响最大；土壤中有效磷含量对烟叶中总氮含量影响显著；土壤pH值、交换性镁含量对烟叶中钾含量影响显著。由此可见，影响长沙烟区烟叶品质的土壤因子主要有pH值、全钾及一些微量元素。