硼、锌、镁、氯元素对植烟土壤的影响研究进展

蒙刚 冯圭如

摘要：近年来，烤烟种植由于受有限耕地、特殊种植条件的限制，加上随着氮磷钾肥料的大量施用以及连作的影响，植烟土壤受到严重影响，导致根茎类病害爆发，进而影响烤烟产质量。本文通过研究硼、锌、镁、氯元素对植烟土壤的影响，为增施硼、锌、镁、氯元素来改善植烟土壤环境，提高烤烟产质量提供理论依据。

关键词：烤烟;中微量元素;植烟土壤

Abstract： in recent years， flue-cured tobacco planting is restricted by limited cultivated land， special planting conditions， and with the large application of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer and the influence of continuous cropping， the tobacco planting soil is seriously affected， which leads to the outbreak of rhizomatous diseases， and then affects the quality of flue-cured tobacco production. In this paper， the effects of boron， zinc， magnesium and chlorine on tobacco planting soil were studied， which provided a theoretical basis for of boron， zinc， magnesium and chlorine to improve the soil environment and improve the quality of flue-cured tobacco production.

Keywords： flue-cured tobacco; middle trace element; tobacco planting soil

硼、锌、镁、氯元素是植物体的构成元素，在烤烟生长的过程中参与并调节作物光合产物的合成代谢和运输，影响着多种酶的活性，并且在不同生育期有着不同的作用，同时也对植烟土壤环境有一定的影响，进而对烤烟的品质及产量的形成起到相当关键的作用。

1、土壤有效态硼、有效态锌、有效镁、水溶性氯含量及临界值

烟草生长发育所需要的营养元素主要来自土壤，而烟草吸收营养元素主要分为有效形态养分迁移到烟草根系表面和养分进入根细胞内部两种方式，吸收的为水溶性离子养分和少量分子态有机养分[1]。烟株吸收的硼元素主要来自土壤，硼以BO33-形态进入烟株体内[2];锌元素以水溶性自由阳离子形态进入烟株体内，即Zn2+[3];氯离子通过扩散作用从土壤溶液的高浓度区向低浓度区扩散进入根系，然后进入烟株体内[4];镁元素以镁离子形态通过土壤首先被植株根系吸收，然后再通过根系运输到植株各器官内[5]。

1.1土壤有效态硼含量评价及其临界值

有研究结果表明：当土壤有效硼≤0.10mg/kg时，烟叶生长发育及生理特性受到不利影响，烟叶产质量也同样受到影响，当土壤有效硼>0.40mg/kg时，烟株长势好，利于成熟后烟叶的烘烤，烤后烟叶感官质量提高，表现为香气量高，吃味醇和，产量、上等烟比例、均价等经济性状也明显提高，当土壤有效硼含量介于0.10～0.40mg/kg时，不同地区的烤烟均出现不同程度的缺硼象，当土壤有效硼含量≥1.00mg/kg时，烤烟则出现硼毒害现象[6，7]。

然而，对于土壤硼元素的临界值研究结果不尽相同，国内和国外的研究存在一定的差异。一些国外学者认为，土壤有效硼含量降低到0.3mg/kg以下时，对烟叶产质量没有明显的影响，但是硼含量在0.1mg/kg以下时就不能满足烟株的正常生长[8]。而胡国松认为，0.4mg/kg为烤烟缺硼的临界值，等于或低于这个值的时候，会对烤烟的品质造成不利影响，需要适当补充硼元素[9]。我国土壤有效硼的含量分级认为土壤中有效硼的临界值为0.50 mg/kg，低于0.5mg/kg时，说明土壤十分缺硼，应该增施硼肥[10]。从以上研究结果可以得出，对于土壤有效硼的临界值，各个地区植烟土壤有很大差异，硼肥的增施量需因地制宜来制定。

1.2土壤有效态锌含量评价

我国土壤含锌量分布极不均匀，植物缺锌现象比较常见[11]。罗元华等人根据微量元素的标准体系以及结合已有的研究结果制定的植烟土壤中微量元素含量标准评价表明：土壤有效锌含量小于0.50mg/kg为很低，0.51～1.00mg/kg为低，1.00～1.50mg/kg为中等，1.50～2.00mg/kg为高，大于2.00mg/kg为很高，土壤缺锌临界值为1.00mg/kg[12]。

一般来说，土壤有效锌含量可以用来衡量土壤中锌的丰缺，一般认为植物能有效吸收的锌为水溶态（含量很少，低于0.1mg/kg，甚至低于0.002mg/kg）代换态锌、酸溶态及螯溶态的锌[13]。植物吸收的锌主要以有机酸结合态或游离二价阳离子形态[14]。烟叶的锌含量一般为51～84mg/kg，烟株不同的器官，锌含量也不相同，其中，烟叶含量最多，其次是茎和根，果实含量最少;烟叶不同的部位，烟叶的锌含量也不相同，一般上部叶含量最多，中部叶次之，下部叶最少，不同生态环境的烟区，烟草对锌的吸收利用率也不同[15]。

1.3土壤交换性镁的含量评价及临界值

镁元素分布比较广泛，在自然界中含量也相对较高。在中国土壤中有效镁的平均含量为320.6mg/kg，根据土壤养分状况系统研究法，將土壤交换性镁含量分为5级，即土壤交换性镁含量小于60mg/kg的为严重缺乏，60～120mg/kg为缺乏，120～300mg/kg为中等，300～600mg/kg为丰富，大于600mg/kg的为极丰富[16]。

镁在土壤中主要以有机态镁和无机态镁的形式存在，前者占镁含量的比例极小，后者主要包括非交换态镁、矿物态镁、水溶态镁[17]。植物出现缺镁症，主要是因为交换性镁元素的饱和度小于10%，在土壤中，当镁元素含量较低时将会阻碍植物对镁元素的吸收，此时植物很容易出现缺乏镁元素症状[18]。

1.4土壤水溶性氯含量及其临界值

我国土壤含氯状况在地区间的差异表现为：西北地区含氯最多，华北地区和东北地区次之，西南地区最少，呈北高南低的趋势，我国主要烟区土壤平均氯含量表现为：河南（42.25mg/kg）>福建（23.75mg/kg）>云南（20mg/kg）>湖南（16.6mg/kg）>贵州（4.51mg/kg）[19]。

在土壤水溶液中烤烟的耐氯临界值为150～180mg/kg，是耐氯性极弱的作物[20]。根据中国烟草总公司郑州烟草研究院建立的植烟土壤养分丰缺状况分级体系，将植烟土壤水溶性氯含量分为5个级别，分别为很高（>40.00mg/kg）、高（30.01～40.00mg/kg）、适宜（10.01～30.00mg/kg）、低（5.00～10.00mg/kg）、极低（<5.00mg/kg）[21]。一般认为土壤氯含量>45 mg/kg时不适宜种植烤烟，含量为25～35 mg/kg 或≤30 mg/kg 时，符合优质烟叶种植的条件之一[22]。

2、硼、锌、氯、镁元素对植烟土壤环境的影响

土壤是烤烟养分的重要来源，土壤养分丰缺与否，直接影响烤烟的生长发育，进而影响烟叶的产质量和感官质量[23]，影响土壤环境的因素很多，而施肥是影响土壤养分的首要因素，进而影响土壤细菌数量和土壤酶活性，而土壤微生物数量和土壤酶活性也影响着土壤养分含量[24]。一般认为，PH值为5.5～6.5、有机质含量为10～20g/kg、全氮含量为0.76～1.68g/kg、碱解氮含量为45～135mg/kg、全磷含量为0.61～1.83g/kg、速效磷含量为10～35mg/kg、速效钾含量为120～200mg/kg的土壤适宜优质烟生产[25-27]。在适合的范围内增施适量的中微量元素不仅对植烟土壤的理化性状和土壤养分含量有一定影响，而且还能影响土壤酶活性和土壤细菌的数量、多样性指数以及群落及结构。

2.1硼、锌、氯、镁元素对植烟土壤酶活性的影响

土壤酶是衡量土壤中物质能量代谢和土壤肥力的重要指标之一[28]，对土壤造成多方面的影响[29]。提高土壤酶活性，能够促进植物生长，防治和减轻病虫危害，增加作物产量[30]。过氧化氢酶为氧化还原酶，它能够防止H2O2在土壤中的积累，减少其对生物体产生的毒害作用[31];磷酸酶（ phosphatase）能酶促有机磷化合物的水解，改善土壤碳素营养状况[32]，其活性可以反映土壤中碳的转化和呼吸强度[33]。

有研究表明，土壤酶与土壤肥力指标之间有一定的相关性，其中，脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶与土壤肥力指标的相关度高[34]。脲酶和磷酸酶活性的增加促进土壤全磷、碱解氮、有效磷含量的增加[35]。蒋惠名的研究结果表明，硼元素肥料和锌元素肥料配施，能够提高土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性[36]。王焕军等研究结果表明：施用H3BO3能有效提高茄子根际土壤中过氧化氢酶活性[35]。

2.2硼、锌、氯、镁元素對植烟土壤微生物的影响

微生物不仅能够分解生态系统内残留的动植物、微生物、复杂的有机物质，还能参与物质循环[37]。土壤微生物群落结构及其多样性是衡量土壤生物肥力及其健康状况的重要生物学指标[38]，其种类、数量及其结构变化在一定程度上反映了土壤理化性状的存在状态和含量情况，从而直接影响土壤的供肥状况[39]。

细菌是土壤微生物的主要类群，占土壤微生物总量的70%～90%[40]，细菌在土壤养分转化、能量循环过程中，发挥着不可替代的作用，并且细菌具有根际效应，群落分布存在明显的差异[41]。王焕军等研究土壤微生物（真菌、细菌、放线菌）种群结构和土壤酶活性变化，结果表明，施用硼溶液50mg/L后，细菌的数量有所下降，但变化不显著，但是微生物种群结构发生改变[35]。杨波等的研究表明，锌肥施用量在20～50 kg /hm2范围内时，细菌均一性指数随着锌肥施用的增加而上升[42]。

3、展望

近年来，植烟土壤的改善是研究的一大热点，其影响烤烟行业的可持续发展，目前，通过施用硼、锌、氯、镁元素等中微量元素改善植烟土壤环境的研究还很少，本文通过研究几种中微量元素对植烟土壤的影响，旨在改善植烟土壤环境，提高烟叶产质量，进一步增加烟农收益和提高烟叶工业可用性。

参考文献

[1]张新中，章玉平等. 植物生理学[M]. 北京：化学工业出版社，2007.

[2]牛育华，李仲谨，郝明德，等.植物硼素的作用机理及其研究进展[J].安徽农业科学，2009，37（36）：7865-7867.

[3]门中华，王 颖. 锌在植物营养中的作用[J]. 阴山学刊（自然科学版），2005，19（02）：8-12.

[4]田 婕，曹 娜. 贫氯土壤增施氯肥对烤烟产质量的影响[J]. 湖南农业科学， 2010（9）：58-59，62.

作者简介：

第一作者：蒙刚，男（1980.03-），壮族，籍贯云南广南，大学本科学历，助理农艺师，研究方向——烟叶栽培

第二作者：冯圭如，女（1993.10-），汉族，籍贯云南大理，硕士研究生，助理农艺师，研究方向-烟草原料生产与加工利用