百色市烟区土壤和烟叶镁元素分布特征分析

韦雪峰　覃新凤　吴洁梅　郑惠千　巫祥龙　周晔

摘 要 我国是烟叶生产及消费大国，百色市是广西最大的植烟区同时是全国重点产烟区之一。目前，烤烟的生产规模与种植面积逐年扩大，经济效益也稳步提升。烟草的价值需要通过烟草质量评级来进行评估。百色植烟区属于亚热带季风气候区，降雨量充沛使得该地区的土壤Mg大量淋失，从而导致烟株整体呈缺镁状态。镁含量的丰缺程度将直接影响烤烟的生长发育及烟叶的产量与质量。为了合理利用及使用镁肥，提高烤烟的产量与质量，分析了百色靖西三友村烤烟及土壤镁含量特征，并探究了百色烟区烤烟缺镁的原因。结果表明：1）百色靖西化峒镇三友村土壤MgO平均值为0.56%±0.05%，土壤MgO含量呈缺乏状态。2）目前影响土壤Mg2+流失量的因素多且复杂，除与降雨量有关外，还与降雨强度及pH值、土壤理化性质、地形条件、地表植被、土地利用方式等因素有关。

关键词 烤烟；土壤；镁元素；广西百色市

中图分类号：S572 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.15.008

烟草（Nicotiana tabacum L.）属于双子叶植物纲（Dicotyledoneae）管状花目（Tubiflorae）茄科（Solanaceae）烟草属（Nicotiana）一年或多年生的重要经济作物[1]。我国烤烟不仅是卷烟工业的主要原料，也被用作斗烟。烟草是产量和质量并重的特殊叶用经济作物，气候、地形、地质及土壤均是影响烟叶产质及风味特色的重要因素[2]。我国烟草开始出现“北烟南移”现象始于20世纪90年代，黄淮烟区的烟草种植面积减少，云南、贵州因其地理优势和外部条件的引导成为产烟大省。在广泛满足市场需求的同时，也在一定程度上提高了当地的经济效益[3]。

镁（Mg）是植物必需营养元素之一，对改善烤烟品质及提高烟叶产量均有非常重要的作用。Mg可以增强烤烟蒸腾速率，进而促进营养成分及某些矿质元素的运输，防止烟叶体表过热；Mg还对植物根系有着显著影响，充足的Mg能促进根系发育，利于吸收养分和矿质元素，增强抗倒伏能力[4]。同时，Mg是组成叶绿素的重要金属元素，适量的Mg能优化叶绿体内部结构，从而增加光合作用的强度，进而提高烟叶产量及水溶性碳水化合物含量，降低烟碱含量[5-6]。

Mg对烟草种植的重要性早在1986年就引起了学者的注意。冉邦定发现，烤烟缺Mg时叶片的大小、形态如常，然而叶尖、叶缘、叶脉间失绿，导致烟叶呈现灰白甚至近白色，随着缺Mg程度加重，白斑延伸至主脉及侧脉，进而造成烟叶品质低下、产量减少[7]。Mg含量过高或者过量施用均不利于烤烟落黄，易形成青烟。王世济等研究发现，缺Mg程度直接影响烟叶外观性状，缺Mg越严重烟叶进行烘烤后色泽越淡、油分降低、叶片变薄、弹性偏差，引起赤星病斑加重，同时Mg缺乏会降低成品的口感舒适度，导致杂味加重、刺激性增加、助燃性变差[8]。李荣春等研究表明，Mg能使烤烟鲜叶片厚度变薄，使烤烟叶片细胞紧密连接，整体网络性好，经过烘烤后的烟叶手感具丰满、弹性好等优点[9]。合理施用Mg肥能促进烟株生长发育，促进根系生长，提高根系干物质的积累量，增大叶面积及增加叶绿体色素含量，提高烤烟株高及茎粗，降低烤烟钾含量，提高烤烟还原糖含量和糖碱比值[10]。我国南方酸性土壤中Mg因土壤风化强烈，大部分已淋失，土壤Mg含量很低，故合理施用Mg肥十分重要[11]。李文卿等研究表明，随着Mg肥施用量的增加，土壤交换性Mg含量明显上升，烟株根系、叶片、烟茎的Mg含量也随之提高[12]。徐兴阳等研究表明，烤烟团棵期喷施高钙镁钾可加快烟叶成熟，促进烟株的生长发育，增强抗病性[13]。李文卿认为，当土壤交换性Mg含量在50 mg·kg-1左右时，施Mg量（以MgO计）达到施氮量的60%时，烟叶烤后的均价和产值均较高[14]。

百色市是我国重点植烟区[15]，其烤烟种植可划分为3个生态区，其中靖西县属于南部优质烤烟种植区[16]。百色植烟区土壤养分含量分布不均匀，土壤交换性镁含量较低，进而影响着烤烟烟叶中的Mg含量[6]，应平衡烟株中钾、钙、镁含量，进而提升烤烟的品质[17]。百色植烟区实行烟稻轮作耕种制度，受传统种植的影响，复合肥用量的增加、有机肥用量的减少及高产耐肥品种的大面积种植，导致复种指数不断提高，土地利用率增加，但又缺少Mg肥补充，导致土壤Mg逐渐耗竭，作物缺Mg现象陆续出现。为了合理施用镁肥，有针对性地提升烤烟的产量与质量，进而增加烟农收入，促进经济发展，本文对百色靖西三友村植烟区烤烟及其根系土壤中Mg含量分布特征进行了分析，并初步探究了百色烟区缺Mg的原因。

1  材料与方法

1.1  烟株及土壤样品采集

于2020年6月10日，选取广西壮族自治区百色市靖西县三友村烟田，每隔100 m采集成熟期烟株及其根系土。烟株分别采集烟茎（约10 cm长，靠近根部）、上部叶、中部叶及下部叶。三友村烤烟品种为K326。根系土采集深度为0～20 cm，记录采样点的地理坐标及海拔。

1.2  烟株及土壤样品处理

将新鲜采集烟株样品的烟叶叶脉部切开，将烟茎剪成小块，于60 ℃烘箱烘干后用粉碎机粉碎，通过80目孔径（0.177 mm）筛备用。烟田采集的土壤样品自然阴干，剔除动植物残体、石块等杂物，用圆木棍碾碎，通过80目孔径筛（0.177 mm）备用。

1.3  烟株及土壤检测方法

烟株（烟茎及烟叶）Mg含量根据《食品安全国家标准 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）中的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）[18]进行测定。土壤Mg含量根据《土壤和沉积物 无机元素的测定 波长色散X射线荧光光谱法》（HJ 780—2015）[19]进行测定。土壤pH根据《土壤pH的测定》（NY/T 1377—2007）[20]，采用pH计（水土比为2.5∶1）法进行测定。

1.4  数据处理

试验数据采用Excel及SPSS 22.0进行分析。

2  结果与分析

2.1  烟株根系土壤MgO含量分析

根据浙江省土地质量地质调查规范[21]，将土壤MgO含量划分为5个等级，MgO含量≤0.70%，为五级，即缺乏；MgO含量处于＞0.70%～≤1.20%，为四级，即较缺乏；MgO含量处于＞1.20%～≤1.70%，为三级，即中等；MgO含量处于＞1.70%～≤2.15%，为二级，即较丰富，MgO含量＞2.15%，为一级，即丰富。样品分析表明，三友村烟田土壤MgO含量平均值为0.56%±0.05%，处于0.49%～0.63%，属于五级，表明土壤MgO含量呈缺乏状态。峰度系数为-1.74，偏度系数为-0.28。土壤样本MgO含量变异系数为8.8%，样本含量分布较均一。

2.2  烟叶Mg含量分布

由表1可知，从三友村植烟区烟叶Mg含量来说，上部烟叶>中部烟叶（P＜0.05）。上部烟叶Mg含量的范围处于0.13～0.25 mg·kg-1之间，峰度系数为1.17，偏度系数为0.93；中部烟叶Mg含量范围处于0.11～0.22 mg·kg-1之间，峰度系数为0.05，偏度系数为0.38；下部烟叶Mg含量范围处于0.10～0.36 mg·kg-1之间，峰度系数为2.35，偏度系数为1.42。

2.3  烤烟不同部位烟叶Mg、Ca、K含量及相关性分析

烤烟不同部位烟叶Mg、K、Ca含量分布见图1。根据皮尔逊相关性分析，对三友村烟叶中Mg、K、Ca含量的相关性分析（见表1）表明，上部烟叶Mg与上部烟叶Ca含量之间呈极显著正相关（r=0.72）；下部烟叶Mg与中部烟叶Ca含量呈显著正相关（r=0.63），与下部烟叶Ca含量呈极显著性正相关（r=0.87）；中部烟叶Ca与上部烟叶K呈显著正相关（r=0.59）；下部烟叶Mg与下部烟叶K之间呈极显著性正相关（r=0.81），下部烟叶Ca与下部烟叶K之间呈极显著正相关（r=0.86）。下部烟叶Ca含量3.42±0.96 mg·kg-1＞中部烟叶Ca含量2.37±0.37 mg·kg-1＞上部烟叶Ca含量1.83±0.29 mg·kg-1，两两之间具有显著性差异（p<0.05），说明下部烟叶中Ca含量显著高于上部烟叶。下部烟叶K含量为3.61±1.21 mg·kg-1，中部烟叶K含量为3.13±0.60 mg·kg-1，上部烟叶K含量为2.81±0.41 mg·kg-1。阮妙鸿等研究表明，在植物养分吸收中，Mg、K及Ca的交互作用主要体现在拮抗作用[22]，本研究表明Mg与Ca，Mg与K之间均呈极显著正相关，与以上研究结论不一致。

3  讨论与小结

本研究发现，百色靖西化峒镇三友村土壤MgO平均值为0.56%±0.05%，土壤MgO含量呈缺乏状态。因此，可通过施加适宜Mg肥促进土壤Mg含量的增加，促进根部对Mg的吸收，提高烟株干物质的积累量；同时增强烟株的光合作用过程的磷酸化和羧化反应，增加株高，促进茎部发育，改善烟株的品质和提高烟叶产量。我国南方土壤多呈酸性且土壤风化严重，且百色地处高温湿润地区，风化程度高，土壤中可溶性Mg2+易流失，导致土壤中Mg含量减少。目前，影响土壤Mg2+流失量的因素多且复杂，除与降雨量有关外，还与降雨强度及pH值、土壤理化性质、地形条件、地表植被、土地利用方式等因素有关。

徐兴阳等研究表明，叶面喷施Mg肥可促进烟株发育，改善烟叶生长后期缺Mg症状，增强抗病性，提高烟叶Mg含量及产质量[13]。本研究发现，Mg含量上部烟叶（0.20±0.03 mg·kg-1）>中部烟叶（0.15±0.03 mg·kg-1）（p＜0.05），说明Mg素在上部烟叶的积累量显著高于中部烟叶，即在烟株新鲜组织中的积累量显著高于中部烟叶。

马存金等研究表明，在试验梯度范围内，Si、Ca、K、Mg肥的施用促进了烟草根部的发育及烟叶质量的改善，体现为根系形态优良且生理活性增强，且Ca、K及Mg成分更加协调，烤烟烟叶质量得到提高，继而增加种植户的经济收入[23]。基于本研究结论，可以通过施用适量Ca、K、Mg肥来调节土壤Mg含量，以促进烟株的生长发育，提高本地烤烟烟叶品质，提高烟农经济收入。

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（责任编辑：敬廷桃）