富源烟区不同前作烤烟主要化学成分差异及其协调性研究

刘加红，解 燕，2，张拯研，黄夸克，李 强，2，戴绍明，郭常德，张瑞勤

（1.云南省曲靖市烟草公司，云南 曲靖 655000；2.湖南农业大学烟草科学与健康重点实验室，湖南 长沙 410128)

作物在田间完成一个生产周期后，所遗留下来的根际土壤环境称之为“茬口”。前茬（前作）对后茬（作）生产的影响大小称之为“茬口效应”或“前作效应”，不同前作对后作的茬口效应是不同的。生产中，正确地选择茬口，合理地为后作选择适宜茬口或制定施肥方案，对于前后作相互衔接，扬长避短，趋利避害，取得最大经济和环境效益是十分关键的。前人相关的研究主要集中在玉米、小麦、水稻、大豆、牧草等作物上，烤烟生产中对前作的选择则主要集中在考虑减轻烤烟的病虫害方面，而对前作如何影响烤烟的生长发育，特别是对烟叶品质和化学成分影响的研究相对较少。鉴于此，选择云南曲靖市富源烟区常见的烤烟前作进行试验，研究不同前作烤烟主要化学成分的差异，以期为烤烟优化布局和轮作周期中前作的选择和不同前作条件下烤烟的配套生产技术研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

试验地位于云南省曲靖市富源烟区，该烟区地处东经103°58?～104°49?，北纬25°～25°58?之间。境内海拔最高点墨红镇营盘山为2 748.9 m，最低点古敢水族乡的特土峡谷为1 100 m。年均气温13.8℃，年均降雨量1 100 mm，年均日照数1 773.9 h；年均无霜期为242 d。该烟区植烟土壤类型以红壤为主，其次是紫色土和黄壤。

1.2 定位试验及取样

对当地主要的烤烟前作进行调查，选择代表性的烤烟前作安排定位取样试验。定位试验选择面积不小于2 668 m2的红壤田块（田块内前作一致，以便于烘烤和取样）。供试品种为云烟85，各试验点均采用漂浮育苗法培养的高茎壮苗，于2008年4月27日至4月29日统一集中移栽，株行距为60 cm×120 cm，施用纯氮6.5 kg/667m2，氮磷钾比例为1∶1∶3，烘烤使用QJ-III型烤房（立式密集型）采取三段式烘烤工艺进行。其它管理按曲靖优质烤烟生产技术规程进行。烤烟收获时实行单收单烤，取样由专职评级人员统一按照“GB 2635-92烤烟”标准进行，上部叶取B2F（上部桔黄二级），中部叶取C3F（中部桔黄三级），下部叶取X2F（下部桔黄二级），等级合格率达到85%以上。每个样品取3.0 kg。

1.3 测试分析和数据处理

水溶性总糖采用沸水浸提—铜还原—直接滴定法；总氮采用浓硫酸—双氧水消化—凯氏定氮法；烟碱采用活性炭—紫外分光光度法；钾采用乙酸提取，火焰光度法；淀粉采用HCl水解—铜还原—直接滴定法；氯采用离子色谱法测定。获取的222份烟叶数据，全部用于统计分析。采用SPSS16.0统计软件完成数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同前作烤烟主要化学成分的差异

烤烟的化学成分含量在不同前作间存在一定差异（表1）。结果显示不同前作烤烟的总糖含量存在显著差异（Sig=0.045）。蚕豆茬和空闲地烤烟总糖含量较高，豌豆茬烤烟总糖含量最低，前后两者差异达显著水平，其他前作烤烟总糖含量差异不显著；不同前作烤烟还原糖含量存在一定差异（SigC3F=0.545）。不同前作烤烟的还原糖以蚕豆最高，绿肥最低，但各前作烤烟还原糖含量差异不显著；不同前作的烤烟总氮含量存在显著或极显著差异（Sig=0.046）。C3F等级以绿肥茬烤烟总氮含量最高，与油菜茬相比，差异达显著水平，其他前作烤烟总氮含量差异不显著；不同前作烤烟烟碱含量存在显著差异或极显著差异。以绿肥茬烤烟烟碱含量最高，空闲地烤烟烟碱含量最低，前后两者差异达显著水平，其他前作烤烟烟碱含量居中，与绿肥茬烤烟相比差异不显著，但与空闲地相比差异达显著水平；不同前作烤烟的钾含量存在显著或极显著差异。空闲地和小麦茬烤烟钾含量较高，与玉米茬及油菜茬相比差异分别达0.01和0.05的显著水平，与其他前作烤烟钾含量差异不显著；总的来说，8个前作烤烟氯含量均偏低，大多数样品氯含量在0.2%以下。不同前作烤烟氯含量存在显著或极显著差异（Sig=0.040）。大麦茬烤烟氯含量最高，玉米茬氯含量最低，前后两者间差异达极显著水平，其他前作烤烟氯含量居中；各前作烤烟的淀粉含量都在适宜范围内。不同前作烤烟淀粉含量存在显著差异（Sig=0.033），C3F等级以油菜茬烤烟淀粉含量最高，小麦茬烤烟淀粉含量最低，前后两者差异达显著水平，其他前作烤烟淀粉含量居中，且差异不显著。

表1 不同前作烤烟的化学成分含量差异

2.2 不同前作烤烟化学成分协调性的比较

烤烟的化学成分协调性在不同前作间存在一定差异（表2）。通常认为氮碱比在1左右为宜，若此值小于0.5～0.6，通常是烟碱含量过高。不同前作烤烟的氮碱比存在显著差异，前作烤烟的氮碱比均在适宜范围内，以空闲地烤烟氮碱比最高，除与豌豆茬烤烟相比差异不显著外，与其他前作烤烟相比达显著水平；糖碱比是衡量烟叶吸味优劣、刺激性大小的一个指标。一般来讲，该比值接近10的烟叶为好，比值过大，两种成分不协调，表现为香气平淡，劲头不足，比值过小表现为劲头大，香气粗糙，刺激性大，并具有较强的苦味。不同前作烤烟的糖碱比不存在极显著差异，但个别前作间存在显著差异。钾氯比和烟叶的燃烧性密切相关，一般认为8以上为宜，不同前作烤烟钾氯比存在显著差异，各前作烤烟钾氯比均较高，处于适宜范围。从各前作烤烟钾氯比的平均值来看，以玉米茬烤烟钾氯比最大，高达21.67，最小的是绿肥茬烤烟，其钾氯比亦达13.97。

表2 不同前作烤烟的化学成分协调性差异

表3 不同前作烤烟主要化学成分及其派生值变异系数比较 （%）

2.3 不同前作烤烟主要化学成分及其派生值变异情况比较

各前作烤烟化学成分和派生值均存在一定的变异（表3），变异系数范围均在10%～100%，属于中等程度的变异。玉米茬烤烟总糖含量变异最小，蚕豆茬烤烟总糖含量变异最大；蚕豆茬烤烟还原糖含量变异最大，玉米茬烤烟变异最小；总氮含量变异以蚕豆前作最大，玉米茬烤烟总氮含量变异最小，其他前作烤烟总氮含量变异系数均在20%左右。各前作烤烟的烟碱含量变异系数都在30%以上，以绿肥茬烤烟烟碱含量变异最大，玉米茬烤烟烟碱含量变异最小。各前作烤烟钾含量均存在一定的变异，蚕豆茬烤烟钾含量变异最小，玉米茬烤烟钾含量变异最大；玉米茬烤烟氯含量变异最小，大麦茬烤烟氯含量变异最大。各前作烤烟氮碱比存在不同程度的变异，以绿肥前作变异最大，玉米前作变异最小；各前作烤烟糖碱比存在较大的变异，变异系数最小的是前作为玉米的烤烟(42.22%)，变异系数最大的是前作为绿肥的烤烟（72.94%）；不同前作的烤烟钾氯比均存在一定的变异，以空闲地烤烟钾氯比变异系数最大，玉米前作烤烟的钾氯比变异系数最小。

2.4 不同前作烤烟化学成分协调性赋值得分的差异

为了对不同前作烤烟的化学成分作进一步的评价和比较，参照邓小华的方法对烤烟主要化学成分进行了赋值（表4）。从还原糖赋值得分来看，最高的是玉米茬烤烟（75.00），最低的是大麦茬烤烟（53.13）；从总氮赋值得分来看，最高的是玉米茬烤烟（88.33），最低的是油菜茬烤烟（76.33）；从烟碱赋值得分来看，各前作烤烟得分均较低，最高的是玉米茬烤烟（58.17），最低的是蚕豆茬烤烟（33.33）；从淀粉赋值得分来看，各前作烤烟得分均较高（90以上），最高的是绿肥茬烤烟，高达99.67，最低的蚕豆茬烤烟亦高达91.25；从钾含量的赋值得分来看，各前作烤烟得分均很低，最低的是玉米茬烤烟，仅为31.00，最高的绿肥茬烤烟也仅为51.00；从各前作氮碱比赋值得分来看，各前作得分均低于70，最低的是蚕豆茬烤烟，仅为55.00，玉米茬烤烟得分最高，亦仅为69.33；从各前作烤烟糖碱比得分的情况看，所有前作烤烟的得分均很低，最高的玉米茬烤烟得分为60.67，最低的蚕豆茬烤烟得分仅为33.33；从各前作烤烟的钾氯比赋值得分来看，所有前作烤烟的得分均十分高，最高的达100(玉米)，最低的亦达93.48（油菜）；从赋值总分来看，玉米茬烤烟得分最高（579.17），最低的是蚕豆茬烤烟(489.17 )，蚕豆茬烤烟较低的烟碱得分、氮碱比得分及糖碱比得分是其总得分较低的主要原因。

表4 不同前作烤烟主要化学成分协调性赋值得分差异

3 结论与讨论

研究结果显示，烤烟主要化学成分及协调性指标在不同前作间存在显著或极显著差异，不同等级烤烟对前作的响应存在差异。曲靖富源地区，不同前作对烤烟化学成分的影响表现为（1）不同前作烤烟的主要化学成分及部分品质指标存在显著或极显著差异；（2）在几个不同前作中，玉米茬烤烟除钾含量和氯含量偏低外，其他各项化学指标均较为适宜，除钾含量以外的各项化学指标的变异也较小，同时玉米茬烤烟除钾含量以外的其他化学成分及指标赋值得分亦较高；（3）从赋值总分来看，玉米茬烤烟得分最高（579.17），最低的是蚕豆茬烤烟(489.17 )，居中依次是豌豆、绿肥、小麦、空闲、油菜和大麦茬烤烟。

在曲靖富源烟区玉米是烤烟较好的前作，蚕豆作为烤烟前作表现较差，不宜作为烤烟前作，其他前作表现居中。然而深入分析发现，在所研究的不同前作条件下，烤烟施肥水平以及其它管理措施是基本一致的，并未针对不同的前作采取差异化的生产技术措施，不同前作烤烟化学成分的差异仅是在现行统一的生产技术措施下产生的。目前生产上采取的统一的施肥技术及其它生产技术措施，或许并不适合所有的前作，难以最大限度地发挥不同前作的烤烟生产及烟叶品质潜力，在这种情况下，笼统地评价不同前作适宜与否显得欠为妥当。因而探明不同前作的茬口特性，针对其不同特性研究不同前作下烤烟最适生产技术措施，对不同前作下烤烟生产实行差异化管理显得尤为必要，这将有利于发挥不同前作下烤烟生产潜力及烟叶品质潜力。

该研究存在一定的不足，首先研究仅基于2008年一年定位试验数据，未作多年重复；其次未对相应田块土壤做长年的跟踪调查和定位监测；再者由于各试验点除前作不同以外，其它条件亦存在一定的差异。因此研究结果仅是一个初步的结论，欠缺之处将在以后的研究中加以弥补和完善。

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