土壤与气候及其互作对湖南三大烟区烤烟烟碱含量的影响

罗井清, 蒋小林, 陈启新, 彭新辉



土壤与气候及其互作对湖南三大烟区烤烟烟碱含量的影响

罗井清1, 蒋小林2, 陈启新2, 彭新辉3

(1. 湖南省烟草公司 烟叶处, 湖南 长沙, 410004; 2. 湖南省衡阳市烟草公司 衡南县分公司, 湖南 衡阳, 421001; 3. 湖南中烟工业有限责任公司 技术研发中心, 湖南 长沙, 410007)

在统一栽培措施前提下, 于2007年分别在湖南湘西北、湘中与湘南三大烟区代表产区桑植县、浏阳市、永州市同时进行大田本土正常栽培、客土与本土同时盆栽烤烟K326试验, 分别检测成熟期各处理中部杀青烟叶的烟碱含量, 统计分析土壤与气候及其互作对湖南三大烟区烤烟烟碱含量的影响. 结果表明: 湖南三大烟区大田正常栽培烤烟的烟碱平均含量存在显著差异; 气候对湖南烟区烤烟烟碱含量有显著影响, 土壤及其与气候的互作对其影响有限. 气候、土壤及其互作对湖南烟区烤烟烟碱含量变异的贡献率依次为60.0%、12.8%和27.2%.

湖南三大烟区; 土壤; 气候; 互作; 烤烟; 烟碱含量

随着“532”、“461”卷烟品牌发展战略的实施, 湖南湘南、湘中和湘西北三大植烟区烤烟在我国卷烟骨干品牌中的地位越显重要. 这三大烟区所产烟叶虽同为浓香型风格, 但在烟气劲头方面稍存差异. 其中湘南烟区烟叶劲头适中; 湘西北烟区烟叶劲头整体略偏大; 湘中烟区所产烟叶劲头中偏大.

气候与土壤等生态因素、烟草基因型、栽培调制技术等对烟叶品质有重要影响[1-2]. 烟碱是表征烟叶品质的主要化学成分之一. 有关影响烤烟烟碱含量的研究较多, 如: 黄新杰等[3]研究了我国不同烟区烤烟烟碱含量的差异; 肖金香等[4]探讨了单一气候因素对烟叶化学成分(含烟碱)的影响. 但这些研究在试验处理时没有严格控制栽培措施条件, 忽视了不同产区烘烤条件的差异对烟叶烟碱含量的影响, 也没有深入探讨气候与土壤及其互作对不同生态区域烤烟烟碱含量的影响效能. 为此, 本研究在统一栽培措施条件下, 选取湖南三大植烟区代表地同时进行大田试验及本土与交换来的客土同地盆栽烤烟试验, 以烟叶成熟期各处理中部烟叶的杀青样为代表性试验样烟, 研究土壤与气候及其互作对湖南三大烟区烤烟烟碱含量的影响, 为湖南烟叶区划布局以及提高烟叶品质等方面提供参考依据.

1 材料与方法

1.1 田间试验设计与方法

本试验于2007年在统一栽培措施条件下, 分别在湘南烟区的永州市冷水滩区(26°14′ N, 111°37′ E)、湘中烟区的浏阳市官渡镇(28°21′ N, 113°52′ E)、湘西北烟区的桑植县官地坪镇(29°24′ N, 110°15′ E)三地烟草科研基地进行大田正常栽培试验和盆栽试验. 盆栽试验时, 采用气候、土壤两因素随机设计, 气候设永州气候、浏阳气候、桑植气候3个水平, 土壤设永州土壤、浏阳土壤、桑植土壤3个水平, 共9个处理; 重复3次. 其中供试土壤为三地的水稻土, 永州、浏阳、桑植土壤分别属于红壤、红壤、黄壤. 各试验土壤主要养分含量见表1.

表1 试点土壤pH值及每千克土壤主要养分含量(2007)

注: 土壤pH值及主要养分含量由湖南省农科院土肥所测定.

试验品种为K326, 统一供种. 依据各植烟区季节进行播种, 采用漂浮育苗, 并各剪叶2次. 进行盆栽试验时, 用上口、下口和高度分别为40 cm、20 cm和26 cm的塑料盆各装上述土壤25 kg, 并在底部垫上孔径为48 μm的尼龙布, 然后将塑料盆埋入土中起垄(盆上口与保护行垄面同高). 每个处理栽15株烟, 行距为1.20 m, 株距为0.55 m, 小区面积为9.90 m2. 四周设保护行. 每株共施纯氮0.79 g, 氮磷钾配比为1:2:3; 底肥占70%, 追肥占30%. 其它栽培措施同一般烤烟栽培. 盛花初期打顶留叶19片, 同时选择生长正常的第10—12叶位烟叶挂牌标记为试验样烟, 在正常成熟采烤时随机取5片叶于105 ℃杀青30 min, 65 ℃烘干, 过40目筛后的烟末样品放于干燥器中的自封口袋里4 ℃保存备用. 各试点在盆栽取土的烟田中同时进行大田正常栽培试验处理, 该处理共设3次重复, 每次重复4行, 每行栽30株烤烟, 小区面积79.20 m2, 底肥条施, 其它栽培调制方法和取样方法同盆栽试验处理.

1.2 烟叶烟碱含量的测定方法

按YC/T 160-2002的方法测定各处理烟叶样品的烟碱百分含量. 所用仪器为AAⅢ(德国BRAN + LUEBBE)全自动化学成分分析仪. 标准烟碱试剂为分析纯, 由郑州烟草研究院提供.

1.3 数据分析

用SPSS15.0软件包进行统计分析, 图1至图3中误差线为标准差. 表2与图2中不同的大写字母表示1%差异水平显著, 图1、图3中相同的小写字母表示5%差异水平不显著. 当检定为显著性差异时, 同时引入偏Eta2值(2)对结果进行分析[5-6]. 0.01＜2＜0.06表示弱影响效应, 0.06＜2＜0.14表示中度影响效应,2＞0.14为强影响效应[5]. 采用各生态因子2转换而成的百分率大小来比较土壤与气候及其互作对烟叶烟碱含量变异的贡献率大小.

2 结果分析

2.1 不同烟区大田正常栽培烤烟烟碱含量的差异

表2显示, 湖南不同烟区大田正常栽培烤烟烟碱平均含量是桑植烟叶＞浏阳烟叶＞永州烟叶; 多重比较表明, 三者差异达极显著水平(= 0.001 3). 烤烟烟碱的变异系数是f浏阳产烟叶＞f永州烟叶＞f桑植烟叶, 幅度为5%～11%.

表2 湖南不同烟区大田正常栽培烤烟烟碱含量(2007)

2.2 土壤与气候及其互作对湖南三大烟区烤烟烟碱含量的影响

2.2.1 不同土壤盆栽条件下栽培烤烟烟碱含量的差异

由图1可知, 湖南烟区不同土壤条件下盆栽烤烟烟碱平均含量不同, 其中桑植土壤所栽烟叶烟碱含量＞永州土壤所栽烟叶烟碱含量＞浏阳土壤所栽烟叶烟碱含量. 方差分析结果表明(表3), 不同土壤条件下栽培的烤烟烟碱含量差异不显著(= 0.215 2＞0.05).

图2 不同气候条件对湖南烟区盆栽烤烟烟碱含量的影响(2007)

表3 湖南烟区土壤和气候对盆栽烤烟烟碱含量影响的双因素方差分析结果检验(2007) (调节R2 = 0.676)

2.2.2 不同气候条件下种植的烤烟烟碱含量差异

图2显示, 桑植气候条件下种植的烟叶烟碱含量＞浏阳气候条件下种植的烟叶烟碱含量＞永州气候条件下种植的烟叶烟碱含量. 双因素方差分析结果表明(表3), 不同气候条件下种植的烤烟烟碱含量差异极显著(< 10-4). 多重比较结果表明, 桑植气候和浏阳气候条件下种植的烤烟烟碱含量差异不显著, 但它们都与永州气候条件下种植的烤烟烟碱含量存在极显著差异.

图1 不同土壤条件对湖南烟区盆栽烤烟烟碱含量的影响(2007)

2.2.3 湖南烟区土壤和气候不同组合条件下栽培的烤烟烟碱含量差异

由图3可知, 气候和土壤不同组合条件下所栽烤烟烟碱含量略有差异, 其中以浏阳气候和桑植土壤条件下栽培的烟叶烟碱含量最高(LS), 其次是桑植气候和桑植土壤组合(SS), 最低是永州气候和桑植土壤组合(YS). 方差分析结果表明(表3), 气候与土壤不同组合条件下栽培的烤烟烟碱含量差异不明显(= 0.104 4＞0.05).

图3 土壤和气候互作对湖南烟区盆栽烤烟烟碱含量的影响(2007)

2.2.4土壤、气候及其互作对湖南烟区盆栽烤烟烟碱含量的影响效能

从表3可知, 气候对湖南烟区烤烟烟碱含量影响的偏Eta2值最大, 达0.735 0(＞0.14), 说明气候对湖南烟区烤烟烟碱含量有强影响效应; 其次为气候与土壤的互作, 为0.333 0; 土壤的偏Eta2值最小, 为0.156 9. 将各值换算为百分率后得知, 气候对湖南烟区烤烟烟碱含量变异的贡献率是60.0%, 土壤与气候互作为27.2%, 土壤为12.8%.

3 结论与讨论

湖南三大烟区杀青烟叶烟碱平均含量桑植烟叶＞浏阳烟叶＞永州烟叶, 三者差异达极显著水平. 这说明湖南三大烟区烤烟评吸时烟气劲头的差异在各烟叶烘烤前就已存在.

烟叶烟碱含量除与烟草品种、施肥水平、打顶留叶等因素有关外, 还与产区的土壤、气候等自然条件有着密切的关系. 本研究认为, 气候对湖南烟区烤烟烟碱含量具有显著影响效应; 土壤及其与气候互作对其影响不明显. 气候对湖南烟区烤烟烟碱含量变异的贡献率为60.0%, 土壤为12.8%, 气候和土壤互作为27.2%. 这些结果与黄中艳等[7]认为土壤养分(N、P、K)含量对云南烟叶5项化学成分(总糖、还原糖、烟碱、总氮和蛋白质)含量的影响小于气候因素的影响结果相符.

本研究初步判断气候是影响湖南三大烟区烤烟烟碱含量的主导生态因素, 但不可因此否定烟草品种、栽培调制措施等对烟叶烟碱含量的影响. 这些结果有助于进一步优化完善湖南烤烟的种植区划、适度降低个别产区烟碱含量等方面提供重要参考依据.

[1] 左天觉. 烟草的生产、生理与生物化学[M]. 上海: 上海远东出版社, 1993: 47, 60.

[2] 中国农业科学院烟草研究所. 中国烟草栽培学[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 2005: 113.

[3] 黄新杰, 李章海, 王能如, 等. 中国主要烟区烟叶烟碱含量差异分析[J]. 湖南农业科学, 2006(5): 33-36.

[4] 肖金香, 刘正和, 王燕, 等. 气候生态因素对烤烟产量与品质的影响及植烟措施研究[J]. 中国生态农业学报, 2003, 11(4): 158−160.

[5] 王苏斌, 郑海淘, 邵谦谦. SPSS统计分析[M]. 北京: 机械工业出版社, 2003: 113-230.

[6] Cohen J. Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences[M]. 2nd Edition. Hillsdale NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 1988: 77-83.

[7] 黄中艳, 王树会, 朱勇, 等. 云南烤烟5项化学成分含量与其生态环境要素的关系[J]. 中国农业气象, 2007, 28(3): 312-317.

The impact of soil, climate and their interactions on nicotine content of flue-cured tobacco in three tobacco region in Hunan

LUO Jing-qing1, JIANG Xiao-lin2, CHEN Qi-xin2, PENG Xin-hui3

(1. Department of Tobacco-Leaf, Hunan Tobacco Corporation, Changsha 410004, China; 2. Hengnan Branch of Hengyang Tobacco Company, Hengyang 421001, China; 3. Technology Research & Development Center, China Tobacco Hunan Industrial Co, LTD, Changsha 410007, China)

In order to explore the influence by soil, climate and their interactions on leaf nicotine content of flue-cured tobacco planted in different regions in Hunan Province, field experiments and pot experiments with local soils and guest soils were all carried out in Sangzhi, Liuyang, and Yongzhou counties, the three typical tobacco regions in Hunan Province. Then the nicotine content of mid position fixed tobacco leaves of each treatment was analyzed at ripe time. Field experiments showed that the average nicotine content of tobacco leaves differed significantly among test sites. Pot experiments indicate that climate had significant effects on the average nicotine content of tobacco leaves, while soil and its interaction with climate had less effects. The contribution rate of climate, soil, and their interaction on the variance of the average nicotine content was 60.0%, 12.8% and 27.2%, respectively.

three tobacco region in Hunan; soil; climate; interaction; flue-cured tobacco; nicotine content

10.3969/j.issn.1672-6146.2011.03.023

TS 424; S 572

1672-6146(2011)03-0081-04

2011-07-11

湖南中烟工业有限责任公司项目（K200607; 2008160501）

罗井清(1978-), 男, 学士, 主要从事烟叶生产管理. E-­mail: 524545917@qq.com

彭新辉(1970-), 男, 博士, 高级农艺师, 主要从事烟草品质研究. E-mail: pxh6601@126.com

(责任编校:江 河)