土壤类型对烤烟生长及品质特征的影响

陈若星，杨虹琦*，赵松义，李宏光，成军平，方 明

（1.湖南农业大学生物科学技术学院，烟草科学与健康重点实验室，长沙 410128；2.中国烟草中南农业试验站，长沙 410128；3.湖南省烟草公司郴州市公司，湖南 郴州 423000）

土壤是烟草生存的基础，土壤条件主导着烟草生长发育，同时也影响其内在化学成分含量[1]。不同类型土壤理化性质有较大差异，养分供应规律有所不同，这将形成不同的烟叶品质风格特色[2-3]。刘冬冬等[4]对广东南雄地区不同土壤类型烤烟质量风格特征研究表明，粤烟 96综合品质表现为紫色土＞牛肝田＞沙泥田。土壤类型与烟叶品质的关系是近年研究热点，但目前多以研究土壤条件为主，且具有一定地域局限性，对其他烟区烟叶生产指导作用有限。桂阳烟区是湖南典型浓香型烟叶主产区，该烟区土壤类型多样，其中主要植烟土壤有水稻土、红壤、紫色土、黄红壤、黑色石灰土。为了揭示典型浓香型烟叶产区不同土壤类型烟叶生长速率、理化特性及感官评吸质量指标间存在的差异，以阐明土壤类型对烟叶生长和品质指标的影响，本研究以桂阳烟区水稻土、紫色土、红壤3种主要植烟土壤为对象，研究相近生态条件下，不同植烟土壤烟叶的生长速率、理化及品质特征，以期为提高典型浓香型烤烟的品质奠定理论与试验基础。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于 2010年在湖南省郴州市桂阳县进行。试验品种为云烟87。分别选取气候条件相近的3个村进行试验，即仁义镇梧桐村（水稻土），银河乡潭池村（紫色土），浩塘乡大留村（红壤）。各试验点分别选取3户具有代表性农户的地块。采用5点法取0～20 cm耕层土壤进行养分和pH测定。各试验田均按郴州优质烟叶生产标准的要求进行统一施肥、中耕和打顶等田间管理。在各试验田内分别选定 10株具有田间代表性烟株并用红线标记，于移栽后测定各阶段烟叶的农艺性状，并计算其生长速率。各试验点均采收中部第 10片适熟叶，编竿后放入同一烤房进行烘烤，取 C3F等级初烤烟叶5 kg进行理化指标检测和感官评吸。

1.2 测定项目与方法

土壤样品的pH、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾按照参考文献[5]方法检测。

株高及叶片生长速率：分别于烤烟移栽后第25、40、55、70、85、100 d测量各试验点烟株的株高、茎围及第5片烟叶的叶长和宽，以相邻两次农艺性状测量值的差值与测量相隔天数的比值作为烟株及叶片生长速率。

烟叶理化指标：每个处理取烤后样品C3F等级烟叶1 kg，随机抽取10片，分别用电子天平称单叶质量和去梗质量，以 10片烟叶称量结果的平均值作为该样品的单叶质量和含梗率。采用 YC/T31—1996标准方法测定含水率。可溶性总糖和还原糖含量采用标准 YC/T159—2002，总氮含量采用YC/T161—2002，挥发酸及挥发碱采用 YC/T160—2002，钾含量采用 YC/T218—2007进行检测。β-胡萝卜素、叶黄素、绿原酸、芸香苷采用参考文献[6-7]中的高效液相色谱法进行检测。

1.3 单料烟评吸方法

卷制长70 mm、圆周27.5 mm的烟支，经过挑选、平衡水分后，由评吸专家评吸鉴定。烟叶的感官评吸包含9项指标，分别为烟气香气质、香气量、杂气、浓度、劲头、刺激性、余味、燃烧性、灰色。对上述9项指标进行评吸打分，每项指标的最高分值为9分。

1.4 数据处理与分析

数据采用SPSS 13.0进行统计分析。

2 结 果

2.1 土壤养分含量与烟株生长速率

由表1可知，桂阳烟区水稻土、紫色土和红壤的养分和pH值均存在显著或极显著差异。其中全氮、全磷含量红壤＞紫色土＞水稻土，紫色土全钾含量最高，水稻土中速效养分和有机质含量均高于紫色土和红壤。红壤pH为弱酸性，质地为黏壤土，较适合烟草生长；水稻土和紫色土的pH为弱碱性，质地均为壤黏土。

由图1看出，紫色土的烤烟株高和茎围25～40 d的生长率，叶长和叶宽25～55 d的生长率高于水稻土和红壤。植烟前土壤养分调查结果中紫色土速效养分含量并不丰富，所以维持其高生长率所需的养分可能源自有机物矿化，也有可能由于紫色土土壤环境好，肥料利用率高。水稻土烤烟成熟期生长速率较高，这不利于后期成熟落黄，可能造成烟叶脱氮困难，烟叶含氮类化合物含量高。可见，土壤类型对烤烟生长速率有较大影响，这可能由于不同类型土壤质地和持水量存在差异，微生物和土壤酶活性变化规律有所不同，导致氮素矿化速率和烟株根系对养分吸收利用率受到一定影响。

表1 3种植烟土壤养分状况Table 1 The conditions of nutrient from three soils

图1 不同土壤类型烤烟生长速度Fig.1 Growth rate of the flue-cured tobacco on various soil types

2.2 不同植烟土壤烤烟农艺性状

不同植烟土壤烤烟农艺性状的统计分析结果见表2。可知，水稻土和紫色土烤烟株高极显著高于红壤，叶长、茎围显著高于红壤，但叶宽和节距差异不显著。这是因为株高、茎围和叶长是反映烟株生长量的主要指标，其大小主要与土壤水分和养分的供应密切相关。而叶宽和节距这两个农艺性状指标除了受土壤水分和养分供应的影响外，在一定程度上还受到基因型的调控[8]。

2.3 不同植烟土壤烤烟理化指标

2.3.1 物理指标 烟叶的物理特性不仅反映烟叶的外观质量，还将影响烟叶的经济价值和可用性[9]。由表3可知，不同植烟土壤烟叶物理指标中的含梗率、干物质重、单位叶面积质量、叶片厚度存在显著差异。水稻土和红壤土烟叶的物理指标值较为接近，紫色土差异较大。水稻土和红壤烟叶含梗率、含水率相对较小，但叶片偏厚，干物质积累较多。紫色土烟叶含梗率最高，干物质重、叶厚、单位叶面积质量显著低于其他两者。

2.3.2 不同植烟土壤烤烟主要化学成分含量分析由表4可知，水稻土与紫色土烟叶各常规化学成分的含量较为接近，红壤差异较大。水稻土和紫色土烟叶总氮、烟碱含量较高，总糖和还原糖含量较低，双糖差值较小。两糖差值反映烟叶中非还原糖的含量[10]，非还原糖含量与烟叶中的蔗糖和可溶性多糖的含量有关，对烟叶香吃味有较大影响。红壤烟叶总氮和烟碱含量较低，并且高糖低碱的特征导致红壤烟叶糖碱比显著高于水稻土和紫色土烟叶，其挥发酸与挥发碱之比也显著高于其他两者。由于红壤烟叶氯含量高，水稻土和紫色土烟叶钾含量高，所以红壤烟叶钾氯比显著低于水稻土和紫色土烟叶。

表2 不同植烟土壤烤烟农艺性状Table 2 Analysis on agronomic traits of the flue-cured tobacco

表3 不同植烟土壤烤烟物理指标Table 3 Analysis on physical properties of the flue-cured tobacco

表4 不同植烟土壤烤烟化学成分含量及比例Table 4 Analysis on content and ratio of chemical components in the flue-cured tobacco

2.3.3 烤烟主要潜香型物质含量 类胡萝卜素是烟草中重要的萜烯类化合物之一，烟叶中中性挥发性香气物质成分中很大一部分是其降解产物，其中有很多是烟草中的重要致香成分[11]。绿原酸是烟叶中含量较高的多酚。芸香苷对烟草的生长发育、烟叶颜色、烟气香吃味等有重要影响[12]。表5分析结果表明，不同植烟土壤烟叶类胡萝卜素和多酚的含量差异不显著。这是因为类胡萝卜素和多酚都是含碳化合物，相对于一个品种而言，类胡萝卜素含量主要受光照强度影响[13]，多酚含量主要受烟叶光合作用和呼吸作用的影响。在光照、温度和土壤含水率接近的生态条件下，烟草叶片碳代谢水平也相似，所以3种植烟土壤烟叶类胡萝卜素和多酚含量没有显著差异。

表5 植烟土壤烤烟主要潜香型物质含量Table 5 Main latent fragrant substance contents of the flue-cured tobacco

2.3.4 感官评吸结果 表6结果表明，紫色土烟叶香气质得分最高，杂气小于水稻土和红壤烟叶，刺激性小于水稻土烟叶；水稻土烟叶香气量和浓度高于紫色土和红壤烟叶，但劲头和余味得分最低；红壤烟叶除余味高于其他两者外，其他评吸指标分值大多居中等水平。烟叶钾和氯的含量直接影响烟叶的燃烧性，进而影响烟叶燃烧过程中大分子分解成小分子致香物质及香味品质。由表4可知，紫色土烟叶的含钾量显著高于其他两类，钾氯比高于红壤烟叶，总氮、烟碱和挥发碱低于水稻土烟叶，这可能是导致紫色土感官评吸质量好于水稻土和红壤烟叶的主要原因。

表6 植烟土壤烤烟C3F感官评吸结果Table 6 Smoking test of the flue-cured tobacco from three soils

3 讨 论

不同土壤类型养分有所差异，供应规律有所不同。罗维斌等[14]对湖南祁东烟区不同土壤类型肥力状况进行了比较，结果表明，紫色土肥力比较适合种烟，其次是水稻土，红壤肥力较低，应进行适当改良。与本试验结果类似，其中水稻土氮磷总量不高，速效养分含量高；紫色土和红壤总量高，速效养分含量低。水稻土和紫色土速效钾含量较高。

研究表明，紫色土烟叶化学组分比例协调，评吸结果较好[15-16]，本研究结果也显示，紫色土烟叶感官评吸结果最好，香气质得分最高，杂气和刺激性最少。目前针对紫色土土壤环境与烟叶品质关系的研究较少，其他作物相关研究结果表明，紫色土具有磷脂脂肪酸总量和钾素含量高，微生物含量极为丰富，有机质和养分含量适中的特点[17-18]。研究结果还表明，紫色土在烤烟生育期内的土壤生物学特征和供肥规律都利于烟叶生长和改善品质，这些特点可能是紫色土烟叶形成良好品质的土壤条件。

综合本研究结果可知，桂阳烟区紫色土烤烟生长“前高后低”，生长规律最符合优质烟叶生产要求。烟叶含梗率高，叶片厚度较薄，干物质重和单位叶面积质量较小。总糖、还原糖、总氮和烟碱含量较低，钾含量显著高于水稻土和红壤。烟叶感官评吸中香气质分最高，总分等于红壤烟叶并高于水稻土烟叶。水稻土烤烟旺长期内长势较好，但进入成熟期后依旧有较高的生长率，这将造成烟叶脱氮困难，导致总氮和烟碱含量过高，这可能由于水稻土成熟期内氮素养分供应过量造成，所以应采取适当的措施进行调控。由于整个生育期生长量大，水稻土烟叶干物质累积较多，叶片偏厚，单位叶面积大。虽然红壤烤烟整个生育期生长率都要低于水稻土和紫色土，速效养分含量也不丰富，但其烟叶干物质含量也较多，单位叶面积和叶片厚度大。这可能因为质地偏壤土的土壤利于烟叶糖类化合物的合成[19]，红壤烟叶总糖和还原糖含量较高所致。

4 结 论

本研究结果表明，紫色土烟叶综合品质最好，红壤烟叶长势不足，水稻土烟叶氮类化合物含量过高。可根据不同土壤种植烟叶的特征合理优化栽培措施，如对红壤补肥和控制烤烟成熟期内水稻土氮素养分。但同时还需分析土壤理化特性和生育期内土壤条件的变化规律。有关桂阳烟区不同类型土壤理化及生物学特性的研究见后续报道。

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