土壤理化性状与烟叶化学成分含量的典型相关分析

杨丽莉 朱列书 罗华元 朱山 董石飞 闫辉 朱海滨

摘   要：采用典型相关分析方法研究了土壤理化性状与烟叶主要化学成分含量的关系。结果表明：土壤速效钾和有效镁含量与烤后上部和中部烟叶中钾、总糖和氯含量关系密切，在一定范围内，土壤有效镁含量与上部和中部烟叶中钾、总糖和氯含量呈显著负相关，土壤速效钾含量与上部和中部烟叶中钾、总糖和氯含量呈显著正相关;在一定范围内，土壤pH值与中部烟叶中总糖、氯以及钾含量呈显著负相关。

关键词：土壤理化性状;烟叶;化学成分;典型相关分析

中图分类号：S572文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2014）02-0049-03

Analysis of Canonical Correlation between the Soil Physiochemical Characteristics and the Contents of Chemical Compositions in Flue-cured Tobacco Leaf

YANG Li-li1，2， ZHU Lie-shu1， LUO Hua-yuan2， ZHU Shan3， DONG Shi-fei2， YAN Hui4， ZHU Hai-bin2

（1. College of Agriculture， HNAU， Changsha 410128， PRC; 2. Hongyunhonghe Tobacco （Group） Co.， Ltd.， Kunming， 650231， PRC; 3. Yiliang Branch of Yunnan Tobacco Company， Yiliang 652100， PRC; 4. Institute of Agricultural Environment and Resources， Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Kunming 650205， PRC）

Abstract： Canonical correlation analysis was done on the relations between the soil physiochemical characteristics and the contents of chemical compositions in flue-cured tobacco leaf. The results showed that within a certain range， the content of soil available magnesium was highly negatively correlated with the contents of potassium， and the content of soil available potassium was highly positively correlated with the contents of potassium， total sugar and chlorine in upper and middle flue-cured tobacco leaves; the soil pH value was highly negatively correlated with the contents of potassium， total sugar and chlorine in middle flue-cured tobacco leaves.

Key words： soil physiochemical characteristics; tobacco leaf; chemical composition; canonical correlation analysis

土壤是形成烟叶质量的主要影响因素之一，适宜的土壤理化性状指标是生产优质烤烟的重要基础[1-4]。烟叶化学成分是决定烟叶外观、内在质量的关键因素[5]。试验通过对红云红河集团主要原料基地土壤和烟叶样品数据的典型相关分析，系统地研究了土壤理化性状与烟叶化学成分含量之间的关系，旨在为优质烟叶原料的生产提供依据。

1   材料与方法

1.1   样品的采集

供试品种为红花大金元，全部518个烟样在昆明、保山、曲靖3市20个基地县内采集。按照“GB 2635-92烤烟标准”选取B2F、C3F两个等级每个样品3 kg。对应的土样选在施用底肥前采集。烟叶和土样各取259个。

1.2   樣品的测定

1.2.1   土壤理化性状指标   pH值、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、有效硼、有效镁、水溶性氯等8项，具体测定方法参照文献[6]进行。

1.2.2   烟叶化学成分指标   烟碱、总氮、钾、总糖、还原糖、淀粉、石油醚提取物、氯等8项，各指标具体测定方法见文献[7]。

1.3   统计分析方法

将土壤理化性状指标包括pH值（x1）、有机质（x2）、速效氮（x3）、速效磷（x4）、速效钾（x5）、有效硼（x6）、有效镁（x7）、水溶性氯（x8）看作一组变量;将烟叶化学成分包括总氮（y1）、烟碱（y2）、钾（y3）、总糖（y4）、还原糖（y5）、淀粉（y6）、石油醚提取物（y7）、氯（y8）看作一组变量，进行典型相关分析，具体分析方法参考文献[8-9]进行。

2   结果与分析

2.1   土壤理化性状指标描述性统计分析

供试土壤样品的描述性统计结果见表1。由表1可以看出，各土壤理化性状在样品间均存在广泛的变异。其中土壤pH值变异系数最小，表明在8个土壤理化性状指标中土壤酸碱度稳定性最好。pH值在最适宜烤烟生长的5.5～6.5间的土壤样本数占总样本数的32.82%，pH值在适宜烤烟生长的5.0～7.0间的土壤样本数占总样本数的69.88%，可见该烟区pH值总体适宜烤烟生长。土壤中的有效硼、速效磷、有效镁、水溶性氯、速效钾、有机质和碱解氮含量的变异系数都比较大，这可能与各地的土壤、气候状况和肥料施用量有关。

2.2   烟叶主要化学成分含量的描述性统计分析

烤后烟叶主要化学成分含量的测定结果见表2。由表2可知，烤后烟叶主要化学成分含量的平均值都处于较适宜的范围内。其中上部叶和中部叶变异系数最大的是氯含量，其次是淀粉含量，其他化学成分含量的变异系数都比较小。

2.3   土壤理化性状与烤后上部烟叶主要化学成分含量的典型相关分析

土壤理化性状与烤后上部烟烟叶主要化学成分含量的典型相关分析结果见表3。从表3中可以看出，只有第1个典型相关系数达到了极显著水平，因此取第Ⅰ对典型变量进行分析，其结果见表4。由表4可知，第Ⅰ典型变量的构成如下：

u1= 0.234 x1 – 0.357 x2 + 0.523 x3 – 0.098 x4 – 0.479 x5 + 0.024 x6 + 0.502 x7 – 0.238 x8

ν1= 0.305 y1 – 0.178 y2 – 0.484 y3 – 0.670 y4 + 0.312 y5 + 0.039 y6 – 0.180 y7 – 0.247 y8

由u1与原始数据的相关系数可以看出，在达到显著水平的第1对典型变量（u1，ν1）中，它和速效钾（x5）含量存在较高的负相关，相关系数为–0.533，与土壤有效镁（x7）含量存在较高的正相关，相关系数为0.633。所以，u1主要描述了土壤中速效钾和有效镁含量的综合性状，即随着速效钾含量的降低和土壤有效镁含量的提高，u1呈增加趋势。由ν1与yi的相关系数可看出，它与烤后上部烟叶钾（y3）、总糖（y4）以及氯（y8）含量存在较高的负相关，相关系数分别为–0.636、–0.580和–0.441。因此，ν1可以理解为主要描述了烤后上部烟叶中钾、总糖和氯含量的综合性状，即随着烤后上部烟叶中钾、总糖和氯含量的降低，ν1存在明显的增加趋势。这一组合说明土壤有效镁和速效钾含量与上部烟叶中总糖、氯和钾含量关系密切，在一定范围内，土壤速效钾含量与上部叶钾、氯和总糖含量呈显著正相关，土壤有效镁含量与上部烟叶中钾、氯和总糖含量呈显著负相关。

2.4   土壤理化性状与烤后中部烟叶主要化学成分含量的典型相关分析

土壤理化性状与烤后中部烟叶主要化学成分含量的典型相关分析结果见表5。从表5中可以看出，土壤理化性状与烤后中部烟叶主要化学成分含量的典型相关系数中，只有第1个典型相关系数达到了极显著水平，因此在此对第Ⅰ对典型变量进行分析。

从表6中可以看出，第Ⅰ对典型变量的构成如下：

u1= 0.293 x1 – 0.414 x2 + 0.647 x3 – 0.101 x4 – 0.380 x5 – 0.047 x6 + 0.388 x7 – 0.120 x8

ν1= 0.098 y1 – 0.156 y2 – 0.602 y3 – 0.574 y4 + 0.147 y5 + 0.020 y6 – 0.255 y7 – 0.432 y8

在達到极显著水平的第Ⅰ对典型变量（u1，ν1）中，由xi与u1的相关系数可知，它与土壤pH值（x1）和有效镁（x7）含量存在较高的正相关，相关系数分别为0.421和0.624，和速效钾（x5）含量存在较高的负相关，相关系数为–0.439。所以，u1可理解为描述了土壤速效钾、有效镁和pH值含量的综合性状，即随着土壤有效镁含量和pH值的降低以及速效钾含量的提高，u1存在比较明显的降低趋势。由ν1与yi的相关系数可知，它与烤后上部烟叶中钾（y3）、氯（y8）以及总糖（y4）含量存在较高的负相关，相关系数分别为–0.620、–0.590和–0.405。因此，ν1可以理解为主要描述了烤后中部烟叶中钾、总糖和氯含量的综合性状，即随着烤后中部烟叶中钾、总糖和氯含量的提高，ν1存在明显的降低趋势。由此可知，土壤pH值、有效镁和速效钾含量与中部烟叶中钾、总糖以及氯含量关系密切，在一定范围内，土壤有效镁含量和pH值与中部烟叶中钾、氯和总糖含量呈显著负相关，土壤速效钾含量与中部烟叶中钾、氯和总糖含量呈显著负相关。

3   小结与讨论

（1）各土壤理化性状在样品间均存在广泛的变异。其中以土壤pH值变异系数最小，表明在8个土壤理化性状指标中土壤酸碱度稳定性最好。pH值在最适宜烤烟生长的5.5～6.5间的土壤样本数占总样本数的32.82%，pH值在适宜烤烟生长的5.0～7.0间的土壤样本数占总样本数的69.88%，可见该烟区pH值总体适宜烤烟生长。土壤中有效硼、速效磷、有效镁、土壤氯、速效钾、有机质和碱解氮的含量的变异系数都比较大，这可能与各地的土壤、气候状况和肥料施用量有关。

（2）烤后烟叶主要化学成分含量的平均值都处于较适宜的范围内。其中上部烟叶和中部烟叶的变异系数最大的是氯含量，其次是淀粉含量，其他化学成分指标的变异系数均比较小。

（3）土壤有效镁和速效钾含量与上部烟叶中总糖、氯和钾含量关系密切，在一定范围内，土壤速效钾含量与上部烟叶中钾、氯和总糖含量呈显著正相关，土壤有效镁含量与上部烟叶中钾、氯和总糖含量呈显著负相关。这与罗华元[10]、王欣等[11]的研究结果相同。

（4）土壤pH值、有效镁和速效钾含量与中部烟叶中钾、总糖以及氯含量关系密切，在一定范围内，土壤有效镁含量和pH值与中部烟叶中钾、氯和总糖含量呈显著负相关，土壤速效钾含量与中部烟叶中钾、氯和总糖含量呈显著负相关。

参考文献：

[1]   秦   松，刘大翠，刘   静，等. 土壤肥力对烟叶化学成份及品质的影响[J]. 土壤通报，2007，38（5）：901-905.

[2] 荣凡番，张忠锋，张教侠，等. 不同施氮水平对山东褐土烟田供氮状况及烤烟质量的影响[J]. 中国烟草科学，2009，30（2）：41-46.

[3] 许自成，黎妍妍，肖汉干. 湖南烟区土壤交换性钙、镁含量及对烤烟品质的影响[J]. 生态学报，2007，（11）：4425-4432.

[4] 刘国顺.  烟草栽培学[M ]. 北京：中国农业出版社，2003.

[5] 欧阳文，田丽梅. 烟叶主要化学成分的平衡与烟叶质量品质关系对比分析研究[J]. 烟草科学研究，2006，（4）：68-70，18.

[6] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2000. 152-177.

[7] 王瑞新. 烟草化学[M]. 北京：中国农业出版社，2003. 250-275.

[8] 许自成，陈 伟，肖汉干，等. 烤烟硝酸盐含量与土壤养分的关系[J]. 生态学报，2006，26（6）：1889-1895.

[9] 唐启义，冯明光. 实用统计分析及其DPS数据处理系统[M]. 北京：科学出版社，2002.

[10] 罗华元，王绍坤，常寿荣，等. 烤烟钾含量与土壤pH、有机质和速效钾含量的关系[J]. 中国烟草科学，2010，31（3）：29-32.

[11] 王欣，许自成，肖汉干. 湖南烟区烤烟钾含量与土壤钾素的分布特点之间的关系[J]. 安全与环境学报，2007，7（5）：83-87.

（责任编辑：卢红玲）