海南雪茄茄衣氯离子来源及降氯途径分析

杜佳，周瑞生，姚芳，祝春岗，莫娇，时向东

1 河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002；2 海南建恒哈瓦那雪茄有限公司，海南儋州 571700；3 海南省烟草公司儋州公司，海南儋州 571700

海南雪茄茄衣氯离子来源及降氯途径分析

杜佳1，周瑞生2，姚芳1，祝春岗3，莫娇1，时向东1

1 河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002；2 海南建恒哈瓦那雪茄有限公司，海南儋州 571700；3 海南省烟草公司儋州公司，海南儋州 571700

【目的】寻找海南茄衣氯离子来源，以求控制烟叶中氯离子含量。【方法】分析研究了烟田水源、肥源、不同海岸线距离土壤、不同作物茬口以及整个生育期内不同土层、烟株不同器官氯离子动态变化规律。【结果】①海南茄衣烟田水源、肥源不是烟叶中氯离子的主要来源；②植烟田距离海岸线的安全距离在10 km以外；③不同茬口作物（如香蕉、甘蔗、红薯）中残留氯离子是茄衣烟田氯的主要来源；④在海南降雨量较大的条件下，连续四年控制烟田氯离子进入，烟叶氯含量呈持续下降趋势。【结论】目前海南雪茄烟叶氯离子来源于前茬作物土壤残留，推测来自少量海水的渗透；建议种烟的安全距离在距离海岸线10 km以上，并严格控制含氯肥料的使用。

海南，雪茄茄衣；降氯

氯是烟草以及其他植物生长发育所必需的元素之一[1-2]，适当的氯可以改善烟叶的品质，提高烟叶质量，如提高烟叶韧性、油分，降低破损率等[3]。但是，烟草属于弱耐氯作物，耐氯临界值150 ～ 300 mg/kg[4]，当土壤总氯量超过600 mg/kg时烟草就会发生中毒现象[5]。烟叶氯含量过高时常导致叶片厚而脆，弹性下降，燃烧性差，烟灰发黑[6]，香气量下降和品质变差等一系列弊端[7]。施氯量影响烟株氯含量、积累量及烤后烟叶产质量，随着施氯量的上升，烟株的氯含量和积累量均表现为显著上升的趋势，整株氯含量和积累量与施氯量呈极显著的正相关[8-9]。通常认为，土壤氯离子来源与灌水[10]、肥料[11]、前作[12]等因素有关。

海南省属典型的海洋性气候，与世界上最著名的雪茄烟产地——古巴相比，都在北纬20°左右，并拥有相似的气候条件和深厚肥沃的红色沙壤土质，烟叶生长季节平均气温25°C以上，相对湿度77% ～86%[13]，是我国生产优质雪茄原料最具优势的产区。但近年来海南烟叶存在的突出问题是氯离子含量明显偏高，导致化学成分不协调，影响工业可用性。本文旨在寻找海南茄衣氯离子含量高的原因，以求在源头上控制氯离子的输入，从而为控制海南茄衣氯离子含量提供科学依据。

1 调查内容与测定方法

1.1 试验田基本情况

大田试验：试验地设在海南省儋州市光村镇，距离海岸线6 km。试验小区为沙壤土。供试品种：JH-1茄衣品种。土壤氯离子含量为14.27 mg/kg。

试验田面积333.3 m2。施纯氮210 kg/hm2，氮-磷-钾比例为1:1.5:2，田间管理和采收调制措施按优质雪茄烟生产管理规程进行。

1.2 调查内容

1.2.1 雪茄烟生长过程中土壤和烟株氯离子含量变化

土壤：于2014年11月—2015年3月分别在移栽后0d、20d、35d、50d、65d、80d，取垄上株间深度为0 ～ 20cm、20 ～ 40cm土壤；

烟叶样品：分别在团棵期、旺长初期、打顶期和采收结束取有代表性的烟株，进行整株采收，分离根、茎、叶后，清水冲洗， 105℃杀青15min，然后60℃烘干至恒重，过60目筛后供分析用。

1.2.2 灌溉水和雨水氯离子含量

灌溉用水：对灌溉水管水（井水）排出5min后的水进行取样，每次取100mL，取3次，分别于2014年11月5日，2015年3月1日，2015年4月1日取样。

水库水：分别于2014年11月5日，2015年3月1日，2015年4月1日在水库灌溉水渠口取流动水样，每次100 mL；分别测定后计算平均值和变异系数。

降雨：分别于2014年11月，2014年12月，2015年3月。每月1次随机在降雨天气下，将蒸馏水润洗过的3个200mL烧杯随机放置于烟田内，取约200mL雨水进行分析；分别测定后计算平均值和变异系数。

1.2.3 肥料氯离子含量

2014年11月对所购买的肥料每种随机取三份，每份200g, 进行化学成分分析。

1.2.4 不同海岸线距离土壤氯离子含量

于2014年12月对距离海岸线0km（19°50′17.5″N，109°29′20.0″）、10km（19°44′56.7″N，109°30′05.3″）、20km（19°39′35.6″N，109°30′50.6″）、30km（19°34′14.7″N，109°31′35.8″）、40km（19°28′53.7″N，109°32′21.0″）的0～20cm、20～40cm、40～60cm自然荒地土壤每个地区随机取3个点进行取样。

1.2.5 不同茬口土壤氯离子含量

于2014年8月调查不同茬口作物，并对周边红薯地、甘蔗地、香蕉地0～20cm、20～40cm、40～60cm不同深度土壤进行取样，每个地区随机取3个点，分析氯含量。

1.2.6 不同年份烟叶氯离子含量

2012—2015年海南茄衣烟叶来自海南建恒公司提供库存烟叶，每年份各不同等级烟叶随机取样3次每次100g左右。

1.3 测定方法

土壤氯离子用5:1水土比浸提法——AgNO3滴定法；根、茎、叶氯的测定采用YC/T 218—2002连续流动法检测；水样氯离子测定使用AgNO3滴定法。

1.4 数据处理

采用SPSS 19.0软件、DPS 7.05软件和Excel软件进行数据的统计分析，由Tukey法分析均值差异的显著性, 显著性水平P＜0.05，以a、b、c表示其差异性，数字后不含有相同字母表示差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 海南茄衣生产过程中土壤和烟株氯离子动态变化情况

2.1.1 茄衣大田生长过程中土壤氯离子含量动态变化

对烟株大田生育期内不同深度土壤取样分析氯离子动态（图1）。从图1可以看出，移栽时土壤氯含量均高于优质烟叶生产要求氯含量[14]30mg/kg，随着时间的推进，不同深度土层氯离子含量总体均呈现明显下降趋势。尤其是0 ～ 20cm土层，在整个生育期，氯离子含量下降了74.29%。这种变化显然是与降水、灌溉水的向下压渗和烟株对氯的吸收等有关。但在65d时土壤中氯离子出现小幅度的上升，这可能是因为降水量的减少和烟叶采收期灌水减少、烟株吸氯量下降等导致土壤氯离子上升，但整个大田生育期内土壤中氯离子呈下降趋势。

图1 烟叶生长过程土壤氯离子含量动态变化Fig.1 Dynamic changes of soil chloride ion content by tobacco Growth

2.1.2 茄衣大田生长过程中烟株氯离子含量的动态变化

对烟株在大田生育期烟内各器官氯离子积累动态进行测定（图2）。结果显示，随着烟株大田生长发育，根、茎、叶中氯离子均呈现显著上升的趋势，其中以茎和叶增长最为明显，其中叶的拟合方程为y叶= 0.239x - 0.155（R² = 0.9666）。结合生育期内植烟土壤氯离子变化规律，可以认为茄衣中氯离子主要来自对土壤中氯的吸收。

图2 烟叶生育期氯离子积累量Fig.2 Accumulation of chloride ions in the tobacco growing period

2.2 植烟土壤中氯离子来源分析

2.2.1 烟田灌溉用水中的氯离子含量

氯离子的流动性强，易随水的流动而转移，烟田灌水氯含量是衡量烟田灌溉水质的一个重要指标[15-16]。全国烟草种植区划报告，灌溉水中氯离子含量大于30 mg/L时会影响烟叶的燃烧性，超过45 mg/L的则会导致烟叶吸食时严重熄火[17]。也有研究认为烟田灌水氯含量不应高于25 mg/L[18]。由表1可知，烟田灌溉水源中氯离子含量为水库水＞井水＞降雨，水库水和井水中氯离子可能来源于土壤中渗透。无论何种水源，比照植烟灌溉水要求氯离子含量均远低于25 mg/L水平，因此海南茄衣烟田所使用的灌溉水源氯离子含量在合理范围内，烟田灌溉用水不是导致烟叶中氯离子含量过高的主要原因。

表1 烟田灌溉水源中的氯离子含量Tab.1Tobacco chloride content in water

2.2.2 烟用肥料中的氯离子含量分析

研究表明烟田施用肥料中氯含量与烟叶中氯含量呈显著正相关[19]。由表2可知，海南大部分烟用施用肥料中未检测出氯离子，仅在滨地牌硫酸钾镁中检测出氯离子其含量为2.66mg/kg，远远低于烟用肥料氯含量控制指标＜0.5～1.0%[3]，均符合植烟要求，肥料不是导致海南雪茄烟叶中氯离子含量过高的直接原因。

表2 茄衣烟田施用的肥料中氯离子含量Tab.2 Field of chloride ion in fertilizer

2.2.3 不同海岸线距离土壤氯离子含量分析

对不同海岸线距离，不同深度荒地土壤氯离子含量进行检测分析（图3）。在距海岸线0km处土壤氯含量总体较高，并且深层土壤氯离子含量明显较高。分析可能是由于海水倒灌、渗透原因造成。0 ～ 20 cm土层，距海岸线0至30 km均有较明显下降，30至40km变化不大。当距海岸线10km以下，20 ～ 40cm与40 ～ 60cm土层中，氯离子含量基本均高于30mg/kg；当距离海岸线大于等于10km时，土壤不同耕层深度氯含量均低于30mg/kg；随着离海岸线的距离增大，土壤氯含量下降幅度变小；距离海岸线10km后不同地点＞20 cm深度土壤氯含量变化也不大。因此，从本研究结果看海南雪茄烟种植安全距离应该在10km以上。

图3 不同海岸线距离取样地点Fig.3 Different sampling locations from the coastline

2.2.4 不同作物茬口对土壤氯离子含量的影响

对种植红薯、甘蔗、香蕉的作物土壤进行调查分析，结果见图4。不同作物茬口不同深度土壤的氯离子均高于30mg/kg。随着土层深度的增加，氯离子均呈现下降趋势，说明该部分氯离子来自外源氯的加入，呈现从上往下渗透的趋势。调查表明当地农民种植香蕉对钾肥需求大，且对氯没有限制要求，施用氯化钾肥料不仅能快速增加钾含量，并且有价格低廉优势，所以香蕉地有较高的氯离子含量，达到128mg/kg，这远远高于烟叶要求的土壤氯含量。同理，甘蔗地、红薯地施用的钾肥也是以氯化钾为主，种植这类作物田里土壤氯离子含量也远高于植烟田土壤的标准值。海南儋州茄衣种植基地在2011年土地大规模集中流转为烟田时，当地农民多以种植香蕉、甘蔗等为主。据此分析，海南茄衣氯离子含量高的主要原因，是前作常年使用含氯肥料造成的。

图4 不同作物茬口土壤氯离子含量Fig.4 Different soil before the chloride ion content

2.3 不同种植年份烟叶氯含量变化规律

自2012年后，海南雪茄烟种植基地所有植烟土壤从水源、肥料等方面严格控制氯离子的输入。三年来茄衣烟叶氯离子含量变化见图5。从图5可以看出，烟叶在2012年氯含量大多在3%以上，其中A1R等级氯含量达到4.3%。随着种植年份的推移，各等级烟叶氯离子含量均出现了降低，尤其是A2F、A3F、A1R、A2R氯在2014年就有大幅度的下降，下降幅度基本都在60%以上。到2015年，所有地块烟叶氯含量持续下降，但下降幅度较上年有明显减小，烟叶氯含量基本都处于1%左右。

图5 2012-2015年海南茄衣烟叶氯离子含量情况Fig.5 The chlorine ion contents of wrapper tobacco during 2012-2015 in Hai nan

3 结论

通过以上研究，可以得出以下结论：①大田生长过程中烟叶氯含量逐步升高，土壤氯离子含量呈下降趋势，烟叶中氯离子主要来自对土壤中氯的吸收；②烟田的降水、灌溉用水和施入的肥料中，氯离子含量均在适宜范围内，这些都不是造成土壤氯含量高的主要因素；③海水对土壤中氯含量有一定的增高作用，距离海岸线10km以上是植烟土壤氯离子含量的安全距离，越远离海岸线，氯离子含量越低；④香蕉、甘蔗、红薯田氯离子含量都很高，农民常年使用氯化钾肥料，是导致土壤氯离子含量高的重要来源。⑤连续4年控氯烟田，烟叶氯离子含量呈持续下降趋势。

因此，海南烟叶控制氯含量的根本途径一是严格控制含氯肥料的使用，二是烟叶种植区域距离海岸线10km以上，三是烟田选地时应避开香蕉、甘蔗、红薯等高氯残留茬口。

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: DU Jia, ZHOU Ruisheng, YAO Fang, et al. Sources analysis and control approaches of chloride ions in cigar wrapper in Hainan[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2016, 22(6)

◇相关论文推荐

烤烟氯含量与挥发性香气物质及感官质量的关系研究

【作者】 许自成，李丹丹，毕庆文，殷英，邢小军，张晓兵

中国烟草学报，2008年第5期

摘要：以四川主产烟区40份烤烟样品为材料,研究了烟叶氯含量与挥发性香气物质及感官质量的关系,结果表明:(1)四川烤烟氯含量较适宜,平均为(0.36±0.19)%,变幅为0.11%～1.12%,呈现出下部叶＞中部叶＞上部叶的趋势,但不同部位氯含量的变异系数较大。(2)烟叶氯含量与主要挥发性香气物质含量之间存在着密切关系,当烤烟氯含量＞0.6%时,该组样品的新植二烯含量和挥发性香气物质总量均明显低于氯含量为0.4%～0.6%组别样本的含量,其类胡萝卜素降解产物含量也明显低于氯含量＜0.4%组别样本的含量;而芳香族氨基酸降解产物、美拉德反应产物、类西柏烷降解产物含量在组间的差异不显著。(3)当烤烟氯含量在0.01%～1.20%的范围内,氯含量与香气质、香气量、余味、杂气、燃烧性、灰色和评吸总分均存在着显著的二次曲线回归关系,但氯含量与刺激性的回归关系则未达到显著水平。

关键词：烤烟；氯含量；挥发性香气物质；感官质量；关系分析

Sources analysis and control approaches of chloride ions in cigar wrapper in Hainan

DU Jia1, ZHOU Ruisheng2, YAO Fang1, ZHU Chungang3, MO Jiao1,SHI Xiangdong1
1 Tobacco College of Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China；2 Hainan JianhengHavana Cigar Co., Danzhou 571700, China;3 Hainan Provincial Tobacco Company Danzhou branch, Danzhou 571700, China

[Objective] To control the content of chlorine ion in cigar wrapper in Hainan by finding out its sources. [Methods] The dynamic variation rule of the chloride ion was studied in the water and fertilizer sources of tobacco fields, soils of different distance from the coastline, various crop stubbles, different soil depth during all the growing period, and different organs of tobacco plants [Results]①Irrigation and fertilization were not the main source of chlorine ions in cigar wrappers.②The safe distance of tobacco field from the coastline was beyond 10km. ③Residual chlorine ions of different crop stubbles such as bananas, sugar cane，and sweet potato was the major source of chlorine in cigar wrapper ④The chlorine content showed a declining trend after four consecutive years of chloride ions control with high precipitation in Hainan province.[Conclusion] The high chloride residue of cigar tobacco in Hainan mainly came from the previous cropping soil and a few from the infiltration of the seawater. It was suggested that the safe distance of tobacco cultivation from the coast was more than 10km, and the intake of chlorine-containing fertilizer should be strictly controlled.

Hainan; cigar wrapper; reducing chlorine

杜佳，周瑞生，姚芳，等. 海南雪茄茄衣氯离子来源及降氯途径分析[J]. 中国烟草学报，2016, 22（6）

中国烟草总公司“海南雪茄茄衣烟叶生产关键技术研究与应用”项目（110201202013）

杜佳（1990—），硕士，研究方向：烟草栽培生理，Email：dujia5613@163.com

时向东（1966—），博士，教授，硕士生导师，主要从事烟草栽培生理生化研究，Tel：0371-63558589，Email：yancaoshixd@163.com

2016-06-12