纬度和海拔二维因素对云南烤烟农艺性状的影响

宋鹏飞，马 迅，王萝萍，董高峰，闫 辉，王 炽，李枝武，倪 明，胡 靖，陈兴位

(1．云南中烟工业有限责任公司技术中心, 云南 昆明 650231; 2.云南省农业科学院农业环境资源研究所, 云南 昆明 650205)

纬度和海拔二维因素对云南烤烟农艺性状的影响

宋鹏飞1，马 迅1，王萝萍1，董高峰1，闫 辉2*，
王 炽2，李枝武2，倪 明2，胡 靖2，陈兴位2

(1．云南中烟工业有限责任公司技术中心, 云南 昆明 650231; 2.云南省农业科学院农业环境资源研究所, 云南 昆明 650205)

【目的】云南烤烟种植分布广泛，纬度和海拔的分布可能导致烤烟生育期和生长农艺性状的差异，为了探讨不同品种烤烟随纬度、海拔的梯度变化而产生的适应性变化。【方法】本研究通过试验对比云南中烟主栽烤烟品种(云87、K326、红大)在北纬23°～27°、海拔1200～2200 m区域内烤烟农艺性状，分析烤烟生长与纬度、海拔分布之间的关系。【结果】随着纬度增加，不同品种烤烟的生育期、叶片数、叶面积、产量均呈现出先升高后降低的趋势，北纬25°烤烟农艺性状表现好。海拔分布主要影响烤烟生长的前期阶段，不同海拔分布下，烤烟农艺性状总体表现为中海拔>高海拔>低海拔。【结论】综合研究表明，云南烟区北纬24°～26°适宜烤烟生长，其中北纬25°中海拔烤烟农艺性状表现最好，具有生产高端烟叶潜力。

纬度；海拔；烤烟；农艺性状

【研究意义】烤烟的生长发育并不是固定不变的，它受生态环境的影响而变化。生态环境条件主要表现为温度、光照、降水等组合的差异。温度对植物生长的影响主要通过植物的呼吸、蒸腾等生理代谢过程影响其生长发育，通常温度降低会导致叶片长度和叶面积缩小，以减少因蒸腾作用散失水分。光照对植物的生长有促进作用，光照不足时会导致叶片厚度变薄，叶面积增加。水分是植物生长的重要因素，对植物的分布和生产力有着重要的影响[1-2]。【前人研究进展】纬度和海拔二维因素是综合的环境因子，包含了温度、光照、降水等环境因子的变化，是研究植物生理生态对环境响应的理想场所。海拔梯度与纬度梯度相比，环境因子沿海拔梯度变化要快1000倍[3]。海拔造成的环境异质性会极大地影响植物的生长，主要通过改变植株的外部形态结构、调节其内部生理及代谢方式。罗华元等对从美国引进的8个烤烟品种进行了高、低海拔种植的对比试验，结果表明，低海拔区时烤烟苗期和大田生育期均比高海拔区短，且烤烟株高和叶数均比高海拔区有所增加[1,4]。试验研究表明，海拔对烟叶产量、质量以及香吃味有着较明显的影响[5-6]。【本研究的切入点】云南属于高原山地，纬度跨度广，海拔高差大，立体气候特征明显。【拟解决的关键问题】通过在云南烟区抽样、调查、对比试验研究云南不同纬度、海拔分布范围，主栽品种(云87、K326、红大)烤烟的生长发育状况和区域特点，系统地分析烤烟农艺性状(生育期、株高、叶片数、叶面积、产量)随纬度、海拔分布的变化规律和差异。为云南烤烟种植布局和栽培管理提供理论依据，并且对烟叶原料体系的构建具有重要的指导作用。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

云南省烤烟主产区，纬度跨度为北纬23.0°～27.0°，海拔为600～2400 m，分布于云南省的普洱、红河、临沧、文山、玉溪、德宏、保山、楚雄、昆明、大理、曲靖、昭通12个州(市)。年均降水量 800～1600 mm，年均温度 11.0～19.0 ℃，年均日照时数1000～3300 h，气候温暖湿润、雨热同季、紫外线辐射强烈，云南中烟烤烟主栽品种以云87、K326、红大为主。

1.2 试验设置

本研究将云南主要烟叶产区范围北纬23°～27°，按1.0°纬度带划分，共分为5个纬度带，在每个纬度带内，筛选低海拔(1200～1400 m)、中海拔(1400～1800 m)、高海拔(1800～2200 m)的代表性植烟区域，设置云南中烟主栽烤烟品种(云87、K326、红大)的生态适应性对比试验，各试验点基本情况见表1。在烤烟的生长生育期内依照YCT 142-1998《烟草农艺性状调查方法》调查烤烟农艺性状株高、叶片数、叶面积、产量等指标。

表1 烤烟试验点基本情况

续表1 Continued table 1

地点Testlocation纬度Latitude海拔Altitude品种Variety土壤类型Soiltype化肥施用量(kg/hm2)FertilizerconsumptionNP2O5K2O农家肥施用量(kg/hm2)Organicfertilizerconsumption基追比Dressingratio红大红壤60.060.0210.075000.21中海拔云87水稻土105.0105.0367.560000.13K326水稻土105.0105.0367.560000.13红大水稻土60.060.0210.060000.21低海拔云87水稻土105.0105.0367.575000.13K326水稻土105.0105.0367.575000.13红大水稻土60.060.0210.075000.21曲靖德泽26高海拔云87红壤120.0180.0349.575000.29K326红壤120.0180.0349.575000.29红大红壤75.0150.0274.575000.29中海拔云87红壤105.0157.5325.575000.29K326红壤105.0157.5325.575000.29红大红壤60.0120.0250.575000.29低海拔云87冲积土105.0157.5325.575000.29K326冲积土105.0157.5325.575000.29红大冲积土60.0120.0250.575000.29曲靖会泽27高海拔云87红壤105.0157.5325.575000.29K326红壤105.0157.5325.575000.29红大红壤60.0120.0250.575000.29中海拔云87红壤105.0105.0325.575000.29K326红壤105.0105.0325.575000.29红大红壤60.060.0250.575000.29低海拔云87冲积土105.0157.5325.575000.29K326冲积土105.0157.5325.575000.29红大冲积土75.0150.0274.575000.29

1.3 数据处理

试验数据利用EXCEL软件进行处理，采用SPSS 18.0软件进行处理的统计分析与作图，使用单因素方差分析(one-way ANOVA)对不同纬度、海拔区域的烤烟农艺性状指标差异进行分析，方差分析F检验达显著水平(P<0.05)时，采用Duncan多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同纬度、海拔对烤烟生育期的影响

不同纬度、海拔条件下，不同烤烟品种的大田生育期分布于112～154 d，平均烤烟大田生育期为127 d。不同纬度分布下烤烟大田生育期存在显著差异，北纬23°～26°，烤烟生育期随纬度的升高而增长，北纬25°和北纬26°烤烟大田生育期显著长于其余纬度带。不同海拔分布下，烤烟大田生育期时长变化为中海拔>高海拔>低海拔，且差异显著。云87、K326、红大不同品种烤烟生育期差异不显著。说明在北纬23°～25°，光照、热量、降水等环境条件较充裕时，影响烤烟生育期为海拔决定的地形高差因素；北纬26°是烤烟生长的分界线，烤烟生育期随海拔升高，气温降低，生育期缩短；北纬27°处于相对冷凉地区，不同海拔高度的烤烟生育期时长差异较小，并且不同品种烤烟生育期都出现缩短趋势，纬度相比海拔成为影响烤烟生育期的主要因素。

依据烤烟大田生育期的生长发育特点，分为团棵期、旺长期和成熟期3阶段。纬度对烤烟生长阶段具有显著影响(表2)，团棵期时长变化为北纬26°>北纬23°>北纬25°>北纬27°>北纬24°，旺长期时长变化为北纬24°>北纬27°>北纬25°>北纬26°>北纬23°，成熟期时长变化为北纬26°>北纬23°>北纬25°>北纬24°>北纬27°。烤烟生长的团棵期时长与旺长期时长为互补关系，北纬26°和北纬23°烤烟团棵期较长，则旺长期较短；北纬27°和北纬24°烤烟团棵期较短，则旺长期较长；北纬25°烤烟团棵期和旺长期时长较为适宜。烤烟成熟期时长受纬度的影响主要表现为，北纬27°烤烟成熟期时长相对较短，其余纬度带烤烟成熟期时长差异较小。

图1 纬度、海拔、品种对烤烟生育期的影响Fig.1 The effects of latitude,altitude and varieties on tobacco growth period

海拔对烤烟生长阶段的影响主要表现在团棵期(表3)，团棵期时长变化为中海拔>高海拔>低海拔，旺长期和成熟期受海拔影响的差异不显著。说明海拔分布主要影响烤烟生长的前期阶段，对烤烟生长的中后期影响作用小。低海拔地区温度较高，烤烟团棵期时长短，烟株前期生长加快，烟株根系生长不充分，干物质积累少，叶片薄，致使成熟期缩短。

2.2 不同纬度、海拔对烤烟株高的影响

不同纬度、海拔条件下，不同品种的烤烟自然株高为98.05～172.40 cm，平均自然株高为135.04 cm，打顶株高为82.48～131.60 cm，平均打顶株高为106.72 cm。不同纬度分布下烤烟自然株高存在显著差异，烤烟自然株高变化为北纬25°>(北纬26°～27°)>(北纬23°～24°)，但不同纬度分布下烤烟的打顶株高无显著差异。说明北纬25°最适宜烤烟生长，北纬26°～27°次之，北纬23°～24°低纬度带烟株较矮。不同海拔分布下，烤烟自然株高和打顶株高变化趋势为高海拔>中海拔>低海拔，但差异不显著。不同品种烤烟自然株高和打顶株高变化为云87>红大>K326，随着海拔降低，品种间株高差异缩小。结果看出人为对烤烟株高的打顶管理较为粗放，未考虑纬度分布、地域环境和品种烟株长势，硬性采取统一做法(图2)。

2.3 不同纬度、海拔对烤烟叶片的影响

不同纬度、海拔条件下，不同品种的烤烟总叶数为20.90～28.20 片，平均总叶数为24.39片，有效叶数为17.50～23.65 片，平均有效叶数为20.59 片(图3)。不同纬度分布下烤烟总叶数具有显著差异，北纬25°的烤烟总叶片数显著高于其余纬度带，但不同纬度分布下烤烟的有效叶数无显著差异，说明北纬25°最适宜烤烟叶片的生长。不同海拔段下烤烟的总叶数和有效叶数差异不显著。不同品种烤烟总叶数和有效叶数的变化为K326>云87>红大，且差异不显著。

表2 不同纬度分布烤烟生长期

注：表中小写字母abc表示不同纬度带在0.05水平上的差异显著性。

Notes：The abc indicated the difference between different latitudes at the 0.05 level.

表3 不同海拔分布烤烟生长期

注：表中小写字母abc表示不同海拔段在0.05水平上的差异显著性。

Notes：The abc indicated the difference between different latitudes at the 0.05 level.

图2 纬度、海拔、品种对烤烟株高的影响Fig.2 The effects of latitude, altitude and varieties on tobacco height

图3 纬度、海拔、品种对烤烟叶数的影响Fig.3 The effects of latitude, altitude and varieties on tobacco leaf

图4 纬度、海拔、品种对烤烟单叶面积的影响Fig.4 The effects of latitude,altitude and varieties on tobacco leaf area

不同纬度、海拔条件下，不同烤烟品种的最大单叶面积在711～1662 cm2，平均最大单叶面积为1 100 cm2。不同纬度分布下烤烟最大单叶面积存在显著差异，烤烟最大单叶面积变化为北纬25°>(北纬23°～24°)>(北纬26°～27°)，说明北纬25°最适宜烤烟叶片生长，北纬23°～24°次之，北纬26°～27°高纬度带烤烟单叶面积较小。不同海拔分布下，烤烟单叶面积变化为中海拔>高海拔>低海拔，但差异不显著。不同品种烤烟单叶面积变化为红大>云87> K326，但差异不显著(图4)。

2.4 不同纬度、海拔对烤烟产量的影响

不同纬度、海拔条件下，不同品种的烤烟产量为232.50～3318.75 kg/hm2，平均产量为2106.90 kg/ hm2。不同纬度分布下烤烟公顷产量存在显著差异，北纬23°低纬度和北纬27°高纬度的烤烟产量显著低于其余纬度带，北纬25°的烤烟产量最高，但与北纬24°和26°的产量差异不显著。不同海拔分布下，烤烟公顷产量变化为中海拔>高海拔>低海拔，差异不显著。红大产量显著低于云87和K326，云87和K326的公顷产量无显著差异(图5)。

3 讨 论

纬度分布涉及温度、湿度、光照等诸多环境因子，是影响烤烟生长发育、物质代谢、结构和功能等重要的生态因素。低纬度地区，烤烟整个生长季温度变化小，降水丰富，烤烟生长迅速，主要表现为旺长期短，过早开始生殖生长或加速生殖生长，造成烟株高度不够、促使花芽分化而后期烟叶成熟生长时营养不足，烟株前期生长量相对较大，后期叶片干物质积累少，叶片薄，虽然叶片数和叶面积未显著降低，但产量显著减少。随着纬度升高，相对处于冷凉地区，烤烟前中期长势较好，但成熟期出现缩短趋势，表现为前期根系营养生长充分，茎叶生长旺盛，株高和叶片数足够，但后期遇低温寡照天气，造成叶片展开度不够，叶面积减小，影响产量的提高。

海拔对烤烟生长的影响主要表现在烤烟生长前期[7]。团棵期是烟株根系生长的关键时期，低海拔地区温暖湿润，雨水较多，日照时数相对不足，烟株根系生长快速，但扎根深度不够，造成团棵期较短，为后期烤烟内在物质积累提供养分不足，成熟期也多降雨天气，日照不足，烟叶成熟不完全。整体表现为大田生长期短，茎叶茂盛，但叶片狭窄，组织软嫩，厚度较薄，产质量不高[8]。高海拔地区，烤烟移栽时易受低温影响，低温环境影响植烟土壤养分及水分的有效性[9]，抑制根系的代谢活动，根系生长缓慢，影响根系对养分和水分的吸收运输，造成地上部物质合成不足[10]。随着烤烟生育期推进，高海拔烤烟成熟期气温下降快，昼夜温差大，加速叶片同化产物向根、茎、花、果实等器官运移，对烟叶产量和品质不利[11-12]，但高海拔地区光照充足，在一定范围内，光照时间久，延长光合作用，增加烟叶有机物质的合成[13]。烟草作为喜光、喜温植物，光温在一定范围内相互弥补，共同影响烟草的生长发育[14-16]。

图5 纬度、海拔、品种对烤烟产量的影响Fig.5 The effects of latitude, altitude and varieties on tobacco yield

4 结 论

云南烤烟种植区域，纬度分布是影响各时期烤烟生长发育和农艺性状的主要因素。北纬23°～27°适宜烤烟的生长发育，北纬24°～26°表现较好，其中北纬25°烤烟农艺性状表现最好，生育期长，各生长阶段时长适宜，株高高，叶片数多和叶面积大，公顷产量高。海拔对烤烟生长的影响主要表现在团棵期，不同海拔分布下，烤烟农艺性状总体表现为中海拔>高海拔>低海拔。综合研究表明，云南烟区北纬24°～26°适宜烤烟生长，其中北纬25°中海拔烤烟农艺性状表现最好，具有生产高端烟叶潜力。

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EffectsofLatitudeandAltitudeonAgronomicTraitsofFlue-curedTobaccoinYunnan

SONG Peng-fei1, MA Xun1, WANG Luo-ping1, DONG Gao-feng1, YAN Hui2*,
WANG Chi2,LI Zhi-wu2, NI Ming2, HU Jing2, CHEN Xing-wei2

(1.Research and Development Center, China Tobacco Yunnan Industrial Co., Ltd., Yunnan Kunming 650231，China；2.Institute of Agricultural Resources & Environment, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Kunming 650205，China)

【Objective】Flue-cured tobacco had been widely planted in Yunnan province. The distribution of the latitude and altitude could cause significant difference of growth stages and agronomic traits of flue-cured tobacco. The papers reviewed and analyzed on major tobacco’s varieties adaptability with the latitude and altitude gradient change. 【Method】A series of experiments had been set to investigate agronomic traits of Yunyan87,K326,HongDa, major tobacco cultivar in Yunnan province with 23°-27°north latitude and 1200-2200 m elevation. 【Result】The results showed that with the latitude increasing, tobacco’s growth stage, number of leaves, leaf area and the yield of main cultivated varieties was in the trend of first increased then decreased. Mainly tobacco cultivated varieties had better agronomy character around 25°north latitude. The effect of altitudinal patterns was greatly on the earlier stage of growth periods of tobacco. The reducing order of agronomic traits was at moderate altitude area>high altitude area>low altitude area. 【Conclusion】Integrated study indicated that 24°-26°north latitude was adaptable range with the optimum traits of 25°north latitude. The overall potential for high-end tobacco was forecast to improve dramatically in the region of 25°north latitude.

Latitude; Altitude; Flue-cured tobacco; Agronomic Traits

1001-4829(2017)10-2345-07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.10.031

2016-03-15

云南中烟科技项目“‘2260’原料精准开发研究及应用”(2016YL03)；云南中烟科技项目“提高云烟中烟烟叶综合使用价值的研究和应用”(2015YL01)

宋鹏飞(1984-)，男，云南昆明人，工程师，长期从事烤烟栽培工作，E-mail：27065868@qq.com,*为通讯作者，E-mail：472796522@qq.com。

S572

A

(责任编辑 王家银)