不同烤烟品种烟叶重金属及硒元素含量的差异性

石保峰，张得平，梁琼月，贾海江，吴 健，廖宏涛，师奕琳，首安发，肖光雄，沈方科*

(1.广西壮族自治区烟草公司贺州市公司，广西贺州 542899； 2.广西大学农学院，广西南宁530005； 3.广西大学植物科学国家级实验教学示范中心，广西南宁530005； 4.广西中烟工业有限责任公司，广西南宁 530001)

近年来土壤重金属污染问题日渐突出，严重制约了社会发展和人类进步。广西被称为“有色金属之乡”，而矿山的开采和金属冶炼却造成了周边区域土壤及河流重金属污染。广西重金属污染主要集中在百色、河池、桂林、柳州、崇左、南宁武鸣等地[1]，而这些地区多为广西烟草主产区。烤烟作为一种经济作物，最终用于抽吸食用，同时烤烟也是一种对重金属有富集作用的作物，烟草中的有害重金属元素主要有镉( Cd) 、 铅( Pb) 、汞( Hg) 、 铬( Cr) 、 砷( As) 和镍( Ni) 等，重金属含量过量时再抽吸过程正卷烟香气中的重金属成分会随着主气流进入人体，其中最容易被人体吸收的是Cd，其次是Pb[2-3]。一支烟主体中46.4%的镉、26.4%的铅会被吸烟者吸入肺部[4]。同时，重金属浓度过高可造成烟草品质与产量的严重下降[5]。研究发现，硒对某些重金属毒性的具有拮抗作用，汪季涛等[6]指出，硒元素能显著降低烤烟叶片中Pb、Cd和Hg的含量，并提高烟叶的品质。谭周磁等[7]发现低浓度的硒可以减弱烟叶对土壤中Pb、Cd和Cr的吸收。韩丹[8]研究发现硒对烤烟吸收As有抑制作用。由此可见，硒对重金属毒害的拮抗作用对缓解烤烟中重金属对人体健康危害和提高烟叶安全性有极大意义。

笔者通过大田试验，在镉与铅等重金属污染且富硒的土壤中栽培28个不同烤烟品种，分析各品种烤烟烟叶中砷、铅、镉、铬及硒含量的差异性，探讨不同烤烟品种对土壤重金属及硒元素富集能力差异，为广西烤烟生产上的品种选择和提高烟叶重金属安全性提供参考。

1 材料与方法

1.1试验地概况试验在南丹县六寨镇巴峨屯进行。土壤基本理化性状如下：pH 6.10，有机质27.1 g/kg，碱解氮182.4 mg/kg，有效磷29.0 mg/kg，速效钾126.1 mg/kg，全硒0.39 mg/kg，全铬26.9 mg/kg，铅41.5 mg/kg，全砷1.35 mg/kg，全镉0.74 mg/kg。

1.2供试材料供试烤烟品种由广西中烟工业有限责任公司提供，共28个品种，为K326、红花大金元、毕纳1号、PVH1452、G80、NX0917、粤烟98、湘烟3号、龙江911、MSK326、NC55、NC71、NC82、NC89、NC102、NC297、云烟85、云烟87、云烟97、云烟98、云烟99、云烟100、云烟105、云烟109、云烟201、云烟202、云烟203、云烟205。

1.3试验设计采用大田栽培试验，各品种随机区组排列，每个品种设3次重复，每个重复8 株，共 24 株，行株距1.1 m×0.5 m。日常管理按当地常规管理进行，2016年2月5日通过漂浮育苗的方式进行育苗，2016年5月12日移栽定植。施肥方案为基肥包括钙镁磷肥900 kg/hm2、硝酸钾508.5 kg/hm2；定根肥(溶在定根水中淋施)硝酸钾75 kg/hm2；追肥硝酸钾225 kg/hm2。

1.4采样与分析测定烤烟烟叶落黄后，采中部叶片烘干后粉碎，过40目筛后备用(采收烘烤措施按照标准化生产技术要求执行)。

在大田起垄前，采用5点采样法采取0～10 cm耕作层的土壤，土样采回后在实验室避光自然风干，采用四分法分取部分土样粉碎，过100目筛备用。

烤烟水分含量的测定采用常压恒温干燥法[9]；烤烟硒、砷、铅、镉、硫、铬和全N、全P、全K的测定参照文献[10]的方法。土壤样品的测定如下：pH采用国家标准方法NY-T/1377-2007；有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、总硒、总砷、总铅、总镉、总铬的测定参照文献[10]的方法。

1.5数据处理试验数据采用Excel 2003和SPSS 19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1不同烤烟品种烟叶镉、砷、铅、铬、硒含量的差异由表1可知，28个烤烟品烟叶Cd的含量为4.37～8.58 mg/kg，其中以云烟109的含量最低，云烟99次之；烟叶Pb的含量为0.31～2.43 mg/kg，其中G80的含量最低，云烟205次之；烟叶As的含量为0.16～0.43 mg/kg，云烟205的含量最低，云烟202次之；烟叶Cr的含量为2.28～5.24 mg/kg，其中云烟202含量最低，云烟205次之；烟叶Se的含量为0.039 6～0.070 4 mg/kg，其中NC89的含量最低，红花大金元次之。

2.2云烟系列烤烟品种烟叶镉、砷、铅、铬的含量差异由图1可知，云烟系列不同品种烤烟烟叶Cd的含量存在较大差异，Cd含量最低的是云烟109，而含量最高的是云烟100，其Cd含量约是云烟109的2倍；云烟系列品种烤烟烟叶Pb的

表1不同品种烤烟烟叶镉、铅、砷、铬、硒含量的比较

Table 1 Comparison of the Cd,Pb,As,Cr and Se contents in flue-cured tobacco leavesmg/kg

图1 云烟系列不同烤烟品种烟叶镉、砷、铅、铬含量比较Fig.1 Comparison of the Pb,As,Cd and Cr contents in tobacco leaves of different Yunyan series

含量为1.19～2.40 mg/kg，其中以云烟205的含量最低，而烟叶Pb含量最高的是云烟100，其Pb含量是云烟205的2倍，可见同一系列不同品种烤烟之间对铅的吸收也存在较大差异；云烟系列品种烤烟烟叶As的含量为0.156～0.360 mg/kg，以云烟205的烟叶As含量最低，而烟叶As含量最高的是云烟203，其烟叶含As量约是云烟205的2.3倍，可见同一系列不同品种烤烟之间对砷的吸收差异较大；云烟系列品种烤烟烟叶Cr的含量为2.28～3.34 mg/kg，烟叶Cr含量最低的是云烟202，而烟叶Cr含量最高的是云烟109，其烟叶Cr含量约是云烟202的2倍，可见同一系列不同品种烤烟之间对铬的吸收差异较大。综合分析云烟系列12个烤烟品种对4种重金属吸收能力差异，得出云烟87在吸收重金属方面能力较弱，但是其吸收硒的能力也相对较弱；其次是云烟99和云烟202，这2个品种吸收硒的能力相对较好。

2.3NC系列烤烟品种烟叶对镉、砷、铅、铬的吸收差异由图2可知，NC系列不同烤烟品种重金属的吸收也存在差异，NC系列不同烤烟品种烟叶Cd含量为6.34～8.32 mg/kg，烟叶Cd含量最低的是NC297，而烟叶含Cd最高的是NC102，NC102烟叶Cd含量是NC297的1.3倍；NC系列不同烤烟品种烟叶Pb的含量为1.56～2.11 mg/kg，烟叶Pb含量最低的是NC102，而烟叶Pb含量最高的是NC82，其烟叶Pb含量约是NC102的1.3倍；NC系列不同烤烟品种烟叶As的含量为0.303～0.326 mg/kg，各品种差异较小；NC系列不同烤烟品种烟叶Cr的含量为3.03～5.24 mg/kg，烟叶Cr含量最低的是NC82，而烟叶Cr含量最高的是NC89，最高值是最低值的1.7倍。

2.4不同烤烟品种烟叶硒含量的差异性比较综合比较分析28个烤烟品种对镉、砷、铅、铬的吸收能力高低，筛选出低富集镉、砷、铅、铬4种重金属的烤烟品种云烟87、云烟99、云烟202、云烟205。进一步比较4个烤烟品种烟叶硒含量高低，从大到小依次为云烟99、云烟202、云烟87、云烟205。

图2 NC系列不同烤烟品种烟叶镉、砷、铅、铬含量比较Fig.2 Comparison of the Pb,As,Cd and Cr contents in tobacco leaves of different NC series

3 结论与讨论

土壤中的重金属元素会严重影响农作物的生长、产量与品质的形成[11-13]。烟草是一种以叶片为收获对象的特殊经济作物，其农艺、经济及品质性状同样会受到重金属的影响[14]。张艳玲等[2]在6个生态区中分析发现，K326、云烟85、云烟87和云烟100共4个品种对重金属Cd的吸收积累不一致，但是无显著差异。李晓婷等[15]研究表明烟草植株的镉含量与镉累积量品种间存在显著差异，且烟草地上部累积量均大于根部。该试验供试土壤镉含量超标2.5倍，烟叶中镉含量均大于土壤中镉含量，最高达11倍，而其他重金属则没有出现这种情况，可见烤烟能够富集镉，这与Lugon-Moulin N等[16]的研究结果一致；该研究同时发现不同烟草品种对重金属吸收能力有明显的差异，如G80品种在抑制铅吸收方面有突出能力，总体上以云烟87、云烟99、云烟202、云烟205共4个烤烟品种吸收土壤中砷、铅、镉、铬重金属的能力较低，但这4个烤烟品种对硒元素的吸收差异不大。因此从烟叶生产安全及品质考虑，建议种植云烟87品种。