不同类型土壤养分区域对烟叶工业可用性的影响

吴龙 蓝周焕 张汉千

摘要：土壤养分状况对烟叶质量的形成有重要影响。福建省龙岩市作为武夷丘陵清甜蜜甜香型烟叶典型产区，明确其不同类型土壤养分区域烟叶质量与工业可用性的关系，对实现龙岩烟叶精准收购与调拨具有重要指导意义。通过对龙岩市上杭县所辖22个乡（镇）的土壤取样分析后发现：上杭县土壤pH值较低，有机质含量丰富，碱解氮含量偏高，有效磷含量中等，速效钾含量偏低;进一步通过系统聚类分析法将上杭县所有乡（镇）分为7个不同类型土壤养分区域，并以其对口烟叶调拨工业企业安徽中烟烟叶质量评价方法对前3种主要类型土壤养分区域2014—2018年所产烟叶的外观质量、感官品质、化学成分等进行评分后发现：3种主要类型土壤养分区域烟叶质量综合得分均较高，且Ⅱ类土壤>Ⅲ类土壤>Ⅰ类土壤。因此，Ⅱ类土壤养分区域为该企业烟叶调拨最适宜区、Ⅲ类土壤养分区域为适宜区、Ⅰ类土壤养分区域为较适宜区;同时，该烟区除了做好稳定Ⅱ类土壤养分区域烟叶收购调拨工作水平以外，还要针对Ⅰ类和Ⅲ类土壤养分区域土壤碱解氮含量偏高、速效钾含量偏低的特点，在田间施肥方面可以适当采取控氮补钾措施，以逐步提高该类型土壤养分区域所产烟叶对相关工业的可用性。

关键词：土壤养分区域;烟叶质量;工业可用性;收购调拨

中图分类号：S572.06   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）17-0213-06

土壤养分是生产优质烟叶的重要影响因素之一，与烟叶品质的形成紧密相关。研究不同类型区域土壤养分状况及其与经济性状和烟叶质量的关系对农、工、商三方共建“全收、全调、全用”优质烟叶生产基地单元具有推进作用。近年来，对我国各烟区土壤养分状况及其与烟叶质量关系的研究较多[1-5]，但相关研究多以改良省级或地市级烟区植烟土壤养分不均衡目的为主，针对提升基层优质烟叶生产基地单元不同类型土壤养分区域对烟叶工业可用性影响的研究还鲜有报道。

福建省龙岩市作为武夷丘陵清甜蜜甜香型烤烟的典型产区，其烟叶以独特的清香风格深受全国各家卷烟工业企业的喜爱。自2010年起，安徽中烟工业有限责任公司以龙岩市上杭县庐丰乡（上杭县最大种烟乡镇）为中心，涵盖周边所有相邻连片区域乡镇，建立“安徽中烟-上杭庐丰”国家级现代烟草农业基地单元，具体下辖庐丰畲族乡、蓝溪镇、溪口乡等9个乡镇，年均调拨烟叶3.5×106 kg左右。

近年来，在烟叶调拨工作中，我们发现安徽中烟工业有限责任公司对上杭县庐丰畲族乡、下都乡等乡镇的烟叶质量评价较高，调拨需求量也逐年增大，而对基地单元内其他乡镇烟叶的评价及需求却有不同。由此可见，当初以相邻连片区域乡镇所划片建立的基地单元如今已不能更好满足安徽中烟工业有限责任公司卷烟品牌风格需求及烟叶原料均质化复烤加工要求。

为此，本试验以龙岩市上杭县22个乡（镇）近5年（2014—2018年）的土壤及其代表性烟叶为研究对象，通过对其土壤养分状况的多重方差比较和聚类分析，并结合安徽中烟工业有限责任公司烟叶质量评价结果，研究不同类型土壤养分区域对烟叶工业可用性的影响，以期确定与安徽中烟工业有限责任公司卷烟配方需求相对应的烟叶调拨适宜区划，探索建立以工业烟叶原料质量风格需求为导向，以不同类型土壤养分区域为收购调拨单元新型烟叶购销模式，为今后龙岩市各烟区与对口卷烟工业企业构建“一企一策”的烟叶收购及调拨工作方案提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验实施

本试验于2014年1月至2018年12月在福建省龙岩市上杭县开展，试验烟田及所用烟株由龙岩市烟草公司上杭分公司提供，试验烟田土壤为水稻土，前茬作物为水稻，田块肥力中等，排水方便，供试烟株为当地主栽品种云烟87，均为大田正常生长植株，生产、烘烤措施參照Q/LYYC 122—2010《龙岩市优质烤烟生产技术标准体系》执行。

1.2 样品采样

1.2.1 土壤样品采集 土壤样品的采集时间为2014—2018年每年烟株未移栽前15 d至移栽完成时，对于方形或地力均匀地块采用5点取样法，长形或地力不均匀地块采用“S”形取样法[6]，取样深度为0～20 cm 的耕层。每个乡镇定点采集具有代表性地块的土壤样品10份，土壤样品经登记编号后进行预处理，经过风干、磨细、过筛（1 mm）、混匀、装瓶后待检。

1.2.2 烟叶样品采集 烟叶样品的采集时间为2014—2018年每年烟叶出烤后至交售前，采用随机抽样法进行取样。烟叶水分要求在16%～17%之间。每个乡镇定点采集具有代表性地块的烟叶样品3份，每份包含中等质量水平的X2F、C3F、B2F烟叶各1 kg，烟叶样品经登记编号后进行扎捆、包装、装箱后待检。

1.2.3 经济数据采集 经济数据的采集时间为2014—2018年每年烟叶全部交售完毕后，通过福建省现代烟草农业信息管理平台进行导出使用。

1.3 样品分析

1.3.1 土壤养分分析 土壤样品测定指标包括有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、pH值等。其中有机质含量测定采用重铬酸钾滴定法[7];碱解氮含量测定采用碱解扩散法[8];有效磷含量测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法[9];速效钾含量测定采用醋酸铵浸提-火焰光度法[10];pH值测定采用pH 计法（水土比为1.0 ∶ 2.5）。

1.3.2 烟叶品质分析 烟叶样品测定指标包括外观质量（颜色、成熟度、身份、组织结构、油分、色度）、感官品质（香气特性、烟气特性、口感特性）、化学成分（烟碱含量、总糖含量、还原糖含量、总氯总钾含量、总氮含量）。测定操作具体由安徽中烟工业有限责任公司技术中心完成，烟叶质量评价方法参照Q/WY·JS-J·JJ 01—2013《烟叶原料质量风格特色评价方法》执行。

1.3.3 数据处理与分析 采用Excel 2007软件整理数据，采用IBM SPSS Statistics 22软件对数据进行分析。采用Pearson 相关分析系统聚类法对土壤养分进行分区，采用最小显著性差异法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 上杭县不同乡（镇）土壤养分状况比较及聚类分析

2.1.1 上杭县不同乡（镇）土壤养分状况 对上杭县22个乡（镇）近5年土壤的pH值和有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等主要养分含量数据取均值，从表1可以看出，上杭县各乡（镇）土壤养分状况表现存在差异。

2.1.1.1 pH值 上杭县各乡（镇）土壤pH值存在较大的差异，其差异均达到显著水平。其中土壤pH值最高为官庄（5-56），茶地最低（5.05），全县土壤pH值平均为5.27，且绝大部分分布在5.18～5.38之间，与东南烟区植烟土壤最适宜pH值5.5～6.5相比普遍偏低。

2.1.1.2 有机质含量 上杭县各乡（镇）土壤有机质含量较为丰富，且不同乡（镇）间的差异达到显著水平。其中以古田显著高于其他乡（镇），而官庄显著低于其他乡（镇），全县土壤有机质平均含量为31.31 g/kg，主要分布在28.86～32-97 g/kg 范围内，超过国内研究所认为的东南烟区植烟土壤最适宜有机质含量12.00～20.00 g/kg的范围。

2.1.1.3 土壤碱解氮含量 上杭县各乡（镇）土壤碱解氮含量同样较为丰富。其中尤以中都镇最高，为190.87 mg/kg，步云乡最低，为135.93 mg/kg，最高值是最低值的1.40倍，全县土壤碱解氮含量平均为156.68 mg/kg，主要分布在 144.12～163.78 mg/kg范围内，较适宜烤烟的生长。

2.1.1.4 有效磷含量 上杭县各乡（镇）土壤有效磷含量处于中等水平，且各乡（镇）间的差异均达到极显著水平。其中土壤有效磷含量古田镇最高，为53.50 mg/kg，通贤乡最低，为18-70 mg/kg，最高值是最低值的2.86倍，全县土壤有效磷含量平均为34.47 mg/kg，主要分布在27.50～37.80 mg/kg范围内。

2.1.1.5 土壤速效钾含量 上杭县各乡（镇）土壤速效钾含量较低，且不同乡镇间的差异达到显著水平。其中土壤速效钾含量步云乡最高，为87.40 mg/kg，泮境乡最低，为41.39 mg/kg，最高值是最低值的2.11倍，全县土壤速效钾含量平均为 54.45 mg/kg，主要集中在46.68～57.24 mg/kg范围内。

2.1.2 上杭县不同乡（镇）土壤养分聚类分析 由于上杭县各乡（镇）之间土壤养分状况差异较大，将该县22个乡镇土壤的主要养分含量和pH值进行聚类分析，结果表明，在聚类距离为2.5时可将22个乡镇分为7种不同类型土壤养分区域（图1、图2、表2）。从表2可以看出：（1）Ⅰ类土壤养分区域（湖洋等乡镇）有机质含量较低，其他指标较为均衡;（2）Ⅱ类土壤养分区域（稔田等乡镇）各项指标较为均衡;（3）Ⅲ类土壤养分区域（茶地等乡镇）各项指标较为均衡; （4）Ⅳ类土壤养分区域（通贤乡）表现为碱解氮、有效磷含量低，其他养分较高;（5）Ⅴ类土壤养分区域（珊瑚乡）表现为速效钾含量低，其他养分含量较高;（6）Ⅵ类土壤养分区域（步云乡）表现土壤碱解氮含量较低，其他主要养分含量均较高;（7）Ⅶ类土壤养分区域（古田镇）表现为土壤有机质含量、有效磷含量、速效钾含量较高。由于Ⅳ类、Ⅴ类、Ⅵ类、Ⅶ类土壤养分区域所辖乡（镇）由于经济发达和人口外流等原因，基本没有种烟或种烟量很少（均低于20 hm2），不具有发展潜力，因此以下不再对该4类土壤养分区域做进一步分析。

2.2 不同类型土壤养分区域烟叶经济性状比较

对上杭县烟区Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类不同类型土壤养分区域近5年所产烟叶的单位面积产量、上等烟比例、中部上等烟比例、均价、单位面积产值等主要经济数据取均值并制作表3。从表3可以看出，不同类型土壤养分区域烟叶在经济性状表现上有显著差异：（1）在产量方面，Ⅱ类较Ⅰ类、Ⅲ类分别提升1.23%、2.82%，三者间具有显著差异;（2）在上等烟比例方面，Ⅱ类较Ⅰ类、Ⅲ类分别提升8.04%、9.44%，三者间具有显著差异;（3）在中部上等烟比例方面，Ⅰ类较Ⅱ类、Ⅲ类分别提升7.00%、2.23%，三者间具有显著差异;（4）在均价方面，Ⅱ类较Ⅰ类、Ⅲ类分别提升2.75%、7.57%，三者间具有显著差异;（5）单位面积产值方面，Ⅱ类较Ⅰ类、Ⅲ类类分别提升2.88%、6.28%，三者间具有显著差异。总体来看，不同类型土壤养分区域所产烟叶在经济效益方面表现为Ⅱ类优于Ⅰ类，Ⅰ类优于Ⅲ类。

2.3 不同类型土壤养分区域烟叶质量评价比较

上杭县烟区作为安徽中烟工业有限责任公司的国家级现代烟草农业基地单元，工商两家企业每年都会联合对基地单元所产烟叶进行定点取样及化验分析。从中抽取近5年安徽中烟工业有限责任公司对该烟区Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类不同类型土壤养分区域下辖代表乡（镇）（分别为蓝溪镇、庐丰畲族乡、溪口乡）所产烟叶的外观质量、感官品质、化学成分等主要烟叶质量数据并取均值，同时采用安徽中烟工业有限责任公司企业标准《烟叶原料质量风格特色评价方法》对以上所有数据逐一评分，然后制作成表4、表5、表6、表7。

2.3.1 外观质量 从表4可以看出，下部叶得分表现为Ⅱ类>Ⅲ类>Ⅰ类土壤;中部叶得分表现为Ⅱ类>Ⅰ类>Ⅲ类土壤;上部叶得分表现为Ⅲ类>Ⅰ类>Ⅱ类土壤。总体来看，在烟叶外观质量上，Ⅲ类略优于Ⅱ类土壤，Ⅱ类略优于Ⅰ类土壤。

2.3.2 感观品质 从表5可以看出，下部叶得分表现为Ⅱ类>Ⅰ类>Ⅲ类土壤;中部叶得分表现为Ⅱ类>Ⅰ类>Ⅲ类土壤;上部叶得分表现为Ⅲ类>Ⅱ类>Ⅰ类土壤。总体来看，在烟叶感官品质上，Ⅱ类优于Ⅲ类土壤，Ⅲ类优于Ⅰ类土壤。

2.3.3 化学成分 从表6可以看出，下部叶得分表现为Ⅱ类=Ⅲ类>Ⅰ类土壤;中部叶得分表现为Ⅱ类>Ⅰ类>Ⅲ类土壤;上部葉得分表现为Ⅱ类>Ⅰ类>Ⅲ类土壤。总体来看，在烟叶化学成分上，Ⅱ类优于Ⅰ类土壤，Ⅰ类优于Ⅲ类土壤。

2.3.4 烟叶质量 综合来看，通过2014—2018年的跟踪分析，不同类型土壤养分区域对烤烟烟叶质量存在影响，具体表现为对烟叶外观质量影响较小，对烟叶感官品质和化学成分影响较大。从表7可以看出，3种主要类型土壤养分区域烟叶在安徽中烟工业有限责任公司烟叶质量综合评价得分上均较高，且Ⅱ类优于Ⅲ类土壤，Ⅲ类优于Ⅰ类土壤，同时Ⅰ类土壤和Ⅲ类土壤得分相差不多。

3 讨论与结论

上杭县耕地分布以水田为主，占耕地总面积的90%以上，除少数山垅田地下水位较高而形成涝洼地之外，其余水田均为烤烟种植适宜区，为烤烟水旱轮作提供了有利条件。研究结果表明，烤烟生产在丘陵山区最适宜土壤为轻壤至中壤，河谷地带以沙壤土或轻壤土适宜[11-12]。上杭烟区主要实行烟稻轮作，适宜的土壤环境条件是其生产特色优质烟叶的基础，更是彰显清甜蜜甜香型烟叶风格的重要生态因素。烟草对土壤环境有较强的适应性，另一方面，它对土壤条件的反应也十分敏感[13]。相同烤烟品种、相同栽种方式在不同土壤环境条件下种植，其烟叶产质量有所不同[14]，表明烟叶的产质量跟植烟土壤类型和理化性质密切相关。众多研究表明，土壤质地、理化性质、养分状况和土壤肥力对烟叶产质量的形成具有很大影响[15-17]。因此，分析研究上杭烟区土壤肥力状况，对指导烟叶生产合理施肥、提升烟叶品质、提高烟叶工业可用性具有十分重要的意义。

对上杭县22个乡（镇）2014—2018年的土壤取样分析后发现：（1）上杭烟区植烟土壤pH值普遍偏低。过低的土壤pH值不仅影响烤烟对养分的吸收、土壤养分的有效性及土壤微生物的分布，还直接影响烤烟的生长及品质。因此，上杭烟区植烟土壤应注重石灰及碱性肥料的使用，以一定程度上调节土壤酸度、改善土壤肥力状况。（2）上杭植烟土壤有机质含量普遍偏高，这可能是由于上杭植烟土壤以水田为主，而水田土壤集约化程度较高，施肥量较多，有机质积累也较多造成的。土壤有机质是土壤氮素最主要的来源，而过高的氮素则会直接导致上部叶片总氮和烟碱含量过高，可用性降低，影响烟叶品质。（3）上杭烟区植烟土壤碱解氮含量丰富，对于质地偏沙的土壤或速效氮不足的乡（镇）可适当增加氮肥，而碱解氮过高、大于150 mg/kg的土壤，则应适当控制氮肥的施用，避免后期因供氮过量而影响烟叶品质。（4）上杭烟区植烟土壤有效磷的含量处于中等水平，作为烤烟生长发育的重要元素，pH值偏低的土壤施用磷肥時，尽可能增大磷肥与根系的接触面积，减少与土壤的接触面积，适当集中施用的效果较好。（5）上杭土壤速效钾含量较少，在生产中可以多施用钾肥以提升烟叶品质。

进一步通过系统聚类分析把上杭县各乡（镇）划分为7种不同类型土壤养分区域，其中Ⅰ类（含蓝溪等7个乡镇）、Ⅱ类（含庐丰等4个乡镇）、Ⅲ类（含溪口等7个乡镇）这3种土壤养分区域为该县烤烟种植优势发展区域。其对口烟叶调拨工业企业安徽中烟工业有限责任公司对这3个区域所产烟叶的外观质量、感官品质、化学成分等烟叶质量评价项目上的评分均较高，总体表现为Ⅱ类>Ⅲ类>Ⅰ类土壤，且Ⅰ类土壤和Ⅲ类土壤评分相差不多。因此，我们认为当前该县Ⅱ类土壤养分区域所产烟叶最适合安徽中烟工业有限责任公司卷烟配方使用需求，为其烟叶调拨最适宜区;Ⅲ类土壤养分区域所产烟叶适合安徽中烟工业有限责任公司卷烟配方使用需求，为其烟叶调拨适宜区;Ⅰ类土壤养分区域所产烟叶较适合安徽中烟工业有限责任公司卷烟配方使用需求，为其烟叶调拨较适宜区。建议上杭烟区可以考虑“安徽中烟-上杭庐丰”国家级现代烟草农业基地单元在原有相邻连片乡（镇）区划模式的基础上，逐步试用以土壤养分差异性为依据的系统聚类划分模式，进而提升相同类型区域内所产烟叶在收购、仓储、备货及调拨等环节上烟叶质量的一致性水平，为后期工业企业烟叶原料均质化复烤加工打下良好基础。同时，Ⅰ类及Ⅲ类较Ⅱ类土壤养分区域来说，表现为碱解氮含量偏高、速效钾含量偏低，因此建议在今后的田间施肥上可以采取适当的控氮补钾措施，以逐步提升该类型土壤养分区域所产烟叶对相关工业的可用性。

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