氯化钾替代硫酸钾对烤后烟叶化学品质的影响及相关性分析

张崇德，张勇刚，蒋承耿，王忠宇，李长权，杨文钢，艾复清，3※

（1.贵州省烟草公司六盘水市公司，贵州 六盘水 553000；2.贵州大学，贵州 贵阳 550025；3.贵州省烟草品质研究重点实验室，贵州 贵阳 550025）

烤烟为忌氯作物，但氯也是烤烟的必要营养元素，同时也是烟草质量评价的重要指标之一[1,2]。烤烟中氯离子含量的高低影响着烟叶的燃烧性、油分和香吃味等质量性状[3,4]。前人对氯化钾的研究主要集中在对烤烟农艺性状、产量及烟叶外观质量的影响等方面[5-10]，对烤烟内在质量的研究则主要在对化学成分和评吸质量的直观比较，而对氯化钾与烤烟化学成分的相关性分析鲜见报道。为此，在盘州开展氯化钾替代试验，分析氯化钾对烤后烟叶化学成分的影响及其与各化学成分的相关性，旨在为盘州烟区施用氯化钾提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及地点

1.1.1 试验材料 云烟87 中部叶。

1.1.2 试验地点 贵州省盘州市保田镇五朋村。该区域海拔1690m，年平均气温14.6℃，年降雨量1504.8mm。土壤有机质24.35 g/kg、碱解氮139.32 mg/kg、有效磷5.47mg/kg、速效钾224.56mg/kg、水溶性氯12.77mg/kg、pH 为6.32；前茬作物为小麦。

1.2 试验设计

当地施肥配方为对照T1，以施钾量不变为替代设置依据，在对照的基础上设置不同的氯化钾替代硫酸钾比例。具体施肥设置见表1，按照随机区组设计，重复3 次，共15 个小区，小区面积55.6 m2。

表1 氯化钾替代试验设置Table 1 Experimental setup of Potassium Chloride substitution test

1.3 主要栽培技术

烟苗采用漂浮育苗技术繁殖，5月上旬移栽，移栽密度为16 500 株/hm2，施纯N 117.85 kg/hm2，N:P2O5:K2O=1:0.9:2.1，每小区测定3 株，每株留叶数20 片，有效叶18 片，取样为第10～11 叶位烟叶，成熟采烤（叶面综合变黄程度80%，主脉支脉2/3～3/4 变白），其余栽培技术措施均按当地优质烟生产技术进行。

1.4 化学成分测定及评价方法

烟碱测定使用分光光度法，总氮与蛋白质测定使用H2SO4-H2O2消化法，钾测定使用火焰光度计法，氯测定使用莫尔法，总糖、淀粉和还原糖测定使用砷钼酸比色法，石油醚提取物测定使用石油醚浸提法[11]。烟叶化学成分和协调性评价参照贵州中烟对化学成分的要求（表2）和《贵州省烤烟种植区划》[12]的评价标准和权重进行综合评价。

表2 贵州中烟对优质烟叶化学成分及协调性要求Table 2 The chemical composition and coordination requirements of Guizhou tobacco company for high-quality tobacco leaves

综合评价公式：

式中，P代表烤烟化学成分协调性综合指数，Ci为第i 个化学成分量化分值，Pi为第i 个化学成分相对权重。

1.5 数据处理

采用Excel2010 和SPSS26.0进行数据整理与分析。

2 结果与分析

2.1 氯化钾替代硫酸钾对烟叶化学成分及协调性的影响

从表3可以看出，随着氯化钾替代比例的增加，烟碱、钾氯比呈下降趋势，淀粉、氯、施木克值呈上升趋势，其余所测化学成分含量及协调性呈先升后降趋势。对照贵州中烟对烤后烟叶化学成分要求，T3 最好，T2 次之，T5 最差；但从烤后烟叶含氯量来看，则以T3、T4 更符合要求，说明适当施氯有利于改善烟叶的化学品质。

表3 氯化钾替代量对烤后烟叶化学成分及协调性分析结果Table 3 Analysis results of chemical composition of tobacco leaves after curing by Potassium Chloride substitution amount

2.2 氯化钾替代硫酸钾对烟叶化学成分综合指数的影响

氧化钾替代硫酸钾对烟叶化学成分综合指数评价见表4。

表4 烟叶化学成分综合指数评价Table 4 Comprehensive index evaluation of tobacco chemical components

根据贵州中烟对化学成分要求并结合《贵州省烤烟种植区划》对烤后烟叶化学指标赋值方法可以得出化学成分各项得分，通过指数和法计算出化学成分综合指数（表4），结果显示随着氯化钾替代比例的增加，综合指数呈先升后降趋势，以T3 最高，总体趋势为T3＞T4＞T2＞T1＞T5。

2.3 相关性分析

鉴于上述分析发现氯化钾替代30%为化学品质升降的转折点，因此，化学成分相关性将分两段进行分析。由表5可知，氯化钾替代量低于30%时，随着替代量的增加，氯化钾与总氮、石油醚提取物、施木克值相关性不显著，与烟碱、钾氯比呈极显著负相关，与其余成分呈显著或极显著正相关；当替代量高于30%之后，氯化钾与化学成分的相关性则变成，与总氮极显著负相关，与施木克值极显著正相关，与烟碱、钾、两糖比相关性不显著，与其余成分变为显著或极显著负相关（表6）。结果表明，低氯到高氯条件过程中，氯化钾与烟碱、钾氯比均为负相关，与淀粉、氯、施木克值均为正相关，与其余化学成分相关性由正相关变为负相关。

表5 替代量0～30%范围烟叶化学成分相关系数矩阵Table 5 Correlation coefficient matrix of chemical composition of tobacco leaves in the range of substitution amount 0～30%

表6 替代量30%～60%范围烟叶化学成分相关系数矩阵Table 6 Correlation coefficient matrix of chemical composition of tobacco leaves in the range of substitution amount 30%～60%

续表

3 讨论与结论

3.1 讨论

氯对部分化学成分存在低促高抑的现象与前人研究结果基本吻合[8]；本研究结果氯化钾适宜施用量（108 kg/hm2）高于前人研究结果（45～75 kg/667m2）[6-9]，其原因可能与盘州烟区土壤水溶性氯12.77 mg/kg 低于前人研究烟区土壤水溶性氯15～19.39 mg/kg 有关；且盘州为春旱烟区，在4月、5月时节降雨量少，影响烤烟生长前期水肥互作效应[13-16]，可能对氯的吸收有一定影响。

氯可参与烟叶体内的碳氮代谢，从而影响烤后烟叶的氮化合物及碳水化合物的含量；适当的氯含量有利于烟叶等级、色泽、油分、弹性和香气的改善，从本试验结果看，氯化钾替代30%～45%是较为适宜的，但从化学品质角度看，则是替代15%～30%较为适宜；综合考虑长期施氯可能对土壤带来氯的富集问题，建议氯化钾替代比例以＜30%为宜。值得注意的是，受烤烟恐氯症的影响，当前生产上一般不施用氯肥，这可能在一定程度上会影响烟叶的内在质量，因此在低氯土壤上适当施用氯肥是值得思考并重视的问题。

化学成分综合指数评价结果与直观评价结果存在一定的不吻合性，其原因可能是选用的综合指数评价方法只对烟碱、总氮、钾、还原糖、糖碱比、氮碱比和钾氯比指标进行评价，缺少了当前中烟公司对蛋白质、淀粉、总糖、石油醚提取物、氯、两糖比和施木克值指标的评价，因此该评价方法或许需要进一步完善。

3.2 结论

随着氯化钾替代硫酸钾比例的增加，烤后烟叶化学成分含量及协调性呈规律性变化，即烟碱含量、钾氯比逐渐下降，淀粉、氯含量及施木克值逐渐上升，其余所测化学成分含量与协调性呈先升后降；综合指数也呈先升后降变化趋势；从低氯到高氯条件过程中，氯化钾与烟碱、钾氯比均呈负相关，与淀粉、氯及施木克值均呈正相关，与其余化学成分相关性由正相关变为负相关；化学品质以T3（氯化钾替代30%）最佳，T2（替代15%）次之，T5（替代60%）最差。

综合考虑盘州当前烤烟生产水平、土壤氯含量、气候以及长期施氯可能带来的影响，建议氯化钾替代比例以不超过30%为宜。本研究仅在盘州烟区进行，其结果仅供参考。