南平市烟区土壤养分及其与烤烟品质的关联分析

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　　摘要：为了探索南平市植烟区土壤对烟叶特色品质的影响，以K326品种烤后烟叶和南平主产烟区植烟土壤为材料，测定了土壤有机质、速效养分、矿质元素含量及烟叶样品的评吸指标，并分析其相关性。结果表明，不同烟区土壤成分含量存在一定的差异。整体上土壤酸碱性适宜，但氯含量普遍较低，土壤有机质含量在中等至丰富，土壤总体氮水平较低，土壤可交换阳离子中镁含量丰富、钙含量较低，微量元素中磷含量丰富、钾含量较低;烟叶评吸整体香气质较好，透发性突出;香气量较足;烟气浓度稍浓，柔细度较好，杂气稍有，刺激性小，余味较干净;烤烟透发性与土壤pH均呈负相关，与土壤有机质呈正相关（部分地区呈显著相关），与土壤碱解氮、交换性钙、速效钾呈正相关。
　　关键词：烤烟;南平市;土壤养分;相关性
　　中图分类号：S572
　　文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（ 2020）12-0103-07
　　DOI：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.12.023
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　土壤是烤烟生产赖以生存的物质基础，对烟叶的生产及品质特色的形成具有重要作用。土壤成分对植物营养的作用是一个复杂的多因素多变量问题[1]。适合优质烤烟生长的土壤理化性状有一定的要求[2]。烟叶的质量受多种因素影响，植烟土壤成分直接影响着烟叶的生长和烟叶中各种成分含量，从而影响烟叶的质量和品质[3，4]。近年来，工业应用过程中，普遍认为以福建省邵武市为代表的南平部分烟区烟叶的透发性相对较好，但标准和成因尚不清楚，本研究避开土壤和环境因素对烟叶成分的影响作用，直接用感官评吸指标探讨分析土壤的部分指标与评吸结果的关联性，以福建省南平市主产烟区的邵武市、光泽县、蒲城县、武夷山市为试验点，以K326品种烤烟叶为材料，分别采集土壤和烟叶样品，通过对土壤pH、有机质含量、速效养分含量、矿质元素含量等多项指标测定及对烟叶样品的评吸，对其相关性进行分析，旨在揭示土壤条件与烟叶特色品质的关系，探索影响烟叶透发性风格形成的土壤生态因子，为烤烟优质品种种植及卷烟工业使用原料的选择提供参考依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 样品采集
　　1.1.1 土样采集 于2018年在南平市所辖的邵武市、光泽县、蒲城县和武夷山市4个县（市）植烟区，选取计划种植K326品种的具有代表性的烟田土壤，共采集56个样品，其中邵武市20个、光泽县12个、蒲城县12个、武夷山市12个。样品采集在施用底肥和移栽前，以反映烟田土壤本底情况。利用CPS定位技术，在所选地块采用5点采样法采集0-20 cm耕层土壤1 kg土样，然后采用四分法收集混合土样，风干研磨，过10目筛备用。
　　1.1.2 烟样采集 按照CB2635-92烤烟标准分级，选取选定烟田对应烤后烟叶C3F等级样品3 kg，常规切丝处理并进行评吸鉴定[5]。
　　1.2 土壤样品的检测与烟叶样品的评吸
　　1.2.1 土壤样品的检测 按照文献[6]的方法，分别对土壤样品的pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、水溶性氯、交换性钙、交换性镁进行测定。
　　1.2.2 烟叶样品评吸烟叶样品统一切丝处理后，由10位行业相关专家对其感官质量进行评价，评价指标由香气特性、烟气特性和口感特性构成，采用单项感官评价指标9分制评分法给出评吸结果（表1）。
　　1. 数据处理
　　利用Excel和SPSS 25.0统计软件进行处理及相关分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 南平市部分縣（市）土壤基础物质含量
　　2.1.1 土壤pH的变化南平市部分县（市）K326植烟土壤pH在4.68-6.21，平均值为5.30。其中，土壤pH 5.5-6.5的样品占22.68%，土壤pH 5.0-7.0的样品占85.57%，其他样品占14.43%。总体变异系数较低，以武夷山市植烟土壤pH最低（表2）。2.1.2土壤有机质含量南平市部分县（市）K326植烟土壤有机质含量变化范围为16.01-75.90 g/kg，平均值为35.55 g/kg。有机质主要分布在中等至丰富的范围内，中等、丰富的土壤样品分别占39.18%、42.27%，中等以下的占18.56%。各县（市）土壤有机质含量处于中等至丰富水平，武夷山市植烟土壤有机质含量变异较大（表3）。
　　2.1.3 土壤碱解氮含量 由表4可知，采样地植烟土壤碱解氮含量变化范围为76.71-198.26 mg/kg，平均值为132.74 mg/kg。碱解氮含量较低的土壤样品占59.79%，中等的占19.59%，低、丰富的分别占19.59%、1.03%。邵武市植烟土壤碱解氮水平总体较低，光泽县、蒲城县、武夷山市植烟土壤碱解氮水平处于较低至中等水平，武夷山市植烟土壤碱解氮变异较大。
　　2.1. 4土壤速效磷含量由表5可知，各县（市）植烟土壤速效磷在4.91-114.59 mg/kg，平均值为48.62mg/kg。速效磷变异很大，变异系数达39.24%-69.10%。其中分布在丰富范围的土壤样品占70.10%，中等和中等以下的占29.90%。邵武市速效磷丰富，光泽县、蒲城县植烟土壤速效磷含量处于中等一丰富水平，武夷山市植烟土壤速效磷含量低等和较低等所占比例较大，且各县（市）变异较大。
　　2.1.5 土壤速效钾的含量由表6可知，各县（市）植烟土壤速效钾变化范围为24.66-402.29 mg/kg，平均值为144.74 mg/kg。速效钾分布较低、中等的土壤样品分别占39.18%、32.gg%，低、丰富的土壤样品分别占16.49%、11.34%。武夷山市、邵武市植烟土壤速效钾含量总体处于较低水平，光泽县、蒲城县植烟土壤速效钾含量总体处于中等一丰富水平，各县（市）变异较大。 　　2.1.6土壤交换钙的含量 由表7可知，各植烟区土壤交换性钙含量在318.64-1 142.90 mg/kg，平均值为695.27 mg/kg。交换性钙变异很大，变异系数达29.89%。交换性钙分布在较低、中等水平的土壤样品分别占54.64%、35.05%，分布在低和丰富的分别占8.25%、2.06%。武夷山市植烟区土壤交换性钙含量处于低一较低水平，其他县（市）处于较低一中等水平。
　　2.1.7土壤交换镁的含量各试验地点植烟土壤交换性镁变化范围为28.13 -20 1.24 mg/kg，平均值为87.18 mg/kg。交换性镁分布在丰富区间的土壤样品占64.95%，中等的占19.59%，中等以下的占15.46%。光泽县植烟土壤交换性镁含量丰富，邵武植烟土壤交换性镁含量总体丰富，蒲城县、武夷山市植烟土壤交换性镁含量处于中等一丰富水平，各县（市）变异系数值较大（表8）。
　　2.1.8土壤水溶性氯的含量各试验地植烟土壤水溶性氯含量在3.41-99.79 mg/kg，平均值为16.18mg/kg。各县（市）植烟土壤水溶性氯含量变异系数较大，水溶性氯主要分布在低一较低的范围内，低、较低的土壤样品分别占31.96%、45.36%，中等、丰富的土壤样品分别占13.40%、9.28%。光泽县植烟土壤水溶性氯总体处于低水平，其他县（市）处于低一较低水平（表9）。
　　2.2 感官评吸结果
　　使用单项感官评价指标9分制评分法对南平烟区4个县（市）K326烤烟样品进行评吸，结果（表10）表明，各县区间评吸得分基本一致，其中邵武市植烟评吸整体较好，具体表现为烟叶香气质较好，回甜较强且长久，透发性好;烟香绵长，烟气细腻柔和，湿润感较强;香气量较足;烟气浓度稍浓，口腔充实感较强;柔细度较好;杂气稍有，刺激性小，余味较干净;劲头适中。光泽县烟叶评吸结果显示，香气质中等，香气量和透发性表现中等，有杂气;烟气浓度稍浓，劲头适中，口感稍显刺激，余味较重，回甜较强。蒲城县烟叶评吸结果显示，香气质稍好，香气量一般但透发性表现中等，稍有杂气;烟气浓度中等偏上，劲头适中，口感稍显刺激，余味较干净，回甜较强。武夷山市烟叶评吸结果显示，香气质稍好，香气量和透发性表现中等，稍有杂气;烟气浓度稍浓，劲头适中偏上，口感稍显刺激，余味中等偏上，回甜较强。
　　2.3 相关性分析
　　2.3.1 邵武市土壤因素与烟叶评吸结果的相关性分析由表11可知，通过相关性分析，邵武市烤烟香气量与土壤有机质呈显著正相关;劲头与土壤pH呈极显著负相关，且与交换性钙、交换性镁均呈显著负相关，刺激性与有机质呈显著负相关（分值越大，刺激性越小，下同），余味与有机质呈显著正相关。
　　2.3.2 光泽县土壤因素与烟叶评吸结果的相关性分析 由表12可知，光泽县烤烟香气质与土壤有机质呈显著正相关，透发性与土壤pH呈极显著负相关、与有机质呈显著正相关，杂气与土壤有机质呈显著正相关，劲头与土壤交换性镁呈显著正相关，刺激性与土壤pH呈显著负相关，余味与土壤交换性钙呈显著正相关，回甜与土壤速效磷呈极显著正相关。
　　2.3.3 蒲城县土壤因素与烟叶评吸结果的相关性分析 由表13可见，蒲城县烤烟的透发性与土壤有机质、碱解氮和交换性钙均呈显著正相关，杂气与土壤水溶性氯呈显著正相关，回甜与土壤有机质呈显著负相关。
　　2.3.4 武夷山市土壤因素与烟叶评吸结果的相关性分析 由表14可见，武夷山市烤烟透发性与pH呈极显著负相关、与速效钾呈显著正相关，杂气与速效磷呈显著正相关，烤烟香气量与速效磷呈显著负相关。
　　3 小结与讨论
　　土壤pH是影响烟草生长的一个重要因素，适宜的土壤pH能改善土壤结构，提高土壤养分利用率，从而提高烟草品质。周俊[7]发现，同等条件下，碱性土壤中种植的烟叶焦油量比在酸性土壤中种植的烟叶焦油量高出20%，焦油量含量过高会降低烟草品质。李银科等[8]研究结果表明，土壤pH为5.8-7.8时有利于烟叶的化学成分协调，吸食和感官评价较好。在土壤养分中，氮素对烟株生长发育和烟叶品质有很大影响[9]，施氮过多会降低烟叶品质。磷素对烟草的新陈代谢和生长发育有很大的影响。土壤中磷素缺乏或过多时，影响烟叶的香味和焦油含量[10]。钾素能够有效地改善烟叶的燃烧性，降低燃烧温度和烟气中的有害物质和焦油量，提高烟叶香气质和香气量及烟制品安全性[10]。烟叶中含钾量为40 mg/g左右时，化学成分协调，香气足，品质较好。在一定范围内土壤有机质含量高，会促进烟叶化学成分的协调性，降低烟叶的刺激性和杂味，改善烟叶的香气量和香气质，提高烟叶质量。
　　本研究結果表明，邵武市、光泽县、蒲城县、武夷山市各县（市）K326植烟土壤pH在4.68-6.21，平均值为5.30，呈微酸性至酸性，适合烤烟适宜或最适宜类型生长发育的要求[11]，土壤有机质含量在中等至丰富，土壤总体氮水平较低，土壤可交换阳离子中镁含量丰富，钙含量较低，磷含量丰富，氯、钾含量较低，这与陈朝阳等[12]的研究结果一致。土壤pH、有机质、钾、水溶性氯和钙镁等指标是影响烟区烟叶质量的主要土壤因子[13.14]。评吸结果显示，该烟区烤烟整体较好，烟叶香气质较好，回甜较强且长久，透发性特点突出;烟香绵长，烟气细腻柔和，湿润感较强;香气量较足;烟气浓度稍浓，口腔充实感较强;柔细度较好;杂气稍有，刺激性小，余味较干净;劲头适中，但是各县（市）之间有一定的差异。
　　致香物质是烟草重要的化学成分，是评价烟草品质、烟叶香气质、香气量和香型等的重要指标，是评定烟草及其制品品质的重要因素之一[15，16]。有研究表明，致香物质的性质和种类主要受遗传因素的影响，而致香物质的量和组成比例受环境因素的影响[17]。对于成品烟草来讲，影响质量优劣的因素更为复杂，如原料来源、成分含量、加工工艺、成品配方等[18.19]，但是最终是以人的综合感受为标准。 　　本研究结果表明，4个地区烤烟样本的透发性与土壤pH均呈负相关，其中光泽县、武夷山市样本呈极显著负相关;与有机质均呈正相关，且蒲城县和光泽县样本呈显著正相关;蒲城县烤烟透发性与土壤碱解氮呈显著正相关，烤烟透发性与交换性钙呈显著正相关;武夷山市烤烟透发性与速效钾呈显著正相关，与其他相关性均不显著。邵武市烤烟样本香气量与土壤有机质呈显著正相关，劲头与土壤pH呈极显著负相关，且与交换性钙、交换性镁呈显著负相关，刺激性与有机质呈显著负相关，余味与有机质呈显著正相关。光泽县烤烟样本香气质与土壤有机质呈显著正相关，杂气与土壤有机质呈显著正相关，劲头与土壤交换性镁呈显著正相关，刺激性与土壤pH呈显著负相关，余味与土壤交换性钙呈显著正相关，回甜与土壤速效磷呈极显著正相关。蒲城县烤烟样本杂气与土壤水溶性氯呈显著正相关，回甜与土壤有机质呈显著负相关。武夷山市烤烟样本香气量与速效磷呈显著负相关。但杂气与速效磷呈显著正相关。
　　综上所述，土壤部分成分与最终的评吸结果有显著关联性，南平烟区土壤的pH、丰富的有机质与烤烟的品质有一定的相关性，尤其是与该地区烤烟的透发性有显著相关性。由于影响因素的复杂性，土壤成分是否有利于提升烤烟透发性有待进一步验证，同时对烤烟成分的影响及机制也需进行深入的研究。
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　　作者简介：贺德良（1992-），男，河南林州人，硕士，主要从事动植物重金属毒理研究，（电话）13461046204（电子信箱）464100226@qq.com;通信作者，杨白军，教授，主要从事环境与畜产品研究，（电子信箱）yangzijun@haust.edu.cn;徐辰生，高级农艺师，主要从事烤烟栽培技术研究，（电子信箱）xvchensheng@126.com。
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