山地烟叶长及其钾氯含量的相关性研究

汤雯雯， 刘 琳， 陈 飞， 朱徐睿， 刘梓安， 吴文龙， 朱英华

(1.安徽农业大学农学院， 合肥 230036； 2.安徽农业大学资源与环境学院， 合肥 230036)

卷烟工业企业的配方对烤烟原料的个性化需求以及烟叶供给优质稳定的需要，亟待烤烟产区进行生产模式改革和技术创新，所以培育烤烟理想株型(中棵烟)被提到新的高度[1-2]。“中棵烟”的内涵涉及株型特征、品质指标及经济指标(产量、上中等烟比例等)[1]，因此，烟叶长度及其钾、氯含量在中棵烟的株型特征及品质指标评价中占有重要地位。钾是植物生长发育的必需营养元素之一，也是烟草的品质元素，能显著提高烟叶燃烧性，增强色度，改善香吃味，烟叶钾含量一直被国内外作为评定烟叶质量的一个重要指标[3]。我国烟叶钾含量普遍偏低[4]，土壤中钾固定[5]、淋溶[6]、外泌[7]等可能是烟叶钾含量过低的原因。有研究认为，干物质积累速率超过了钾的吸收速率可导致烟草器官钾含量的降低[8]。因此，烟叶钾含量、积累量与烟叶生长发育状况密切相关。前人研究多聚焦在烟草钾元素吸收、积累和分配，关于叶长与烟叶钾积累量关系的研究报道相对较少。

烟草是“忌氯”作物，过高会降低烟叶的感官质量及物理特性，甚至造成烟叶熄火[3]，但氯离子含量过低的烟叶油分少、枯燥易碎，成丝率降低。一般认为，烟叶氯含量的适宜范围在0.3%～0.8%，钾氯比高于4[9]。烤烟叶片长度是反映其营养水平高低的重要指标，与烟叶内在养分的变化密切相关[3]，对于叶长与烟叶化学成分及物理性状关系的研究已有相关报道[10-15]，但主要集中对不同等级(B 2 F、C 3 F、X 2 F)叶长与烟叶化学成分及物理性状关系的研究，以烟叶等级为基础不能真实反映各个部位烟叶长度及其内质量的关系。本研究通过对山地烟不同部位叶片长度、不同叶长烟叶钾、氯含量的测定，以期明确烟叶钾、氯含量与特定部位叶长的关系，为生产上通过精准定量施肥培育烤烟理想株型及烟叶收购与分级提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验在重庆市巫溪县文峰基地单元进行，选择具有当地代表性植烟山地，海拔1 058～1 065 m，供试土壤为黄壤土，pH为6.45，有机质1.52%，碱解氮98 mg/kg，速效磷13.5 mg/kg，速效钾123 mg/kg。烤烟品种为云烟97，种植密度为15 000株/hm2，其他施肥、中耕培土等栽培技术措施均按照当地优质烤烟栽培技术要求进行。

1.2 试验设计

在烤烟打顶后，留叶数不低于16片，烟叶烘烤后从下部叶到上部叶依次每炕取5 kg，之后对不同炕次烟叶按照部位混合，形成上、中、下三个部位烟叶的测试样品。

1.3 测定内容及方法

1.3.1烟叶长度测量

烟叶长度按照GB 2635-1992《烤烟》进行测量，通过测量发现上、中、下三个部位所有样品的烟叶长度均超过了50 cm。对不同长度烟叶进行等距划分，间距为5 cm，并分别命名为L 55(50 cm≤L 55<55 cm)、L 60(长度在55 cm≤L 60<60 cm)、L 65(长度在60 cm≤L 65<65 cm)、L 70(长度在65 cm≤L 70<70 cm)、L 75(长度在70 cm≤L 75<75 cm)、L 80(长度在75 cm≤L 80<80 cm)、L 85(长度在80 cm≤L 85<85 cm)。

1.3.2烟叶钾、氯测量

上、中、下三个部位不同长度烟叶样品经100 ℃复烤2 h后，磨成粉并过80目筛，钾元素测定采用硫酸消煮，等离子发射光谱(ICP)测定；氯测定采用马弗炉灰化，硝酸银滴定。

1.4 数据处理

试验数据用Microsoft Excel 2010和SPSS 22.0统计软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同长度烟叶比例及单叶重

如图1(a)所示，上部烟叶以L 60、L 65和L 70的所占比例较高，分别占全部上部叶片的22.7%、23.3%和23.9%，显著高于L 55、L 75和L 80。中部烟叶以L 75 、L 70和L 80的比例较高，占比分别为34.2%、21.4%和20.9%，显著高于L 60、L 65和L 85。下部烟叶以L 65、L 70和L 75的占比较高，分别达21.6%、29.1%和28.2，显著高于L 55、L 60和L 80。

如图1(b)所示，三个部位烟叶单叶重均随着叶长的增加而提高。上部叶不同叶长的单叶重介于6～15 g之间；中部叶不同叶长的单叶重介于7～12 g之间，L 65～L 80之间随着叶长的增加而显著增加，但L 80与L 85差异不显著，而L 60和L 65差异也未达到显著水平。下部叶不同叶长的单叶重介于4～10 g之间；下部叶在L 55～L 75之间，单叶重随着叶长的增加而显著增加，叶片长度进一步增加，单叶重变化差异不显著。

图1 不同部位烟叶长度比例

2.2 不同长度烟叶钾、氯含量及其比值

如图2(a)所示，上部烟叶钾离子含量在L 60～L 80之间随着烟叶长度增加钾离子含量略有降低。中部烟叶钾离子含量以L 75最高，长度在L 60～L 75之间，随着烟叶长度增加，烟叶钾离子含量增加，L 75较L 60烟叶钾离子含量显著增加，增幅为14.8%，之后钾离子含量随着叶长的增加而降低。下部烟叶钾离子含量随着长度的增加而降低，在L 55和L 60之间差异不显著，但当烟叶长度超过L 65后，烟叶钾离子含量显著降低，L 80烟叶的钾离子含量显著低于其它长度烟叶。

图2 不同长度烟叶钾氯含量及其比值

如图2(b)所示，上部叶氯离子含量在0.3%～0.5%的范围内，氯离子含量随着叶长的增加先升后降，以L 65的氯离子含量最高，显著高于其他叶长烟叶；L 55和L 60差异不显著，但显著低于L 70～L 80，L 80的氯离子含量显著低于L 70和L 75。中部叶氯离子含量在0.2%～0.3%之间，随着叶长的增加烟叶氯离子含量降低。下部叶氯离子含量在0.3%～0.4%之间，L 55和L 60烟叶氯离子含量差异不显著，但均显著高于L 65～L 80。

如图2(c)所示，上部叶的钾氯比较低，介于3.1～4.7之间，仅L 60的钾氯比超过了4.0，其它叶长烟叶的钾氯比均较低；L 60的钾氯比差异显著高于L 65～L 75，其他叶长之间烟叶的钾氯比均未达到显著水平。中部叶钾氯比均超过了4.0，介于4.8～6.9之间，随着叶长的增加烟叶钾氯比先增后降，以L 75烟叶的钾氯比最高，显著高于L 60和L 65，但与L 70、L 80和L 85差异不显著。下部叶的钾氯比较高，介于7.9～8.8之间，L 80烟叶的钾氯比显著低于L 55和L 75。

2.3 不同部位烟叶长度与钾、氯相关性

由表1可见，上部叶钾离子和氯离子含量与叶长呈极显著正相关，其钾氯比与叶长相关不显著。中部叶钾离子含量与叶长呈负相关，但相关不显著；中部叶氯离子含量与叶长呈极显著负相关，其钾氯比与叶长呈极显著负相关。下部叶的钾离子和氯离子含量均与叶长呈极显著负相关，钾氯比与叶长呈正相关，但相关性不显著。

表1 山地烟叶钾、氯含量及其比值与叶长的相关系数

3 讨论与结论

发育良好、长度适宜是优质烟叶的外观特征，国外优质烤烟一般认为叶长和单叶重在55～70 cm和7～9 g范围内较为适宜[13]。本研究发现，山地烟上、下部叶适宜长度在55～70 cm范围内，中部叶适宜长度为60～75 cm，基本与国外优质烟叶长度范围相符。

钾是烟叶重要品质指标之一，也是中棵烟品质指标评价的重要元素之一[1]。上部和中部烟叶钾含量随着叶长的增加而增加[11-12,14]，下部叶则随着叶长的增加先升后降，峰值出现在63 cm[11]，而孙平等[15]研究认为，钾含量随着叶长的增加而降低。本研究认为，上、中部叶钾含量随着叶长的增加先升后降，其拐点分别为L 60和L 75，而下部叶钾含量则随着叶长的增加而降低，这与孙平等[15]的研究结果基本相同。本研究与李东亮等[11-12]和顾毓敏等[14]研究结果的差异可能是研究材料的差异造成的，其材料叶长范围相对较窄，而本研究所用材料的叶长范围较宽，在50～85 cm的叶长范围，较宽的研究范围导致上、中部叶钾含量出现拐点。氯是烟草生长的必需营养元素，是决定烟叶可用性的重要化学指标之一[16]。上部叶氯含量的波动较大，中、下部叶随着叶长的增加整体呈下降趋势[11-12,14]，而孙平等[15]研究认为，中部叶氯含量随着叶长的增加略有增加。本研究表明，上部叶的氯含量随着叶长的增加先升后降，峰值在L 65，中、下部叶的氯含量随着叶长的增加总体呈下降趋势，这与李东亮等[11-12]和顾毓敏等[14]的研究基本相同。钾氯比主要影响烟叶的燃烧性，与烟叶燃烧性呈显著正相关，适宜的钾氯比应大于4[3]。李东亮等[11-12]研究认为，上部叶钾氯比变化无规律，但中、下部叶钾氯比随着叶长的增加而上升，而孙平等[15]则认为，中部叶钾氯比随着叶长的增加而降低。本研究认为，中部和下部叶钾氯比随着叶长增加先降后升，拐点在L 75，上部叶钾氯比没有规律性变化。由此可见，本试验条件下L 75是中、下部叶钾氯比的一个敏感长度，而李东亮等[11]则认为，63 cm是钾氯比的敏感长度。以上结论的差异，可能与样本地域及烟叶长度取值范围有关。

李东亮等[11-12]研究认为，南方烟区中部烟叶钾含量与叶长呈显著正相关，南方中部烟叶氯含量与叶长相关不显著；而顾毓敏等[14]和孙平等[15]研究则认为，烟叶长度与钾、氯含量、钾氯比没有显著相关。本研究认为，上部叶的钾、氯含量与叶长呈极显著正相关，而下部叶则呈极显著负相关，中部叶长与氯含量呈极显著负相关，与钾氯比呈极显著正相关。研究结果之间的差异可能是取样部位、长度间变幅(本研究的变幅为5 cm，而前人研究中长度变幅为5 cm或10 cm[11-15])等原因造成的。由此可见，上、中、下部叶长分别为60～65 cm、70～75 cm和55～60 cm的烟叶钾含量较高，氯含量适宜，这为山地烟株型的调控提供一定的参考。