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贵州烟区营养环境与烟叶质量的关系

秦松  
【摘要】: 贵州是全国烤烟最适宜种植区之一,是我国重要的优质烤烟产地。贵州烤烟常年种植面积约20x10~4hm~2,产量约33.3×10~4t,居全国第二位。烤烟作为贵州重要的经济支柱产业,占全省财政收入的1/4~1/3,占烟区农民收入的60%以上,其烟叶生产水平和质量优劣,对该省国民经济的发展举足轻重,对我国烟草行业的平稳健康发展有着重要影响。贵州烤烟栽培研究长期以来主要集中在氮、磷、钾三要素上,从未系统地开展过烟区的营养环境与烟叶的质量研究,烟草营养调控缺乏系统的理论依据。长期以来,国内在烟叶化学成分与烟叶质量的关系研究方面,缺乏以一个县、一个地区及一个省份为对象系统地研究不同区域尺度下烟叶营养环境特征、烟叶化学成分及其与品质的相互关系,在单一区域尺度研究中采用的化学指标相对较少。为此,系统地开展贵州烟区营养环境特征及其与烟叶质量的关系研究,深入探讨不同区域尺度下烟区土壤养分、烟叶营养及烟叶质量特征,可进一步揭示中国独特的喀斯特山地烟区--贵州烟区的营养环境特点、烟叶质量特征及其相互关系,为优质烟叶生产的养分管理和烟叶质量评价提供理论基础。 本文以贵州38个烤烟主产县5120个土壤样品(16项养分指标)、699个烟叶样品(15项化学指标)和40年气象资料为研究对象,采用化学分析、数理统计、田间试验等方法,系统研究烟区营养环境、烟叶质量特征及其相互关系;研究不同区域尺度下烟区营养环境及烟叶质量特征,探索不同区域尺度下烟叶质量评价方法;以烟区营养环境特征为基础,结合田间实证,提出优质烟叶的营养调控措施。研究结果如下: 1、贵州烟区营养环境的基本特征 5120个植烟土壤有机质平均含量28.41g·kg~(-1),适宜样本达59.5%;全N平均含量1.60g·kg~(-1),中等含量以上的占91.8%。大部分土壤有机质和全氮含量适中,部分土壤有机质与全N较高。速效P平均含量17.72 mg·kg~(-1),丰富者达30.7%,磷素积累明显。速效K平均含量139.65 mg·kg~(-1),缺乏者达63.9%,缺钾面积大。交换性Ca、Mg及有效S丰富,平均含量分别为4.51cmol·kg~(-1)、1.03cmol·kg~(-1)及43.39mg·kg~(-1),中等以上者分别占83.2%、77.2%及65.3%。有效Fe、Mn丰富,Zn、Cu中等,平均含量分别为37.40 mg·kg~(-1)、45.85 mg·kg~(-1)、1.62 mg·kg~(-1)及1.86 mg·kg~(-1)。有效B含量低,仅0.35mg·kg~(-1),低于临界值的占84.3%。水溶性Cl含量偏低,仅7.04mg·kg~(-1),<30mg·kg~(-1)的达98.0%。最适宜和适宜发展优质烟叶的微酸性和中性土壤比例为62.1%。 699个烟叶样本总N平均含量1.75%,适宜者为74.2%,部分烟叶N素营养不足。P平均含量0.19%,适宜样本达93.4%,P素营养明显改善。K_2O平均含量2.42%,较低含量以下的占32.0%,钾素营养不足。Ca、Mg平均含量分别为2.75%、0.42%,适宜的样本分别占73.5%、67.6%。S平均含量0.43%,适宜比例达83.8%,部分烟叶硫营养过剩。Cl平均含量0.19%,<0.3mg·kg~(-1)以下的达82.0%;氯素营养不足,是制约贵州烟叶质量主要因素之一。B、Zn、Cu平均含量分别为34.03mg·kg~(-1)、45.20 mg·kg~(-1)和8.60 mg·kg~(-1),适宜样本分别占58.0%、81.9%和32.9%。 2、不同区域尺度烟区的营养环境特征 不同区域尺度土壤养分与烟叶营养成分的平均含量处于不同丰缺水平,区域尺度扩大,平均含量差异缩小,土壤养分与烟叶营养成分含量变幅呈相反趋势;省级尺度的自然生态条件及生产管理措施差异明显,含量变幅最大;地级尺度,自然生态条件差异相对减小,生产管理措施的差异性较省级尺度小,含量变幅下降;县级尺度,自然生态条件相对一致,生产管理措施相对统一,含量变幅最小。不同区域尺度土壤养分与烟叶营养成分分布频率差异大,县级尺度的分布频率差异最大,地级尺度的分布频率差异缩小。 县级尺度的土壤养分与烟叶营养可较为客观地反映各县独自的营养环境特征,可为县级烟区营养管理提供科学的决策依据。地级尺度的土壤养分与烟叶营养可反映较大尺度内的烟区营养环境特征,可为区域烟叶生产养分管理提供理论支撑。而省级尺度的土壤养分与烟叶营养可反映全省范围内的烟区营养环境特征及其存在的共性问题,可为省级烟草生产管理提供宏观指导。 3、贵州烟叶质量的基本特征 烟叶总N、蛋白质含量最佳,平均分别为1.75%和7.49%,适宜比例分别达74.2%、74.8%;总糖、还原糖含量居次,平均分别为27.36%、24.02%,适宜比例分别为58.6%、66.2%;淀粉、烟碱含量适宜性最低,平均分别为5.04%、2.70%,适宜比例仅36.9%、37.5%。品质指标协调性有待改善,施木克值、钾氯比偏高,平均分别为3.92、23.31,适宜比例仅占6.4%、19.0%;氮碱比低,平均0.70,适宜比例占20.3%;糖碱比平均10.80,适宜比例为21.3%,部分烟叶糖碱比高。吸食总分变幅为30.7~41.2,平均36.9。 4、不同区域尺度烟叶的质量特征 县级尺度间烟叶的化学成分含量、品质指标及吸食品质差异较大,地级尺度间的差异缩小。在县级尺度,影响烟叶品质的主要化学成分组成较为相似,化学成分主成分分布较为集中,第1主成分主要包括总糖、还原糖、烟碱、糖碱比、氮碱比,化学成分与品质的显著相关性因子较少(1-2个因子),可用较少的化学成分来揭示烟叶品质。在地级尺度,烟叶化学成分与品质的关系复杂化,需用较少的化学(有机)成分(碳水化合物、含氮化合物)反映烟叶的主要品质特征,并需用更多的化学(矿质)成分(K_2O、P等矿质成分)才能反映烟叶品质的特有差别。在省级尺度,烟叶化学成分与烟叶品质的关系更为复杂,需用更多的化学成分(碳水化合物、含氮化合物及矿质养分)才能综合反映烟叶的品质。 5、贵州烟区营养环境与烟叶质量的关系 逐步回归与典型相关分析结果,植烟土壤的不同养分类型对烟叶质量的影响不同,有机质与烟叶总糖、还原糖、糖碱比、Cu显著负相关,与含氮化合物、Zn、Cl显著正相关;硝态氮与蛋白质、淀粉显著相关,铵态氮与K_2O极显著负相关;速效P与总糖、速效K和交换性Ca与淀粉、水溶性Cl与总N和烟碱、pH与烟碱显著正相关,有效Mn与蛋白质显著负相关。烟叶矿质营养与烟叶质量关系密切,总N与含氮化合物显著正相关,与碳水化合物关系则相反;P与蛋白质显著负相关,与总糖、还原糖关系相反;K_2O与蛋白质、总糖显著正相关,与烟碱关系相反;Ca与碳水化合物显著负相关,与烟碱关系相反;Cl与总糖和还原糖、Zn与淀粉显著负相关。 三类气候生态区的烤烟吸食品质问具有非常显著的差异,植烟的适宜性依次为:第Ⅱ类>第Ⅲ类>第Ⅰ类。第Ⅰ类的总N、P、K_2O、Mg对烟叶有机成分起着最主要作用,总N、P、Cl、Mg、K_2O/Cl对吸食品质起着最主要作用;第Ⅱ类的总N、P、Cu、Cl、B、Ca对有机成分起着最主要作用,总N、B、Cl、K_2O/Cl、Mg、Zn对吸食品质起着最主要作用;第Ⅲ类的总N、P、K_2O、Cl对有机成分起着最主要作用,总N、S、Ca对吸食品质起着最主要作用。 6、优质烟叶的营养调控 基于烟区营养环境特征、田间试验示范和贵州多年的研究结果,贵州种植烤烟适宜的氮、磷、钾肥用量及配比可调整为:旱地土壤施纯氮90~112.5kg·hm~(-2),肥力较高的稻田纯氮用量75~97.5kg·hm~(-2),N:P_2O_5:K_2皆为1:0.7~1:2~2.5。在基肥中,硝态氮比例可占30%~40%,磷肥宜用磷铵或重过磷酸钙,氯化钾施用量可占施K量的30%,可在烟草专用肥中加入硼肥。总体上实行“控氮、适磷、稳钾、降硫、增氯、补硼”的养分管理原则。


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