[烟叶品质与生态环境的关系研究进展] 烟叶品质因素表

　　摘要：外界生态环境条件是烟叶品质形成的主要影响因素。从生态环境方面描述了烟叶品质形成的主要影响因子及其研究进展，为推动和促进特色优质烟叶生产提供了理论依据。 　　关键词：烟叶品质；生态环境；特色优质烟叶
　　中图分类号：Ｓ５７２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）09－1731-04
　　
　　Research Progress in Tobacco Quality and Ecological Environment
　　
　　ＬＩＵ Ｈｏｎｇ－ｅｎ１，ＸＵ Ａｎ－ｄｉｎｇ2，ＸＩＥ Ｈｕｉ－ｃｈｕａｎ3，ＤＡＩ Ｘｉａｎ－ｑｉａｎｇ４，ＭＡ Ｘｉａｏ２，ＹＡＮＧ Ｃｈａｏ２，ＹE Ｘｉｅ－ｆｅｎｇ５
　　（１． Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｈｅｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００２，Ｃｈｉｎａ；
　　2． Ｐｅｎｇｓｈｕｉ Ｃｏｕｎｔｙ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０９６００，Ｃｈｉｎａ； 3． Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００２３，Ｃｈｉｎａ；
　　４． Ｆｅｎｇｄｕ Ｃｏｕｎｔｙ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０８２００，Ｃｈｉｎａ； ５． Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ， Ｈｅｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｏｂａｃｃｏ ｌｅａｆ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｔｏ ｒｅｖｉｅｗ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｔｏｂａｃｃｏ ｌｅａｆ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｏｂａｃｃｏ ｑｕａｌｉｔｙ； ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ； ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｔｏｂａｃｃｏ
　　作物生长离不开光、温、水、土等环境条件。烟草作为特殊的叶用经济作物，为获得其优良品质，烟草生产对光照、温度、水分和土壤等环境条件具有一定的选择性。优越的生态环境条件有利于优良烟叶品质的形成，因此，优越的生态环境条件就成为特色优质烟叶生产中的基本要求。下面从气候、土壤以及土壤肥力特征等方面探讨生态环境条件与烟叶品质形成的关系。
　　１气候
　　烤烟适应性广，能够在不同自然条件下生长，但不同气候条件下烟叶的质量并不相同，能够生产优质烟叶的气候条件非常有限。张锡玉等［１］就湖南主栽品种和新引进品种的生长发育规律及其与所需光、温、水量的关系研究发现，全生育期和大田生育期烟草所需光、温、水量有季节、年际、地域性变化，其中，季节变化＞地域变化＞年际变化。烤烟具有感光和感温性，日平均气温８℃可作为烤烟生物学的起点温度，８℃的有效积温可作为烤烟种植区划的热量指标。春烟和夏烟的播期和移栽期要因地制宜，同地域同品种同季栽培，生育期和所需的光照、温度、水分变化幅度小，相对稳定，可以准确预测。利用１９５３～１９９３年全国烤烟生产的相关资料，将全国视为一个大区，研究高、低产值年份的烤烟产值与产量及上中等烟比重之间的关系。结果表明：高产值年份每公顷烤烟平均产量１ ６０８．７５ ｋｇ，上中等烟占４９．７７％，气象产值、产量和上中等烟气象比重分别占实际产值、产量和上中等烟比重的１７．９２％、１１．２４％和３．９２％。由于气象条件有利于单产增加和上中等烟比重的提高，其增加产值分别占气象产值的４９．７１％和５０．２９％；低产值年份每公顷烤烟平均产值１ ５２４．９０元，产量１ ０７５．７1 ｋｇ，上中等烟比重４２．５６％，气象产值、产量和上中等烟气象比重的绝对值分别占实际产值、产量和上中等烟比重的２９．９７％、１８．６９％和２．８７％。由于气象条件不利，使单产减少和上中等烟比重降低而减少的产值分别占气象产值的５２．９１％和４７．０９％［２］。
　　烟叶质量与海拔高度呈极显著相关，海拔高度是影响烟叶质量的首要因子。研究表明，烟叶烟碱和总氮含量随海拔的升高而降低，海拔高度９００～
　　１ １００ ｍ地区烟叶化学成分比例较协调，品质较佳，而烟叶外观质量、内在品质及色香味总评分则随海拔的升高而降低。海拔高度１ ３００ ｍ以上的地区需采取相应的技术措施才能保证获得优质烟叶［３］。通过对陕南烟区烟叶样品的化学成分和内在质量与取样点的气温、降水、日照等气候因子进行线性相关统计分析，得出烟叶质量与气候因子之间的回归方程。结果表明，烤烟质量与大田期的平均气温及日平均气温（≥２０℃）持续日数的关系最为密切，且大田期的降水量和日照时数也是不可忽视的气象条件［４］。同时，李琦［５］研究了不利气候变化对烤烟生产的影响，结果表明，厄尔尼诺事件对安徽省气候及烤烟生产的影响较大。在厄尔尼诺发生当年该省烤烟生产大多减产，次年增产可能性较大，上中等烟比重在厄尔尼诺发生当年提高、次年降低的可能性较大。基于气候因子对烤烟生产的重要影响，在烤烟种植区划中，气候因子也成为不可缺少的部分。罗战勇等［６］在调查和分析广东省烟叶产区气象资料和土壤化学成分的基础上，对各烟叶产区、不同烤烟品种的烟叶质量进行区划，将广东省烟叶产区划分为３个生态烟区：南雄、始兴、五华生态烟区，乐昌、乳源生态烟区和粤东生态烟区。唐远驹［７］采用温度最高月（７月）平均气温、大于等于２０℃的持续日数以及７、８月平均降雨量等３项指标把贵州烟区分为黔东、黔北最适宜气候区，黔南适宜气候区，黔西、黔西南次适宜气候区和黔西北不适宜气候区。宁金明［８］根据广西烤烟与气候的关系研究发现，广西中、南亚热带季风气候与复杂的地理环境相结合，形成类型众多的地方性气候和小气候环境，具有生产不同品质类型烟叶的气候资源优势，可将广西划为四大烟叶产区，分别为桂东北烟区、桂西烟区、桂西北烟区和桂南烟区。
　　２土壤
　　烟草可以在不同类型土壤上种植，但不同类型土壤生产的烟叶品质存在明显差异。选择适宜的土壤是烟草栽培中获得优质烟叶的重要环节。
　　２．１土壤质地
　　土壤质地是土壤稳定的自然属性，反映母质来源及成土过程的某些特征，对土壤肥力有很大的影响［９］。土壤质地对植烟土壤的肥力、水分、通透性、导热性及微生物活动状况等都起着决定性的作用，与烤烟质量的形成具有密切关系。
　　研究表明，对烤烟质量形成影响最大的因素，不是土壤的化学组成特性，而是土壤的机械组成和物理性能。曾群望等［１０］发现，烟叶烟碱含量与植烟土壤渍水率呈极显著负相关，而与土壤水容量即持水曲线（土壤容积含水量／土壤水吸力）呈正相关趋势。
　　不同烟草品种的生物学特性及耕作栽培的要求不同，其对土壤质地的要求也不同。美国学者研究发现，烟碱含量低、化学成分协调性较差的烟草品种，种植在雨量比沿海平原少的皮德蒙特地区黏重土壤上时，烟叶品质会有很大改善。沙壤土和壤沙土是最适宜烤烟种植的土壤，这两类土壤表土层厚度２５～３５ ｃｍ，底土层呈黏性、黄色至红色、排水性良好。沙性再强一点的土壤因持水能力差、养分易淋溶损失，所产烟叶质量差、产量低；更黏一点的土壤，如黏壤土和黏土通常能获得高产，但其氮素水平往往过高，质量反而受影响［１１］。可见，土壤质地对烤烟生长及烟叶品质具有重要的影响，但结论不尽一致，其可能与土壤所处的地形地貌有一定的关系。例如，在山坡黏质土或夹有沙砾的黏质土上能够生产品质较好的烟叶［１２］。
　　２．２土壤水分
　　土壤水分是烤烟生长发育生理需水和生态需水的主要来源［１１］。土壤营养物质只有在适宜的水分条件下才能分解、释放、迁移和供给烟株吸收和利用［１２］。
　　烤烟对土壤水分要求比较严格，水分不足和渍水都会严重影响烤烟生长。水分不足时，不仅降低土壤向烤烟供水的能力，而且影响营养元素向烤烟根表的迁移，使烤烟田有效态养分减少，烤烟生长发育受阻［１３］，致使叶片变小增厚，组织紧密，叶脉粗糙，单位叶面积重量增大，烟叶含氮量和含氮化合物如蛋白质、烟碱等含量增高，糖类物质含量下降，烟味辛辣，吃味不良，品质欠佳。相反，水分过多或渍水时，烤烟根系缺氧受损，使养分和水分吸收受阻，叶片萎蔫甚至死亡，烟叶组织疏松，叶片大而薄，颜色浅，油分少，弹性差，烤后的烟香气不足，吃味平淡。
　　在烟草各个生育阶段对土壤水分的要求常用田间土壤相对含水量来表示。在烟叶生长阶段，伸根期应适当控制水分，保持土壤相对含水量在６０％左右，促使烟株根系向纵深处发展；旺长期要有充足的水分供应，保持土壤相对含水量在８０％左右，以满足烟株旺长对水分的需要；成熟期也应适当控水，保持土壤相对含水量在６０％左右，促进烟叶香气物质的合成，使烟叶适时落黄成熟［１４］。土壤水分不但与烟叶品质形成有直接关系，同时与土壤有效养分利用率也有密切的联系。颜丽等［１５］研究认为，土壤湿度是保证土壤中钾素向烟草根系运动的必要条件，烟株吸钾高峰期的土壤含水量是限制烟株吸钾和烟叶含钾量的主要因子之一。在烟株吸钾和生长高峰期，保持适宜的土壤湿度，不但能促进烟叶生长，还能提高烟叶含钾量。土壤水分含量与土壤通透性也有紧密的关系。土壤水分过多，阻碍空气交换，削弱根系的呼吸和吸肥、吸水能力，导致根系吸收养分和水分的功能降低，使烟株生长受到抑制，产量与质量降低。长期生长在土壤溶液浓度较大的烟叶则含氮量增高，评吸吃味辛辣［１２］。同时，土壤水分含量还影响土壤微生物活动及氧化还原状态。土壤氧化还原电位高，表示土壤通气良好，固体、液体、气体三者的比例合理，氧化态物质含量高，土壤处于氧化状态。一般来说，水田与旱地的氧化还原电位相差较大，旱地土壤的氧化还原电位在４００～７００ ｍＶ之间，但对于烟草还未提出适宜的指标。
　　２．３土壤肥力特征
　　２．３．１土壤有机质土壤有机质是土壤肥力的关键与核心，其含量对土壤物理、化学和生物学特性影响很大［１６，１７］，土壤有机质含量高低是土壤肥力高低的重要指标。土壤有机质含量过高或过低对烟草产量和质量均产生一定的影响。对１９８３年全国烟草种植区划土壤取样分析的结果表明，我国植烟土壤有机质平均含量为１．５６％，与世界其他产烟国相比，我国土壤有机质含量偏低，且各省份土壤有机质含量差异明显。美国植烟土壤有机质含量一般为２．０％～２．５％，而我国各省（区、市）土壤有机质平均含量超过２．５％的仅有黑龙江，２．０％～２．５％的有贵州、湖南和四川，１．５％～２．０％的有云南、吉林、江西、福建和广西，１．０％～１．５％的有辽宁、广东、湖北和陕西，低于１．０％的有安徽、河南和山东。可见，我国植烟土壤有机质含量偏低的现象不容忽视。对烤烟而言，土壤有机质含量过高，烟叶后期贪青晚熟，不容易正常落黄，甚至出现“黑暴”。且烘烤后烟叶主脉粗，叶片过厚，烟碱及蛋白质含量过高，色泽差，刺激性大，品质较差。国内一般认为，植烟土壤有机质含量以１０．０～２０．０ ｇ／ｋｇ为宜，南方多雨区以１５．０～３０．０ ｇ／ｋｇ为宜［１４］，若土壤有机质含量过低，则所产烤烟香气不足。
　　２．３．２土壤ｐＨ值土壤ｐＨ值对烤烟生长发育具有直接和间接两方面的作用。直接作用表现为ｐＨ值过高（大于９．０）或过低（小于４．０）时对烟草根部有损害，影响根部对水分和养分的吸收和利用；间接作用表现在ｐＨ值制约营养元素有效态的形成及其在土壤溶液中的浓度［１８，１９］。为查明三明烟区土壤的主要障碍因子，对该烟区１１个县２６８个土壤样品的ｐＨ值和有效养分含量进行了测定。结果表明，三明烟区植烟土壤ｐＨ值为４．６～７．５，中强酸性土壤占所调查土壤总样品数的８９．５５％。土壤ｐＨ值与碱解Ｎ、速效Ｋ、交换性Ｃａ、交换性Ｍｇ、有效Ｚｎ、水溶性Ｂ和活性Ｍｎ具有显著的相关性。三明烟区土壤Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ含量较低，这与土壤酸度过大有直接关系［２０］。烤烟对土壤酸碱度适应性极强，在ｐＨ值３．５～９．０的土壤上，烤烟均能正常生长，但烤烟品质却是在一定ｐＨ值范围内达到最好。世界各国推荐的烤烟生长最适ｐＨ值范围为５．５～６．０［１８］。结合我国植烟土壤的研究结果，当ｐＨ值达７．５时，仍能生产出品质优良的烤烟，但当ｐＨ值继续升高时，烟叶杂气、刺激性、香气等评吸质量都会降低。酸性植烟土壤（ｐＨ值为５．０）施用适量石灰可促进烤烟生长发育、提高烤烟产量和品质，一般土壤ｐＨ值宜调节在６．６以下。在烟草实际生产中，由于不同地区土壤酸度不同，应因地制宜确定适宜的石灰施用量，以取得最佳的植烟经济效益［２１］。
　　２．３．３土壤养分氮是影响烟株生长和发育以及烟叶品质的最重要元素［２２］。其中，硝态氮对烟株的作用比铵态氮好。当供应硝态氮源时，烟株干物质含量高，烟叶总氮量、蛋白质、烟碱等均较低，但糖和淀粉含量则较高，燃烧性也好。而在铵态氮溶液中，烟株钾离子吸收量很低，容易产生缺钾症。同时，在铵态氮溶液中，烟株对氮的吸收量增加，烟叶燃烧性有所降低，但是铵态氮能促进烟叶芳香族挥发油的形成和氮化合物的代谢，使叶片叶绿素含量、蛋白质、烟碱含量增加，糖类含量降低，因此这两种氮源需配合使用［２３］。北方烟区土壤碱解氮含量为４０～６０ ｍｇ／ｋｇ，烤烟品质较好。总的来说，氮素不足，烟叶质量轻，烟碱含量低，香气差，刺激性不够，劲头不足。氮素由不足到适当再到过量的过程中，烟叶颜色由浅黄色向黄色、橘黄色、棕色过渡。当氮素过多时，易引发各种叶面病害，烟叶成熟期推迟，烟碱含量过高，刺激性和劲头过大，香气变差。巨晓棠等［２４］采用田间试验和土壤原位培养法在贵州凤冈和金沙研究了土壤后期供氮对烤烟产量及品质的影响。结果表明，在相同施氮量条件下，由于凤冈试验点土壤后期氮素矿化量远高于金沙试验点，在烟株生长后期（７～１６周），前者土壤氮素净矿化量（５６ ｋｇ／ｈｍ２）几乎相当于后者（３０ ｋｇ／ｈｍ２）的２倍，造成前者烟叶产量和产值远低于后者，但前者上部烟叶中的烟碱浓度远高于后者，且均超过了３．５％的适宜标准。凤冈试验点在移栽后５周土壤ＮＨ４－Ｎ利ＮＯ３－Ｎ被大量消耗的情况下，烟株后期吸收的氮素主要来自于土壤氮素矿化，后期土壤氮素矿化量对烟叶品质起着至关重要的作用。
　　北方烟区速效磷含量为５～１５ ｍｇ／ｋｇ，烤烟品质较好。一般认为，磷可以改善烤烟颜色，且与糖含量呈正相关［２５－２７］。磷作为烟草最重要的元素之一，能够参与烤烟体内的各种化学和生物化学过程，对烟叶香吃味间接影响也较大。
　　北方烟区速效钾含量为１２０～２００ ｍｇ／ｋｇ，烤烟品质较好。我国植烟土壤含钾量由南至北是逐渐升高的。近年来，随着我国农业粮食产量和复种指数的不断提高，我国农田土壤缺钾面积越来越大。对烤烟而言，钾除影响产量外，还能显著改善其品质，当有效钾含量高时，烟叶更加柔软，弹性更好。研究表明，当钾增多时，会降低烟草烟碱和总生物碱含量，蛋白质含量也有所降低。钾对烤烟品质最明显、最直观的作用体现在对燃烧性的影响，即持续燃烧时间和燃烧温度。燃烧温度差异会导致烟气产物改变，对改善烟草吸食品质具有积极意义。大部分地区烟叶香吃味与烟叶钾含量呈正相关。
　　烟草是忌氯作物。当土壤氯含量过高时，烟叶吸湿性大，烟叶燃烧能力下降，含氯量过高会导致熄火。但少量氯可提高烟叶产量，改善某些品质因素如颜色、水分含量、弹性、燃烧性以及烟叶的储藏质量等［２８］。对我国植烟土壤氯含量的分析表明，土壤氯含量为４２ ｍｇ／ｋｇ可作为植烟土壤的氯含量上限，但土壤氯含量并不是越低越好。
　　４小结
　　烟叶质量主要是在田间环境条件下形成的，在相同的农业技术措施下，不同的自然环境条件导致烟株生长发育以及产量、品质具有明显差异。这种差异不但在年份间表现明显，相同年份不同地域间也不例外。这种年份、地域间的差异虽然受烤烟品种、栽培技术的制约，但外部生态环境条件也是其重要的影响因素，因而形成不同产烟区特有的烟叶质量特色。充分认识烟叶质量与生态环境的关系，对烤烟产区的合理区划和布局，对特色优质烟叶生产的可持续发展有着重要意义。
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