土壤pH值对烟叶化学成分和品质的影响

９８一　江苏农业科学２０１３年第４１卷第１２期　李银科，王菲，羊波，等．土壤ｐＨ值对烟叶化学成分和品质的影响［Ｊ］．江苏农业科学，２０１３，４１（１２）：９８—１００　土壤ｐＨ值对烟叶化学成分和品质的影响　李银科　，王菲　，羊波　，李忠　，章新　（１．玉溪师范学院资源环境学院污染控制与生态修复研究中心，云南玉溪６３１５００；２．西南大学资源环境学院，重庆北碚４００７１５；　３．云南烟草科学研究院，云南昆明６５０１０６）　摘要：土壤养分供给是烟草正常生长和发育的关键，也是影响烟叶品质和风味最重要的因素之一，而土壤中养分　的形态及有效性与土壤ｐＨ值密切相关。选取具有代表性烟草栽培品种红大和Ｋ３２６，通过盆栽试验设置不同的土壤　ｐＨ值条件，统一施肥量和管理方式，采收后测定不同处理烟叶的主要化学成分，结合统计方法研究土壤ｐＨ值对烟叶　品质的影响。结果表明种植烟的土壤ｐＨ值在５．８到７１　６之间时，烟叶的化学成分协调性好，烟叶品质较好。本研究　结果为烟草的生产布局提供一定的科学依据。　关键词：土壤ｐＨ值；烟草；品质　中图分类号：￥５７２．０ｌ　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—１３０２（２０１３）１２—００９８—０３　土壤酸碱度是影响土壤养分、形态和有效性的主要因素　在云南玉溪进行栽培试验，研究不同土壤ｐＨ值对烟叶主要　之一，尽管有研究结果表明烟草在土壤ｐＨ值在４．５至８．５范　化学成分的影响，为优质烟叶的生产及烟草种植合理布局提　围内均能生长，但土壤酸碱条件会影响烟草根系的生长以及　供科学依据。　对矿质元素的吸收，从而影响烟株体内代谢过程，对烟叶品质　造成明显的影响…。随着科学研究的发展和人们对生产实　１材料与方法　践的认识，研究人员逐渐提出了对烟叶质量有利的土壤ｐＨ　１．１试验材料　值范围，但迄今见解不尽相同，例如美国就曾提出土壤ｐＨ值　试验选取云南具有代表性的红大和Ｋ３２６　２个烟草品种，　在６．０～６．４有利于烟草生长；而日本村岗洋三认为烟草最适　于２０１０年在云南烟草科学研究院试验基地进行。试验土壤　宜的土壤ｐＨ值为５．５～５．８，当ｐＨ值为５．８—６．３时对烟草　的理化性质：紫色土，ｐＨ值７．６，有机质３．２１％，速效氮　质量影响不大，ｐＨ值接近７．０时，则会产生不利影响　。　１４１．５　ｍｇ／ｋｇ，速效磷１４．２　ｍｒ／ｋｇ，速效钾１１５．３　ｍｇ／ｋｇ，交换　国内研究人员也做过许多土壤ｐＨ值与烟草生长发育和品质　性钙０．２２５％，交换镁１６５　ｍｒ／ｋｇ，有效锌２．４５　ｍｇ／　，有效硼　相关性的研究工作，并取得许多阶段性研究成果　，但研究　０．９４　ｍｇ／ｋｇ，有效锰１４．９０　ｍｇ／ｋｇ，有效钼０．１５２　ｍｒ，／ｋｇ。　主要集中于土壤ｐＨ值与烟草产量及部分化学成分相关性的　１．２试验设计　研究。本研究选取具有代表性的烟草栽培品种红大和Ｋ３２６，　供试土壤取土深度为０—２５　ｃｍ；试验用盆高３５　ｅｍ，直径　４０　ｅｍ的瓦质培养钵，盆底设有排水孔，其上覆盖瓦片，每个　收稿日期：２０１３—０４—１７　处理重复１０次，每盆分装土１８　ｋｇ，每株施纯Ｎ　６．０　ｇ，　基金项目：云南省应用基础研究计划（编号：２０１１ＦＢ０９２）。　作者简介：李银科（１９８４一），男，白族，云南大理人，博士，讲师，主要　Ｎ：Ｐ２０　：Ｋ　０为１．０：１．５：２．５，所用化肥氮肥为尿素（含Ｎ　从事植物营养与品质研究。Ｔｅｌ：（０８７７）２０５２１６９；Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｎｋｌｉ６０９　４６％），磷肥为过磷酸钙（含Ｐ：０　１２．５％），钾肥为硫酸钾（含　＠１２６．ｅｏｍ。　Ｋ：０　５２％）。种植烟草前进行调酸和调碱处理，土壤ｐＨ值共　通信作者：章　新，教授，主要从事烟草栽培研究。Ｔｅｌ：（０８７７）　设８个处理，分别为：￣ｐＨ值４．５；②ｐＨ值５．１；③ｐＨ值５．８；　２０５２１６９：Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｘ＠ｙｘｎｕ．ｎｅｔ。　④ｐＨ值６．５；⑤ｐＨ值７．１；⑥ｐＨ值７．６；⑦ｐＨ值８．１；⑧ｐＨ值　为突出。１２个不同基因型蚕豆品种蛋白质含量２７．９％～　多样性分析［Ｊ］．作物学报，２０１１，３７（４）：５９５—６０２．　３１．２％，脂肪含量１．２％一１．４％，单宁含量４．７０—５．２８昏／ｋｇ，　［４］刘玉皎，侯万伟，石建斌．蚕豆蛋白质亚基分析与特异种质鉴定　铁含量４７．４５～６８．１５　ｍｇ／ｋｇ，钙含量５７１．３０—１　３９７．２２　ｍｒ，／ｋｇ，　［Ｊ］．西北植物学报，２０１２，３２（１）：５４—５９．　锌含量４７．３４一　１０　ｍｇ／ｋｇ，钾含量１．０９％～１．３８％，硒含量　［５］刘玉皎，侯万伟，李萍，等．不同基因型蚕豆的蛋白质含量差异　０．０３１～０．Ｏ６４　ｍｇ／ｋｇ。不同基因型间的不同游离氨基酸含量　分析［Ｊ］．中国农学通报，２０１１，２７（１）：２１９—２２２．　存在较大差异，总游离氨基酸含量０．９１５％一１．５４４％。　［６］刘玉皎，侯万伟，李萍，等．青海不同基因型蚕豆蛋白组成及清　蛋白和球蛋白亚基的ＳＤＳ—ＰＡＧＥ分析［Ｊ］．甘肃农业大学学报，　参考文献：　２０１２，４７（２）：６８—７１．　［１］郑卓杰．中国食用豆类学［Ｍ］．北京：中国农业出版社，１９９７．　［７］严清彪，刘玉皎．不同蚕豆品种的品质分析［Ｊ］．安徽农业科学，　［２］李雪琴，裘爱泳．蚕豆生理活性物质研究进展［Ｊ］．粮食与油脂，　２０１２，４０（３１）：１５１５３—１５１５４．　２００２（７）：３４—３５．　［８］石建斌，侯万伟，刘玉皎．蚕豆种子贮藏蛋白质组分的比较研究　［３］王海飞，关建平，马钰，等．中国蚕豆种质资源ＩＳＳＲ标记遗传　［Ｊ］．植物遗传资源学报，２０１２，１３（２）：３０４—３０７．　江苏农业科学２０１３年第４ｌ卷第１２期　８．８。按优质烟栽培技术进行管理，并按时监测调节ｐＨ值，　保持ｐＨ值基本稳定。　１．３取样与分析方法　一９９—　烟叶钾的含量都是在土壤ｐＨ值为５．８时最高，而在土壤ｐＨ　值为８．８的碱性条件下含量最低。烟叶氯含量随着土壤ｐＨ　值的升高而增加，且同一品种不同土壤ｐＨ值处理间以及同　一烟叶完熟后采摘第８—１４叶烘烤后混合，进行化学分析。　烟叶化学成分的分析检测按王瑞新等　方法进行。数据分　土壤ｐＨ值不同品种间均呈现出显著性差异。烟叶钙和镁　含量的变化趋势基本一致，碱性土壤中含量较高，而酸眭土壤　中含量较低，同一品种不同土壤ｐＨ值处理间表现出显著性　差异。在土壤ｐＨ值为５．８～７．６时烟叶中磷的含量比较高，　酸性或碱性条件明显不利于烟草对磷的吸收。烟叶中铜、锰　和锌的变化趋势基本一致，酸性条件有利于烟草对它们的吸　析采用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ　１８．０软件。　２结果与分析　２．１　土壤ｐＨ值对烟叶中重要无机化学元素含量的影响　从表１可以看出，对于烟草红大和Ｋ３２６，在相同的气候　收，它们的含量随着土壤ｐＨ值的升高而不断下降，在土壤　ｐＨ值为８．８时最低，各个处理间呈现出显著性差异。烟叶中　钼和硼的变化刚好与铜、锰和锌相反，其含量随着土壤ｐＨ值　的升高而增加。　条件和管理模式下，土壤ｐＨ值的差异对烟叶的无机化学元　素含量产生了不同的影响。土壤ｐＨ值对烟叶钾含量的影响　为：同品种不同土壤ｐＨ值条件下表现出显著性差异；在相同　土壤ｐＨ值条件下，Ｋ３２６烟叶钾含量显著高于红大；２个品种　表１土壤ｐＨ值对烟叶无机元素含量的影响　注：同列数据后不同小写字母表示差异达０．０５显著水平。　２．２土壤ｐＨ值对烟叶主要有机化学成分含量的影响　从表２可以看出，烟草红大和Ｋ３２６的烟叶总糖含量随　３讨论　土壤ｐＨ值变化表现出显著性的差异，土壤ｐＨ值在５．８至　７．６之间烟叶总糖含量较高，烟叶还原糖含量随土壤ｐＨ值变　化与总糖基本一致，在相同土壤ｐＨ值条件下，Ｋ３２６烟叶总　糖和还原糖含量显著高于红大。土壤ｐＨ值在５．８至７．６之　烟叶的化学成分与其品质存在紧密的联系。在烟叶的化　学成分中，钾被称为烟叶的“品质元素”，能够显著改善烟叶　的燃烧性，增进烟叶香气、吃味及品质。磷是烟草生长发育所　必需的主要营养元素之一，是细胞内磷酸腺苷、核酸及含磷辅　酶等的重要组分。烟叶中的糖分在热分解时产生氨，使烟气　的ｐＨ呈酸性，影响烟气的强度和劲头　“　。总多酚、石油　间烟叶淀粉含量较低，不同土壤ｐＨ值处理间呈现出显著性　差异。土壤ｐＨ值在５．８至７．６之间有利于烟叶石油醚提取　物的积累，相同土壤ｐＨ值条件下Ｋ３２６烟叶石油醚提取含量　高于红大。烟叶中总氮、游离氨基酸和烟碱的含量随土壤ｐＨ　值的升高而增加。烟叶蛋白质含量在土壤ｐＨ值５．８至７．６　之间含量较低。烟叶总多酚和总类胡萝ｂ素含量在土壤ｐＨ　值５．８至７．６之间含量较高，且不同土壤ｐＨ值处理间表现　出显著性差异，但在相同土壤ｐＨ值条件下，红大总多酚含量　醚提取物和总类胡萝卜是许多香气物质的前体，其含量与感　官评吸时烟气的香气质、香气量和余味密切相关。蛋白质则　是烟叶的主要结构物质，蛋白质质量分数过高，影响香气和抽　吸质量，使香气质变差，刺激性增大，烟灰发暗；蛋白质质量分　数过低，烟味平淡，劲头不足；并且蛋白质和淀粉在烟叶燃烧　时会有“烧纸”的味道，令人产生不愉快的感觉，烟碱是烟草　高于Ｋ３２６，而总类胡萝卜素含量则是Ｋ３２６高于红大。烟叶　生物碱中最主要的化合物　。纤维素作为构成烟叶细胞组　总细胞壁物质在土壤ｐＨ值５．８至７．６之间时含量较低，烟叶　粗纤维素含量的变化与总细胞壁物质相似。　织和骨架的基本物质，并随着烟叶等级的下降而增加　。烟　叶中的纤维素对提高烟叶燃烧性有帮助，但其含量过高时，烟　一１００一　江苏农业科学２０１３年第４１卷第１２期　叶组织粗糙而容易破碎，且吸烟时产生呛人的味道，使烟叶品　质下降　。前人研究发现，土壤ｐＨ值与烟叶的钾、磷、还原　糖、蛋白质等存在显著相关性　Ｊ。　［２］Ｓｃｈｗａｍｂａｒｇｅｒ　Ｅ　Ｃ，Ｌｓｍｉｓ　Ｊ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｐＨ，ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｓｏｕｒｃｅ，　ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ａｎｄ　ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ　ｏｎ　ｅａｒｌｙ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂａｒｌｅｙ　ｔｏｂａｃｃｏ『Ｊ］．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｓｏｉｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｐｌａｎｔ　Ａｎａｌｙ—　研究发现，不同的土壤ｐＨ值对烟叶的化学成分和感官　评吸质量产生显著性的影响。土壤ｐＨ值在５．８到７．６之间　烟叶的钾和磷含量较高。同时，与烟叶品质正相关的化学成　分总糖、还原糖、游离氨基酸、烟叶石油醚提取物、总多酚、总　类胡萝卜素含量较高，尼古丁含量适中，与烟叶品质负相关的　ｓｉｓ，１９９１，２２（７／８）：６４１—６５７．　［３］曹志洪．优质烤烟生产的土壤与施肥［Ｍ］．南京：江苏科学技术　出版社，１９９１．　［４］Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ　Ｍ　Ｇ，Ｐａｒｋｅｐ　Ｍ　Ｂ，Ｇａｉｎｅｓ　Ｔ　Ｐ，ｅｔ　ａ１．Ｍａｎｇａｎｅｓｅ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｐＨ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｙｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉ￣ｏｆ　ｆｌｕｅ—ｃｕｒｅｄ　ｔｏｂａｃｃｏ［Ｊ］．Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｉｎｔｅｒｕａｔｉｏｎａｌ，１９８７，１８９（２６）：６９—７３．　淀粉、蛋白质、细胞壁物质和粗纤维素含量较低。当土壤ｐＨ　值为４．５的酸性条件下，烟叶中的钙、镁、氯的含量不足，导致　［５］韩锦峰，陈建军，王瑞新，等．ｐＨ值对烤烟物质生产和营养的影　响［Ｊ］．中国烟草学报，１９９２，１（２）：３７—４４．　烟叶的持水性较差，吸食时燃烧过快；化学成分中淀粉、蛋白　质等含量过高，而总多酚等香气前体含量较低，使烟气的香气　质较差，香气量不足，刺激性较大。土壤ｐＨ值为８．８的碱性　条件下，烟叶中钾、磷含量较低，钙、镁、氯的含量随土壤ｐＨ　［６］黎成厚，刘元生，何腾兵，等．土壤ｐＨ值与烤烟钾营养元素关系　的研究［Ｊ］．土壤学报，１９９９（２）：２７６—２８２．　［７］徐晓燕，孙五三，李章海，等．烤烟根系合成烟碱的能力及ｐＨ值　对其根系和品质的影响［Ｊ］．安徽农业大学学报，２００４，３１（３）：　３１５—３１９．　值的升高而显著增加，氯含量的偏高会导致卷烟在燃烧时的　燃烧性和烟灰的灰色较差。在微量元素方面，酸性土壤容易　导致烟叶钼和硼的缺乏，碱性土壤上烟叶中铜、锰和锌不足，　烟草栽培时可以以此为参考对烟株进行适当的微量元素　补充。　［８］杜舰，张锐，张慧，等．辽宁植烟土壤ｐＨ值状况及其与烟　叶主要品质指标的相关分析［ｊ］．沈阳农业大学学报，２００９，４０　（６）：６６３—６６６．　［９］王瑞新．烟草化学［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００３．　［１ｏｌ　Ｆｅｎｎｅｒ　Ｒ．Ｔｈｅｒｍｏａｎａｌｉｔｙｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｏｂａｃｃｏ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓ　［Ｊ］．Ｒｅｃ　Ａｄｖ　Ｔｏｂ　Ｓｃｉ，１９８８，１４：８２—１１３．　本研究在对烟叶常规化学成分检测的基础上，对烟草红　大和Ｋ３２６在不同土壤ｐＨ值影响下石油醚提取物、总多酚、　总类胡萝卜素等与烟气香气相关的前体物质的变化进行了分　［１１］史宏志，韩锦峰，刘国顺，等．烤烟碳氮代谢与烟叶香吃味关系　的研究［Ｊ］．中国烟草学报，１９９８，４（２）：５６—６３．　［１２］Ｅｎｚｅｌｌ　Ｃ．Ｔｅｒｐｅｎｏｉｄ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｌｅａｆ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｔｏ　ｓｍｏｋｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ａｒｏｍａ［Ｊ］．Ｒｅｃ　Ａｄｖ　Ｔｏｂ　Ｓｃｉ，１９７６，２：３２—６０．　［１３］闫克玉，闰洪洋，李兴波，等．烤烟烟叶细胞壁物质的对比分析　［Ｊ］．烟草科技，２００５（１０）：６一ｌ１．　析，发现种植烟草的土壤ｐＨ值在５．８到７．６之间时，烟叶的　化学成分协调性好。而种植烟草的土壤在酸性或碱性条件　下，烟叶的总体质量较差。研究结果可以为烟草的生产布局　提供依据。　参考文献：　［１］李念胜，王树声．土壤ｐＨ值与烤烟质量［Ｊ］．中国烟草，１９８６　（２）：１２—１４．　［１４］Ｄａｖｉｓ　Ｄ　Ｌ，Ｍａｒｋ　Ｔ　Ｎ．烟草——生产，化学和技术［Ｍ］．国家烟草　专卖局科技教育司，中国烟草科技信息中心，译．北京：化学工业　出版社，２００３：２５５—２５７．