任汝周，李佛琳*，徐照麗，鄒聰明，胡小東，吳會平

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，云南昆明 650201；2.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，云南昆明 650021；3.云南省煙草公司楚雄州公司，云南楚雄 675000；4.云南省香料煙有限公司，云南保山 678000)

有關(guān)烤煙N、P、K營養(yǎng)元素的探討，目前國內(nèi)研究成果較多，也在烤煙實(shí)際生產(chǎn)中得到充分利用，然而，對氯的研究相對較少，并且相關(guān)的研究主要集中在氯的負(fù)面效應(yīng)[1]。土壤中的氯元素含量作為作物氯素營養(yǎng)吸收的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是土壤供氯能力的直接決定因素。韓忠明等[2]研究表明我國七大煙區(qū)烤煙氯含量普遍偏低，均低于國外優(yōu)質(zhì)烤煙氯含量，對烤后煙葉回潮產(chǎn)生一定的阻礙。因此，在烤煙生產(chǎn)中，加大對氯相關(guān)問題的研究，在解決降低煙葉生產(chǎn)成本、改善和提高煙葉質(zhì)量等問題上是極其關(guān)鍵的。

氯是煙草整個生長發(fā)育過程中需求量最大的必需微量元素[3]。一般認(rèn)為煙葉適宜含氯量為0.3%～0.8%，煙葉質(zhì)地柔軟，膨脹性好，易切絲，不易破損，有利于卷煙企業(yè)加工。氯對作物的生理影響是多方面的：①激活光合作用中水的光解反應(yīng)不可或缺的條件之一；②參與根葉細(xì)胞分裂，減少鉀離子外溢，同時使煙葉的內(nèi)含物更加充實(shí)；③在N-甲基吡咯中發(fā)揮平衡電荷的作用，從而影響煙堿合成。在適宜范圍內(nèi)，煙葉含氯量高則膨壓高，挺立的葉面積大，煙葉吸收太陽光照充分，光合作用效率高，對提高煙葉產(chǎn)量有促進(jìn)作用。含氯量過高和過低均會降低煙葉產(chǎn)質(zhì)量：大于1.0%時，煙葉顏色變淡，無光澤，不易切絲，同時會減少鉀的有機(jī)酸鹽而間接導(dǎo)致燃燒性變差，增加了熄火的可能性；超過2.9%時，煙株會出現(xiàn)氯中毒的癥狀，尤其是煙葉，出現(xiàn)葉緣翻卷，中下部煙葉葉色黃化，上部煙葉葉色深綠，燃燒有不愉快氣味產(chǎn)生，煙葉完全不能持火，不能滿足工業(yè)需求；低于0.3%時，煙葉顏色淡黃，彈性差且易碎，切絲率低，質(zhì)量大幅度下降[4-5]。因此，土壤中氯的多少對煙葉質(zhì)量有著重要影響，適宜的氯含量范圍可以提升煙葉質(zhì)量。

土壤中氯元素含量的高低與烤煙的生理生化活動也有著密不可分的聯(lián)系，李明德等[6]研究表明，適量的氯一方面可以提高煙株旺長期煙葉的葉綠素含量，增加煙株根系活力；另一方面可以提高煙株生長前期NRase的活性。土壤氯含量較低時，施入氯化鉀所占比例為15%～30%的鉀肥后，不但不會造成土壤中氯含量的積累，反而會改善煙葉品質(zhì)。徐茜等[7]研究表明，氯化鉀利于煙葉的光合作用，其蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶和蔗糖轉(zhuǎn)化酶等酶的活性可以促進(jìn)煙葉的碳代謝。所以，要認(rèn)識烤煙氯元素營養(yǎng)，研究植煙土壤中氯元素含量的動態(tài)變化規(guī)律極其重要。

從植煙土壤中氯元素含量的來源、影響因素和動態(tài)變化3個方面對烤煙氯元素營養(yǎng)進(jìn)行全面探索，并系統(tǒng)地提出氯元素的消減因素與策略，為烤煙氯元素的進(jìn)一步研究提供較為明確的方向。

1 來源

環(huán)境中氯含量對煙株吸收鋁元素有重要作用，表現(xiàn)在環(huán)境中氯含量增加時，煙株吸收氯的數(shù)量和速度也會增加。張翔等[8]研究表明，烤煙吸收的總氯量主要來自于土壤、灌溉水和肥料氯。還有研究認(rèn)為，前茬作物對植煙土壤中氯元素含量也有一定的影響[4]。

1.1土壤現(xiàn)有試驗(yàn)結(jié)果表明煙葉和土壤中的氯元素含量呈正相關(guān)[9]，我國煙葉含氯狀況一般是東北煙區(qū)氯含量低，黃淮海煙區(qū)含量高，西南煙區(qū)含量特別低，這與植煙土壤含氯量變化趨勢基本一致[10]。另外，我國土壤含氯量大致分布趨勢是沿海高于內(nèi)地，北方高于南方[11]。

土壤中的氯主要以Cl-狀態(tài)存在，酸性條件下，部分為交換態(tài)或吸附態(tài)[12]。張翔等[8]研究表明，烤煙吸收的氯有高達(dá)61.8%是來自土壤。土壤氯元素含量增加時，煙株對氯的吸收量基本上呈直線增加趨勢。同樣，石孝均等[13]、關(guān)博謙等[14]認(rèn)為煙葉含氯量與土壤中氯元素的含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)方程y=348.2x+45.6，r=0.545 3(y為煙葉含氯量mg/kg，x為土壤含氯量mg/kg，n=118)。許自成等[9]研究表明，以湖南煙區(qū)為例，煙葉含氯量與土壤中水溶性氯之間存在極顯著的線性關(guān)系：y=0.127 6+0.009 1x，其中X2F：y=0.162 4+0.010 1x；C3F：y=0.127 8+0.010 7x；B2F：y=0.121 3+0.009 4x。劉洪斌等[15-16]研究表明，在四川典型的植煙土壤上用部分氯化鉀代替硫酸鉀不僅可以降低烤煙生產(chǎn)成本，而且有利于提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量，尤其是在貧氯和雨量充沛的地區(qū)，施用氯化鉀效果更好，但施用量要充分考慮降雨等因素。

1.2灌水降水煙株灌溉水的含氯量之所以成為衡量灌溉水質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，原因在于灌溉水中有相當(dāng)數(shù)量的氯，在煙株吸收后，對煙葉氯元素的含量有非常明顯的作用。張翔等[8]研究認(rèn)為，煙株吸收的氯有37.1%是來自灌溉水。汪耀富等[17]研究表明，灌溉水中氯元素的含量在全國范圍內(nèi)的分布大致為北方高于南方，以河南為分界的情況下，北方灌溉水中氯元素含量平均為62.44 mg/kg，明顯高于南方的19.65 mg/kg。同時降水中也含有1.10 mg/kg的氯離子，雖然含量不高，但會對土壤中氯離子含量產(chǎn)生影響，也會被煙株吸收。有研究指出，從不同煙區(qū)灌溉水中氯平均含量來看，以黃淮煙區(qū)(25.75 mg/L)最高，其次是東南煙區(qū)(5.37 mg/L)、北方煙區(qū)(4.70 mg/L)和長江中上游煙區(qū)(4.26 mg/L)，最低為西南煙區(qū)(3.48 mg/L)，黃淮煙區(qū)與其他四大煙區(qū)存在顯著差異[18]。國內(nèi)不同類型灌溉水平均氯元素含量由低到高依次為雨水、河渠水、地下水、水庫水，雨水氯含量、92.7%的河渠水、90.5%地下水和80.0%的水庫水氯元素含量均處于適宜水平。

1.3肥料投入含氯肥料施用量的增加會影響土壤中氯離子的含量，且兩者呈直線相關(guān)關(guān)系，但受降雨量和土質(zhì)影響，另外，殘留率也受土壤滲水性的影響[19-20]。曾睿等[21]研究表明，施氯量與煙葉氯含量呈顯著正相關(guān)，與K2O/Cl呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，認(rèn)為云南省優(yōu)質(zhì)烤煙合理的施氯量為22.5～67.5 kg/hm2。趙第錕等[22]研究表明，在皖南紅壤煙區(qū)上，施氯量與煙葉中氯含量呈顯著的線性相關(guān)，前者增加，后者也顯著增加。許永鋒等[23]研究表明，隨施氯量的增加，煙株的氯含量和土壤的氯積累量表現(xiàn)出顯著增加的趨勢。

含氯肥料施用量的增加會提高土壤中氯的累積量，但會受到降雨量及土壤透水性的制約，同時，氣候特征會影響土壤中氯的分布，積累殘留量隨著氣候帶的不同而有所差異。近年來，一方面，由于缺鉀土壤面積的增加，大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中多施用氯化鉀和含氯復(fù)合肥，導(dǎo)致農(nóng)田的氯離子迅速增加；另一方面，作為肥料施用的人糞尿和廄肥中的氯可直接進(jìn)入土壤，也會提高土壤的氯元素含量。

1.4前茬作物“前作效應(yīng)”是指前作對后作生產(chǎn)的影響，前作不同，效應(yīng)也會不同。煙草是一種葉用經(jīng)濟(jì)作物，因其受前作影響大而一般要求輪作，但由于目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，前茬作物氯含量肥料的施用量沒有得到有效控制，前作會對土壤中氯元素含量的增加有一定的促進(jìn)作用，因此烤煙種植對前茬作物有一定要求，若前茬作物含氯肥料的施用會導(dǎo)致土壤中氯元素含量的積累，引起下茬煙葉氯含量升高，則會影響煙葉品質(zhì)。張翔等[8]研究表明，不同茬口煙田中土壤氯元素含量由高到低依次為玉米、豆類、其他作物、烤煙和甘薯，平均氯含量分別為42.5、32.2、29.4、27.3、19.2 mg/kg，前作為玉米的土壤因氯元素含量較高不適宜種植烤煙。隨著云南省水利工程建設(shè)的發(fā)展，其中以蔬菜的種植面積增加最為迅速，2004年全省蔬菜種植面積為11 700 hm2，截至2012年底多達(dá)19 500 hm2，8年來增加了60%以上，在蔬菜種植過程中，投入較多的肥料種類為化肥和農(nóng)家肥，結(jié)果導(dǎo)致土壤中氯元素含量的累積，因此影響煙葉的產(chǎn)質(zhì)量。劉加紅等[24]研究表明，在云南富源主要植煙區(qū)，不同前作對土壤氯元素含量存在顯著或極顯著差異(Sig.=0.040)，大麥茬烤煙氯含量最高，其次是其他作物，玉米茬氯含量最低，大麥和玉米間差異達(dá)極顯著水平。

2 影響因素

土壤中氯元素的含量和煙株吸收氯的過程受土壤離子、土壤pH、土壤類型、氣候性降雨和農(nóng)藝措施的影響。

2.2土壤pH煙株吸收氯受到土壤pH的影響，結(jié)果表明煙葉氯含量與土壤pH呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)土壤pH為5～8時，pH升高，煙葉氯元素含量降低，原因在于當(dāng)土壤OH-濃度增大時，一方面OH-與Cl-存在拮抗關(guān)系，另一方面硝化作用加強(qiáng)，NH4-N含量減少，NO3-N的濃度增加，從而煙株對Cl-的吸收受到抑制[30]。另外，土壤中的負(fù)電荷比或pH值較大時，土壤還會對氯產(chǎn)生負(fù)吸附。

2.3土壤類型土壤類型不同，烤煙氯元素的吸收也會有所不同。秦松[31]研究表明，經(jīng)過10 年左右的種植，植煙土壤氯元素含量并無太大變化，總體平均水平保持穩(wěn)定，但不同類型植煙土壤有一定差異，表現(xiàn)為石灰土>黃棕壤>黃壤>水稻土>紫色土。劉國順等[32]研究表明，在重慶不同土壤類型中，以黃壤土水溶性氯含量最高，由高到低依次為黃壤、黑土、石灰性土、紫色土、山地黃棕壤。研究表明紫色土的含氯量居中，紅壤含氯量較低，土壤中的含氯量均表現(xiàn)出隨施氯量的遞增而增加[33-34]。不同類型土壤氯元素含量差異較大，如華北地區(qū)土壤含氯量由高到低為潮土、褐土(69.5 mg/kg)>鹽漬土(607.1 mg/kg)>堿土(296.1 mg/kg)>草甸土(31.7 mg/kg)。

優(yōu)質(zhì)煙要求土壤中氯元素含量一般為25～30 mg/kg，基本不超過30 mg/kg，大于45 mg/kg不適宜種植煙草。我國煙葉含氯量大多在300～20 000 mg/kg，一般是黃淮海區(qū)煙葉含氯量高，東北區(qū)煙葉含氯量低，西南區(qū)煙葉含氯量最低，主要與煙區(qū)降雨量大、雨水中含氯量低等因素有關(guān)[35]，其中機(jī)理較為復(fù)雜，需要進(jìn)一步研究。

2.4氣候性降雨土壤中氯的分布在一定程度上取決于土壤水的運(yùn)動規(guī)律，原因在于土壤中氯基本上存在于土壤溶液中。有學(xué)者曾做過11年的定位試驗(yàn)，研究結(jié)果表明施氯處理后，下層土壤中氯含量的殘留率明顯高于上層土層，說明氯離子的移動性較強(qiáng)，可經(jīng)降水被淋溶，施入土壤中的氯會隨水流淋洗到30 cm以下的土層[36]。閻相奎等[36]對甘肅土壤0～200 cm剖面氯離子的殘留量進(jìn)行研究，表明其與施氯量顯著相關(guān)，氯離子主要累積在80 cm左右的土層。氣候?qū)ν寥乐新仍睾坑绊戄^大，不同年度若氣候不同，土壤中的氯元素含量也會有所不同。氯在土壤中的淋失量和累積量主要受降雨量和含氯肥料施用量的影響，土壤的含氯量均隨淋溶次數(shù)和灌溉水量的增多而降低。

2.5農(nóng)藝措施農(nóng)藝措施不同，烤煙氯元素含量的吸收和積累也不同。石孝均等[13]研究表明，覆蓋地膜后，煙葉含氯量升高，主要原因在于露地栽培時氯隨降雨淋失，烤煙對氯的吸收減少，露地和地膜栽培條件下，中部煙葉含氯量與施氯量關(guān)系分別為：y=1.464 4e0.013 9x，R=0.944 3*；y=0.028x+2.117 5，R=0.998 54*(y為煙葉氯素濃度含量g/kg，x為施氯量kg/hm2)。有研究證明[37]，不同壟型也會減少烤煙氯元素含量的吸收和積累，低壟無降氯效果，雙行凹壟最好，其次是高壟處理，相對于對照處理，上部葉分別降低27.92%、10.81%，中部葉分別降低43.07%、13.85%，下部葉分別降低24.2%、9.38%，主要原因在于壟作改變了土壤淺表層和較深層的水分分布規(guī)律。

3 動態(tài)變化

煙草對氯具有奢侈吸收現(xiàn)象，在土壤中氯離子主要存在形態(tài)為陰離子，受土壤表面電荷吸附很少，會隨降水移出土，所以受降水影響較大。從局部地方分布看，氯元素在地勢高處易淋失貧化，在低處易積累富集[38]。

2002年施氯處理后土壤含氯量明顯比試驗(yàn)前高，表明氯在土壤中有一定的累積。然而，在該試驗(yàn)的施氯范圍內(nèi)，土壤中氯素含量都小于30 mg/kg，與施氯量無關(guān)，植煙土壤仍然適合烤煙種植。2003年施氯處理后土壤含氯量與試驗(yàn)前基本相當(dāng)，即氯在土壤中沒有殘留。造成2年試驗(yàn)結(jié)果差異如此大的原因主要是2003年烤煙生長期降雨量(966.4 mm)明顯高于2002年(490.3 mm)，尤其是2003年6月下旬降雨量高達(dá)337 mm，是常年的10倍，高強(qiáng)度的降雨導(dǎo)致氯離子的大量淋失，因此氯是否在土壤中殘留主要取決于降雨量和降雨強(qiáng)度[39]。

從煙草不同生育期土壤含氯量的動態(tài)變化看，施用氯肥后，土壤含氯量急劇升高，在團(tuán)棵期達(dá)到最大值，其后隨著烤煙對氯的吸收以及氯隨降雨等淋失，土壤含氯量又快速下降，烤煙收獲后不同土層含氯量同樣驗(yàn)證了這一結(jié)果。

4 消減策略

4.1土壤氯素主要去向氯素在土壤中基本上以氯離子的形態(tài)存在，形式比較單一，酸性條件下，只有部分呈吸附態(tài)或交換態(tài)[11]，因此，進(jìn)入到耕層土壤的氯素的去向主要有4個方面[39]：①在地表徑流作用下離開農(nóng)田系統(tǒng)；②在土壤水分垂直淋洗作用下離開耕作層土壤；③被可見根、莖、葉、雜草殘體等吸收而離開耕作層土壤；④一部分仍然殘留在耕作層土壤中[40]。

4.2降低土壤氯元素含量的措施

4.2.1科學(xué)施肥。施肥減少煙葉中的氯元素含量措施主要有以下幾個方面：①根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥赖穆仍睾亢蜌夂驐l件，以及煙葉的需氯量，因地制宜地制訂一套科學(xué)合理的施氯原則、用量和方法；②嚴(yán)格規(guī)范含氯肥料在烤煙當(dāng)季和前茬上的施用，尤其是南方因?yàn)橛炅枯^多，淋溶作用較強(qiáng)，應(yīng)避免在烤煙當(dāng)季施用高氯肥料；③增施生物有機(jī)肥和麥稈還田[41]。同時，不同的氮源對煙草吸收氯也有影響，銨態(tài)氮作氮源時，煙草吸收的氯元素含量高于其他氮源[42]。

4.2.2合理的種植制度。在煙草種植中，最忌連作，主要原因在于連作會造成片面消耗養(yǎng)分，也會導(dǎo)致生物的單一性，然而，為發(fā)展煙草生產(chǎn)，加強(qiáng)對基礎(chǔ)設(shè)施的利用，在實(shí)際生產(chǎn)中往往實(shí)行連作。輪作不僅可以保持土壤肥力、提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量和降低病蟲害，還可以控制植煙土壤氯含量的增加，對提高煙葉品質(zhì)具有重要作用，同時控制輪作氯肥施用量，能有效減少土壤中的氯含量積累和煙葉中的含氯量。

5 小結(jié)

氯元素在煙草生長過程中起著十分重要的作用，一方面影響煙葉化學(xué)成分，如水溶性總糖、蛋白質(zhì)(氮)和煙堿含量及其比例等，煙葉氯含量較高時，淀粉含量多，造成煙葉肥厚等；另一方面影響煙葉燃燒性和吸濕性，煙葉中氯含量較高時，煙葉燃燒性較差，吸濕性較大，還會影響煙株的正常生理代謝。因煙葉中的氯主要來源于土壤，因此，對植煙土壤氯素積累動態(tài)規(guī)律進(jìn)行深入研究十分必要。

煙葉生產(chǎn)不僅與其他作物有著密切聯(lián)系，而且煙葉氯含量受農(nóng)藝措施影響較大，如施肥等，因此如何控制氯含量不單是從煙草一季作物考慮，應(yīng)從煙田土壤及農(nóng)藝措施等方面入手，積極研究土壤營養(yǎng)元素間的關(guān)系，改進(jìn)農(nóng)藝措施。

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