不同間作方式對烤煙生長及煙葉重金屬含量的影響

饒 智, 羅華元, 楊應(yīng)明, 李枝樺，陳云飛

(1.紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，云南昆明 650022；2.普洱學(xué)院農(nóng)林學(xué)院，云南普洱 665000)

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不同間作方式對烤煙生長及煙葉重金屬含量的影響

饒 智1, 羅華元1, 楊應(yīng)明1, 李枝樺1，陳云飛2*

(1.紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，云南昆明 650022；2.普洱學(xué)院農(nóng)林學(xué)院，云南普洱 665000)

[目的]找出行之有效的利用不同間作方式控制烤煙重金屬含量的栽培措施方法。[方法]采用不同的間作方式處理，調(diào)查研究烤煙生長期間生物學(xué)特性和采烤后土壤及煙葉中的重金屬含量。[結(jié)果]大田間作試驗發(fā)現(xiàn)，不同間作處理對煙株生長有促進(jìn)作用，間作青豆的處理，效果更加明顯。在保證煙株旺盛生長的同時，間作對于土壤和煙葉中部分重金屬含量的影響差異顯著。[結(jié)論]在生產(chǎn)中進(jìn)行適當(dāng)間作，對于烤煙生長和降低煙葉重金屬含量具有一定的實際意義。

煙草；間作；重金屬；健康

近年來，隨著工業(yè)化、城市化的進(jìn)展和農(nóng)業(yè)集約化的發(fā)展，重金屬污染日益嚴(yán)重。重金屬在土壤中的降解性較低、遷移性較差，易于被植物累積吸收[1-2]，過量的重金屬不僅會影響植物的生長發(fā)育，而且還會通過食物鏈威脅人體健康。煙草屬于易累積重金屬植物[2]，重金屬濃度高的煙葉中，糖堿比和氮堿比升高，化學(xué)成分趨于不協(xié)調(diào)，不利于煙葉香吃味的形成，因而降低了烤煙的商品價值。煙草中的重金屬元素能以氣溶膠或金屬氧化物的形式通過主流煙氣進(jìn)入人體，對人體造成潛在的危害[3-4]。隨著人們對健康的關(guān)注增加，控制烤煙重金屬含量也逐漸成為煙草安全性研究亟待重視的課題。目前，研究間作與烤煙生長及產(chǎn)質(zhì)量關(guān)系的較多，而對間作與煙葉中重金屬含量相關(guān)性的研究相對較少，該研究采用不同的間作方式處理，調(diào)查研究烤煙生長期間生物學(xué)特性和采烤后土壤及煙葉中的重金屬含量，探討不同間作方式對烤煙生長及降低煙葉中重金屬含量的影響，旨在找出相對可靠的利用不同間作方式控制煙草重金屬含量的可行性方法。

1　材料與方法

1.1試驗地概況選擇景谷縣永平鎮(zhèn)芒臘村、思茅區(qū)龍?zhí)舵?zhèn)平掌村、寧洱縣普義鎮(zhèn)普義村下寨3處試驗地同時進(jìn)行。試驗地的情況如下：景谷縣永平鎮(zhèn)芒臘村回窩小組，地勢平坦、交通便利，排灌方便，光照充足，土壤輕紅壤，前茬休閑；思茅區(qū)龍?zhí)舵?zhèn)平掌村地勢平坦、交通便利，排灌方便，光照充足，土壤輕紅壤，前茬小麥；寧洱縣普義鎮(zhèn)普義村下寨，土壤為紅壤土，前茬作物小麥。

1.2試驗設(shè)計試驗設(shè)4個處理：①烤煙套種甘薯；②烤煙套種青豆； ③烤煙套種一行甘薯一行青豆； ④對照(CK)。各處理設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，每小區(qū)種煙70株，四周設(shè)保護(hù)行。肥料施用甘薯、青豆、烤煙專用復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O為12∶12∶24)和硫酸鉀(K2O≥51%)。

1.3觀察和數(shù)據(jù)記載①生育期調(diào)查。調(diào)查各處理各生育時期的時間，大田生育期的天數(shù)。②田間農(nóng)藝性狀調(diào)查。在煙株團(tuán)棵期，打頂后分別測定株高、莖圍、葉片數(shù)等農(nóng)藝性狀。③煙葉采收后在各處理內(nèi)取土樣和煙樣，用于重金屬含量測定。以上各項記載標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。數(shù)據(jù)整理以及統(tǒng)計分析應(yīng)用Excel軟件和SPSS數(shù)據(jù)處理分析軟件進(jìn)行。

2　結(jié)果與分析

2.1不同間作方式對烤煙生長的影響

2.1.1不同間作方式對烤煙生育時期的影響。由表1可看出，通過不同間作方式處理后，3個試驗地區(qū)烤煙的團(tuán)棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期以及打頂后都比對照稍有提前，特別是間作青豆的處理，比對照提前天數(shù)較多，而從整個大田生育期來說，間作青豆處理比對照少幾天，可見烤煙間作其他作物，特別是間作青豆，能有效促進(jìn)烤煙植株均衡吸收養(yǎng)分，有效改善養(yǎng)分利用率，利于煙苗的早生快發(fā)和快速生長，有利于煙葉內(nèi)含物質(zhì)的快速積累和轉(zhuǎn)化，并促使煙葉提前成熟，對于提高土地利用率具有積極作用[5-6]。

2.1.2不同間作方式對煙株農(nóng)藝性狀的影響。由表2可看出，在團(tuán)棵期不同處理煙株株高與對照均有差異性，其中處理①和處理②的株高比對照的株高差異性顯著，說明團(tuán)棵期各處理比對照長勢均相對較強。煙株打頂后，各處理株高與對照相比差異性不顯著，進(jìn)一步說明，烤煙間作其他作物能促使烤煙前期快速生長且效果比較明顯，這對于烤煙后期干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)化可能會有較積極的影響，對烤煙產(chǎn)量品質(zhì)形成有利，能有效提升烤煙的產(chǎn)量品質(zhì)，提高煙葉的產(chǎn)值[7]。

表1　不同處理生育時期

表2　不同間作方式對煙株株高的影響

注：* 在0.05水平上有顯著性差異。

Note: * stands for the mean difference is significant at the 0.05 level.

由表3可看出， 在團(tuán)棵期，處理①、②、③的莖圍均比對照要大且有顯著性差異，打頂后，處理①、處理②的莖圍比對照高且有顯著性差異?？梢哉f明，間作對烤煙的生長均有促進(jìn)作用，促使煙株健壯生長，莖稈增粗，進(jìn)而提高植株的抗逆性，改善植株養(yǎng)分吸收和轉(zhuǎn)運速度，又對煙株生長起到促進(jìn)作用[8]，促使葉片增大變厚，煙葉內(nèi)干物質(zhì)積累多、轉(zhuǎn)化快，煙葉產(chǎn)量品質(zhì)將得到提升。幾種間作方式處理中，間作青豆具有更加優(yōu)良的表現(xiàn)。

表3不同間作方式的煙株莖圍

Table 3Tobacco stem circumference of different treatments

生育時期Growthperiod處理Treatment均差Meandifference標(biāo)準(zhǔn)誤Standarderror概率值Probabilityvalue95%置信區(qū)間95%confidenceinterval下限Lowerlimit上限Upperlimit團(tuán)棵期Resettlingstage①1.76667*0.406890.0020.82842.7049②1.56667*0.406890.0050.62842.5049③0.96667*0.406890.0450.02841.9049打頂后Aftertopping①1.50000*0.432690.008-2.4978-0.5022②2.16667*0.432690.0011.16893.1645③0.600000.432690.203-0.39781.5978

注：* 在0.05水平上有顯著性差異。

Note: * stands for the mean difference is significant at the 0.05 level.

2.1.3不同間作方式對煙株葉數(shù)的影響。由表4可看出，不同間作方式處理后，烤煙團(tuán)棵期和旺長期，間作處理間的煙株葉數(shù)比對照均有所增加；打頂后，處理②的留葉數(shù)與對照呈顯著性差異。表明煙田間作有助于增加烤煙留葉數(shù)，尤其是套種青豆后，有助于煙株葉片早生快發(fā)，使得烤煙的有效葉片數(shù)明顯增加，可提高煙葉的產(chǎn)量，提升煙葉產(chǎn)值。

2.2不同間作方式對烤煙重金屬含量的影響

2.2.1不同間作方式對土壤和煙葉中汞含量的影響。如圖1所示，煙葉收獲后測量土壤和干煙葉中的汞含量后發(fā)現(xiàn)， 3個間作處理中，處理①的土壤中汞含量相對要高，處理②次之，處理③最低，而與對照相比發(fā)現(xiàn)，對照土壤中的汞含量均高于間作處理。說明間作后土壤中的重金屬含量可能有所降低，其中間作青豆加甘薯的效果更加明顯。永平、普義和龍?zhí)?個試驗地相比較，永平試驗地土壤中的汞含量較低，其余兩處試驗地土壤中汞含量均較高，這可能是地區(qū)差異造成的。對各試驗地?zé)熑~中的汞含量檢測發(fā)現(xiàn)，所有試驗地?zé)熑~中汞含量均比較低，這說明煙葉從土壤中吸收汞可能較少，從降水、空氣、農(nóng)藥特別是含汞殺菌劑中吸收的可能性較大[9]。對不同處理間而言，處理①和處理②煙葉中汞含量相對較低，說明這2個處理對于降低煙葉中的汞含量具有一定的積極效應(yīng)。

表4不同間作方式的煙株葉數(shù)

Table 4Leaf number on different intercropping treatments

生育時期Growthperiod處理Treatment均差Meandifference標(biāo)準(zhǔn)誤Standarderror概率值Probabilityvalue95%置信區(qū)間95%confidenceinterval下限Lowerlimit上限Upperlimit團(tuán)棵期Resettlingstage①2.333330.942810.321-3.27397.9405②3.000000.942810.200-2.60728.6072③0.666670.881920.943-6.07597.4093打頂后Aftertopping①0.666671.000000.524-1.63932.9727②2.33333*1.000000.0480.02734.6393③1.000001.000000.347-1.30603.3060

注：*在0.05水平上有顯著性差異。

Note: * stands for the mean difference is significant at the 0.05 level.

圖1　土壤及煙葉中的汞含量Fig.1　Mercury content in soil and tobacco leaves

2.2.2不同間作方式對土壤和煙葉中砷含量的影響。由圖2可看出，3處試驗地土壤中的砷含量差異較大，龍?zhí)多l(xiāng)試驗地中的砷含量最高，達(dá)到100 mg/kg左右，永平試驗地土壤中砷含量水平最低，大致在10 mg/kg以下，這說明永平試驗地的土壤砷污染較輕，龍?zhí)多l(xiāng)試驗地有可能會造成煙葉中砷污染。但從烘烤后的干煙葉中可看出，3處試驗地的煙葉中砷含量較低且水平接近，土壤中的砷污染狀況對煙葉中的砷含量影響不大。這可能是煙株從土壤中吸收砷的能力并不強，可以認(rèn)為，土壤中的砷污染可能不會成為導(dǎo)致煙葉中砷含量增加的主要因素。在不同處理之間，煙葉砷含量的差別不大。因此，間作處理對煙葉中的砷含量影響還不明確，需要進(jìn)一步的研究論證。

圖2　土壤及煙葉中的砷含量Fig. 2　Arsenic content in soil and tobacco leaves

2.2.3不同間作方式對土壤和煙葉中鉛含量的影響。由圖3可看出，龍?zhí)锻寥乐械你U含量最高，可能說明龍?zhí)对囼灥氐你U污染相對較高。3處試驗地各處理之間的鉛含量相差不大。在干煙葉中，各個試驗地各處理鉛含量均比較低，說明煙葉從土壤中和農(nóng)藥中吸收鉛的能力均較低，可以預(yù)測鉛或許不會成為普洱煙區(qū)煙葉中主要的重金屬污染因素。

圖3　土壤及煙葉中的鉛含量Fig. 3　Lead content in soil and tobacco leaves

2.2.4不同間作方式對土壤和煙葉中鎘含量的影響。圖4表明，3處試驗地中，永平、普義土壤中的鎘含量很低，而龍?zhí)锻寥乐墟k含量較高，各處理之間又以對照土壤中的鎘含量相對高。3處試驗地?zé)熑~中鎘含量均比土壤中含量高得多，各個試驗地不同處理之間，又以對照中的鎘含量相對較高，從而表明，鎘可能也是通過外施藥劑、肥料等途徑進(jìn)到煙葉中去，且鎘比較容易被煙株吸收[10-11]，不同處理對烤煙鎘含量有較大影響，其中以紅薯與青豆混合間作的處理控制鎘含量效果較好。

圖4　土壤及煙葉中鎘的含量Fig.4　Cadmium content in soil and tobacco leaves

3　結(jié)論及討論

當(dāng)前烤煙間作其他作物的研究較多，但多集中于討論間作對烤煙產(chǎn)量、品質(zhì)及病蟲害防治的影響，多數(shù)研究認(rèn)為不同作物間作處理對于煙株的健壯生長有促進(jìn)作用[5-7，12-13]，也有研究認(rèn)為間作對于控制烤煙病蟲害發(fā)生具有較明顯的作用[14-15]。該研究通過間作處理，探析了間作對烤煙生長和控制及降低煙葉重金屬含量的影響。結(jié)果表明，間作對于促進(jìn)煙株生長發(fā)育有積極效應(yīng)，這與之前多數(shù)研究結(jié)果相一致。該研究中間作青豆的處理，對于促進(jìn)烤煙生長效果相對更加明顯。這可能是因為豆科作物在生長中后期具有固氮作用，減少了土壤中的養(yǎng)分消耗，能充分保證煙株的養(yǎng)分吸收。同時，間作減少了煙株密度，改善了煙株間的通風(fēng)透光狀況，從而促使煙株能充分吸收光照。

研究還發(fā)現(xiàn)，土壤可能不是煙葉中某些重金屬污染的主要來源，而肥料、灌水、農(nóng)藥等有可能是煙葉重金屬污染的成因；間作在促進(jìn)煙株生長的同時，對于降低烤煙煙葉中的重金屬含量也具有一定的效果，尤其是對于降低煙葉中汞、鎘

的含量效果相對比較明顯，對于砷、鉛或者其他重金屬含量的影響是否有積極效應(yīng)需要進(jìn)一步的深入研究確定。

總體而言，該研究討論間作對于煙葉重金屬含量的影響取得了較新的成果。間作對于促進(jìn)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的形成、促使煙葉經(jīng)濟(jì)效益的提高和減少煙葉中的重金屬含量以及提升煙葉安全性均有積極效應(yīng)，在實際生產(chǎn)中具有十分重要的意義。

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Effects of Tobacco’s Growth and Heavy Metal Content in Flue-cured Tobacco by Different Intercropping Ways

RAO Zhi1, LUO Hua-yuan1,YANG Ying-ming1, CHEN Yun-fei2*et al

(1. Hongyun Honghe Tobacco (Group) Co. Ltd, Kunming, Yunnan 650022; 2. College of Agriculture and Forestry, Pu’er University, Pu’er, Yunnan 665000)

[Objective] The aim was to find out an effective intercropping method to control heavy metal content of flue-cured tobacco. [Method] By using different intercropping methods, biological characteristics during flue-cured tobacco growth period and heavy metal content in soil and tobacco after harvest were investigated. [Result] Different intercropping treatments had promoting effects on tobacco growth, intercropping green beans had more obvious effect. At the same time of ensuring tobacco plant growth, effects of intercropping treatments on heavy metal content in soil and tobacco leaf had significant differences. [Conclusion] Proper intercropping in production has a certain practical significance on flue-cured tobacco growth and heavy metal content reduction.

Tobacco; Intercropping; Heavy metal; Health

紅云紅河煙草(集團(tuán))科技項目 (HYHH2013YL01)。

饒智 (1973- )， 男， 云南昭通人， 碩士， 高級農(nóng)藝師， 從事煙草原料研究。*通訊作者，碩士，從事煙草生理、作物栽培方面研究。

2016-05-30

S 572

A

0517-6611(2016)22-040-04