氯是烟草生长发育必需的营养元素之一,同时,烟草也是典型的“忌氯作物”之一[11],因此,烟叶中氯含量过低或过高均不利于烟叶质量的提高[12]。
我国西南烟区由于降水量大等原因,往往需要施用含氯肥料来解决烟叶氯含量偏低问题,而北方烟区则需要采用不含氯肥料、控制土壤和灌溉水氯含量等措施来降低烟叶氯含量。烟叶中氯主要来源于土壤,而输入土壤中的氯主要有以下几个来源:雨水、施肥、灌溉水、海洋飞沫、灰尘和空气污染[13]。
我国主要植烟区远离海洋,雨水和海洋飞沫带入土壤中的氯很少,灰尘和空气污染除特殊情况外也不是烟田氯输入的主要途径,而在烟叶生产当季基本杜绝了肥料氯的带入,因此,烟田中氯输入的主要途径为前茬残留和灌溉水。
《中国烟草种植区划》中明确74提出,土壤氯含量小于30mg/kg、灌溉水氯含量小于16mg/kg是烟草种植最适宜区的主要指标[14]。近年来,河南烟叶氯含量偏高已经成为制约河南烟叶质量提高和影响烟叶生产可持续发展的关键因子之一。
烟草对氯属于“奢侈吸收”,随介质中氯离子浓度的增加而吸收增加。刘国顺等[15]研究表明,在0.5~4.0mmol/L的Cl-(17.75~142mg/kg)营养液中,烟株各种酶活性仍较高,表明烤烟对介质Cl-浓度有较大的适应范围。选择合适的茬口可以避免土壤中残留的氯含量过高,但在干旱时需要采取灌溉的方式减轻干旱对烤烟生长的影响[16],在黄淮海烟区,作为主要灌溉水来源的地下水有很大比例超过了植烟适宜的灌溉水氯含量标准。
本研究采用高氯灌溉水和盆栽的方式,研究了烤烟在旺长期遭遇干旱时,不同灌溉量对不同烤烟品种烟叶氯含量的影响。结果表明,烤烟叶片氯含量因品种、生育时期、灌水量(氯引入量)的不同而变化,叶片中氯含量在旺长期最高,随生育时期推进而逐渐降低,成熟期最低;叶片氯含量和氯积累量均随灌水量增加而增加,这与前述的烟叶氯含量随介质中Cl-浓度增加而增加的结论一致。
何其芳[8]研究了94份烤烟品种钾、氯、总糖、还原糖、总氮、蛋白质、烟碱等化学成分含量的变化幅度后发现,氯含量的变异系数最大,说明烟叶氯含量存在基因型差异。
在本试验中,与中烟100相比较,豫烟13号吸收的氯较少,烟叶氯含量较低。成熟期,豫烟13号叶部氯积累量显著低于中烟100,而豫烟13号茎部氯积累量却显著高于中烟100。因此,建议在高含氯灌溉水烟田采用叶片低积累氯或者抗旱的烤烟品种、进行抗旱栽培、改变灌溉方式等措施减少灌溉水量以达到降低烟叶氯含量的目的。
烟草体内氯以离子形态存在,移动性强,可在不同部位间转移。烟草不同器官含氯量以叶最高,其次是茎,再次是根,根、茎、叶吸收总氯量比例约为1∶2∶7[5]。在本试验中,2个烤烟品种各处理氯含量和积累量均表现为叶片>茎>根,叶片氯积累量分配比例70%左右,氯在根、茎、叶的分配比例大致与前人研究一致。与生育前期相比,在生育后期茎部氯积累量分配比例明显上升;当灌水量(氯引入量)增加时,烤烟叶部氯积累量分配比例明显上升。
本试验中,尽管灌溉水氯含量较高,但豫烟13号成熟期处理B和C叶片氯含量为0.65%左右,均在适宜范围;且在相同条件下,豫烟13号叶片的氯含量和氯积累量均显著低于中烟100,其叶片氯积累量分配比例也明显低于中烟100,这可能是由其自身的生物学特性决定的,且灌水量(氯引入量)越少趋势越明显,豫烟13号叶片氯含量较低是否还存在其他机制尚待研究。