范才银　陈世宝　单雪华　盛丰　段淑辉　曾恵宇　陈梦思

摘要 [目的]研究不同降镉技术对烟叶镉吸收及烤烟品质的影响。[方法]研究了不同处理对烟株生长发育、烟株主要农艺性状、烟叶主要经济性状、烟叶镉含量和化学品质的影响。[结果]不同降镉技术处理对烟叶生长发育和生育期无明显影响，但是对烟草产量有一定影响。各处理间的产值和上中等烟比例无显著差异。不同处理均可有效降低各部位烟叶的镉含量，但降镉效果有较大差异，其中施调理剂+叶面阻控剂处理的降镉效果最好。各处理对烟叶中烟碱与钾含量均有增加效果，但对烟叶总氮、还原糖、糖碱比、氮碱比等有降低作用。各处理均可改善烟叶化学成分的协调性，其中施调理剂+叶面阻控剂处理和施腐殖酸络合钾处理较协调。[结论]施调理剂+叶面阻控剂处理的效果总体较好。

关键词 云烟87;Cd;农艺性状;经济性状;化学品质

中图分类号 S572文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）21-0034-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.011

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Cadmium Reduction Techniques on Cadmium Absorption of Tobacco Leaves and Quality of Fluecured Tobacco

FAN Caiyin1， CHEN Shibao2， SHAN Xuehua3 et al

（1. Changning Tobacco Company， Changning， Hunan 421500; 2.Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of CAAS， Beijing 100081;3.Hengyang Tobacco Company， Hengyang，Hunan 421000）

Abstract [Objective] To research the effects of cadmium reduction techniques on cadmium absorption of tobacco leaves and quality of fluecured tobacco. [Method] We studied the effects of different treatments on the growth and development of tobacco plants， the main agronomic characters of tobacco plants， the main economic characters， cadmium content and chemical quality of tobacco leaves. [Result] Different cadmium reduction treatments had no significant impacts on tobacco growth and development， but showed a certain impact on tobacco yield. There were no significant differences in yield and upper and middleclass tobacco proportion between treatments. All the treatments could effectively reduce the cadmium content in different parts of tobacco， but the effect of cadmium reduction varied greatly. Among them， T5A treatment showed the best cadmium reduction effect. All treatments had an increasing effect on the nicotine and potassium contents in tobacco leaves， but showed a reducing effect on total nitrogen， reducing sugar， ratio of sugar to alkali， and ratio of nitrogen to alkali in tobacco leaves. Different cadmium reduction treatments were beneficial to improve the chemical composition of tobacco leaves. The more coordinated treatments are T5A and T3. [Conclusion] In general， the T5 treatment was better.

Key words Yunyan 87;Cadmium;Agronomic traits;Economic traits;Chemical quality

作者简介 范才银（1976—），男，湖南隆回人，农艺师，从事烟草栽培研究。 通信作者，硕士，从事农村与区域发展研究。

收稿日期 2019-07-18

污染物对人的潜在暴露量是衡量污染物对人体危害大小的一个重要参数，它包括饮食、呼吸、人体接触等多个方面[1]。卷烟中的金属化合物、As化合物作为烟气气溶胶的组成部分，随烟气进入人体。虽然有些重金属是人体所必需的微量元素，但当它们的浓度在体内积蓄达到一定阀值时，就会对人体产生毒害，严重危害健康[2]。此外，重金属一旦进入人体就不会在体内分解，往往積蓄在体内，对人体造成潜在的危害，可能引起人体的各种病变。有关人员研究了世界上331种品牌卷烟发现[3]，卷烟中Cd有较高的含量。研究表明，吸烟已经成为烟民身体内重金属Cd的主要来源之一[4]。镉-蛋白质由含羟基（-OH）、氨基（-NH）、巯基（-SH）的蛋白质分子与镉结合生成，它能够抑制很多酶系统，甚至会使酶失去生物活性，从而使肾肝等身体器官中酶系统正常的生理功能受到破坏，引发心血管病和高血压[5]。镉是通过占据钙离子通道进入细胞内的，使细胞内钙稳态受到影响，镉也可以通过在进入细胞前与细胞表面受体上的抗原决定簇胞外锌位点结合，使细胞钙代谢受到干扰;另外，进入细胞内的镉可以和蛋白发生作用，激活某些蛋白激酶，从而使细胞内与钙相关的信息传递系统受到干扰，产生细胞毒性[6]。镉能够与酶类巯基发生结合或替代作用，使细胞内酶类金属被置换出来，导致机体抗氧化酶的活性降低和机体清除自由基的能力下降[7]。因此，加强烟叶重金属含量降低技术研究对推进烟草可持续发展具有重大的现实意义。鉴于此，笔者研究了不同处理对烟株生长发育、烟株主要农艺性状、烟叶主要经济性状、烟叶镉含量和化学品质的影响，从而筛选出较优的降隔技术。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在常宁市三角塘镇幸福村农户廖伦余烟田进行（112.462 86°E，26.373 1°N）。试验田肥力均匀，光照充足，排灌方便，烟稻轮作。供试土壤为石灰岩母质洪积物发育的潴育型水稻土亚类灰泥田土，属灰泥田土种，土壤质地为中壤，试验田土样化验结果如下：有机质30.5 g/kg，速效氮138.0 mg/kg，有效磷 13.6 mg/kg，速效钾149.0 mg/kg，缓效钾168.0 mg/kg，全氮2.2 g/kg，pH 7.1。

1.2 试验材料

供试品种为云烟87。

1.3 试验设计

试验共设9个处理：对照（CK）为当地常规烟草生产管理，田间管理按当地生产规范化要求进行;T1处理是在CK基础上，基肥中增施调理剂（FB）200 g/株（穴施）;T2处理是在CK基础上，基肥中增施微生物肥（DY/HMD）100 g/株（穴施）;T3处理是在CK基础上，基肥中增施腐植酸络合钾10 mL/株（穴施）;T4处理是在CK基础上，施用叶面阻控剂FI-1，烤烟旺长期喷施1次;T5处理为T1处理+T4处理的组合;T6处理为T2处理+T4处理的组合;T7处理为T3处理+T4处理的组合;T8处理为T2处理+T3处理的组合。 2017年12月24日播种，2018年1月11日出苗，2018年2月28日剪叶，2018年3月12日移栽，苗龄61 d。

1.4 测定方法

1.4.1 土壤中Cd含量测定。采用GB/T 17141-1997的方法测定土壤中Cd含量。具体步骤为：称取0.20 g（精确至0001 g）过0.10 mm筛的土壤样品放于100 mL聚四氟乙烯坩埚中，用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸消解后，过滤定容至50.0 mL刻度管中，利用等离子发光光谱仪（ICP- MS）进行测定。

1.4.2 烤烟中Cd含量测定。烟叶中Cd含量测定采用HNO3-H2O2微波消解后等离子发光光谱仪测定法。具体步骤为：称取样品约1.00 g于消解罐中，加浓硝酸（优级纯）6 mL和H2O2 2 mL，加盖拧紧，摇匀放置过夜，上机消解，160 ℃左右赶酸至尽干，用5%硝酸转移定容到25 mL容量瓶中，利用等离子发光光谱仪进行Cd含量测定。

1.4.3 烟叶品质指标测定。采用San++（荷兰SKALAR公司）连续流动分析仪测定烟叶总糖和还原糖、烟碱、总氮、氯等化学成分;采用722分光光度计测定烟叶钾含量，并计算总糖/碱、氮/碱、钾/氯。

1.5 数据统计分析

采用Excel 2007和SAS 9.2对试验数据分析，进行不同处理间的显著性（P<0.05）方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对烟株生长发育的影响

2.1.1

对株高和叶片生长动态的影响。试验揭膜后对株高和绿叶数每5 d观察记载1次。由表1可知，各处理株高和叶数的增长趋势几乎同步，不同处理之间株高和叶数没有明显差异，对生长发育均无明显影响。

2.1.2 对烟株生育期的影响。烟苗移栽后，对烟株生长发育时期进行观察记载，结果见表2。从表2可以看出，在播种期和移栽时间相同的情况下，T1处理（施调理剂）、T2处理（施微生物肥）、T3处理（施腐殖酸络合钾）、T6处理（施微生物肥+叶面阻控剂）、T7处理（施腐殖酸络合钾+叶面阻控剂）的现蕾期和叶片成熟期比对照提早1～2 d，生育期短1～2 d;T4处理（施叶面阻控剂）、T5处理（施调理剂+叶面阻控剂）、T8处理（施微生物肥+腐殖酸络合钾）与对照相差不大。不同处理大田生育期为121～123 d。

2.2 不同处理对烟株主要农艺性状的影响

2.2.1 对株高的影响。从表3可以看出，团棵期T1处理（施调理剂）的株高最高，为19.27 cm;而T7处理（施腐殖酸络合钾+叶面阻控剂）最低，仅为16.43 cm。不同处理团棵期株高从高到低依次为T1、T8、T2、CK、T5、T3、T4、T6、T7处理;终采期T2处理（施微生物肥）的株高最高，为105.5 cm;而T4处理（施叶面阻控剂）最低，仅为99.87 cm，不同处理终采期株高从高到低依次为T2、T5、T1、T7、T8、T6、CK、T3、T4处理。

2.2.2 对烟株有效叶片数和叶面积的影响。第1次烘烤前打掉所有无烘烤价值的叶片，分别测量10株有烘烤价值叶片的叶长和叶宽，按照“叶面积=腰叶长×腰叶宽×0.6345”的公式计算叶面积。从表4可以看出，各处理平均有效叶数量在16.7～17.1片，各处理的有效叶数从高到低依次为T1、T2、T5、T8、T3、T6、T7、CK、T4处理。其中，T6处理（施微生物肥+叶面阻控剂）的叶面积最大，为1 178.6 cm2，而T5处理（施调理剂+叶面阻控剂）的叶面积最小，为1 119.9 cm2。各处理叶面积由高到低依次为T6、T3、T1、T8、T7、T2、CK、T4、T5处理。

2.3 不同处理对烟叶主要经济性状的影响

烟叶成熟后，按不同处理分小區进行烘烤，烘烤后按国标42级标准进行分级，测定每个小区的产量和产值。由表5可知，T8（施微生物肥+腐殖酸络合钾）处理的产量最高，为2 691.15 kg/hm2;而T3处理（增施腐殖酸络合钾10 mL/株）的产量最低，为2 544.45 kg/hm2。其中，T8处理（施微生物肥+腐殖酸络合钾）和T6处理（施微生物肥+叶面阻控剂）的产量与T4处理（施叶面阻控剂）和T3处理（施腐殖酸络合钾）差异达到极显著水平;T8处理（施微生物肥+腐殖酸络合钾）、T6处理（施微生物肥+叶面阻控剂）分别与T1处理（施调理剂）、T7处理（施腐殖酸络合钾+叶面阻控剂）的产量有显著差异;T2处理（施微生物肥）与T7处理（施腐殖酸络合钾+叶面阻控剂）、T4处理（施叶面阻控剂）、T3处理（施腐殖酸络合钾）的产量有显著差异;T5处理（施调理剂+叶面阻控剂）分别与T4处理（施叶面阻控剂）、T3处理（施腐殖酸络合钾）的产量有显著差异，其他各处理之间未达到显著差异。此外，不同处理的产值和均价无显著差异。

2.4 不同处理对烟叶镉含量的影响

对不同处理的烟叶（上部、中部、下部）中镉含量进行测定，结果显示不同处理（T4A、T5A、T6A、T7A处理在下部叶采收前增施1次叶面阻控剂;T4B、T5B、T6B、T7B处理在上部叶采收前增施1次叶面阻控剂）均可有效降低不同部位烟叶的Cd含量，但不同处理降镉效果有较大差异。由表6可知，与对照相比，其他处理对上部、中部和下部烟叶分别可降镉27.83%～54.43%、38.21%～61.79%和44.95%～59.85%。上部叶T5A处理降镉效果最好，不同处理降镉效果由强到弱依次为T5A、T5B、T6A、T8、T1、T7B、T6B、T7A、T2、T4A、T3、T4B，对照与其他处理有显著差异;T4B、T3处理与T4A、T2、T7A、T6B、T7B、T1、T8、T6A、T5B、T5A处理有显著差异，T4A、T2、T7A处理与T6B、T7B、T1、T8、T6A、T5B、T5A处理有显著差异;T6B、T7B、T1、T8、T6A处理与T5A处理有显著差异，T5A处理与T4B、T3、T4A、T2、T7A、T6B、T7B、T1、T8、T6A处理有显著差异。中部叶降镉效果最好的是T5A处理，降镉效果由强到弱依次为T5A、T1、T8、T5B、T6A、T7A、T6B、T7B、T2、T4A、T3、T4B，CK与其他处理的降Cd效果有显著差异，T4B、T3、T4A处理与T2、T7B、T6B、T7A、T6A、T5B、T8、T1、T5A处理有显著差异，T2处理与T6B、T7A、T6A、T5B、T8、T1、T5A处理有显著差异，T5A处理与T4B、T3、T4A、T2、T7B、T6B、T7A、T6A、T5B、T8处理有显著差异。下部叶降Cd效果最好的是T5A处理，降镉效果由强到弱依次为T5A、T7A、T6A、T7B、T5B、T8、T6B、T1、T4A、T2、T4B、T3处理，CK与其他处理有显著差异，T3处理与T1、T6B、T8、T5B、T7B、T6A、T7A、T5A处理有显著差异，T4B、T2、T4A处理与T8、T5B、T7B、T6A、T7A、T5A处理有显著差异，T1、T6B、T8、T5B、T7B处理与T7A、T5A处理有显著差异，T5A处理与T3、T4B、T2、T4A、T1、T6B、T8、T5B、T7B处理有显著差异。从烟叶各部位综合分析，降镉效果最好的是T5A处理，其次是T5B和T6A处理。

2.5 不同处理对烟叶化学品质的影响

土壤镉污染会影响烟叶的光合作用及代谢，进而影响烟叶化学品质的协调性。在不同品质指标中，烟叶中还原糖、烟碱、总氮和钾含量对烤烟品质有显著影响，其中烟叶中还原糖和烟碱是制约烤烟吃味品质的主要指标，烟叶中氮含量与香气、吃味、杂气等呈显著负相关关系，烟叶中钾含量是决定烤烟品质的重要指标之一，而糖碱比和氮碱比的协调能使烟气醇和。从表7可以看出，烟叶总氮含量从高到低依为T5B>T1>T3>T5A>T2>T4B>T8>T6A>T4A=T7A>T6B>T7B，烟碱含量从高到低排序为T3>T1> T6B>T2>T5A=T5B>T6A>T8>T7A>T7B>T4A>T4B，还原糖含量从高到低排序为T1=T6A>T3=T5B>T2=T7A>T6B=T8>T7B=T5A>T4B>T4A，钾含量从高到低排序为T3>T7A> T7B>T8>T5A>T6B=T1>T4A>T5B>T6A>T2>T4B，糖碱比从高到低排序为T4B>T6A=T7B> T7A>T4A=T5B=T8>T1=T2=T5A>T3=T6B，氮碱比从高到低排序为T4B>T5B>T5A>T2> T4A=T1>T3=T8>T6A>T7A>T7B>T6B。总体而言，不同处理对烟叶中烟碱和钾含量具有增加效果，T3处理烟叶中烟碱和钾含量增加最大，分别为25.6%和45.3%。不同处理对烟叶中烟碱与钾含量具有增加效果，T3处理烟叶烟碱和钾含量增加最大，分别为25.6%和45.3%。不同处理对烟叶中总氮、还原糖、糖碱比、氮碱比等有降低作用，总氮降低幅度为3.2%～19.0%，还原糖降低幅度为1.6%～110%，糖碱比降低幅度为15.5%～21.4%，氮碱比降低幅度为16.7%～325%。不同降镉技术处理都有利于改善烟叶化学成分的协调性，其中较为协调的为T5A和T3处理。

3 结论与讨论

适宜的肥料种类和施用剂量对烟叶中重金属含量起到一定的调节作用[8]。该研究表明，不同处理均可有效降低不同部位烟叶中镉含量，但降镉效果间有较大差异。对烟叶各部位综合分析显示，T5A处理的降镉效果最好，其次是T5B和T6A处理，这说明不同施肥处理均能改善土壤理化性质，降低土壤介质中镉的活性，使鎘不易被烟草吸收[9]。该试验结果还表明，通过施肥来调控烟叶中的镉含量是有效、简单可行的农艺措施，这与前人研究结果一致[10-11]。

该研究结果还显示，降镉技术并没有对烟叶生长产生影响。尽管技术手段不同，但是各处理间的出叶速度、叶片数和大田生育期差异不明显，株高、茎围、节距、叶面积相差不大。然而，各处理对烟叶经济性状影响不同，其中施微生物肥+腐殖酸络合钾处理（T8处理）的产量最高。此外，不同处理对烟叶中烟碱与钾含量具有增加效果，施腐殖酸络合钾处理（T3处理）的烟叶烟碱和钾含量增幅最大，分别为256%和45.3%。不同处理对烟叶中总氮、还原糖、糖碱比、氮碱比等有降低作用，降幅分别3.2%～19.0%、1.6%～110%、155%～21.4%和16.7%～32.5%。不同降镉技术处理都有利于改善烟叶化学成分的协调性，其中T5A和T3处理较协调，说明在选择降镉技术时，应注意其对烟叶品质及产量的影响[12-13]。

参考文献

[1] 张悠金，范允，洪深求，等.烟叶中重金属元素镉的形态分析[J].中国烟草学报，2014，20（4）：11-17.

[2] 徐兴阳，罗华元，闫辉，等.不同烟草品种对6种重金属抗性能力初评[C]//云南省科学技术协会.云南省烟草学会2014年学术年会优秀论文集.昆明：云南省烟草学会，2015.

[3] DELLOMO M，MUZI G，PICCININI R，et al.Blood cadmium concentrations in the general population of Umbria，Central Italy[J].Sci Total Environ，1999，226（1）：57-64.

[4] 何健.三种蔬菜加工过程中铅、砷、镉、铬形态动态变化[D].重庆：西南大学，2009.

[5] 黄秋婵，韦友欢，黎晓峰.镉对人体健康的危害效应及其机理研究进展[J].安徽农业科学，2007，35（9）：2528-2531.

[6] NIELSEN F H.Ultratrace elements in nutrition：Current knowledge and speculation[J].J Trace Elem Exp Med，1998，11（2/3）：251-274.

[7] 韦友欢，黄秋婵.铅对人体健康的危害效应及其防治途径[J].微量元素与健康研究，2008，25（4）：62-64.

[8] 罗真华，晏哲，周毅，等.不同肥料种类配比控制烟叶中镉含量的研究[J].作物研究，2014，28（8）：909-911.

[9] 申洪濤，徐辰生，张仕祥，等.土壤金属胁迫对烟草不同部位金属含量的影响[J].现代农业科技，2019（4）：3-7.

[10] 李晓越，段淑辉，周志成，等.不同叶面肥对烤烟Cd吸收及烟叶品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2018，24（5）：1330-1337.

[11] 李晓越，段淑辉，周志成，等.不同微生物肥对植烟区镉污染土壤的修复效果[J].地学前缘，2018，25（5）：314-322.

[12] 闫寒，宋杭霖，张丽，等.镉胁迫对烤烟农艺性状及生理生化指标的影响[J].作物杂志，2017（5）：156-161.

[13] 梁仲哲，齐绍武，淡俊豪，等.生物炭对镉胁迫下烟草镉含量动态变化及土壤理化性质的影响[J].江苏农业科学，2018，46（1）：56-59.