烟叶镁含量是评估优质烟叶的重要指标之一，其与烟叶的外观、化学及评吸指标有着紧密联系^[1]。在烤烟生长过程中，植株通过吸收镁离子促进烟叶光合作用，带动养分和能量在植株中传递^[2]。烟叶镁含量过高或过低均会导致烟叶品质的下降。缺镁会导致烟叶由下部至上部叶片脉间失绿、身份变薄、光泽暗淡和香气质量下降；镁含量过高会导致过多的养分富集，叶绿素过剩，从而难以适时成熟落黄^[3]。

玉溪烟区是云南省重要的优质烤烟种植区^[4-5]，近年来，烟区种植制度由以往的单一植烟或粮食作物与烤烟轮作的方式转变为蔬菜或花卉与烤烟轮作的方式^[6]，但烟叶品质出现了下降的趋势。镁元素是继氮、磷、钾元素之后烟叶吸收量第四多的中量元素^[7]，但烟叶对镁的吸收受到诸多因素的影响，同时，烟叶镁的吸收也会与其他元素的吸收产生拮抗作用^[8]。相关研究发现，南方烟区也存在土壤缺镁的问题^[9-11]。目前对烟叶指标的分析大部分基于空间分布和适宜性评价，忽视了对相关影响因素的综合分析，同时种植制度的变化导致土壤养分管理的滞后，迫切需要进行相应的烟区养分精准管理。

本文通过在玉溪烟区采集烟叶和土壤定位样品，描述烟叶镁含量的分布状况，探讨不同海拔高度、坡度及土壤养分区间对烟叶镁含量分布的影响及其相关性，为玉溪烟区烟叶镁含量的增加与协调提供理论依据和生产建议。

1 材料与方法 1.1 研究区概况

玉溪烟区位于云南省的中部，烟区以亚热带高原季风气候为主，年均气温约为17.0 ℃，降雨量约为903.7 mm，日照时数约为2 145.8 h，地形以山地、高原、丘陵和坝子地为主。全区9个县区中，澄江县、红塔区、江川县和通海县以高原和坝子地为主，区域面积约为3 348 km²，占总面积的21.9%；易门县、峨山县、华宁县、新平县和元江县则以山地和丘陵为主，该区域面积11 937 km²，占总面积的78.1%^[4]。烟区植烟面积达4×10⁴ hm^2[12]，烤烟年产量约为7 533 kg^[13]，主要植烟土壤类型为红壤、黄壤、紫色土和水稻土等^[14-15]。

1.2 样品采集

依据烟区空间分布、种植制度、烤烟常年长势等因素，2019年在玉溪烟区玉溪市的9个植烟县34个主要植烟乡镇各确定1个代表性烟田(表 1)，每个烟田内采用“梅花形”五点取样法采集土样。采样时，每个采样点通过田间GPS定位得到经纬度，并利用DEM高程影像进行坡度分析和计算得出样点坡度。采集耕层(0 ~ 20 cm)土样，充分混合后用四分法留取1 kg，装入纱袋后带回实验室，剔除大块砾石和可见动植物残体，经自然风干和研磨过2 mm筛备用。同时，收集各代表性烟田的初烤后C3F烟叶1.5 kg。

1.3 样品分析

土壤指标测定采用鲁如坤^[16]的方法。其中，全氮，凯氏法；全磷，酸溶–钼锑抗比色法；速效钾，NH₄OAc浸提–火焰光度法；有效镁，原子吸收分光光度法；有效硼，姜黄素比色法；氯离子，硝酸银滴定法。

烟叶样品在45℃条件下烘干至恒重，粉碎、过60目筛，采用干灰化–原子吸收分光光度法测定镁含量^[17]。

1.4 数据分析

数据整理与分析采用Microsoft Excel 2016和IBM Statistics SPSS 21.0软件，图表制作采用Origin 8.6软件。采用LSD法进行数据间差异的多重比较，Duncan法进行单因素显著性检验(显著性水平P < 0.05)。

2 结果与分析 2.1 烟叶镁含量的分布状况

玉溪烟区烟叶镁含量平均值为4.28 g/kg，变幅为0.94 g/kg ~ 9.17 g/kg；峰度系数为–0.676，表明烟叶镁含量分布较为适中；偏度系数为0.681，表明分布呈右偏态分布(表 2)。根据全国烟叶镁含量标准^[18]将其分布状况划分为：< 2.0 g/kg，缺乏；2.0 ~ 4.0 g/kg，较缺；4.0 ~ 15 g/kg，适宜。玉溪烟区烟叶镁含量适宜水平土样41.2%，但仍有14.7% 呈缺乏水平，44.1% 呈较缺水平，因此，烟区烤烟生长过程中需要进一步补充镁肥。

不同海拔区间烟叶镁含量的分布特征见表 3。本文将海拔区间划分为 < 1 700、1 700 ~ 1 800、1 800 ~ 1 900、1 900 ~ 2 000、> 2 000 m，从统计的平均值结果看，1 800 ~ 1 900 m海拔区间的烟叶镁含量最高，达5.57 g/kg，其次是1 700 ~ 1 800 m海拔区间，达4.67 g/kg，其他海拔区间的烟叶镁含量平均值均低于4.0 g/kg，分别为3.83(1 900 ~ 2 000 m)、3.23(> 2 000 m)和2.53 g/kg(< 1 700 m)。从显著性分析结果看，1 800 ~ 1 900 m海拔区间的烟叶镁含量平均值显著大于 < 1 700 m海拔区间(P < 0.05)，其他区间之间差异不显著。从烟叶镁含量水平看，< 1 700 m海拔区间表现出不同程度的缺镁现象；1 700 ~ 1 800 m和 > 2 000 m海拔区间有50% 烟叶表现出缺镁和轻度缺镁；1 900 ~ 2 000 m海拔区间有12.5% 烟叶缺镁和62.5% 烟叶轻度缺镁；1 800 ~ 1 900 m海拔区间也有36.4% 烟叶表现出轻度缺镁现象。烟叶镁含量随海拔上升表现出先增后减的趋势，较低和较高海拔区间的烟叶缺镁现象较为严重，因此，烤烟生长过程中镁肥的施加需要针对不同海拔区间的状况。

不同坡度烟叶镁含量的分布特征见表 3。本文将坡度区间划分为 < 5°、5° ~ 10°、> 10°，从统计的平均值结果看，< 5°坡度区间的烟叶镁含量最高，达4.55 g/kg，其次是 > 10°坡度区间，达4.34 g/kg，5° ~ 10°坡度区间的烟叶镁含量低于4.0 g/kg，为3.64 g/kg，表现出轻度缺镁的现象。各坡度区间烟叶镁含量差异不显著。从烟叶镁含量水平看，< 5°坡度区间烟叶表现不同程度的缺镁现象，其中11.1% 缺乏，38.9% 轻度缺乏；5° ~ 10°坡度区间烟叶镁有28.6% 缺乏和42.9% 轻度缺乏；> 10°坡度区间则有11.1% 缺乏和55.6% 轻度缺乏。因此，在烤烟镁肥施用时需要考虑到不同坡度情况下的差异。

2.2 烟叶镁含量与土壤化学属性的关系

根据植烟土壤全氮含量标准^[19]，本文将玉溪烟区土壤全氮划分为4个区间(表 4)：< 1.0 g/kg为缺氮，1.0 ~ 1.5 g/kg为中等，1.5 ~ 2.0 g/kg为较丰，> 2.0 g/kg为富氮。从统计的平均值结果看，全氮含量中等区间的烟叶镁含量平均值最高，达5.52 g/kg，占比达29.4%；较丰区间的次之，平均含量达4.11 g/kg，占比达26.5%；富氮区间的平均含量为3.91 g/kg，缺氮区间的平均含量仅为3.02 g/kg，富氮和缺氮区间的烟叶均表现出轻度缺镁现象，该部分占比可达44.1%。从显著性分析结果看，全氮含量中等区间的烟叶镁含量显著高于缺氮区间(P < 0.05)，其他区间之间无显著差异。从各区间的变化趋势看，烟叶镁含量随土壤全氮含量的增加表现出先增后减的趋势。因此，田间施肥时需考虑土壤全氮是否过高和过低的情况。

同样地，根据植烟土壤全磷含量标准^[19]，本文将玉溪烟区土壤全磷划分为4个区间(表 4)：< 0.8 g/kg为缺磷，0.8 ~ 1.2 g/kg为中等，1.2 ~ 1.6 g/kg为较丰，> 1.6 g/kg为富磷。从统计的平均值结果看，富磷区间的烟叶镁平均含量最高，达6.25 g/kg，其次是较丰区间，达5.24 g/kg；中等区间和缺磷区间分别为3.50 g/kg和3.26 g/kg；中等和缺磷区间的烟叶均表现出轻度缺镁现象，两区间占比达61.8%。从显著性分析结果看，富磷区间的烟叶镁含量显著高于缺磷和中等区间(P < 0.05)，其他区间之间差异不显著。从各区间的变化趋势看，烟叶镁含量随土壤全磷含量的增加表现出递增的趋势。因此，田间肥料施加需关注土壤全磷含量的高低。

本文将玉溪烟区土壤速效钾含量划分为3个区间(表 4)，分别为缺钾(< 150 mg/kg)、中等(150 ~ 350 mg/kg)、富钾(> 350 mg/kg)^[20]。从统计的平均值结果看，富钾区间的烟叶镁平均含量最高，达5.55 g/kg；中等区间的次之，达3.78 g/kg；缺钾区间的最低，仅3.06 g/kg；缺钾和中等区间的烟叶均表现出轻度缺镁现象，两区间占比为64.7%。从显著性分析结果看，富钾区间的烟叶镁含量显著高于缺钾区间(P < 0.05)，其余各区间之间无显著性差异。从各区间的变化趋势看，烟叶镁平均含量随土壤速效钾含量增加而呈递增趋势。因此，田间施肥时需考虑烤烟对钾肥的用量和利用率。

本文将玉溪烟区土壤有效镁含量划分为3个区间(表 4)，分别为缺镁(< 100 mg/kg)、中等(100 ~ 400 mg/kg)、富镁(> 400 mg/kg)^[20]。从统计的平均值结果看，富镁区间的烟叶镁平均含量最高，可达6.87 g/kg；中等区间的次之，达4.57 g/kg；缺镁区间的最低，仅为2.44 g/kg，表现出轻度缺镁现象，占比为23.5%。从显著性分析结果看，各区间之间均表现出显著差异，富镁区间的烟叶镁含量显著高于中等和缺镁区间(P < 0.05)，中等区间烟叶镁含量显著高于缺镁区间(P < 0.05)。从各区间的变化趋势看，烟叶镁平均含量随土壤有效镁含量的增加而呈递增趋势。因此，提高烟叶镁含量需考虑增加镁肥的施加及利用率。

根据植烟土壤微量元素标准^[20]，本文将玉溪烟区土壤有效硼划分为缺硼(< 0.5 mg/kg)、中等(0.5 ~ 1.0 mg/kg)、富硼(> 1.0 mg/kg)3个区间(表 4)。从统计的平均值结果看，富硼区间的烟叶镁平均含量最高，达5.08 g/kg；中等区间的次之，可达4.43 g/kg；缺硼区间的最低，仅为3.15 g/kg，表现出轻度缺镁的现象，占比可达23.5%。从显著性分析结果看，各区间之间差异不显著。从各区间的变化趋势看，随土壤有效硼含量的增加，烟叶镁含量呈递增趋势。因此，在田间施肥时需关注土壤是否缺硼的状况。

根据植烟土壤微量元素标准^[21]，本文将玉溪烟区土壤氯离子划分为缺氯(< 30 mg/kg)、中等(30 ~ 45 mg/kg)、富氯(> 45 mg/kg)3个区间(表 4)。从统计的平均值结果看，富氯区间的烟叶镁平均含量最高，可达6.14 g/kg；中等区间的次之，为4.18 g/kg；缺氯区间的最低，为3.89 g/kg，表现出轻度缺镁现象，占比高达64.7%。从显著性分析结果看，各区间之间无显著性差异。从各区间的变化趋势看，随土壤氯离子含量的增加，烟叶镁含量呈递增趋势。因此，烟叶镁含量的提升应考虑土壤是否缺氯的状况。

2.3 烟叶镁含量的影响因子

Pearson相关分析发现(表 5)，烟叶镁含量与土壤全磷(r=0.440，P=0.009)、有效镁含量(r= 0.701，P=0.000)呈极显著正相关，与土壤速效钾(r= 0.352，P=0.041)、有效硼(r= 0.350，P=0.042)、氯离子含量(r= 0.400，P=0.019)呈显著正相关，而与土壤全氮含量相关性不显著。

进一步的回归分析发现(图 1)，烟叶镁含量与土壤全磷含量符合直线线性关系(R²=0.193)，回归方程达极显著水平(P=0.000)，即随土壤全磷含量增加，烟叶镁含量呈逐渐增加的趋势。烟叶镁含量与土壤有效镁含量符合直线线性关系(R²=0.491)，回归方程达极显著水平(P=0.000)，即烟叶镁含量随土壤有效镁含量的增加而增加。

3 讨论

本次调查显示，玉溪烟区的烟叶镁含量虽然总体上平均分布在适宜范围，但有58.8% 的烟叶处于轻度和重度缺镁状态。这与艾华林等^[22]研究结果类似：玉溪烟区烟叶镁含量大部分低于适宜范围，且在不同区域缺镁状况有所差异。对比云南省其他烟区和南方烤烟种植区的研究结果发现，各个烟区均存在烟叶镁含量不足的问题。李强等^[23]在云南曲靖烟区调查发现，烟叶镁平均含量处于适宜范围，但仍有55.8%的烟叶处于轻度和重度缺镁范围，其中重度缺镁的比例占10.6%。李晓婷等^[24]在云南保山调查发现，烟叶镁含量处于低和很低范围的比例达52.6%。张国等^[25]调查湖南省烤烟发现，该烟区有66.3% 的烟叶存在缺镁问题。王世济等^[26]调查安徽烟区发现，烟区有76% 的烟叶镁含量存在轻度至重度缺乏。本研究表明，在不同海拔区间上，较高海拔和较低海拔区间烟叶缺镁状态明显，而在不同坡度区间上，则表现出较大坡度和较小坡度区间烟叶缺镁。田斌^[27]调查昆明烟区烟叶发现，烟叶镁含量随着海拔升高呈递增的趋势。郭燕^[28]通过分析恩施烟区不同海拔烟叶发现，高海拔区烟叶镁含量高于中海拔和低海拔烟叶镁含量。这与本研究的结果有所差异，可能与区域气候或田间管理措施的差异有关，同时，坡度上的变化也会改变土壤性状^[29-30]，导致烟叶对养分元素吸收的差异，改变烟叶内部化学成分。有研究发现，镁含量也受到成土母质的影响，如紫砂岩和石灰岩发育的土壤能为植株提供更多的交换性镁，以砂页岩、玄武岩及第四纪红土发育的土壤次之，而以花岗岩等酸性岩发育的土壤供镁能力则较低^[31]。在南方多雨的红壤分布区，有机质含量高的水稻土供镁能力(有效镁100 mg/kg)远高于有机质含量低的泥质红壤(有效镁17.1 mg/kg)和硅质红壤(有效镁20.0 mg/kg)^[32]。

土壤因子是影响烟叶镁吸收的重要因素。本研究中，随土壤全氮含量的增加，烟叶镁含量呈先增后减的趋势，表明适宜的土壤全氮适合烟叶对镁的吸收。随土壤全磷的增加，烟叶镁含量呈递增的趋势，表明磷素的增加能促进烟叶对镁的吸收。土壤氮、磷与土壤有效镁之间的相关性存在差异，可能是由于烟株对氮、磷和镁的吸收存在一定的差异，同时受到海拔或土壤质地环境等因素的影响^[33-34]。土壤速效钾、有效镁对烟叶镁含量的影响具有相似性，通过分析发现，烟叶镁含量随土壤速效钾的增加而增加，但在增加程度上存在差异，这与相关研究不尽相同。张森等^[3]的研究发现，在土壤速效钾≤200 mg/kg时，烟叶镁含量随速效钾的增加而逐渐增加，在土壤速效钾 > 200 mg/kg时，烟叶镁含量则随速效钾的增加而减少。虽然有研究证明钾与镁之间存在拮抗作用^[35]，但由于全国各植烟区的地理环境与土壤状况存在巨大差异^[36]，从而导致烟叶镁含量的变化规律较为复杂。烟叶镁含量随土壤有效镁含量的增加而增加，这与相关研究相一致^[37]。如，于建军等^[38]研究发现，烟叶镁含量与土壤有效镁含量之间的相关性是极显著正相关，相关性系数达0.947，通过增加土壤有效镁对提升烟叶镁含量有着促进作用。但南方烤烟种植区的土壤缺镁状况仍较严重^[39]。有研究发现，南方土壤酸化程度和土壤镁离子等碱金属的流失是导致土壤镁离子利用率低的重要原因^[40-41]。本研究中，烟叶镁含量随土壤有效硼含量的增加而增加，这可能是由于硼离子的增加能促进镁离子的吸收。有研究发现，植烟土壤有效硼与有效镁呈显著正相关^[42]；同时，由于南方烟区土壤多呈酸性，受降雨量较多的影响，容易导致酸性土壤有效硼的淋失^[43]，从而进一步影响烟叶对镁离子的吸收。通过对土壤氯离子的分析发现，烟叶镁含量随土壤氯离子的增加而增加，由于氯离子和镁离子是属于异性电荷，在烤烟生长过程中两种离子之间会产生协同效应，从而提升烟叶镁含量^[44]。可见，通过对土壤养分的调节和元素间的调控，同时兼顾不同海拔和坡度等区域环境的差异，可改善烟株对镁离子的吸收和利用，但对烟区烟叶镁含量的分布和影响因子仍需进一步定量和全面的研究。

4 结论

1) 玉溪烟区烟叶镁平均含量处于适宜范围，但58.8% 的烟叶缺镁，海拔 < 1 700 m和 > 1 900 m区间烟叶轻度缺镁；坡度5° ~ 10°区间烟叶处于轻度缺镁。

2) 玉溪烟区烟叶镁含量随土壤全氮含量的增加非显著地先增后减，而随土壤全磷、速效钾、有效镁、有效硼和氯离子含量的增加呈显著的线性递增趋势。

3) 在玉溪烟区烟叶生产中需要适当关注磷、钾、镁和硼肥的施加，进一步调控氮肥和氯肥的施用，以提升烤烟产质量。