烟草是我国重要的经济作物之一，烟叶的外观质量、物理特性、化学成分、感官质量受气候、土壤、品种、种植技术、生产因素等众多条件的影响^[1-2]。烟田土壤条件是烟叶质量的先决条件，土壤养分的丰缺状况将直接影响到烟叶的生长发育及整体质量。土壤有机质(SOM)含量是土壤肥力和质量的核心，对烟草的生长发育、产量和品质有着最直接的影响^[3-4]。SOM含量过低，会导致烟株长势弱、植株矮小、叶片小而薄，产量和质量均较差；SOM含量过高，则会延迟烤烟成熟，使烤烟叶片肥厚、主脉较粗，蛋白质和烟碱等含氮化合物含量增加^[5]。文山壮族苗族自治州位于云南省云贵高原的东南部，干湿季分明，太阳辐射能丰富，热量资源充足，其主要植烟土壤的SOM含量总体处于中上水平，基本可以满足烤烟正常发育的养分需求^[6]。目前，有关于SOM含量与烤烟质量间的关系已有诸多研究，如张新要等^[7]研究表明SOM含量为4% 的土壤以不施或少施饼肥有利于烟叶品质的提高；SOM含量为1.5% 和1% 的土壤，以少施饼肥为有利。王晓园等^[8]研究发现适宜的SOM含量有利于提高烟叶的整体品质，但若SOM含量过高则会引起烟叶生长后期氮素含量过高，影响烟叶品质。张书豪等^[9]研究揭示化肥减量并施用羊粪有机肥可提高SOM含量，当有机肥施用比例较高时可能会造成前期养分供应不足，后期烟叶贪青晚熟。

本研究以云南文山烟区为研究对象，定量剖析SOM含量与烟叶质量指标之间的关系，揭示SOM含量不同分级对应的烟叶质量差异，旨在明确SOM含量对烤烟整体质量的影响，为确定研究区适宜SOM含量、有机肥科学施用和土壤配方提供科学参考。

1 材料与方法 1.1 供试材料

土壤样品来自文山州的7个烤烟种植县的烟站，分别是砚山(8个烟叶站)、丘北(11个工作站)、广南(6个工作站)、文山(7个工作站)、马关(4个工作站)、西畴(4个工作站)、麻栗坡(4个工作站)。确定了222个代表性烟田(图 1)，代表性烟田位置确定依据地形、母质、轮作制度、土壤类型等信息，在代表性烟田内，按“S”形取10个点位采集耕层(0 ~ 20 cm)土壤样品，混合均匀，用四分法保留1 kg样品带回实验室，风干、除杂后过筛(2 mm)。

烟叶样品(均为云烟87品种)来自代表性烟田的采烤后C3F烟叶。

1.2 土壤样品SOM含量测定

依据标准NY/T 1121.6—2006^[10]，采用重铬酸钾滴定法测定SOM含量。

1.3 烟叶样品测定 1.3.1 外观质量鉴定

按照烤烟国标GB2635—1992^[11]的赋分规则，对烟叶样品的颜色、成熟度、叶片结构、身份、油分、色度6项指标进行赋分评价，6项指标权重依次为0.10、0.30、0.15、0.15、0.20、0.10计算外观质量总分^[12]。

1.3.2 物理特性检测

参照文献[13]的方法测定烟叶叶长、叶宽、单叶重、平衡含水率、含梗率、填充值6项物理特性，参照文献[12]对单叶重、平衡含水率、含梗率、填充值4项物理特性进行赋分，总分为该4项得分之和。

1.3.3 主要化学成分分析

总植物碱：按照YC/T 160—2002《烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动分析法》^[14]分析测定。总糖、还原糖：按照YC/T 159—2019《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动分析法》^[15]分析测定。总氮：按照YC/T 161—2002《烟草及烟草制品总氮的测定连续流动分析法》^[16]分析测定。钾：按照YC/T 217—2007《烟草及烟草制品钾的测定连续流动分析法》^[17]分析测定。氯：按照YC/T 162—2011《烟草及烟草制品氯的测定连续流动分析法》^[18]分析测定。

采用指数和法计算化学成分评价分值：

$ J=\sum K_i \times L_i $

(1)

式中：J，烤烟化学成分协调性综合质量分值；K_i，第i个化学成分指标分值；L_i，第i个化学成分指标的权重。总植物碱、总氮、还原糖、钾、氮碱比值、糖碱比值、钾氯比、两糖比的权重分别为0.14、0.07、0.14、0.06、0.15、0.22、0.10、0.12^[12]。

1.3.4 烟叶样品感官质量评吸鉴定

由上海烟草集团技术中心原料与配方研究人员按照行业标准YC/T138—1998^[19]进行评价，对烟气浓度、劲头、香气质、香气量、透发性、杂气、细腻柔和程度、圆润感、刺激性、干燥感、余味11个评吸指标分别赋分(单项最高分为9分)，计算出感官质量总分。

1.4 数据处理

试验原始数据采用Excel 2021整理，应用SPSS Statistics 24进行数据分析处理，采用Pearson法进行相关性分析，ANOVA单因素方差检验进行差异显著性分析。应用ArcMap10.5绘制烟田空间分布图。应用Origin 2024进行烤烟感官评价雷达图绘制。

参照《耕地地力调查与质量评价技术规程》等文献^[20-21]，将SOM含量分为5级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，统计分析SOM各级与所产烟叶外观质量分数、物理特性实测值、物理特性得分、常规化学成分实测值、常规化学成分得分、感官评吸质量得分的相关关系和差异显著性。

2 结果与分析 2.1 烟田土壤有机质含量

SOM含量分级统计基本情况见表 1。由表 1可见，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级样本分别为12、57、94、39、20个，分别占总样本数的5.41%、25.68%、42.34%、17.57%、9.01%，SOM平均含量分别为6.82、15.81、24.85、34.76、51.06 g/kg。85.59% 土壤SOM含量适中，但有5.41% 土壤SOM含量过低。SOM含量各级别变异系数介于7.99% ~ 37.85%，虽均为中度变异，但空间变异程度还是较为明显。

2.2 有机质含量与烟叶外观质量得分相关性

表 2为222个代表性烟田SOM含量与相应的烟叶外观指标得分相关系数，数据表明，SOM含量与烟叶身份得分显著正相关，与色度得分显著负相关(P < 0.05)。

表 3为不同SOM含量分级土壤所产烟叶的外观质量得分。数据显示，SOM Ⅰ~ Ⅲ级烟叶的颜色得分较高，其中Ⅱ级显著高于Ⅳ级。Ⅴ级烟叶的身份得分最高且显著高于Ⅲ级。随着SOM含量的增加，Ⅰ ~ Ⅳ级烟叶的成熟度、油分、色度以及外观总分得分都呈现一定程度的下降趋势。

2.3 土壤有机质含量与烟叶物理特性相关性

表 4为222个代表性烟田的SOM含量与烟叶物理指标得分相关系数。由数据可知，SOM含量与烟叶填充值得分呈极显著正相关(P < 0.01)，与烟叶平衡含水率得分呈极显著负相关(P < 0.01)，与烟叶含梗率得分呈显著负相关(P < 0.05)。

表 5为SOM含量不同分级的烟叶物理指标得分。数据显示，随SOM含量增加，烟叶的含梗率得分呈降低趋势，其中SOM Ⅰ级的烟叶含梗率得分最高且显著高于Ⅴ级的烟叶。随SOM含量增加，烟叶填充值得分呈现先升后降的趋势，烟叶单叶重和平衡含水率得分呈现先降后升的趋势，但差异不显著。

2.4 土壤有机质含量与烟叶主要化学成分相关性

表 6为222个代表性烟田SOM含量与烟叶化学成分含量和协调性相关系数。由数据可知，SOM含量与烟叶两糖比呈显著正相关(P < 0.05)；与烟叶总糖和糖碱比呈显著负相关，其中，与烟叶总糖含量呈极显著负相关(P < 0.01)，与烟叶糖碱比呈显著负相关(P < 0.05)。

表 7为222个代表性烟田SOM含量与烟叶化学成分和协调性得分相关系数。由数据可知，SOM含量与烟叶还原糖、氮碱比、两糖比、总植物碱、钾、总氮、糖碱比、钾氯比以及化学成分总分得分的相关性均未达到显著水平。

表 8为SOM含量不同分级的烟叶常规化学成分含量和协调性。数据显示，随SOM含量增加，烟叶总植物碱含量呈现先升后降的趋势，其中SOM Ⅳ级的烟叶总植物碱含量最高且显著高于SOM Ⅰ级的烟叶。随SOM含量增加，烟叶总糖含量、还原糖含量和糖碱比总体呈现先降后升的趋势。其中SOM Ⅰ级的烟叶总糖含量最高，且显著高于Ⅳ级的烟叶；SOM Ⅰ级的烟叶还原糖含量最高且显著高于Ⅲ级的烟叶；SOM Ⅰ级的烟叶钾含量最高且显著高于Ⅳ、Ⅴ 2级的烟叶；SOM Ⅰ级的烟叶糖碱比最高，且显著高于Ⅳ级的烟叶。

表 9为SOM含量不同分级的烟叶常规化学成分及协调性得分。数据显示，随SOM含量增加，烟叶总植物碱得分、糖碱比得分和化学成分总分均呈现先降后升的趋势。其中SOM Ⅰ级的烟叶总植物碱得分最高且显著高于SOM Ⅳ级的烟叶；SOM Ⅰ级的烟叶糖碱比得分最高且显著高于SOM Ⅲ级的烟叶；SOM Ⅰ级的烟叶化学成分及协调性总分最高且显著高于SOM Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ 3个级别的烟叶。两糖比随SOM含量的增加而下降，SOM Ⅰ级的烟叶两糖比得分最高且显著高于Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ 3个级别的烟叶。随着SOM含量的增加，烟叶的还原糖得分、钾含量得分、总氮得分和氮碱比得分均呈现一定程度的下降趋势。

2.5 土壤有机质含量与烟叶感官评吸质量相关性

表 10为222个代表性烟田SOM含量与烟叶感官评吸得分相关系数。数据表明，SOM含量与细腻柔和程度得分、余味得分呈显著负相关(P < 0.05)，与圆润感得分和评吸总分呈极显著负相关(P < 0.01)。

表 11为SOM含量不同分级的烟叶感官评吸得分。数据显示，随SOM含量增加，烟叶劲头得分呈现先升后降的趋势，其中SOM Ⅳ级的烟叶劲头得分最高且显著高于SOM Ⅰ级烟叶。随SOM含量增加，烟叶细腻柔和程度得分、圆润感得分和总分整体呈现先降后升的趋势，其中SOM Ⅰ级的细腻柔和程度得分最高且显著高于SOM Ⅳ级的烟叶；SOM Ⅰ级烟叶的圆润感得分最高且显著高于SOM Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ 3个级别；SOM Ⅰ级的烟叶总分最高且显著高于SOM Ⅱ ~ Ⅴ级别的烟叶。由图 1可知，随着SOM含量的增加，烟叶感官评价总分整体呈现下降的趋势，其中SOM Ⅰ和Ⅱ两个级别烟叶的感官雷达剖面图所示面积较大，感官质量优于SOM的其他3个级别。

3 讨论

物理特性是烟叶综合质量中的重要部分，对烟叶的耐加工性能、卷烟产品风格及成本有直接影响^[22]。水分是烟草及其制品的重要组分之一。平衡含水率高，烟叶的组织疏松，持水能力强；平衡含水率低，烟叶持水能力弱，脆性增加，运输过程中易造成损耗；烟叶含梗率影响着烤烟最终的感官质量，烟梗中纤维素含量高，一般不作为烤烟制品的有效填充料，所以含梗率高的烟叶制成的烤烟香气淡，劲头小，利用率较低；填充值是影响烤烟感官质量的重要指标，填充值大，则卷烟的吸阻小，体验好^[23]。本文研究结果显示，SOM含量与烟叶平衡含水率得分呈极显著负相关(P < 0.01)，与含梗率得分呈显著负相关(P < 0.05)，与填充值得分呈极显著正相关(P < 0.01)。即随着SOM含量的增加，烟叶平衡含水率和含梗率得分整体呈下降趋势，而填充值得分整体呈上升趋势。这与陆俊平等^[24]、肖飞等^[25]的研究有所不同，可能与种植密度^[26]、土壤理化性质及土壤养分含量差异有关^[27]。

烟叶的化学特性是影响其整体质量的重要因素，综合相关性分析和差异性分析结果可知，SOM含量与烤烟的化学成分及协调性关系密切。随着SOM含量的增加，烟叶的氯含量和糖碱比随之下降，总氮含量随之增加，这与李佳颖等^[28]的研究结果一致；烟叶的总糖、还原糖、钾含量、氮碱比和钾氯比总体呈下降趋势，这与聂庆凯等^[29]、邱岭军等^[30]、王源等^[31]的研究结果不一致，可能与研究地点、SOM含量、烤烟品种、烟区海拔^[32]、气候条件及土壤体系^[33]不一致有关^[34-35]。

烤烟感官质量是卷烟在吸食过程中燃烧产生的烟气所带来的综合感受，由于烟草特殊的需氮规律^[36]，只有在土壤有机质含量适宜的情况下，烟叶才能拥有优质的外观质量和理化品质，所制成的烟草制品也才会有优良的感官体验。根据SOM含量与烤烟感官质量间的相关性分析和差异性分析结果可知，SOM含量的高低与烤烟的感官品质高低关系密切，与烤烟细腻柔和程度得分、余味得分呈显著负相关(P < 0.05)，与圆润感得分和评吸总分呈极显著负相关(P < 0.01)；且在SOM含量处于低到中等范围内时，烤烟的整体感官质量较高，香气质、香气量和劲头得分提高，这与肖飞等^[25]、李银科等^[37]的结论一致。而杂气、刺激性等指标的得分随SOM含量的增加而降低，这与其他研究结论不一致，可能是由于地域和土壤养分构成的差异导致。且如表 9所示，烟叶的总糖和还原糖含量随SOM含量的增加而降低，不利于消除蛋白质燃烧所产生的不良气味^[25]，增加了杂气，导致得分降低。

随着SOM含量的增加，烟叶的综合质量有所下降，本研究发现文山烟区的SOM含量为Ⅱ ~ Ⅲ级时，烟叶有较好的外观质量和感官质量，这与王小东等^[38]、时强^[5]、刘逊等^[39]的观点基本一致。

4 结论

本研究通过对代表性烟田土壤和烟叶的采样、分析测定表明，文山大多数烟田SOM含量适中，当SOM含量介于10.13 ~ 29.94 g/kg时，烟叶具有更好的外观质量、物理特性、化学成分及协调性以及感官质量。