罗付香,罗定棋,林超文,庞良玉,张永辉,王栋,冯文强,朱波
1四川省农业科学院土壤肥料研究所,成都市锦江区狮子山路4号 610066;
2四川省烟草公司泸州市公司,泸州市龙马潭区南光路38号 646100
四川省作为我国烟叶主产区之一,常年种植烤烟6.67余万公顷,年产优质烟叶15000余万公斤。大量研究表明,连作对烤烟的生长环境有着较大影响[1-4],造成烟叶减产,优质烟叶质量和香气风格受到影响[5-9]。前人在不同耕作方式和覆盖方式对烤烟土壤结构的改良、土壤肥力的提高、烤烟生长小环境的改善以及烟草产量、产值和烟草质量等方面开展了大量研究[10-15],但是研究主要集中在耕作制度和种植方式对烟叶产值的影响,将耕作方式、种植方式和覆盖方式结合起来系统研究某一地区适宜的种植制度的较为鲜见。为此在泸州烟区开展了以烟草为主的不同耕作方式、种植方式和覆盖方式的定位研究,以期为泸州烟区建立合理的耕作栽培模式,为四川烟草的可持续发展提供理论参考。
试验安排在泸州市古蔺县麻城烟科所,于2009年开始,试验以耕种方式为A因素,设置翻耕(A1)和免耕(A2)两个水平;种植模式为B因素,设置连作(B1)和轮作(B2)两个水平,其中连作处理为绿肥-烟叶→绿肥-烟叶,轮作处理为绿肥-烟叶→绿肥/小麦/玉米;覆盖方式为C因素,设置秸秆还田(C1)和秸秆不还田(C2)两个水平,采用随机区组试验设计,共计8个处理,每个处理重复3次,共计24个小区。小区长13.5 m,宽3.3 m,过道0.9 m,每区3垄,每垄30株烟,共计90株烟。
翻耕处理:按照目前生产上的常规种植方式翻耕,连作处理烟叶收前套撒绿肥,第2年春再翻耕栽烟;轮作处理烟叶收后翻耕种植小麦,预留空行,空行撒绿肥,第2年播种玉米,玉米收后撒绿肥,第3年春翻耕起垄栽烟。
免耕处理:采用第1年起垄,以后不再进行翻耕,连作烟叶栽在固定垄上,烟叶收前套撒绿肥,第2年烟叶仍然栽在固定的垄上;轮作处理的小麦种在垄上,沟内留空行,增施绿肥,第2年玉米种植于沟内,玉米收后埋土撒绿肥,第3年烟叶栽在垄上,绿肥可适当晚收,能提高绿肥产量。
秸秆还田:除烟秆外,其他作物秸秆全部还田。烟、玉米要用地膜覆盖,秸秆一般放在沟内。
表1 耕作方式覆盖方式表
试验选择当地常规种植品种云烟87,施肥采用基施和追施的方式,基肥:烟草专用肥525 kg/hm2;过磷酸钙225 kg/hm2。追肥分2次追施,其中第1次:烟草专用肥150 kg/hm2;硝酸钾150 kg/hm2;硝铵磷75 kg/hm2。第2次:烟草专用肥75 kg/hm2;硝酸钾75 kg/hm2,按照常规施用。
打顶后调查各小区烟株农艺性状,株高、茎围、节距、单株有效叶数、最大叶长×宽。
按当地大面积采收时间,分处理小区采收,标记试验名称、采收时间及部位等内容,在当地进行烘烤,烘烤后,待烟叶全部收完后,分成上部、中部、下部叶片(仍保留原有的标签)进行烟叶的品质分析,同时记录各小区烟叶的产量、产值、上等烟比例等。
从表2可以看出,株高、茎围、节距、烟株有效叶片数和烟叶最大叶面积表现为翻耕处理较免耕处理分别大23.5 %、10.85 %、1.41 %、10.37 %和2.87 %,但是在不同种植方式下不同,其中在轮作条件下,烤烟株高、茎围、节距、有效叶片数和烟叶最大叶面积表现为翻耕处理较免耕处理分别大16.40 %、8.64 %、11.51、8.21 %和16.04 %;在连作条件下,烟株株高、茎围、节距、有效叶片数和烟叶最大叶面积表现为翻耕处理较免耕处理分别大30.77 %、11.19 %、15.07 %12.5 %和42.23 %,说明翻耕处理能够促进烤烟生长。
表2 不同耕作方式覆盖对烟草农艺性状的影响
从不同种植方式看,烟株株高表现为轮作处理较连作处理大3.20 %~12.43 %,平均大8.27 %,烟叶茎围表现为轮作处理较连作处理大1.11 %~10.53 %,平均大4.58 %,烟株节距表现为轮作处理较连作处理大3.20 %~12.43 %,平均大8.27 %;从不同覆盖方式看,烟叶株高和茎围表现为秸秆不还田处理较还田处理分别大4.2 %和0.26 %,而节距表现为秸秆还田处理较不还田处理大5.76 %,而秸秆还田与不还田的烟株有效叶片数和最大叶面积数差异不大,说明轮作处理能够促进烤烟生长。
表3 不同耕作覆盖方式对烟叶产量和产值的影响
从表3可以看出,烟叶产量和产值表现为翻耕处理分别较免耕处理大22.72 %和37.23 %,但是不同种植方式下影响不同,在轮作条件下,烟叶产量和产值表现为翻耕处理较免耕处理分别大33.17 %和47.41 %,差异达显著水平;在连作条件下,烟叶产量和产值表现为翻耕处理较免耕处理分别大12.52 %和26.12 %,差异未达显著水平,说明翻耕处理能够有效提高烟叶产量和产值。
从不同种植模式看,烟叶产量和产值表现为轮作处理较连作处理分别大1.83 %和19.41 %,但是不同耕作条件影响不同,在翻耕条件下,烟叶产量和产值表现为轮作处理较连作处理分别大15.41 %和27.56 %,其中产值差异达显著水平,在免耕条件下,烟叶产量和产值表现为轮作处理较连作处理分别大14.51 %和9.13 %,差异未达显著水平,说明轮作处理能够有效提高烟叶产量和产值。
从不同覆盖方式来看,烟叶产量和产值表现为秸秆还田较不还田分别大3.55 %和2.4 %,其中翻耕条件下,烟叶产量和产值表现为秸秆还田较秸秆不还田分别大3.83 %和2.18 %,免耕条件下,烟叶产量和产值表现为秸秆还田较秸秆不还田分别大3.20 %和2.7 %,在翻耕和免耕条件下秸秆还田与不还田烟叶产量和产值差异均未达显著水平。
从表4可以看出,不同烟叶部位各元素含量不同,全氮、全钾和烟碱的含量表现为上部叶>中部叶>下部叶,总糖和还原糖则表现为中部叶>上部叶>下部叶,对于不同耕作处理而言,上部叶全氮、全钾和烟碱的含量表现为翻耕处理较免耕处理分别大14.11%、0.74 %和3.04 %,而总糖和还原糖则表现为免耕处理较翻耕处理分别大26.51 %和11.29 %;中部叶全氮、烟碱含量表现为翻耕处理较免耕处理分别大20.05 %和2.03 %,而全钾、总糖和还原糖含量则表现为免耕处理较翻耕处理分别大15.35 %、18.53 %和11.95 %;下部叶还原糖和烟碱的含量表现为翻耕处理较免耕处理分别大0.22 %和0.57 %,而全氮、全钾和总糖的含量则表现为免耕处理较翻耕处理分别大8.54 %、4.41 %和7.46 %,说明翻耕处理能够提高上部和中部烟叶全氮、全钾和烟碱的含量,有效改善烟叶品质。
表4 不同耕作覆盖方式对烟叶品质的影响
对于不同种植模式而言,上部叶全氮、全钾、总糖和还原糖的含量表现为轮作处理较连作处理分别大7.28 %、7.24 %、8.11 %、和2.79 %,其中在免耕条件下全钾、总糖和还原糖的含量则表现为轮作处理较连作处理大25.82 %、42.96 %和40.43 %;中部叶全氮、全钾和烟碱的含量表现为轮作处理较连作处理大3.33 %、1.89 %和1.02 %,其中在翻耕条件下全氮和烟碱的含量表现为轮作处理较连作处理大15.73 %和1.90 %,免耕条件下全钾、总糖、还原糖和烟碱的含量则表现为轮作处理较连作处理大10.70 %、6.96 %、16.42 %和0.14 %;下部叶全钾和总糖的含量表现为轮作处理较连作处理大5.49 %和7.84 %,其中翻耕条件下全氮和全钾的含量表现为轮作处理较连作处理大10.51 %和1.78 %,免耕条件下全钾、总糖和还原糖的含量则表现为轮作处理较连作处理大9.18 %、17.78 %、和4.10 %,说明轮作处理能够有效提高上部和中部烟叶全氮、全钾和烟碱等的含量,下部烟叶全钾和总糖含量,有效改善烟叶品质。
对于不同覆盖方式而言,上部叶全氮、总糖、还原糖和烟碱的含量表现为秸秆不还田较还田处理大9.42 %、9.06 %、8.38 %和0.08 %,全钾的含量则表现为秸秆还田较不还田处理大2.98%;中部叶全氮、全钾和烟碱的含量表现为秸秆还田较不还田处理大6.14 %、14.48 %和0.05 %,总糖和还原糖的含量则表现为秸秆不还田较还田处理大4.00%和2.20 %;下部叶全氮、总糖、还原糖和烟碱的含量表现为秸秆还田较不还田处理大0.43 %、9.02 %、5.96 %和1.01 %,说明秸秆还田能够有效提高上部、中部和下部烟叶总氮、总糖和钾的含量,有效改善烟叶品质。
(1)近年来国内外学者在作物少耕、免耕等方面开展了大量研究,大量研究结果认为合理的耕作措施对提高作物产量,改良土壤环境均有较大意义,但是不同的作物研究结果不同,对于烟草而言,加深耕层,烟株根系易于下扎,吸收水分和养分的范围增大,有利于烟株对水分和养分的吸收,促进烤烟早发快长[16-17],同时深耕可不同程度促进烤烟生长,增大叶面积,增产增质[18],本研究表明,翻耕处理的烟株株高、茎围、节距、有效叶数均显著的高于免耕处理的烟叶株高、茎围、节距和有效叶数,翻耕能够有效的提高烟叶的产量和产值,同时翻耕处理能够提高上部和中部烟叶全氮、全钾和烟碱含量,有效改善烟叶品质。
(2)连作对烤烟生长环境有较大影响,从而影响烟叶的产量和质量,晋艳[19-20]等研究表明,连作烟株的产量仅为轮作的59.12%,产值仅为轮作的 29.93% ,中上等烟 比例仅为轮作的 52.07%。张科[3]研究表明,连作降低烤烟的产量、质量,而烤烟-玉米轮作和玉米-烤烟-烤烟轮作有益于提高烤烟的产量和质量,是值得推广的种烟模式。本研究表明,轮作处理能够一定程度提高烟株株高、茎围、节距促进烟株生长,提高烟叶产量,产值,同时轮作处理能够有效提高上部和中部烟叶全氮、全钾和烟碱等的含量,下部烟叶全钾和总糖含量,特别是在翻耕条件下实行轮作对烟叶产量和品质改善明显,以翻耕条件下绿肥-烟叶→绿肥/小麦/玉米→绿肥-烟叶的轮作模式产量、产值和品质最优,是最适合当地的高产优质种植模式。
(3)秸秆覆盖对于保土、保墒提高土壤有机质,改良土壤有明显的效果,稻草覆盖能调节烟草整个生育期的土层温度,还能增加烤烟的产量、产值、均价和上中等烟比例[21]。在深耕、地膜覆盖相结合的耕作措施下,增强了土壤的通透性,有利于微生物的活动和养分的释放,烟株根系发达,活力强,代谢旺盛,生长状态良好,落黄及时,产量和品质也较其它耕作方式有所提高[22]。本研究表明,秸秆还田与秸秆不还田相比能够促进烟株生长,提高烟叶产量和产值,同时能够有效提高上部、中部和下部烟叶总氮、总糖和钾的含量,一定程度改善中部烟叶品质,因此在以后烟叶生产栽培中应适当考虑秸秆覆盖。
[1]王茂胜,陈懿,薛小平,等.长期连作对烤烟产量和质量的影响[J].耕作与栽培,2010(1):8-9.
[2]邓阳春,黄建国.长期连作对烤烟产量和土壤养分的影响[J].植物营养与肥料学报,2010,16(4):840-845.
[3]张科,袁玲,施娴,等.不同植烟模式对烤烟产质量、土壤养分和酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报,2010,16(1):124-128.
[4]赵凯,娄翼来,王玲莉,等.烤烟连作对烟叶产量和质量的影响[J].现代农业科技, 2008(8):118-119.
[5]刘方,何腾兵,等.长期连作黄壤烟地养分变化及共施肥效应分析[J].烟草科技,2002(6):30-33.
[6]石屹,计玉,姜鹏超,等.富钾绿肥籽粒苋对夏烟烟叶品质的影响研究[J].中国烟草科学,2002(3):5-7.
[7]李水珍.万亩烟-稻连作优质高产栽培技术[J].农业科技通讯,1994(l1):11-13.
[8]张长华,王智明,陈叶君,等.连作对烤烟生长及土壤氮磷钾养分的影响[J].贵州农业科学,2007,35(4): 62-65.
[9]毛倪寿,杨宇虹,晋艳,等.前作的根际物质及根际微生物对烤烟生长的影响研究[J].烟草科技,2002(5):38-39.
[10]刘秀芬,马瑞霞.根际区他感化学物质的分离、鉴定与生物活性的研究[J].生态学报,1996,16(l):1-10.
[11]郭亚利,李明海,吴洪田,等.烤烟根系分泌物对烤烟幼苗生长和养分吸收的影响[J].植物营养与肥料学报,2007,13(3):458-463.
[12]黄光荣,赵致.烤烟与不同作物轮作对烤烟生长发育及产质的影响[J].耕作与栽培,2007(6): 30-31.
[13]孟祥东,赵铭钦,李元实,等.不同耕作模式对烤烟常规化学成分经济指标及香气成分的影响[J].云南农业大学学报,2010,25(5):642-647.
[14]时安东,李建伟,袁玲.轮间作系统对烤烟产量、品质和土壤养分的影响[J].植物营养与肥料学报,2011,17(2):411-418.
[15]周兴华.烟稻轮作与烟草土传病害发生关系的初步探讨[J].中国烟草,1993(2): 39-40.
[16]许迪,Schmid R,Mermoud A.夏玉米耕作方式对耕层土壤特性时间变异性的影响[J].水土保持学报,2000,14(1):64-70.
[17]张海林,秦耀东,朱文珊.耕作措施对土壤物理性状的影响[J].土壤,2003(2):140-144.
[18]韩富根,刘世亮,等.不同耕作措施对延边烟田水分 烤烟生长及烟叶产量品质的影响[J].中国烟草学报,2011,17(6):54-59.
[19]晋艳,杨宇虹,段玉琪.烤烟连作对烟叶产量和质量的影响研究初报[J].烟草科技,2002(1):41-45.
[20]晋艳,杨宇虹,段玉琪.烤烟轮作、连作对烟叶产量和质量的影响[J].西南农业学报,2004,17:267-271.
[21]刘红日,稻草还田方式对烤烟生长发育的影响[J].中国烟草科学,2005(1):31-33.
[22]孟祥东,赵铭钦,等.不同耕作模式对土壤水分及烟叶产质量的影响[J].作物研究,2009,23(3):172-180.