湘西烟区翻压不同绿肥品种的生态和烤烟效应

田峰，陆中山，邓小华，赵炯平，江智敏，陈前锋，菅攀锋，张明发

1中国烟草中南农业试验站，长沙 410128；2湖南省烟草公司湘西自治州公司，吉首 416000；3湖南农业大学，长沙 410128；4浙江中烟工业有限责任公司，杭州 310009

湘西烟区翻压不同绿肥品种的生态和烤烟效应

田峰1,2，陆中山2，邓小华1,3，赵炯平4，江智敏4，陈前锋2，菅攀锋4，张明发2

1中国烟草中南农业试验站，长沙 410128；2湖南省烟草公司湘西自治州公司，吉首 416000；3湖南农业大学，长沙 410128；4浙江中烟工业有限责任公司，杭州 310009

为探讨不同绿肥作物改良土壤和提高肥力的作用，研究了5个绿肥品种翻压的生态效应及烤烟生长、经济性状、烟叶品质效应。结果表明:（1）绿肥当季干草产量为2.28 t/hm2～4.07t /hm2，全部翻压入土能提供944.51 kg/hm2～1613.76 kg/hm2有机碳、93.59 kg/hm2～201.31 kg/hm2氮、11.86 kg/hm2～22.41 kg/hm2磷、80.99 kg/hm2～118.19 kg/hm2钾；连续3年绿肥翻压后植烟土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量可分别提高1.82 g/kg～3.62g/kg、0.04 g/kg～0.10g/kg、0.04 g/kg～ 0.12g/kg、0.34 g/kg～ 1.14g/kg、28.00 mg/kg～ 47.00mg/kg、4.40 mg/kg～ 43.10mg/kg、31.00 mg/kg～ 353.00mg/kg，具有良好的生态效应和明显的土壤改良培肥效果。（2）翻压豆科绿肥能改善烤烟农艺性状，提高烤烟根系覆盖范围和增加主、侧根重量。（3）绿肥翻压可提高烤烟产量227.10 kg/hm2～727.80 kg/hm2，增加烤烟产值3912.00元/hm2～14470.65元/hm2。（4）绿肥翻压主要影响上部烟叶化学成分和评吸质量，适宜的翻压量可提高烟叶化学成分协调性和烟叶评吸质量。湘西烟区应推广箭舌豌豆作为冬种绿肥较好。

绿肥；烤烟；生态效应；经济性状；化学成分；评吸质量

地处武陵山区的湘西自治州是我国优质烟叶的重要产区之一[1-3]。长期种烟和习惯以施用化肥为主，植烟土壤质量衰退已成为制约湘西烟叶产业可持续发展的障碍因素之一。湘西烟区以一年一熟烤烟为主。如果在冬季的空闲茬口种植绿肥翻压还土，既可充分利用冬季光热资源，又能提高土壤有机质含量，还能活化与富集土壤磷、钾等养分[4]，为后季作物提供速效养分[5-6]，进而提高烤烟产质量[7]。近年来，不少学者开展了种植绿肥提升和改良土壤肥力、提高烟叶产质量等方面的研究，胡颖梅等[8]在陕西省、徐祥玉等[9]在湖北省、刘国顺等[10]在河南、邓小华等在湖南[11]、潘福霞等[12]采用盆栽研究了不同种类绿肥对土壤养分的影响，罗玲等[13]研究了绿肥不同翻压年限对植烟土壤养分 的影响，覃勇[7]等、徐祥玉[14]等、敬海霞[15]等研究了不同绿肥翻压量对烟叶产质量的影响，刘国等[16]研究了长期绿肥还田对烤烟产质量及土壤改良的影响，黄平娜[17]等研究了湖南植烟稻田绿肥翻压的培肥土壤和烤烟产量品质的作用，但不同绿肥翻压的效应研究还是空白。本研究分析了5种绿肥翻压后的生态效应和对烤烟生长、品质的影响，旨在探讨不同绿肥品种翻压效果，为湘西烟区的植烟土壤质量维护和改良以及烟区可持续发展提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2010～2012年在湖南省凤凰县千工坪乡进行。供试土壤为石灰岩母质发育的旱地黄壤，土壤pH为6.23，有机质为10.46g/kg，碱解氮为38.20mg/kg，速效磷为9.75 mg/kg，速效钾为108.76mg/kg；其烤烟生产主要依靠天然降水和土壤自身蓄水。试验共设6个处理，分别为种植光叶紫花苕（T1）、箭舌豌豆（T2）、紫云英（T3）、普通黑麦草（T4）、冬牧70（T5）等5个绿肥品种和不种植绿肥的冬闲处理（CK）。每个处理3次重复，随机区组排列。小区面积为39m2。

在每年10月份，种植烤烟收获后拔除烟杆和杂草，地块翻耕后用条播方式播种绿肥。翌年4月中旬（烤烟移栽前20d左右）将绿肥割后翻埋入土壤，然后整地起垄移栽烤烟。绿肥播种量和绿肥翻压量见表1。烤烟种植品种为K326，于5月上旬移栽。施肥量为：三饼合一型基肥750.00 kg/hm2、专用追肥300.00 kg/hm2、提苗肥75.00kg/hm2、硫酸钾375.00kg/hm2。其它管理按照《湘西州烤烟标准化生产技术方案》执行。

1.2 测定项目与方法

（1）绿肥翻压前，各处理取绿肥鲜样2 kg 左右，烘干后计算其干物质量，参照LY/T 1269-1999、LY/T 1271-1999分析测定其氮、磷、钾和有机碳含量。

（2）打顶后各处理取有代表性烟株5 株，测定株高、茎围、节距、有效叶数、最大叶的长和宽等农艺性状。

（3）在烤烟采收完毕时，每处理用土铲挖取3株烤烟的整个根系。根据烤烟移栽密度为120cm×60cm，所挖土炕长、宽、高分别为120cm、60cm、40cm，然后依据烤烟根系实际再延伸挖炕的大小，尽量不伤根，并在土壤中检尽肉眼可见的根系，洗净观察主侧根生长状况，并测定根幅、主侧根重量。

（4）每个处理单采、单烤和分级后，分别计算上等烟比例、上中等烟比例、均价、产量、产值等经济性状。

（5）每个处理选取B2F、C3F等级烟叶样品各1kg，送农业部烟草产业产品质量监督检验测试中心进行化学成分检测和评吸质量评价。化学成分主要检测总糖和还原糖（YC/T 159-2002）、总植物碱（YC/T 160-2002）、 总 氮（YC/T 159-2002）、 钾（YC/T173-2003）、氯（YC/T162-2011），计算糖碱比、氮碱比和钾氯比。参考感官质量评价标准（YC/T 138-1998）对劲头、浓度、香气质、香气量、余味、杂气、刺激性、燃烧性和灰色进行评吸打分，按香气质、香气量、余味、杂气、刺激性、燃烧性、灰色的权重0.15、0.20、0.25、0.18、0.12、0.05、0.05计算评吸总分[18]。

（6）每个处理于试验前(2009年10月)和烤烟拔秆后（2012年的10月），分小区随机采集烟垄上两株烟正中位置的0～20cm土样5个，混匀后用于测定土壤养分。土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾的测定按照文献[19]采用常规分析方法进行测定。

1.3 统计方法

采用Microsoft Excel 2003和SPSS17.0进行数据处理和统计分析。采用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同绿肥品种翻压的生态效应

2.1.1 绿肥翻压提供的养分量

由表1可知，在湘西烟区，烤烟收获后填闲种植绿肥，能获得20480.25 kg/hm2～34245.00kg/hm2的鲜草产量，折合干物质量为2281.41 kg/hm2～4075.16 kg/hm2。不同绿肥品种比较，豆科绿肥光叶紫花苕和箭舌豌豆的鲜草产量极显著高于其他品种，光叶紫花苕、箭舌豌豆、冬牧70和普通黑麦草的干物质量显著高于紫云英。随着绿肥的翻压，将为植烟土壤提供有机碳、氮、磷、钾养分，不同绿肥品种以光叶紫花苕、箭舌豌豆、冬牧70和普通黑麦草提供的有机碳相对较多，以光叶紫花苕、箭舌豌豆提供的氮、磷相对较多，以光叶紫花苕、箭舌豌豆和普通黑麦草提供的钾相对较多。

表1 绿肥产量和提供的养分含量Tab.1 Green manure yield and nutrient contents kg/hm2

2.1.2 绿肥翻压对土壤养分的影响

由表2可知，绿肥翻压3年后，豆科绿肥（光叶紫花苕、箭舌豌豆、紫云英）土壤pH下降，禾本科绿肥（冬牧70、普通黑麦草）土壤pH略有升高，但翻压绿肥处理的pH均高于对照。5个翻压绿肥处理的植烟土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量均显著或极显著高于绿肥翻压前的植烟土壤。其中，土壤有机质提高了1.82～3.62g/kg，土壤全氮提高了0.04～0.10g/kg，土壤全磷提高了0.04～0.12g/kg，土壤全钾提高了0.34～1.14g/kg，土壤碱解氮提高了28.00～47.00mg/kg，土壤有效磷提高了4.40～43.10mg/kg，土壤速效钾提高了31.00～353.00mg/kg。不同绿肥品种以箭舌豌豆翻压后的土壤有机质、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾最高。

表2 绿肥翻压3年后对植烟土壤养分的影响Tab.2 Effects of 3 years of different green manures application on nutrient contents in tobacco-planting soil

2.2 不同绿肥品种翻压的烤烟生长效应

2.2.1 绿肥翻压对烤烟地上部分生长的影响

由表3可知，不同绿肥品种翻压处理的烤烟打顶后株高显著高于CK（以豆科绿肥处理的株高相对较高）；茎围大于CK（只有豆科绿肥处理的烤烟茎围显著大于CK）；有效叶数与CK差异不显著（只有T2有效叶数多于CK）；节距大于CK（只有T2、T3烤烟节距显著大于CK）。翻压豆科绿肥处理的烤烟最大叶的长和宽都大于CK，而禾本科绿肥处理的烤烟最大叶长和宽都小于CK，翻压豆科绿肥的烤烟最大叶长和宽显著大于禾本科绿肥。

表3 不同绿肥翻压后烤烟农艺性状比较Tab.3 Comparison of tobacco agronomic characters between different green manures after overturning cm

2.2.2 绿肥翻压对烤烟根系的影响

由表4可知，从根幅看，豆科绿肥翻压后烤烟根系长于CK，但只有T1和T2烤烟根系显著长于CK；禾本科绿肥翻压的烤烟根系显著短于CK。根系分布宽度以CK最大，但不同处理间差异不显著。根系分布深度以T4最大，较CK根系深度分布大的有T4、T3，但不同处理间差异不显著。从侧根数量看，以T2烤烟侧根数量最多，较CK侧根数量多的有T2、T5，但不同处理间差异不显著。T1、T2烤烟侧根鲜重和干重以及主根鲜重和干重显著高于CK，T3与CK没有差异，T4和T5的处理显著低于CK。

表4 不同绿肥翻压后烤烟根系比较Tab.4 Comparison of tobacco root system between different green manures after overturning

2.3 不同绿肥品种翻压的烤烟经济性状效应

由表5可知，不同绿肥品种翻压的烤烟上等烟叶比例、均价差异不显著。从烤烟产量看， T2处理产量最高；T1～T4处理产量极显著高于CK。从烤烟产值看， T2处理产值最高，T1～T4处理产值极显著高于对照。

表5 不同绿肥翻压后烤烟经济性状比较Tab. 5 Comparison of tobacco economic character between different green manures after overturning

2.4 不同绿肥品种翻压的烤烟品质效应

2.4.1 绿肥翻压对烟叶化学成分的影响

依据烟叶化学成分总糖（20%～25%）、还原糖（18%～24%）、总氮（1.5%～2.5%）、烟碱（1.5%～3.0%）、氯（0.4%～0.8%）、钾（＞2.0%）、糖碱比（9～14）、氮碱比（0.8～1.2）、钾氯比（＞4）的适宜值指标[20-21]，由表6可知，从B2F等级看，试验烟叶的总糖和还原糖含量略偏低，但所有翻压绿肥处理的烟叶总糖和还原糖含量均显著高于CK；烟叶总植物碱含量略偏高，光叶紫花苕、紫云英3个处理的烟叶总植物碱含量较高，但所有翻压绿肥处理的烟叶总植物碱含量均低于CK；烟叶总氮含量适宜，翻压绿肥处理与CK均没有差异；烟叶钾含量偏低，翻压绿肥处理的烟叶钾含量虽高于CK，但均无显著差异；烟叶氯含量偏低，翻压绿肥处理的烟叶氯含量与CK，但均无显著差异；烟叶糖碱比偏低，翻压绿肥处理的烟叶糖碱比高于CK，但均无显著差异；烟叶氮碱比略偏低，所有处理氮碱比无显著差异；烟叶钾氯比均大于4，翻压光叶紫花苕、紫云英、冬牧70和CK的钾氯比显著高于其他处理。从C3F等级看，所有试验烟叶的化学成分差异较少，均在适宜范围内。

表6 不同绿肥翻压后烤烟化学成分比较Tab. 6 Comparison of chemical components of fl ue-cured tobacco between different green manures after overturning %

2.4.2 绿肥翻压对烟叶评吸质量的影响

由表7可知，从C3F等级看，所有处理烟叶的劲头为“适中”，浓度为“中等”，燃烧性分值为3.00分，灰色分值为3.00分；除T4处理的余味、T1处理的刺激性分值低于CK外，其他绿肥翻压处理烟叶的香气质、香气量、余味、杂气、刺激性分值均高于CK；评吸总分排序为：T3＞T5＞T2＞T1＞T4＞CK。从B2F等级看，所有处理烟叶的劲头为“适中+”，浓度为“中等+”，燃烧性分值为3.00分，灰色分值为3.00分；除T2处理低于CK外，其他绿肥翻压处理烟叶的香气质、香气量、余味分值均不低于CK；除T2和T5处理低于CK外，其他处理烟叶的杂气、刺激性分值均不低于CK；评吸总分排序为：T4＞T3＞T1=T5＞CK＞T2。T2处理的B2F等级烟叶评吸质量低于CK。

表7 绿肥翻压对烤烟评吸质量的影响Tab.7 Effects of overturning of different green manures on smoking quality of fl ue-cured tobacco

3 讨论

（1）在湘西烟区，翻压绿肥还土具有良好的生态效应和明显的土壤改良培肥效果。不同绿肥品种改良培肥土壤的效果存在差异，以箭舌豌豆和光叶紫花苕等豆科绿肥提供的氮、磷、钾养分较多，这与豆科绿肥本身能够固氮、活化和富集土壤中矿质营养元素有关，豆科绿肥紫云英由于生物量较低，其翻压后提供的养分相对较少。

（2）翻压绿肥能改善烤烟农艺性状，也影响烤烟根系生长。特别是翻压箭舌豌豆和光叶紫花苕等豆科绿肥，能增加株高、茎围、节距、最大叶长和宽，也能提高烤烟根系覆盖范围和增加主、侧根重量。普通黑麦草和冬牧70等禾本科绿肥根系发达，但在旱地种植翻压后，由于生长点没有完全停止活动，仍有部分绿肥残茬在生长，在烤烟大田前期与烤烟生长存在争夺养分矛盾，导致烤烟的农艺性状和根系较不翻压绿肥的对照差。生产中要加强这类绿肥翻压后的烤烟前期田间管理。但黑麦草的根系发达，其地下部分的根茬量大，提供给土壤有机质和土壤养分多，有利烤烟后期稳健生长，有利于提高烟叶产量和产值。

（3）适宜的绿肥翻压量能提高烟叶评吸质量；光叶紫花苕、紫云英、普通黑麦草、冬牧70等绿肥品种翻压还田能提高上部烟叶评吸质量，但箭舌豌豆翻压后烤烟的上部烟叶评吸质量反而低于对照，这可能与箭舌豌豆翻压生物量过大（一般适宜翻压量为20000～30000kg/hm2）[7]，提供较多氮素，影响上部烟叶充分成熟有关。绿肥翻压对上部烟叶的化学成分和评吸质量影响较大，原因是绿肥翻压改善土壤保水保肥性能，增强了烤烟抗逆能力，绿肥缓慢腐解在烤烟生长后期还能提供部分养分。因此，绿肥翻压应有一个适宜生物量，对于生物量较高的绿肥品种，如本研究中的箭舌豌豆，应在耕翻时割掉并移走部分绿肥，防止绿肥生物量过大而影响上部烟叶充分成熟；同时，应根据绿肥翻压所提供的养分含量相应减少化肥用量，在后续研究中应开展绿肥翻压量和减氮试验研究。

（4）不同绿肥品种翻压的效应有差异。从湘西州目前的管理和生产水平看，推广箭舌豌豆作为绿肥是比较好的。种植黑麦草一般要求在冬前施氮肥，否则，生物量较少；且翻压绿肥后部分黑麦草残茬仍在生长，烤烟前期的田间管理会增加1～2个工日，增加了烤烟生产的劳动用工。而种植箭舌豌豆在绿肥生长期一般不需要特别精心管护，也不需要施氮肥，其生物量能够满足需要。

4 结论

在湘西烟区，烤烟收获后填闲种植绿肥翻压还土，能缓解土壤酸化和提高植烟土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量，具有良好的生态效应和明显的土壤改良培肥效果。翻压绿肥还土后种植烤烟能改善烟株农艺性状，提高烟株根系覆盖范围和增加主、侧根重量，提高烤烟产量和增加烤烟产值，适宜的翻压量可提高烟叶化学成分协调性和烟叶评吸质量。在湘西烟区应推广箭舌豌豆作为冬种绿肥较好。

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Effects of ploughing back different green manures on ecology in Xiangxi tobacco-planting areas and fl ue-cured tobacco

TIAN Feng1，2, LU Zhongshan2, DENG Xiaohua1,3, ZHAO Jiongping4, JIANG Zhimin4,CHEN Qianfeng2, JIAN Panfeng4, ZHANG Mingfa2
1 China Tobacco Mid-south Agricultural Experimental Station, Changsha 410128, China;2 Hunan Xiangxi Autonomous Prefecture Tobacco Company, Jishou 416000, China;3 Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;4 China Tobacco Zhejiang Industrial Co., Ltd, Hangzhou 31008, China

Field experiment on green manures was conducted to study the ecological effect and hence its effect on tobacco growth,economic character, and tobacco quality. Results showed that (1) Ploughing back green manures had good ecological effect and effect of soil improvement and fertility. It could offer soil nutrients like organic C, N, P, K by 944.51～1613.76 kg/hm2, 93.59～201.31 kg/hm2, 11.86～22.41 kg/hm2, 80.99～118.19 kg/hm2 respectively and increase soil organic matter contents, i.e. total N, total P, total K,available N, available P, and available K by 1.82～3.62g/kg, 0.04～0.10g/kg, 0.04～0.12g/kg, 0.34～1.14g/kg, 28.00～47.00mg/kg, 4.40～43.10mg/kg, and 31.00～353.00mg/kg respectively after 3-year fi x-point application. (2) Ploughing back green manures could improve tobacco agronomic character, increase root coverage area and weight of taproot and laterals. (3) Consecutive ploughing back green manures could increase output by 227.10～727.80 kg/hm2 and 227.10～727.80 kg/hm2 respectively. (4) Ploughing back green manures mainly affected chemical components and smoking quality of upper tobacco leaves, and proper overturning amount of green manures could improve harmony of chemical component and hence smoking quality. Green manures of Common vetchV proved to be suitable for Xiangxi tobacco-planting areas.

green manure; fl ue-cured tobacco; ecological effect; economic character; chemical component; smoking quality

田峰，陆中山，邓小华,等. 湘西烟区翻压不同绿肥品种的生态和烤烟效应[J]. 中国烟草学报，2015,21（4）

湖南省烟草专卖局重点项目“湘西州烟区植烟土壤维护和改良研究与示范”(13-14ZDAa03)和浙江中烟工业有限责任公司项目“绿肥改良植烟土壤示范推广”（ZJZY2013B003）

田峰（1963—），高级农艺师，主要从事烟叶生产技术研究与推广，Email:hnxxtianf@163.com

邓小华（1965—），博士，教授，主要从事烟草科学与工程技术研究，Email:yzdxh@163.com

投稿日期：2014-07-10

:TIAN Feng, LU Zhongshan, DENG Xiaohua, et al. Effects of plough back of different green manures on ecology in Xiangxi tobacco-planting areas and fl ue-cured tobacco [J]. Acta Tabacaria Sinica, 2015, 21(4)