起垄方向和保护性耕作对山地烟田土壤肥力及烟叶品质的影响

郑 好，王文亮，管赛赛，宗胜杰，刘 忠，王 智，陈益安，王 勇，程昌新，周汉红，李 艳，叶协锋*

（1.河南农业大学资环学院，河南郑州450002；2.河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地/烟草行业烟草栽培重点实验室，河南郑州450002；3.重庆市烟草公司石柱分公司，重庆石柱409100；4.重庆市烟草公司，重庆404100；5.红云红河烟草有限责任公司，云南昆明650202；6.湖北中烟武汉卷烟厂，湖北武汉430051）

起垄方向和保护性耕作对山地烟田土壤肥力及烟叶品质的影响

郑 好1，王文亮1，管赛赛2，宗胜杰2，刘 忠3，王 智3，陈益安3，王 勇4，程昌新5，周汉红6，李 艳6，叶协锋2*

（1.河南农业大学资环学院，河南郑州450002；2.河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地/烟草行业烟草栽培重点实验室，河南郑州450002；3.重庆市烟草公司石柱分公司，重庆石柱409100；4.重庆市烟草公司，重庆404100；5.红云红河烟草有限责任公司，云南昆明650202；6.湖北中烟武汉卷烟厂，湖北武汉430051）

为探究起垄方向和保护性耕作措施对山地烤烟产质量的影响，于2014年在重庆市石柱县开展大田试验，研究处理T1（沿着坡度起垄，垄间无覆盖，作对照）、T2（沿着坡度起垄，垄间覆盖玉米秸秆）、T3（沿着坡度起垄，垄间覆盖黑麦草）、T4（等高线起垄，垄间无覆盖，作对照）、T5（等高线起垄，垄间覆盖玉米秸秆）、T6（等高线起垄，垄间覆盖黑麦草）6个处理间土壤肥力和烤烟产质量的差异。结果表明：保护性耕作能够提高土壤肥力，等高线起垄优于顺坡起垄，其中等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆效果最佳。各处理除总糖、还原糖含量和糖碱比外，其他常规化学成分大体均在优质烟叶范围内。处理T5中部叶石油醚提取物、中性致香物质含量以及产量、产值均达到最高，分别为9.93%、997.43μg/g、2 246.34 kg/hm2、40 055.55元/hm2。总体上，等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆对改善山地烟田土壤肥力和烟叶质量的效果最佳。

烤烟；坡耕地；起垄方向；保护性耕作；土壤肥力；烟叶品质

烟叶产质量不仅受烤烟品种、土壤和气候条件的影响，而且与栽培措施密切相关［1］。保护性耕作是通过对农田实行秸秆覆盖还田和免耕少耕，控制沙尘污染和土壤风蚀、水蚀，节能降耗和节本增效，提高土壤肥力和抗旱节水能力的一项先进的农业耕作技术［2］。向达兵等［3］、贾树龙等［4］指出，秸秆覆盖可增加土壤有机质以及速效N、P、K等养分含量，具有良好的生态效应。尚志强等［5］指出，秸秆覆盖能够明显提高烤烟上等烟比例和均价。

重庆是我国主要产烟区之一，烟叶种植面积常年保持在4万hm2左右［6］，由于多山等独特的地形，当地耕地多为坡耕地。不同起垄方向造成降雨时坡耕地水土流失量的差异［7-8］，影响垄体微环境中的水分、温度及养分等因素［9］，进而影响烤烟品质［10-11］。有关起垄方向和地表秸秆覆盖的研究已有较多报道［12-15］，但有关起垄方向和垄间覆盖物互作对坡地烟田土壤理化性状及烤烟品质的影响研究尚少。本试验将起垄方向与保护性耕作措施结合起来，研究其对土壤肥力和烟叶品质的影响，旨在为提高山地烟产质量提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验地基本概况

试验于2014年在重庆市石柱县进行，试验用烟田坡度为15°，土壤类型为黄棕壤土，供试土壤pH值为5.40，有机质含量22.59 g/kg、碱解氮含量139. 11 mg/kg、速效磷含量18.60 mg/kg、速效钾含量153.61 mg/kg。

1.2 试验品种与设计

本次试验所用烤烟品种均为云烟87，采用小区试验，每个小区面积100 m2。共设置6个处理，处理T1：沿着坡度起垄，垄间无覆盖，作对照；处理T2：沿着坡度起垄，垄间覆盖玉米秸秆；处理T3：沿着坡度起垄，垄间覆盖黑麦草；处理T4：等高线起垄，垄间无覆盖，作对照；处理T5：等高线起垄，垄间覆盖玉米秸秆；处理T6：等高线起垄，垄间覆盖黑麦草。3次重复，随机排列。

烤烟于5月9日移栽，覆盖所用玉米秸秆长度约10 cm，用量4 500 kg/hm2；烟田垄间黑麦草的播种量为45 kg/hm2，4月初起垄后撒播，8月初黑麦草高温死亡。

施肥采用基肥+追肥的方式，基肥采用条施的方法，追肥通过打孔穴施。基肥施用复合肥（N∶P2O5∶K2O=8∶12∶15）675 kg/hm2、饼肥300 kg/hm2和农家肥3 750 kg/hm2；追肥施用提苗肥（N∶P2O5∶K2O=20∶15∶10）37.5 kg/hm2和氮钾复合肥（N∶P2O5∶K2O=12∶0∶33）225 kg/hm2。

1.3 测定指标

1.3.1 土壤理化性状 烟叶收获后，采集0～20 cm土层土样，风干过筛，用pH计测定土壤pH值，用重铬酸钾氧化—外加热法测定土壤有机质含量，用碱解扩散法测定土壤碱解氮含量，用碳酸氢钠浸提—钼锑抗显色分光光度法测定土壤速效磷含量，用醋酸铵浸提—火焰光度法测定土壤速效钾含量，具体操作参照文献［16］。

1.3.2 烟叶测定指标 烟叶成熟后，各处理均取B2F和C3F两个等级烟叶测定常规化学成分和石油醚提取物含量，取B2F测定中性致香物质含量，测定方法分别参照王瑞新［17］以及邵金良等［18］、何永秋等［19］的方法。

1.4 数据处理

采用Excel 2010和SPSS 22.0软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 起垄方向和保护性耕作措施对烟田土壤肥力的影响

由表1可知，处理T2、T3土壤pH值较处理T1显著增加，处理T5、T6土壤pH值较处理T4显著增加，但T2与T3、T5与T6差异均不显著；处理T2、T3土壤pH值显著高于处理T5、T6，且这4个处理的土壤pH值均在我国优质烤烟生长最适土壤pH值范围（5.5～6.5）内［20］，而处理T1、T4则不在适宜范围内。表明保护性耕作能够增加植烟土壤的pH值，且顺坡起垄效果更佳。

处理T2、T3土壤有机质含量较处理T1显著增加，处理T5、T6土壤有机质含量较处理T4显著增加。处理T5土壤有机质含量显著高于处理T2、T3，达到22.42 g/kg。表明保护性耕作能够增加土壤有机质含量，其中等高线起垄且垄间覆盖玉米秸秆效果更佳。

处理T1碱解氮含量最低，仅有100.32 mg/kg，处理T2、T3碱解氮含量显著高于处理T1；处理T4、T5和T6土壤碱解氮含量分别为105.21 mg/kg、129. 90 mg/kg和123.00 mg/kg；处理T5显著高于处理T2、T3，表明保护性耕作能够增加土壤中碱解氮含量，等高线起垄且垄间覆盖玉米秸秆效果最佳。

处理T2、T3速效磷含量显著高于处理T1，且处理T2显著高于处理T3；处理T5、T6速效磷含量显著高于处理T4，但二者差异不显著；处理T5速效磷含量最高，达到了18.25 mg/kg，与处理T2差异不显著。表明保护性耕作能够增加土壤中速效磷含量，垄间覆盖物为玉米秸秆效果更佳。

顺坡起垄中，处理T1速效钾含量显著低于处理T2、T3；等高线起垄中，处理T4速效钾含量显著低于T5、T6；处理T2、T5、T6的速效钾含量差异不显著，均显著高于处理T3，表明保护性耕作能够显著增加土壤中速效钾含量，但顺坡起垄且垄间覆盖物为黑麦草效果略差。

综上所述，保护性耕作能够提高土壤肥力，等高线起垄效果优于顺坡起垄，且垄间覆盖物为玉米秸秆效果最佳。

2.2 起垄方向和保护性耕作措施对烟叶常规化学成分的影响

一般认为，优质烟的总糖含量18%～22%、还原糖16%～18%、烟碱1.5%～3.5%、氯1%以下、钾2%以上、糖碱比8～12，钾氯比以大于4为宜［21］。从表2可知，各处理总糖和还原糖含量均不在优质烤烟范围内。这可能是因为当地种植的为高海拔的山地烟，昼夜温差大，烟株糖类物质积累多。除总糖、还原糖含量和糖碱比外，其余指标大体都在优质烟叶范围内，表明重庆烟区烟叶常规化学成分整体满足优质烟生长的标准。

处理T1、T2、T3 C3F钾氯比分别为5.81、6.32、5.36，处理T4、T5、T6 C3F钾氯比分别为6.85、7.24、4.74。表明中部叶钾氯比满足优质烟叶的需要，垄间覆盖物为玉米秸秆能够提高中部叶的钾氯比，垄间覆盖物为黑麦草会在一定程度上降低中部叶的钾氯比。处理T1、T2、T3 B2F钾氯比分别为5.05、4.64、2.38，T4、T5、T6 B2F钾氯比分别9.19、7.96、5.94，可见，保护性耕作在一定程度上降低上部叶钾氯比，垄间覆盖物为黑麦草的降低更多。

处理T1、T2、T3、T4、T5、T6 C3F糖碱比分别为15.98、13.89、9.66、14.36、14.98、14.92，表明顺坡起垄+保护性耕作可稍微改善中部烟叶糖碱比；等高线起垄+保护性耕作可提高中部烟叶糖碱比。各处理B2F糖碱比分别为9.92、12.58、11.47、15.21、12.74、14.00，顺坡起垄中3个处理B2F糖碱比大体较适宜，横坡起垄3个处理B2F糖碱比均超出优质烤烟范围。表明顺坡起垄可以改善烟叶糖碱比。

2.3 起垄方向和保护性耕作措施对烟叶石油醚提取物的影响

烤烟的石油醚提取物和致香物质含量是影响烤烟品质的重要因素［22-23］。如图1所示，相较于处理T1，处理T2、T3中部叶石油醚提取物含量略有增加，处理T2最高，达到了8.71%；相较于处理T4，处理T5、T6中部叶石油醚提取物含量也有所增加，处理T5最高，为9.93%；处理T2中部叶石油醚提取物含量低于处理T5，处理T3中部叶石油醚提取物含量高于处理T6。可见，2种起垄方式下，保护性耕作均能增加中部叶石油醚提取物含量，等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆效果最佳。

相较于处理T1，处理T2、T3上部叶石油醚提取物含量均有所下降，其中处理T2最低，仅有4.78%；相较于处理T4，处理T5、T6上部叶石油醚提取物含量也有所降低，处理T5最低，为7.06%；处理T2上部叶石油醚提取物含量低于处理T5，处理T3上部叶石油醚提取物含量低于处理T6。表明，2种保护性耕作方式均会降低上部叶石油醚提取物含量，等高线起垄较顺坡起垄能够提高上部叶石油醚提取物含量。

综上所述，起垄方式和垄间覆盖物对烟叶石油醚提取物含量有很大影响。保护性耕作能够明显降低上部叶石油醚提取物含量，增加中部叶石油醚提取物含量，顺坡起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆的处理上部叶石油醚提取物含量降低最多，等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆的处理中部叶石油醚提取物含量增加最多。

2.4 起垄方向和保护性耕作措施对烟叶致香物质含量的影响

由表3可知，处理T2中部叶类胡萝卜素、棕色化产物和其他致香物质含量均低于处理T1，苯丙氨酸裂解产物类、类西柏烷类、新植二烯含量均高于处理T1，而处理T3中部叶仅有类西柏烷类含量低于处理T1；3个处理中，处理T2中部叶中性致香物质总量最高，达到了804.30μg/g。处理T5、T6中部叶均仅类西柏烷类含量低于处理T4，其他致香物质含量均高于处理T4，处理T5中性致香物质总量最高，达到了997.43μg/g。处理T5仅苯丙氨酸裂解产物类含量低于处理T2，其他香气物质含量均高于处理T2；而处理T6仅类西柏烷类含量高于处理T3。表明了保护性耕作能够增加烟叶中性致香物质的含量，垄间覆盖物为玉米秸秆的处理增加更多，等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆时效果最佳。

2.5 起垄方向和保护性耕作措施对烤后经济性状的影响

由表4可知，处理T1、T2、T3的产量、产值和上等烟比例均表现为T2＞T3＞T1；处理T4、T5、T6产量、产值和上等烟比例均表现为T5＞T6＞T4；同时还可看出，处理T5产量、产值和上等烟比例均显著高于其他处理，其中产量达2 246.34 kg/hm2、产值达40 055.55元/hm2，处理T3与T6的产量、产值、

上等烟比例和均价差异均不显著。表明，与垄间无覆盖的对照相比，保护性耕作能够提高烤烟的经济性状，垄间覆盖物为玉米秸秆效果优于黑麦草，其中等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆效果最佳。

3 结论与讨论

优良的土壤理化性状是作物健康生长的基础。郑宪滨等［24］研究表明，覆盖秸秆可使土壤有机质含量增加0.3～1.0 g/kg，烟叶钾含量增加0.10%～0. 29%。张洁等［25］研究也指出，秸秆残茬覆盖可以增加土壤有机质含量，增强微生物数量和活性，提高土壤酶活性。本研究结果表明，保护性耕作能够改善土壤pH值，增加碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量，且等高线起垄优于顺坡起垄，其中等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆的效果最佳。

张翔等［26］研究指出，保护性耕作能够提高烟叶中水溶性总糖、还原糖、钾和氯含量，降低烟碱含量。刘红日［27］认为，稻草覆盖和翻埋还田提高了烤后烟叶中可溶性总糖、还原糖、钾、氯的含量。本研究中仅烟叶中氯含量增加与上述结果相似，可溶性总糖、还原糖、钾、氯量不相似的原因还有待进一步分析。杨永辉等［28］研究表明，秸秆覆盖可以增加作物产量。史宏志等［29］研究表明，秸秆覆盖可显著提高烟叶产量和上等烟比例。本研究结果也表明，保护性耕作可显著提高烟叶产量和上等烟比例，等高线起垄且垄间覆盖玉米秸秆效果最佳；当垄间覆盖物为玉米秸秆时，起垄方式对经济性状影响很大；当垄间覆盖物为黑麦草时，起垄方式对经济性状影响相对较小。

综上所述，起垄方向和垄间覆盖物对植烟土壤肥力和烟叶品质影响很大，等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆在改善土壤肥力和提高烟叶产质量方面效果最佳。

［1］ 阮关海，李祖士，俞琦英，等.优质烤烟主要栽培技术试验［J］.浙江农业科学，1998（2）：94-96.

［2］ 赵红伟.保护性耕作的优势与特点及主要技术［J］.现代农业科技，2013（3）：274-275.

［3］ 向达兵，雍太文，杨文钰，等.不同种植模式对西南坡地水土保持及作物产值的影响［J］.应用生态学报，2010，21（6）：1461-1467.

［4］ 贾树龙，任图生.保护耕作研究进展及前景展望［J］.中国生态农业学报，2003，11（3）：152-154.

［5］ 尚志强，张晓海，邵岩，等.秸秆还田和覆盖对烤烟生长发育及品质的影响［J］.烟草科技，2006（1）：50-53.

［6］ 石孝均，霍沁建，关博谦，等.重庆市烤烟氯素营养研究［J］.西南大学学报（自然科学版），2007，29（3）：74-80.

［7］ 袁东海，王兆骞，陈欣，等.不同农作措施红壤坡耕地水土流失特征的研究［J］.水土保持学报，2001，15（4）：66-69.

［8］ 黄云凤，张珞平，洪华生，等.不同土地利用对流域土壤侵蚀和氮、磷流失的影响［J］.农业环境科学学报，2004，23（4）：735-739.

［9］ 姜茱.浅议山东烟区三项栽培技术的应用［J］.中国烟草科学，2002，23（1）：33-35.

［10］ 孟凡武，崔志军，崔方玲，等.不同起垄时间对烟株长势及烟叶产质量的影响［J］.中国烟草科学，2005，26（3）：20-21.

［11］ 王以慧，厉昌坤，董小卫，等.不同覆膜移栽方式对烤烟根系发育及烟叶产量和质量的影响［J］.中国烟草科学，2006，27（2）：44-47.

［12］ 郑波，殷寿安，胡万里，等.不同农艺措施对马龙坡耕地烤烟农艺性状影响［J］.西南农业学报，2009，22（1）：40-43.

［13］ 邱学礼，段宗颜，胡万里，等.降水特征与农作处理对坡耕地水土流失的动态研究［J］.水土保持学报，2010，24（1）：82-85.

［14］ 徐天养，赵正雄，李忠环，等.中耕培土后覆盖秸秆对烤烟生长及养分吸收和产质量的影响［J］.中国烟草学报，2008，14（4）：18-22.

［15］ 张毅.秸秆覆盖对烟田土壤的改良作用及对烟叶品质的影响［D］.郑州：河南农业大学，2008.

［16］ 鲍士旦.土壤农业化学分析［M］.北京：中国农业出版社，2000：30，56，81，106.

［17］ 王瑞新.烟草化学［M］.北京：中国农业出版社，2003：252-253，256-258，268-269，271-272.

［18］ 邵金良，黎其万，刘宏程，等.烟草中石油醚提取物测定方法改进［J］.中国烟草科学，2010，31（1）：41-43.

［19］ 何永秋，刘国顺，杨永锋，等.不同钾肥配施对烤烟石油醚提取物和中性致香物质的影响［J］.中国烟草学报，2013，41（1）：10-14.

［20］ 梁颁捷，林毅，朱其清，等.福建植烟土壤pH值与土壤有效养分的相关性［J］.中国烟草科学，2001，22（1）：25-27.

［21］ 刘国顺.烟草栽培学［M］.北京：中国农业出版社，2003：74.

［22］ 周昆，周清明，胡晓兰.烤烟香气物质研究进展［J］.中国烟草科学，2008，29（2）：58-61.

［23］ 闫克玉，闫洪洋，闫洪喜.不同产区烤烟石油醚提取物含量对比分析［J］.河南农业大学学报，2007，41（5）：498-501.

［24］ 郑宪滨，张正杨，刘国顺，等.秸秆覆盖对烟田土壤性状和烟叶质量的影响［J］.河南农业科学，2007（10）：47-50.

［25］ 张洁，姚宇卿，吕军杰，等.豫西旱坡地长期保护性耕作土壤酶活性及其与肥力关系［J］.干旱地区农业研究，2011，29（2）：142-146.

［26］ 张翔，范艺宽，毛家伟，等.烤烟不同保护性耕作模式效应研究［J］.中国烟草科学，2010，31（6）：20-23.

［27］ 刘红日.稻草还田对烤烟生长及品质影响的研究［D］.长沙：湖南农业大学，2007.

［28］ 杨永辉，武继承，潘晓莹，等.不同耕作保墒措施下施氮量对小麦耗水量、产量及水分生产效率的影响［J］.河南农业科学，2016，45（4）：61-65.

［29］ 史宏志，陈炳，刘国顺，等.不同覆盖措施的保水效果及对烟叶产质的影响［J］.河南农业科学，2007（11）：47-50.

Effect of Ridging Direction and Conservation Tillage on Mountain Area Soil Fertility and Quality of Tobacco Leaves

ZHENG Hao1，WANGWenliang1，GUAN Saisai2，ZONG Shengjie2，LIU Zhong3，WANG Zhi3，CHEN Yian3，WANG Yong4，CHENG Changxin5，ZHOU Hanhong6，LIYan6，YE Xiefeng2*
（1.College of Resource and Environment，Henan Agriculture University，Zhengzhou 450002，China；2.College of Tobacco Science，Henan Agriculture University/National Tobacco Cultivation and Physiology and Biochemistry/ Key Laboratory for Tobacco Cultivation of Tobacco Industry，Zhengzhou 450002，China；3.Shizhu Branch of Chongqing Tobacco Company，Shizhu 409100，China；4.Chongqing Tobacco Com pany，Chongqing 404100，China；5.Hongyun and Honghe Tobacco Limited Company，Kunming 650202，China；6.Wuhan Cigarette Factory of Hubei Tobacco Com pany，W uhan 430051，China）

Field experimentwas conducted to explore the effects of ridging direction and conservation tillage on yield and quality of flue-tobacco in Shizhu，Chongqing mountains area in 2014.The differences of soil fertility and yield and quality of flue-cured tobacco among the six treatments were studied.The treatments were：T1（longitudinal ridge，no cover），T2（longitudinal ridge，corn straw was covered in interrow），T3（longitudinal ridge，Lolium multiflorum Lam was covered in inter-row），T4（contour ridge，nocover），T5（contour ridge，corn straw was covered in inter-row），T6（contour ridge，Lolium multiflorum Lam was covered in inter-row）.The results showed that conservation tillage could improve soil fertility，and contour ridge was superior to the longitudinal ridge，in which T5 was the best.In addition to the contents of total sugar，reducing sugar and sugar alkali ratio，the rest of the conventional chemical components of tobacco leaves all conformed to the standard of high quality tobacco leaves.The contents of petroleum ether extracts，neutral aroma constituents，yield and output value of T5 treatment reached the highest with 9.93%，997.43μg/g，2 246.40 kg/ha and 40 055.55 RMB/ha respectively.On the whole，T5 treatment was the best on improving soil fertility and the quality ofmountain flue-cured tobacco.

flue-cured tobacco；sloping cultivated land；ridging direction；conservation tillage；soil fertility；quality of tobacco leaf

S572

A

1004-3268（2017）01-0053-05

2016-07-26

重庆市烟草公司项目（NY20140401070010）

郑 好（1993-），男，湖北武汉人，在读硕士研究生，研究方向：烟草栽培生理。E-mail：zhenghaokz@163.com

*通讯作者：叶协锋（1979-），男，河南郏县人，副教授，博士，主要从事烟草栽培生理生化研究。E-mail：yexiefeng@163.com