籽粒苋与烟草间作后还田对烟草钾吸收和土壤钾有效性的影响

吴凯，陈国军，闫慧峰，张永春，温亮，张超，孙延国，刘海伟，石屹*



籽粒苋与烟草间作后还田对烟草钾吸收和土壤钾有效性的影响

吴凯1,2，陈国军1,3，闫慧峰1，张永春4，温亮4，张超4，孙延国1，刘海伟1，石屹1*

(1.中国农业科学院烟草研究所，农业部烟草生物学与加工重点实验室，山东 青岛 266101；2.中国农业科学院研究生院，北京 100081；3.广东中烟工业有限公司，广东 韶关 512000；4.山东省临沂烟草公司，山东 临沂 276200)

为研究籽粒苋与烟草间作对烟草发育和钾吸收的影响，通过两年大田试验，分别设置了籽粒苋间作不翻压和45 d后翻压、籽粒苋2行、4行、6行种植的处理，分析了不同间作模式下烟草干物质累积量、钾含量和钾吸收量的差异及土壤速效钾含量和缓效钾含量的差异。结果表明,籽粒苋与烟草间作后不翻压还田，烟草根系干物质积累量显著增加，钾含量无显著变化，含钾量增加70%，茎和叶片的干物质积累量分别下降了11%和14%，钾含量下降了0.11个百分点和0.12个百分点，含钾量下降了26%和12%。籽粒苋与烟草间作后翻压还田后，各处理的烟草叶片的钾含量均增加；与对照相比，2行籽粒苋(A2)处理和4行籽粒苋(A3)处理提高了烟草根系、茎和上部叶、中部叶的干物质积累量和含钾量，6行籽粒苋(A4)处理烟草、茎、上部叶、中部叶和下部叶、根系的干物质积累量和含钾量均降低；A2处理的上部叶和中部叶的干物质积累量低于A3处理，钾含量和含钾量高于A3处理。间作籽粒苋处理相比烟草单作，烟草行的土壤速效钾含量提高，土壤缓效钾含量变化不大；籽粒苋翻压还田的处理土壤速效钾含量显著大于不翻压还田的处理；籽粒苋翻压还田后烟草行的土壤速效钾的增加量以A4处理最大，翻压还田20和60 d后分别比对照高91%和35%，其次为A3处理，翻压还田20和60 d后分别比对照高54%和23%。不同处理间籽粒苋钾的表观流向存在差异，A2和A3处理籽粒苋42%～52%钾被烟草吸收，A4处理籽粒苋仅17%的钾被烟草吸收。综合得，烟草-籽粒苋间作可提高烟草叶片的钾含量和土壤速效钾含量，其中以距烟草行1 m处种植两行籽粒苋并于45～55 d时翻压还田的种植模式为较好。

籽粒苋；间作；烟草；钾吸收；土壤有效钾

钾肥是烤烟生产中施用量最大的一种肥料[1]，许多研究都表明，增施钾肥能够促进烟草对钾素的吸收，提高烟叶的产量和含钾量，并对于改善烟叶的外观质量、化学成分和燃烧性都有影响[2-3]。在响应“化肥零增长”号召的同时，要做到充分有效地满足烟草对钾素营养的需求，富钾绿肥的研究便显得更加有意义。与农业生产中应用的其他绿肥相比，籽粒苋(Amaranthushypochondriacus)的钾含量较高[4]。籽粒苋翻压还田后，经过30 d左右的腐解，籽粒苋中钾素的释放率达到90%以上[5]，通过水浸提，籽粒苋钾浸出率高达90%以上；并且释放到土壤中的钾作物利用率为75%～95%[6]，因此，籽粒苋作为绿肥的供钾特性与化学钾肥类似[7]。模拟试验也表明，生物钾肥与等钾量的化肥对于作物来说具有相同的作用和特点，甚至会超过等钾量化肥的作用[8]。

由于籽粒苋能不断地活化土壤中的缓效性钾和矿物态钾，通过根系吸收转化为生物钾[9]。通过绿色体或秸秆还田或泡青还田形式归还土壤，有利于土壤钾的良性循环和再利用，缓解了土壤缺钾[10-12]。籽粒苋不仅是一种绿肥资源，而且可以作为生物钾肥资源使用[13]。因此，籽粒苋在生物钾肥开发方面具有广阔的应用前景。作为苋科富钾绿肥[14]，籽粒苋多用于夏绿肥或间作绿肥，但在烟叶生产中应用还比较少见[4,8]。

近些年，植烟过程中有机类肥料施用量一直占比不高，出现了烟田土壤的酸化、板结以及烟叶成分不协调现象，同时也限制了烟叶品质的进一步提升。有机类肥料施用量不高很大程度上受到有机肥料供应量的限制。绿肥作为一种很好的有机肥料，绿肥翻压还田可以改善土壤养分和有机质状况，缓解土壤板结酸化，有效提高土壤氮、磷、钾含量[15-17]。目前，绿肥在烟叶生产中已经比较广泛[18-20]，已有报导指出，籽粒苋与化肥配施能够提高烟叶的产量和质量[21]，并且李廷轩等[22]指出籽粒苋与烟草间作提高了烟叶中钾、硫等部分矿质养分含量。为进一步挖掘烟田间作籽粒苋替代化肥的效应，充分发挥籽粒苋在烟叶生产中的积极作用，本研究中通过两年大田试验，评价不同烟草与籽粒苋间作体系中对烟田土壤有效养分及烟草发育与钾吸收的影响，更深一层次探究合理的烟草与籽粒苋间作田间管理模式。

1 材料与方法

1.1 试验地点及土壤的基本情况

试验于2014和2015年在山东省沂南县双堠镇进行。棕壤土，土壤基本理化性质见表1。

表1 供试土壤基本理化性状Table 1 Basic physical and chemical properties of the tested soil

1.2 供试材料

烟草(Nicotianatabacum)品种选用中烟100，籽粒苋品种选用R104。

1.3 试验处理

2014年共设3个处理，分别为K1：烟草单作；K2：烟草与籽粒苋间作，籽粒苋生长至45 d时做压青处理，将籽粒苋翻压到两侧烟垄，盖土5 cm；K3：烟草与籽粒苋间作，籽粒苋不翻压。各处理籽粒苋在烟苗移栽时撒播在垄间，每667 m2撒播500 g籽粒苋种子。3次重复，小区面积为5.5 m×12.0 m，烟草行距1.1 m，株距0.5 m，籽粒苋带宽1.1 m。籽粒苋翻压还田时基本农化性状：氮含量3.67%、磷含量 0.72%、钾含量5.36%，还田量(干物重)120.1 kg/667 m2。

2015年共设4个处理，分别为A1：烟草单作；A2：烟草与籽粒苋间作，其中籽粒苋种植两行，行距0.2 m，每行分别距烟株1 m；A3：烟草与籽粒苋间作，其中籽粒苋种植4行，行距0.2 m，每行分别距烟株1.0和0.8 m；A4：烟草与籽粒苋间作，其中籽粒苋种植6行，行距0.2 m，每行分别距烟株1.0,0.8和0.6 m。3次重复，小区面积为5.5 m×12.0 m。籽粒苋生长至55 d时做压青处理，将籽粒苋翻压到两侧烟垄，盖土5 cm。籽粒苋翻压时基本农化性状：氮含量1.91%、磷含量0.71%、钾含量2.74%；不同处理籽粒苋还田量(干物重)：A2为184.1 kg/667 m2、A3为220.6 kg/667 m2、A4为365.5 kg/667 m2。

每年各间作小区种植模式均为 “烟草-籽粒苋-烟草-籽粒苋-烟草”，即3垄烟与2个条带籽粒苋相间种植。各处理施肥量相同，并且作为基肥一次性施入，烟草生长期间不再追肥，施用氮肥(N)75 kg/hm2，磷肥(P2O5)75 kg/hm2，钾肥(K2O)225 kg/hm2。肥料以太阳岛复合肥(N、P2O5、K2O含量为10%、10%、20%)与硫酸钾配施。

1.4 样品采集与测定方法

2014年在籽粒苋翻压还田后20 d采集烟草行0～20 cm耕层土壤，2015年分别在籽粒苋翻压还田时、翻压还田后20 d、翻压还田后60 d采集烟草行和距烟草行55 cm处0～20 cm耕层土壤，土壤自然风干后过2 mm筛，用来测定土壤速效钾、缓效钾含量。

2014年在籽粒苋翻压还田后20 d采集烟草植株样品，分为根、茎、叶三部分，2015年在烟草打顶后定株取样，随采烤进程分别采集下部叶、中部叶、上部叶及根、茎。植株样品杀青烘干后称干重，粉碎后测定钾含量。

土壤速效钾含量和缓效钾含量的测定参照孙海霞等[23]的研究方法，分别用1 mol/L乙酸铵空气浴和1 mol/L硝酸油浴浸提，浸提液用火焰光度计测定。植株样品钾含量的测定参照杨红燕[24]的研究方法，用H2SO4-H2O2消解；消解液用火焰光度计测定。

1.5 数据处理

籽粒苋钾的表观流向计算：

烟草=(烟草含钾量增量/还田籽粒苋含钾量)×100%土壤速效钾=(土壤速效钾增量/还田籽粒苋含钾量)×100%其他=(还田籽粒苋含钾量-烟草含钾量增量-土壤速效钾增量)/还田籽粒苋含钾量×100%

采用Excel 2016 和SAS 9.0软件中的LSD法进行数据分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 烟草干物质积累量

2014年在籽粒苋翻压还田20 d后，不同处理间烟草各部位干物质积累量如表2所示。籽粒苋间作后翻压还田，烟草茎和整株的干物质积累量无明显变化，叶片干物质积累量出现下降，下降的幅度在5%左右。籽粒苋间作后不翻压还田，烟草的根系干物质积累量增加，茎和叶片明显下降，分别下降了11%和14%。其中叶片干物质积累量差异达到显著水平。

2015年不同处理间烟草收获时各部位干物质积累量如表3所示。2行籽粒苋(A2)和4行籽粒苋(A3)与烟草间作后，根系和茎的干物质积累量均大于对照，上部叶干物质积累量分别比对照增加了11%和16%，中部叶干物质积累量与对照差别不大，下部叶的干物质积累量明显低于对照，其中A3下部叶的干物质积累量差异达到显著水平。6行籽粒苋(A4)与烟草间作后，各部位干物质积累量均小于对照，其中以下部叶下降幅度最大，达到15%。

表2 2014年不同处理烟草各部位干物质积累量Table 2 Dry matter accumulation in various parts of tobacco among different treatments in 2014 g/plant

注：不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下同。
Note:Values with different letters mean significant difference at the 5% level.The same below.

表3 2015年不同处理烟草各部位干物质积累量Table 3 Dry matter accumulation in various parts of tobacco among different treatments in 2015 g/plant

2.2 烟草钾含量变化

2014年在籽粒苋翻压还田20 d后，不同处理间烟草各部位钾含量如表4所示。籽粒苋间作后翻压还田，烟草根和茎的钾含量分别下降了0.11个百分点和0.12个百分点，叶片的钾含量增加了0.24个百分点。籽粒苋间作后不翻压还田，烟草根系和叶片的钾含量与对照相当，茎的钾含量下降了0.21个百分点。

2015年不同处理间烟草收获时各部位钾含量如表5所示。间作籽粒苋后，烟草根系和茎的钾含量明显增加，且随着籽粒苋种植行数的增多而增加。不同部位叶片的钾含量变化趋势不同，间作籽粒苋的A2、A3、A4各部位烟叶钾含量相比A1(对照烟草单作)均有不同程度的提高，在下部叶中表现为A4>A2>A3>A1；在中部叶与上部叶中均表现为A2>A4>A3>A1。

表4 2014年不同处理烟草各部位钾含量Table 4 Potassium concentration in various parts of tobacco among different treatments in 2014 %

表5 2015年不同处理烟草各部位钾含量Table 5 Potassium concentration in various parts of tobacco among different treatments in 2015 %

2.3 烟草含钾量变化

2014年在籽粒苋翻压还田20 d后，不同处理间烟草各部位含钾量如表6所示。籽粒苋间作后翻压还田，烟草根系和茎的含钾量无明显变化，叶片含钾量明显增加，整株含钾量增加了7%。籽粒苋间作后不翻压还田，烟草根系的含钾量增加，而茎和叶片的含钾量明显下降，分别下降了26%和12%。

表6 2014年不同处理烟草各部位含钾量Table 6 Potassium content in various parts of tobacco among different treatments in 2014 mg/plant

2015年不同处理间烟草收获时各部位含钾量如表7所示。间作籽粒苋后，烟草根系、茎、上部叶和中部叶的含钾量均出现不同程度的增加。其中根系和茎含钾量的大小顺序为A3>A4>A2>A1，上部叶和中部叶含钾量的大小顺序为A2>A3>A4>A1。间作籽粒苋后，A3处理的烟草下部叶的含钾量低于对照，而A2、A4处理的含钾量与对照相当。

表7 2015年不同处理烟草各部位含钾量Table 7 Potassium content in various parts of tobacco among different treatments in 2015 mg/plant

2.4 土壤速效钾与缓效钾的变化

2014年土壤速效钾含量和缓效钾含量的变化如图1所示。籽粒苋翻压还田后20 d，烟草行的土壤速效钾含量显著高于对照，而土壤缓效钾含量略低于对照。籽粒苋不翻压还田，烟草行的土壤速效钾含量同样显著高于对照，而土壤缓效钾含量显著低于对照。

图1 2014年试验土壤速效钾与缓效钾的变化Fig.1 Difference on soil available potassium concentration and slow-release potassium concentration in 2014不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。Values with different letters mean significant difference at the 5% level.

2015年不同处理间土壤速效钾含量的变化趋势如表8所示。在籽粒苋翻压还田时，各处理烟草行土壤速效钾含量均低于不间作籽粒苋处理A1，这与2014年试验结果K3>K1有所差异；而在距烟草行55 cm处，间作籽粒苋的各处理土壤速效钾含量均高于A1；除A2处理外，各处理烟草行土壤速效钾含量均高于距烟草行55 cm处。籽粒苋翻压还田20 d后，A2、A3、A4处理烟草行土壤速效钾含量分别比A1高出64%、54%、91%，这与2014年试验结果K2>K1的趋势相一致，而在距烟草行55 cm处，土壤速效钾含量为A3>A1>A4>A2。籽粒苋翻压还田60 d后，各处理烟草行土壤速效钾含量仍均高于A1，而在距烟草行55 cm处，土壤速效钾含量为A3>A2>A1>A4。

表8 2015年土壤速效钾的变化Table 8 The change of available potassium concentration in soil among different treatments in 2015 mg/kg

2015年不同处理间土壤缓效钾含量的变化趋势如表9所示。土壤缓效钾含量与速效钾含量有所不同，翻压还田时，各处理烟草行土壤缓效钾含量均高于不间作籽粒苋处理A1，这与2014年结果K2

2.5 土壤钾与烟草不同部位钾含量的相关性分析

土壤中速效钾和缓效钾含量与烟草不同部位钾含量的相关性分析结果如表10所示。结果显示，土壤速效钾含量与烟草根系钾含量之间呈极显著(P<0.01)正相关关系，土壤缓效钾含量与烟草上部叶钾含量及总的叶片钾含量之间呈显著(P<0.05)正相关关系。

表9 2015年土壤缓效钾的变化Table 9 The change of slow-release potassium concentration in soil among different treatments in 2015 mg/kg

表10 土壤钾与烟草不同部位钾含量的相关性分析Table 10 Correlation analysis between soil available K and K concentration in different parts of tobacco

*，P<0.05;**，P<0.01.

2.6 籽粒苋还田后钾表观流向情况

根据前期研究结果[2]，籽粒苋还田60 d后，钾的释放量可达到86.5%，通过籽粒苋埋包的方法同样证实了该结论。通过计算，不同处理籽粒苋翻压后钾的表观流向(籽粒苋钾转化为烟草钾、土壤速效钾和其他形式钾的百分比)如表11所示。不同处理间籽粒苋钾的表观流向存在差异。A2、A3处理翻压后籽粒苋钾表观流向烟草的比例差别不大，而表观流向土壤速效钾的比例存在显著差异；A4处理翻压后籽粒苋钾表观流向烟草的比例远小于A2、A3处理；表观流向土壤速效钾的比例与A3处理相仿，均大于A2处理。

表11 翻压后籽粒苋钾表观流向Table 11 The apparent transformed flow of grain amaranth K after returning %

3 讨论

3.1 籽粒苋—烟草间作对烟草生长及钾吸收的影响

间作种植模式在我国农业生产中普遍存在[25-27]。间作种植模式主要通过两种作物在地上部的光、热等资源的时间生态位上前后分离和在空间生态位上互补扩大，从而实现对光、热等资源最大限度的利用[28]。典型的小麦(Triticumaestivum)/玉米(Zeamays)间作种植体系也是由于强竞争作物小麦首先在竞争中获得较多的资源而首先增产，以及弱竞争作物玉米在后期对资源的补偿利用与恢复生长两个方面共同作用的结果[29]。烟草与籽粒苋的间作种植模式中，烟草移栽的同时籽粒苋进行播种，一般情况下，烟草在移栽30 d后进入快速生长时期[30]，而籽粒苋同样在播种30 d后进入快速生长阶段[31]，烟草与籽粒苋间作后并不能发挥两种作物在光热资源上的竞争互补。同时，由于籽粒苋为C4植物[32]，同等条件下利用光的效率更高，因此，在籽粒苋不还田的条件下，烟草与籽粒苋间作后烟草的生长会受到抑制，茎和叶片的干物质积累量减少，根系干物质积累量增加(表4)，根冠比变大，不利于烟草获得适当的产量，烟草与籽粒苋间作中需对籽粒苋进行及时翻压还田以促进烟草对光热资源的利用。种间密度影响它们对环境资源的充分利用或竞争态势[33]，影响着个体的生长发育和产量[34]，徐娇等[35]的研究表明密度的过大不利于作物后期养分的吸收，本研究中所体现的间作4行籽粒苋比6行对于提高烟草钾吸收有更好结果与此相符。籽粒苋作为富钾绿肥作物，在生长至45～55 d时进行翻压还田对土壤有效养分的改善效果最好[2]。在2014年试验中，籽粒苋于播种后45 d还田，其还田量为120.1 kg/667 m2，而在2015年试验中，籽粒苋于播种后55 d还田，其还田量最低为184.1 kg/667 m2，籽粒苋45 d还田后，烟草的生长并未受到影响，根茎叶的干物质积累量与对照基本一致，而在籽粒苋55 d还田后，下部叶干物质积累量明显低于对照，而中部叶、上部叶及茎的干物质积累量仅在籽粒苋种植密度较大(6行)时出现减少的情况。

间作种植模式可通过扩大养分吸收空间和提高土壤养分有效性两个方面实现对养分资源的高效利用[36]。在禾本科/豆科间作体系中，养分高效利用的主要促进机制是氮转移，包括当季伴随作物对豆科固定氮素的利用和残留氮素对后茬作物的影响，还包括豆科作物根区土壤中高浓度氮肥直接被禾本科作物吸收[37]。而小麦/玉米间作体系中，通过根系吸收空间的扩大实现养分资源的高效利用[38]。烟草与绿肥的间作同样实现了养分资源的高效利用，本研究中，烟田间作籽粒苋并还田，烟叶钾含量均有增加，李廷轩等[22]的研究也表明，籽粒苋-烟草间作，烟草叶片中的大量和中量元素均高于单作烟叶，尤其是间作烟叶中钾的含量是单作的1.64倍。这主要通过土壤钾资源的高效转移实现。一方面，籽粒苋作为富钾绿肥，根系可以分泌大量有机酸，对土壤中固定态的钾具有溶解释放作用[39]，提高了土壤中钾的有效性。另一方面，籽粒苋还田后，其先期吸收的钾可在14 d内完成快速释放，释放率在90%以上[40]，从而提升了土壤速效钾的含量以促进了烟草钾的吸收[41]，这其中以种植4行籽粒苋效果最为显著，翻压还田后60 d，烟草行的土壤速效钾含量仍在140 mg/kg，是对照的1.23倍，在距烟草行55 cm处，其土壤速效钾含量仍在127 mg/kg，是对照的1.35倍。

2015年试验中，籽粒苋种植55 d后翻压，其还田量约为2014年种植45 d后翻压的1.5倍及以上，这与籽粒苋田间不同生育期试验[5]和盆栽不同生育期试验[40]的结果一致；同时不同还田量的室内培养试验也表明籽粒苋不同还田量间0～56 d的土壤速效钾含量并无明显差异，盆栽籽粒苋还田后种植烟草的试验也表明不同还田量后烟草各器官干物质积累也无明显差异；因此不同种植行数处理间的差异并不是由籽粒苋还田量差异引起，种植行数的差别是试验结果差异的主要原因。

3.2 籽粒苋—烟草间作对土壤有效钾的影响

间作种植模式对土壤养分的有效性具有明显的影响。玉米行间间作草木犀(Melilotusofficinalis)、麻豌豆(Pisumsativum)等绿肥作物压青还田，土壤碱解氮、有效磷、速效钾均有不同程度的提高[42]；另外有研究指出，相比常规施肥，氮肥减施5%～10%的情况下，玉米间作针叶豌豆与毛叶苕子(Viciavillosa)土壤碱解氮、有效磷、速效钾与当地常规施肥的土壤养分含量相比没有显著差异[43]。烤烟间作草木樨后不同程度地增加植烟土壤的速效钾含量[44]，烟田套种白菜(Brassicapekinensis)、马铃薯(Solanumtuberosum)和黑麦草(Loliumperenne)在烟草不同生育期能显著降低土壤NO3--N和NH4+-N含量[45]；而本研究中显示，在籽粒苋不还田的条件下，2014年烟草行土壤速效钾含量和缓效钾含量均大于对照，而2015年籽粒苋翻压还田前烟草行土壤速效钾含量和缓效钾含量均小于对照，年度间结果存在差异，籽粒苋作为富钾绿肥具有将土壤中的矿物态钾转化为有效钾的活化能力[9]，同时其吸收钾的能力较强[46]，对土壤矿物态钾的活化和有效钾的大量吸收间的不平衡是年度间差异的可能原因。籽粒苋还田时烟草行的速效钾含量远高于距烟草行55 cm处，同时间作籽粒苋的处理烟草行的土壤速效钾远大于对照，说明籽粒苋通过活化矿物态钾转变为有效态钾的范围可达到烟草根系处[47]。籽粒苋-烟草间作并翻压还田后，翻压后20 d的土壤速效钾含量高于翻压后60 d，而土壤缓效钾含量低于翻压后60 d，这与先前的研究结果相一致[5]。一方面，籽粒苋还田后钾的释放比较迅速，在14 d时即达到最大释放量(未发表结果)，另一方面，籽粒苋茎秆的腐解速度较慢，随着还田时间的延长，茎秆对土壤中的速效钾进行部分吸附[14]。

4 结论

两年的田间试验表明，烟草与籽粒苋间作种植，提升了烟叶钾含量和土壤速效钾含量；籽粒苋不翻压还田，降低了烟草地上部干物质积累量和含钾量；籽粒苋翻压还田后，烟草地上部干物质积累量和含钾量大于对照，且随着籽粒苋种植密度的增加而降低。烟草-籽粒苋间作种植模式下，以距烟草行1 m处种植两行籽粒苋并于播种后45～55 d作翻压还田的处理效果较好。

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Returning effects on tobacco potassium uptake and soil potassium availability in grain amaranth-tobacco intercropping system

WU Kai1,2,CHEN Guo-Jun1,3,YAN Hui-Feng1,ZHANG Yong-Chun4,WEN Liang4,ZHANG Chao4,SUN Yan-Guo1,LIU Hai-Wei1,SHI Yi1*

1.InstituteofTobaccoResearchofCAAS,KeyLaboratoryofTobaccoBiologyandProcessing,MinistryofAgriculture,Qingdao266101,China;2.GraduateSchoolofChineseAcademyofAgriculturalScience,Beijing100081,China;3.ChinaTobaccoGuangdongIndustrialCo.Ltd,Shaoguan512000,China;4.LinyiTobaccoCorporation,Linyi276200,China

Two field experiments were conducted to explore the influence of grain amaranth (Amaranthushypochondriacus) and tobacco intercropping on tobacco growth and potassium uptake during 2014 and 2015.The experiment during 2014 included three treatments,(a) planting tobacco only;(b) tobacco and amaranth intercropping,amaranth was cut and burried into soil after 45 day growth;(c) tobacco and amaranth intercropping,but did not cut and burry.There were 4 treatments during 2015,(d) planting tobacco only;The other 3 treatments were all tobacco and amaranth intercropping,(e) one row of tobacco with 2 rows of amaranth;(f) one row of tobacco with 4 rows of amaranth;(g) one row of tobacco with 6 rows of amaranth.We analyzed tobacco dry matter accumulation,tobacco potassium concentration,potassium uptake,soil available potassium and soil slow-release potassium in the three intercropping systems.The results showed that,compared with treatment (a),amaranth intercropping without returning to the field (treatment c) increased dry matter accumulation in tobacco roots.Potassium concentration showed no significant changes,while potassium content increased by 70%.Dry matter accumulation reduced by 11% and 14% respectively in stem and leaves,while potassium contents were 0.11% and 0.12% lower and potassium concentration 16% and 12% lower.For the treatments with amaranth returning to the field,the highest potassium concentration in leaves was recorded.The different intercropping systems showed different amounts of dry matter accumulation,potassium content and potassium concentration.Dry matter accumulation and potassium contents in root,stem,upper leaves and middle leaves increased in the 2 rows (e) and 4 rows (f) treatments and decreased in the 6 rows (g) treatment.Dry matter accumulation in the upper and middle leaves was lower in treatment (e) than (f),but the former's potassium concentration and potassium content were higher.The concentration of soil available potassium in the tobacco rows increased in the intercropping systems,but the concentration of soil slow-release potassium did not change.The intercropping systems without grain amaranth returning showed lower soil available potassium concentrations than those with amaranth returning.Among the treatments in the amaranth returning system,the growth in soil available potassium was largest in treatment (g),which increased by 91% and 35% when returned after 20 and 60 d respectively.Soil available potassium increased by 54% and 23% in (f) over these periods.The analysis of apparent potassium flow showed different results for the various amaranth returning systems.About 42%-52% of potassium was uptaken by the tobacco in treatments (e) and (f),while only some 17% was absorbed in treatment (g).This study suggests that the most favorable planting pattern is the amaranth-tobacco intercropping system with 2 rows of amaranths and returning amaranth to the field after 45-55 d growth.

Amaranthushypochondriacus;intercropping system;tobacco;potassium absorption;soil potassium availability

10.11686/cyxb2016456 http://cyxb.lzu.edu.cn

吴凯,陈国军,闫慧峰,张永春,温亮,张超,孙延国,刘海伟,石屹.籽粒苋与烟草间作后还田对烟草钾吸收和土壤钾有效性的影响.草业学报,2017,26(6):45-55.

WU Kai,CHEN Guo-Jun,YAN Hui-Feng,ZHANG Yong-Chun,WEN Liang,ZHANG Chao,SUN Yan-Guo,LIU Hai-Wei,SHI Yi.Returning effects on tobacco potassium uptake and soil potassium availability in grain amaranth-tobacco intercropping system.Acta Prataculturae Sinica,2017,26(6):45-55.

2016-12-07；改回日期：2017-02-23

公益性行业(农业)科研专项经费项目(201203091)和中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-TRIC03)资助。

吴凯(1990-)，男，山东滨州人，在读硕士。E-mail：kkw0124@163.com

*通信作者Corresponding author.E-mail：shiyi@caas.cn