不同植烟土壤改良模式对烤烟产质量的影响
2015-12-06曹海莲蔡云帆张明发邓小华
曹海莲,田 峰,蔡云帆,巢 进,张明发,邓小华
(1湖南农业大学,长沙 410128;2湖南省烟草公司湘西自治州公司,吉首 416000)
不同植烟土壤改良模式对烤烟产质量的影响
曹海莲1,2,田 峰2,蔡云帆2,巢 进2,张明发2,邓小华1*
(1湖南农业大学,长沙410128;2湖南省烟草公司湘西自治州公司,吉首416000)
为探索湘西州烟区植烟土壤改良方法,研究了玉米秸秆、绿肥、玉米秸秆与绿肥结合还田对烤烟产质量的影响。结果表明:玉米秸秆、绿肥、玉米秸秆与绿肥结合还田均能提高烟叶上等烟比例、产量和产值,提高烟叶开片率、平衡含水率和钾含量,以玉米秸秆与绿肥结合模式的土壤改良效果最好。
烤烟;土壤改良;绿肥;玉米秸秆;产质量
位于武陵山区的湘西自治州是我国优质烟叶的重要产区之一[1,2],但近年来,植烟土壤退化制约优质烟叶的生产。改良和培肥植烟土壤已成为提高烟叶质量的根本出路[3~8]。研究表明,玉米秸秆直接还田不仅可以改善土壤结构和耕性,而且还可以提高土壤速效钾和有机质含量,以及土壤中微生物和各种酶的活性[9~11]。在烟田种植绿肥翻压还田不仅可提高土壤酶活 性[12,13]和养分含量[14~16],而且可促进烟株生长[17],提高烤烟产质量[18~21]。但是,有关利用作物秸秆和绿肥共同改良土壤,提高烤烟产质量的报道较少。本研究将玉米秸秆还田和翻压绿肥组成不同的土壤改良模式,研究其对烤烟产质量的影响,以期为湘西自治州植烟土壤维护和改良提供参考。
1 材料与方法
1.1试验地点与材料
试验于2013~2014年在湖南省凤凰县千工坪乡岩板井村(海拔452 m,经度E109.30°,纬度N28.01°)进行。供试土壤为石灰岩母质发育的旱地黄壤,pH 6.23、有机质10.46 g/kg、碱解氮38.20 mg/kg、有效磷9.75 mg/kg、速效钾108.76 mg/kg。供试秸秆为玉米秸秆,还田量为干玉米秸秆4 500 kg/hm2,在2013年10月份掩埋在垄沟里。供试绿肥为箭舌豌豆,播种量为82.5 kg/hm2,2013年10月底播种,在烤烟移栽前20 d左右翻压绿肥,鲜草量约15 000 kg/hm2。供试腐熟剂为有机废物发酵菌曲(北京市京圃园生物工程有限公司生产),撒施量为22.5 kg/hm2。供试烤烟品种为云烟87。
1.2试验设计
试验设置4个处理。T1:空白对照,无秸秆、绿肥还田;T2:箭舌豌豆还田,垄沟中撒播箭舌豌豆后覆土;T3:玉米秸秆配施腐熟剂还田;T4:玉米秸秆配施腐熟剂与箭舌豌豆还田,将玉米秸秆放入垄沟后撒腐熟剂,覆土后撒播箭舌豌豆,第2年烤烟移栽前,不翻耕土壤,在撒播绿肥的原垄沟上聚集土壤形成新的垄体。3次重复,共12个小区。小区面积41.25 m2,烤烟株行距0.5 m×1.1 m。各处理其他操作保持一致,烤烟栽培管理按当地优质烤烟生产技术标准执行。
1.3测定指标与方法
(1)经济性状:每个重复单采、单烤和分级后,分别计算产值、产量、上等烟率、均价。
(2)烟叶物理特性:烘烤后每重复随机抽取50片同等级烟叶,在常温下平衡烟叶水分,按照文献[22,23]的方法测定开片度、叶片厚度、单叶重、叶质重、平衡含水率、含梗率。
(3)烟叶化学成分:烟叶于烤箱烘干后粉碎,采用SKALAR间隔流动分析仪测定总糖、还原糖、烟碱、总氮、氯和淀粉的含量;烟叶中钾含量采用火焰光度法测定。糖碱比为总糖与烟碱的比值,氮碱比为总氮与烟碱的比值,钾氯比为钾和氯的比值。
2 结果与分析
2.1对烤烟经济性状的影响
烟叶的经济性状指标综合反映了烟叶的产质量效益。由表1可知,绿肥与秸秆还田各处理的上等烟比例均高于对照,其中T2和T4处理的上等烟比例显著高于对照T1;各处理均价差异不显著,以T1、T2处理的相对较高;绿肥与秸秆还田处理产量均高于对照,但T2处理与对照T1差异不显著,3个土壤改良模式的产量差异显著,其排序为T4>T3>T2;从产值看,其规律与产量相似。
表1 不同处理的烤烟经济性状Table 1 Econom ic character of flue-cured tobacco w ith different treats
2.2对烤烟物理性状的影响
由表2可知,从上部叶来看,T4处理的开片率显著高于其他3个处理,而T1、T2、T3处理间差异不显著。叶片厚度以对照处理T1显著高于改良模式的处理(T2、T3、T4)。单叶重以T4处理较高,显著高于其他处理,以T3处理较低,显著低于其他处理。含梗率以T4处理较高,显著高于其他处理。改良模式的处理(T2、T3、T4)的平衡含水率显著高于对照T1处理。叶质重以T4处理较高,显著高于其他处理,以T3处理较低,显著低于其他处理。
从中部叶来看,4个处理的开片率差异不显著。叶片厚度以对照处理T1显著高于改良模式的处理(T2、T3、T4)。单叶重以改良模式的处理(T2、T3、T4)显著高于对照T1处理。含梗率4个处理差异不显著。改良模式各处理(T2、T3、T4)的平衡含水率显著高于对照T1处理。叶质重以T4处理显著低于其他各处理。
表2 不同处理的烤烟物理性状Table 2 Physical character of flue-cured tobacco w ith different treats
2.3对烤烟化学成分的影响
由表3可知,烤烟总糖含量以T3处理相对较高,显著高于其他处理。烤烟还原糖含量差异不显著。从烟碱含量看,以对照T1处理的烟碱含量相对较低,改良模式处理(T2、T3、T4)显著高于对照T1处理。总氮含量以对照T1处理的相对较低,T2处理相对较高,其中对照T1处理的总氮含量显著低于改良模式处理(T2、T3、T4)。烤烟氯含量差异不显著。烤烟钾含量以对照T1处理的相对较低,T4处理相对较高;改良模式处理(T2、T3、T4)钾含量显著高于对照T1处理;T4处理的上部烟叶钾含量也显著高于T2和T3处理。
表3 不同处理的烤烟化学成分(%)Table 3 Chem ical com ponent of flue-cu red tobacco w ith differen t treats
3 结论与讨论
(1)玉米秸秆直接还田有利于改善土壤物理性状和更新土壤腐殖质组成,促进土壤养分循环[24]。但玉米秸秆直接还于烟田后,有可能在烤烟生长前期产生“氮饥饿”而导致烤烟“黄弱苗”现象,在烤烟生长后期秸秆缓慢分解释放养分造成烤烟成熟落黄困难的问题[25]。本研究将玉米秸秆直接还田时间提早于头年10月份,并采用促腐剂加快玉米秸秆的腐解,较好地解决了土壤氮素养分与烤烟需肥规律吻合的问题。
(2)玉米秸秆在烤烟栽培的头年施在土壤里还田,绿肥在烤烟移栽前20 d左右翻压还田,使玉米秸秆和箭舌豌豆绿肥均可在烤烟生长期间提供土壤养分;下层秸秆,中层绿肥,上层化肥,三者叠加,有机和无机结合,协同平衡土壤养分,有利烤烟生长稳健,质量提高。本研究结果表明,绿肥、秸秆或绿肥与秸秆结合改良土壤,可提高上等烟比例,提高产量和产值。从实施1年的结果看,秸秆、绿肥与秸秆结合改良土壤可显著提高烤烟产量和产值,但以绿肥与秸秆结合改良土壤的效果更佳。
(3)绿肥与玉米秸秆结合改良土壤模式的上部叶开片率好,平衡含水率高,但单叶重相对较大,含梗率较高,叶质重相对较高。从中部烟叶看,绿肥与玉米秸秆结合改良土壤模式的叶片厚薄适中,单叶重适中,叶质重适中,说明绿肥与玉米秸秆结合改良土壤模式对上部烟叶的影响较大。这种上部烟叶较厚、含梗率高的现象可能与中、后期氮素养分供应有关。因此,绿肥和秸秆还田,最好相应减少部分氮肥用量。(4)关于秸秆与绿肥还田对烤烟化学成分的影响。李宏图等[26]研究指出,绿肥翻压还田后,烤烟上部烟叶的氮、钾、烟碱、还原糖和总糖含量均有不同程度提高,中部烟叶烟碱含量降低,整体使烟叶内在化学成分各项指标趋于协调平衡;贾海江[27]认为,稻草翻压还田在一定程度上能降低烟叶中总糖和还原糖的含量,提高总氮、总植物碱、氯及钾的含量。本试验研究结果表明,秸秆与绿肥还田有增加烟叶烟碱、总氮的现象,对总糖、还原糖含量影响不明显,但可显著提高烟叶钾含量。
[1] 邓小华,周米良,田茂成,等湘西州植烟气候与国内外主要烟区比较及相似性分析[J].中国烟草学报,2012,18(3):28-33.
[2] 邓小华,杨丽丽,陆中山,等湘西烟叶质量风格特色感官评价[J].中国烟草学报,2013,19(5):22-27.
[3] 江智敏,田 峰,邓小华,等多年定位翻压绿肥对烤烟大田生长及经济性状的影响[J].中国烟草科学,2015,36(3):35-39.
[4] 王绍坤,张晓林,张晓海,等秸秆还田对烟区土壤和烟叶产质量的效应[J].中国农学通报,2000,16(5): 11-13.
[5] 魏洪武,袁家富.秸秆覆盖对烤烟产量和品质的影响[J].土壤肥料,1995(4):25-27.
[6] 邓小华,罗 伟,周米良,等绿肥在湘西烟田中的腐解和养分释放动态[J].烟草科技,2015,48(6):13-18.
[7] 邓小华,石 楠,周米良,等不同种类绿肥翻压对植烟土壤理化性状的影响[J].烟草科技,2015,48(2):7 -10.
[8] 刘国顺,罗贞宝,王 岩,等绿肥翻压对烟田土壤理化性状及土壤微生物量的影响[J].水土保持学报,2006,20(1):95-98.
[9] 李贵桐,赵紫娟,黄元仿,等秸秆还田对土壤氮素转化的影响[J].植物营养与肥料学报,2002,8(2):162 -167.
[10]朱玉芹,岳玉兰.玉米秸秆还田培肥地力研究综述[J].玉米科学,2004,12(3):106-108.
[11]付丽波,王 毅,瞿 兴,等高肥力秸秆和氮肥配合施用对高肥力植烟土壤理化性质的影响[J].华中农业大学学报,2004,23(3):295-299.
[12]菅攀锋,邓小华,田 峰,等种植模式对湘西烟地绿肥生物量和养分积累量的影响[J].作物研究,2014,28(6):618-611.
[13]叶协锋,杨 超,李 正,等绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响[J].植物营养与肥料学报,2013,19(2):445-454.
[14]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):56-62.
[15]赵炯平,邓小华,江智敏,等不同绿肥翻压还土后植烟土壤主要养分动态变化[J].作物研究,2015,29(2):161-165.
[16]陈治锋,邓小华,周米良,等绿肥混作对植烟土壤理化性状和烤烟经济性状的影响[J].农业科学与技术(英文版),2015,16(8):1723-1727.
[17]陈 蕾,邓小华,李海林.绿肥还田与减施氮肥对烟叶SPAD值的影响[J].作物研究,2015,29(4):386-390.
[18]敬海霞,曹安全,张登荣,等翻压绿肥对烤烟大田生长及烤后烟产值效益的影响[J].中国农学通报,2013,29(1):155-159.
[19]覃 勇,杨丽丽,邓小华,等绿肥还田量对烤烟生长发育和产质量的影响[J].天津农业科学,2015,21(2):119-122.
[20]石 楠,周米良,邓小华,等翻压绿肥后减施氮量对烤烟产质量的影响[J].作物研究,2015,29(2):166-169.
[21]罗华元,程昌新,王绍坤,等绿肥翻压量对烤烟大田期烟叶酶活性及烤后烟叶品质的影响[J].山地农业生物学报,2010,29(6):495-501.
[22]邓小华,陈冬林,周冀衡,等湖南烤烟物理性状比较及聚类评价[J].中国烟草科学,2009,30(3):63-68.
[23]邓小华.湖南烤烟区域特征及质量评价指标间的关系[D].长沙:湖南农业大学博士学位论文,2007.
[24]赵兰坡.施用作物秸秆对土壤的培肥作用[J].土壤通报,1996,27(2):76-78.
[25]邱学礼,郑 波,鲁 耀,等玉米秸秆碳氮比调控施用对烟叶氮磷钾吸收的影响[J].西北农业学报,2012,21(8):125-129.
[26]李宏图,罗建新,彭德元,等绿肥翻压还土的生态效应及其对土壤主要物理性状的影响[J].中国农学通报,2013,29(5):172-175.
[27]贾海江.稻草还田对烤烟生长发育及产量品质的影响[D].北京:中国农业科学院硕士学位论文,2011.
Effects of Different Improvement Patterns for Tobacco-p lanting Soil on Yield and Quality of Flue-cured Tobacco
CAO Hai-lian1,2,TIAN Feng2,CAIYun-fan2,CHAO Jin2,ZHANG M ing-fa2,DENG Xiao-hua1*
(1 Hunan Agricultural University,Changsha,Hunan 410128,China;2 Xiangxi Autonomous Prefecture Company of Hunan Tobacco Corporation,Jishou,Hunan 416000,China)
The effect ofmaize stalk returning to field directly,green manures application,and itsmixed pattern on yield and quality of tobacco of flue-cured were studied in order to explore the ways of tobacco-planting soil improvement.The resultswere as follows:the tobacco-planting soil improvement patterns ofmaize stalk return to field directly,greenmanures application,and itsmixed could improve tobacco the ratio of high quality,output and value of tobacco,enhance the length with leafwidth proportion of tobacco and balance water ration,increase potassium content of tobacco,The best patterns of tobacco-planting soil improvementwas the way maize stalk return to field directly and green manures application together.
flue-cured tobacco;soil improvement;green manures;maize stalks;yield and quality
S572.06
A
1001-5280(2015)06-0613-04
10.3969/j.issn.1001-5280.2015.06.09
2015-09-15
曹海莲(1973-),女,湖南古丈县人,硕士研究生,研究方向为烟叶生产技术推广与管理,Email:99259328@qq.com。*通信作者:邓小华,博士,教授,主要从事烟草科学与工程技术研究,Email:yzdxh@163.com。
湖南省烟草专卖局重点项目(13-14ZDAa03);浙江中烟工业有限责任公司项目(ZJZY2013B003)。