套作在烤烟生产中的运用

2016-10-20谭小兵杨焕文王戈

现代农业科技 2016年8期

谭小兵　杨焕文　王戈

摘要为充分发挥套作模式的优势，挖掘其在烟叶生产中的运用潜力，基于套作模式在烤烟及其他作物中的研究成果，综述了套作模式对土壤理化性状、作物产质量、农业种植结构等方面的影响。同时分析了目前主要的烤烟套作模式存在的问题，并提出了今后进行烤烟套作的建议。

关键词烤烟；套作；茬口矛盾；产质量

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）08-0064-03

Abstract In order to develop the advantages of intercropping and excavate the potential of its utilization in the production of tobacco，based on intercropping in flue-cured tobacco and other crops research，this article reviewed the influence of intercropping on soil physical chemical properties，yield and quality of crops，agricultural planting structure.At the same time，analyzed the existing main problems of flue-cured tobacco intercropping，and put forward suggestions on intercropping of flue-cured tobacco.

Key words flue-cured tobacco；intercropping；previous crop contradiction；yield and quality

套作指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式，也可称为套种。中国是世界上实行套作最早最普遍的国家之一，套作在中国的运用历史源远流长[1]。合理的套作技术可以缓和茬口和农业用工的矛盾[2-3]；通过调节好作物的田间配置来有效提高光能和土地利用率并提高作物产质量，同时利于作物互利共生，提高经济收入[4-6]；保护生物多样性促进可持续发展。基于套作技术的优势，很多作物已形成较为系统的套作模式并已在生产中得到成熟运用[7-11]，而烤烟产质量形成对烤烟生长环境要求较高，以至于套作在烤烟生产中并没有得到有效运用。现今，我国耕地逐年锐减，加之烟草生产长期单作的现实，导致了生物的单一性、片面消耗养分，土地利用率低下，并导致了病虫害的严重发生等一系列问题，对烟叶的可持续发展造成了巨大的消极影响。基于烤烟在今后很长时间内都将是云南省乃至我国最为重要的经济作物的现实，为保证农业及烤烟生产的可持续发展，对烤烟种植模式的调整迫在眉睫。本文對前人关于烤烟套作的研究进行归纳整理，进一步阐明套作方式在烤烟生产中的应用及其在种植制度调整、土壤保育和烤烟产质量方面的作用，以期为今后套作方式在烤烟生产中的进一步应用提供一定的理论依据。

1 套作对烤烟生长发育及产质量的作用

1.1 缓和茬口和农业用工的矛盾

茬口指同一块土地上栽种的作物及其替换次序的总称[12]。烤烟生产中，足够长的生育期是烟叶产质量的基本保证，如果采用常规种植模式，即烤烟收获完成以后再进行小春作物种植，就极易出现小春作物生育期被严重压缩的现象，进而影响到小春作物的产质量[13]。烤烟种植与后茬作物的茬口矛盾非常普遍，因此，充分利用作物生长特点，制订一套合理的种植模式以减缓烤烟与后茬作物的茬口矛盾势在必行。针对这一问题，黄正新[3]证明了烟豆套作模式的可行性，此种植模式能在很大程度上解决不同作物之间争地的矛盾。刘泓翔等[14]利用大蒜收获较早，与烤烟的共生期短，不与烟苗争光争肥这一特性，来缓和大蒜与烤烟之间的茬口矛盾。并且大蒜根系分泌物及枯叶残体埋入土壤中又可以提高土壤肥力，减少了后期烟草施肥的农业用工。田峰等[15]研究表明，烤烟套作甘薯在提高烤烟的产质量的同时还可以减少对土壤速效N、P的吸收，并且甘薯能够充分利用烤烟剩余的肥料，2种作物之间不存在争肥矛盾。此研究表明，烟薯套作不仅解决了烟薯争地的矛盾，提高了单位面积土地的收入和复种指数，还利用烤烟剩余的肥料减少了后期种植甘薯所需的一些农业用工及农业肥料的投入，提高了农业生产效率，减少了投入。

1.2 提高光能利用率

大量研究表明，套作可以增加作物的光合作用时间、增大光合作用的面积、改善光照分布和增加光截获量，增强光、水相互促进作用[4-5]。合理的套作将高矮不同，或生育期早晚不同的作物搭配起来种植，改变了作物群体的层片结构，矮秆作物生长的地方变成了高杆作物通风透光的“走廊”，光线可以直接射到高秆作物的中下部，同时由于矮秆作物的反射作用，上层的漫射光也大大增加。此外，还能够有效地利用边行通风透光[12]。烟草是喜光植物，对生育期和光照要求较高，只有足够的生育期和充足的光照才能够使其有效完成体内物质积累与转化。烤烟与其他作物套种时，随着移栽季节提前，能够增加光照时间，延长烟株营养生长的时间，有效提高烟叶产质量[16]。程智敏[17]研究认为，烟麦套作模式可以有效提高小麦和烟叶光的照强度。烤烟套种甘薯时，由于红薯是矮茎作物，不会与烤烟形成争水争光现象，在实际生产中表现出相互促进作用[4]。

1.3 提高产质量增加经济收入

烟草的产量与质量具有同等的重要性，在一定产量条件下，产量和质量可以平衡发展、同时提高[18]。合理的烤烟套作模式可以在保证烟叶产质量基础上，最大限度地发挥套作作用，进而增加土地产出。目前与烤烟套作的主要作物有非豆科作物（小麦、红薯、玉米、大蒜等）和豆科作物。喻会平等[19]研究得出，“粮-烟-草”套轮作可以有效提高烤烟产量，烟叶质量也明显提高；烤烟套作甘薯对烟叶产量无明显影响，但能提高烟叶产值、中上等烟比例，平衡烤烟各项指标[14，20-23]。另外，烤烟与四季豆[24]、甜脆豌豆等进行套作，均有利于烤烟产质量的提高[25]。

1.4 充分养地，保护生物多样性

土地利用方式、田间管理措施和耕作方式均是影响土壤肥力变化的重要因素[26] 。在经济利益驱使下，烤烟连作和单作现象十分普遍，加之烟田用养失衡，造成植烟土壤趋劣，严重制约着烟叶生产的可持续发展。大量研究表明，合理的套作模式可以充分利用作物对土壤环境的修复作用，改良土壤的理化性质，促进土壤的可持续利用。烟蒜套作能够有效改良土壤的酸碱环境，提高烤烟非根际土壤有机质含量和根际土壤有机质含量，同时可以提高烤烟根系活化利用氮素的能力，增强土壤供氮能力，烟蒜套作通过改善土壤的微环境，使固定态磷转化为有效态磷，提高土壤速效钾含量，从而有利于烤烟吸收[27]。与非豆科（白菜、马铃薯和黑麦草）套作，可以利用非豆科作物与烟株对养分的竞争关系，达到降低烟草后期氮素供应的目的，促进后期烟叶的正常生长。烟田套种白菜、马铃薯和黑麦草在烟草不同生育期能显著降低土壤NO3--N和NH4+-N含量[28]。烤烟套作黑麦草能够有利于土壤有机质活化，降低了土壤P素和K素含量以及烤烟生长后期土壤N素含量[29]。

同时，土壤耕作对土壤微生物的生命活动起着不同程度的影响，这些影响改变土壤中生命活动的性质和强度，因此，也就改善了土壤的肥力状况和植物的生活环境[30-31]。长期连作对土壤微生物区系具有较大的消极影响，有益微生物的减少和某些病原菌数量的增殖，会影响植物的正常生长和生命活动[32-34]。烤烟—大豆带状套作显著增加作物根际土壤的细菌、放线菌数量、减少真菌数量；增加土壤氮素代谢相关的氨化细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌、自生固氮菌等功能性微生物数量[35]。小麦—烤烟套作能够提高土壤耕层中土壤微生物群落多样性指数。通过改变细菌、放线菌以及真菌的数量明显提高了烟草土传病害的相对防治效果，有利于烟草生长[36]。

另外，土壤酶是土壤生态环境中的重要组成部分，对土壤养分的分配和转移转化及土壤的复合利用有重要影响[37]。长期连作烟田的转化酶、脲酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性显著下降。这样直接影响土壤养分的转化及作物对土壤养分的有效吸收[34，38]。套作可以提升连作土壤酶活性，其中提高过氧化氢酶活性23.75%、脲酶活性38.15%、蔗糖酶活性129.60%[39]。烤烟与苜蓿、黑麦草、萝卜等作物能提高土壤过氧化氢酶活性。套作通过提高过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性，来提高对土壤养分的吸收利用。

1.5 增强抗病能力

套作模式防治病虫害是生物多样性防治病虫害理论的重要组成部分，即将具有各种抗性基因的作物有效的组合在一起，形成一个具有多个抗性基因的整体，从而到达防控各种病虫害的目的。薛超群等[40]研究表明，与烤烟单作相比，烤烟间作花生、黑麦草、大蒜均对烟草黑胫病有显著的防控效果。刘丽芳等[41-42]、曾庆飞等[43]认为，烤烟间作牧草对烟草病毒病、赤星病有明显的控制效果。候占领[44]研究表明，烟麦套作能够有效地防控烟草花叶病，最佳防治效果到达97.4%。刘会忠等[45]研究表明，烤烟与小麦套作能极显著降低烤烟的PVY发病率，特别是双行小麦单行烟栽培方式对防治烤烟 PVY效果更好。

2 烤烟套作存在的问题及其解决措施

2.1 合理设置共生期

烤烟与套作作物共生期的合理设置是影响烟叶产质量和套作效果的核心问题，烤烟在与其他作物套作时，由于共生期长短的不同，显然会引起作物之间水、光、肥的利用问题，由此造成农民难以确定套作时间、套作作物和品种。例如烟麦共生期是影响麦套烟生长发育的主要因素之一，研究结果表明烟麦共生期长短能显著地影响烤烟前期、中期的生长发育进程，对烤烟的成熟采收期、产量、上中等烟比例、烟叶含水量有一定的影响[46]。因此，要基于作物生长发育特征，通过共生期的可塑度来协调套作作物与烤烟之间的竞争矛盾，达到互利共生的作用。例如在烤烟与冬小麦套作模式中，烤烟的移栽时期一般为4月底至5月中旬，这段时间为小麦成熟期，共生期大致为30 d。烟薯套作模式中，在烤烟成熟期套作甘薯，共生期可以为40 d左右。

2.2 田间管理优化

烤烟是一个精耕细作的经济作物，对于大田整地有着严格的要求，如果在其他作物生育后期套作烤烟势必会造成大田整地难以操作问题。因此，必须将烤烟及其后茬套作作物作为一个有机整体，充分兼顾2种作物特点，进行合理的田间管理措施优化，尽量减少套作给烤烟生产带来的影响。例如，烤烟整地操作中，应充分考虑后续套作作物，保证烤烟合理的株行距要求。比如小麦后套作烤烟一般采取4行小麦1行烤烟，甘薯套种于烟垄两边，每垄2行。

2.3 病虫害问题

由于不同作物有着不同的感病性，这就可能会造成作物间某些病虫害的加重。烤烟前作忌茄科作物，因此套作时也不能为茄科作物。杨承等[47]研究表明烟草马铃薯套作对烟草主要病害的发生均有显著影响，套作会加重青枯病、马铃薯Y病毒病、TMV、CMV的发病率。

2.4 施肥技术的问题

不同的作物有着不同的需肥规律，烤烟对N、P、K的需求比较大，特别是K元素是烟草的品质元素。因此，烤烟在与其他作物套作时，施肥量以及施肥种类是一项非常难以把握的技术。农民是难以短时间掌握的，掌握不好就会造成生产成本增加，甚至事与愿违，得不偿失。因此，烤烟套作中，烤烟生产坚持施用有机肥为主，以无机复合肥为辅。若是前期作物为烤烟，则套作作物可以较常规水平少施肥甚至不施肥，若后期为烤烟，则套作作物施肥用常规施肥水平。麦烟套作，麦秆还田可以满足烤烟所需的K肥。烤烟与甘薯皆为喜K作物，且两者不存在N、P肥的争肥矛盾，甘薯可以充分利用烤烟剩余的K肥[15]。此外烤烟与豆科作物套作可以提高土壤中N的含量，因此在烤烟生产中可以减少N 的施用量。

3 小结与展望

套作在改善土壤环境，控制病虫害和提高土地产出方面的作用已毋庸置疑，套作在烤烟生产中的尝试也已证明，合理的烤烟套作可提高水、肥、气、热的利用率，增加作物产量、改善作物品质、抑制雜草滋生和病虫害的蔓延。鉴于烤烟生产的特殊性，在进行烤烟套作模式研究时，首先必须充分考虑当地的环境条件，因地制宜选择套作作物的种类。在此基础上，还应必须选择具有典型的基因型代表，科学合理地组合，从而形成一个具有多个优良基因的整体，来达到提高产质量，防治病虫害的作用。此外，套作中还必须考虑作物之间互利互补关系，例如株高、粗壮等问题，合理的配置作物空间结构，尽量做到互利互补。另外，还应充分研究共生期的长短、其他作物与烤烟的水、肥、光的利用，以及大田整地、施肥等问题。

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