不同前作对紫色植烟土壤微生物数量、 养分及烤烟产质量的影响

段玉琪，胡小东，晏 飞，龙 伟，邹聪明，冀新威，王 涛，宋鹏飞

(1.云南省烟草农业科学研究院，云南 昆明 650031； 2.云南省烟草公司楚雄州公司，云南 楚雄 675000；3.云南省烟草公司红河州公司，云南 红河 652300； 4.云南省烟草公司曲靖市公司，云南 曲靖 655000； 5.云南中烟工业有限责任公司，云南 昆明 650024)

不同前作对紫色植烟土壤微生物数量、养分及烤烟产质量的影响

段玉琪1，胡小东2*，晏 飞2，龙 伟2，邹聪明1，冀新威3，王 涛4，宋鹏飞5

(1.云南省烟草农业科学研究院，云南 昆明 650031； 2.云南省烟草公司楚雄州公司，云南 楚雄 675000；3.云南省烟草公司红河州公司，云南 红河 652300； 4.云南省烟草公司曲靖市公司，云南 曲靖 655000； 5.云南中烟工业有限责任公司，云南 昆明 650024)

为在云南楚雄紫色土烟区合理安排烤烟前作，提高烤烟产质量，在紫色植烟土壤条件下研究了白菜、大麦、蚕豆3种前作对烤烟主要农艺性状、经济性状、土壤微生物数量和土壤养分变化的影响。结果表明：不同前作对烤烟主要农艺性状和烟叶产质量的影响较为明显，前作为白菜的处理烟株株高和叶面积系数最大，产量、产值、上等烟比例、中等烟比例、均价最高，不同前作对烟叶内在化学品质的影响不大。不同前作对紫色植烟土壤中放线菌、固氮菌、解钾菌、解磷细菌、解磷真菌数量变化的影响各不相同，移栽后40 d至采烤前，蚕豆茬植烟土壤中放线菌、解钾菌、解磷细菌和解磷真菌数量均增加；白菜茬植烟土壤中放线菌、固氮菌、解磷细菌和解磷真菌有所下降，且降幅明显。不同前作对烤烟移栽前后土壤养分含量的变化影响各不相同，就有机质和速效养分含量而言，蚕豆茬表现最好。综上，楚雄紫色土烟区以蚕豆作为前作最佳。

烤烟； 前作； 紫色土； 微生物； 产质量； 土壤养分

烤烟连作会导致烟株弱小，生长速度缓慢，烟叶产质量下降，烟叶成熟度变差，烤后烟叶组织结构紧密、颜色灰暗、油分少，烟叶可用性下降，同时烟田病虫害危害严重[1-3]。选择适宜的前作作物对提升烟叶产质量具有重要影响。现阶段，云南楚雄烟区常见的小麦、油菜等烤烟前作逐渐被蔬菜、大豆和大麦等取代。不同前作的施肥状况、根系分泌物及残留物会影响茬口土壤质量，进而影响烤烟农艺性状及产质量以及烤烟病害发生情况和程度[4-9]；且有研究发现，不同生态区域、不同前作和不同海拔互相作用，通过影响烟株根际土壤微生物来共同影响烟叶品质[10-12]；前人还研究了不同土壤类型(红壤和水稻土)条件下不同前作对烤烟化学成分和品质的影响[13]。前茬差异在一定程度上影响了氮素转化细菌菌落类群数量的变化趋势[5]。但目前尚未见到关于紫色植烟土壤条件下不同前作对土壤微生物数量影响的报道。紫色土是云南省楚雄烟区面积最大和分布最广的一个土壤类型，全州共有紫色土174.4万hm2，占全州各类土壤总面积的65.16%，与红壤交错分布。紫色土富含磷、钾，尤以含钾量较为丰富，酸碱度适中(通常pH值为5.8～7.3)，保水保肥能力好，胶体品质好，宜耕性强，适宜于烤烟种植[14]。鉴于此，研究了楚雄紫色植烟土壤区域现阶段生产实际中不同前作对烤烟产质量、植烟土壤微生物和土壤养分变化的影响，以期指导楚雄紫色土烟区合理安排烤烟前作，提高烤烟产质量。

1 材料和方法

1.1试验地概况与供试材料

试验在云南省楚雄市东华镇新柳村委黄连坡进行，土壤类型为紫色土，土壤基本理化性状为pH值5.92，有机质含量36.7 g/kg，水解氮含量193.5 mg/kg，有效磷含量43.4 mg/kg，速效钾含量177.1 mg/kg，全氮含量2.1 g/kg，全磷含量0.8 g/kg，全钾含量14.5 g/kg。供试烤烟品种为云97。

1.2试验设计

试验设3个前作处理，前作分别为大麦、蚕豆和白菜，前作收获后种植烤烟，烤烟移栽规格、施肥量、管理按当地优质烟栽培技术实施。移栽前底施烟草专用复合肥基肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶18) 600 kg/hm2，移栽后30 d施用烟草专用复合肥追肥(N∶P2O5∶K2O=12.5∶0∶33.5) 300 kg/hm2；每个处理重复3次，每个小区面积24 m2，植烟行株距为1.2 m×0.5 m，随机区组设计。2014年5月6日移栽烟苗，7月15日开始采烤，8月23日采烤结束。

1.3测定项目及方法

栽培技术措施按照楚雄优质烟栽培技术要求规范操作，各项田间管理操作一致，同一栽培管理措施在同一天内完成。在第1次采烤前，每个重复取烟株5株按照YC/T 142—1998测定株高、茎围，计算叶面积系数。烟株成熟后各小区单独采收，在气流下降式密集烤房中采用三段式烘烤工艺进行烘烤，采烤结束后分级计产，按照GB 2635—92进行分级，计算产量、产值、上等烟比例、中等烟比例、均价。取各处理中部叶送云南省烟草农业科学院检测中心检测烟叶化学成分。在移栽前、移栽后40 d、采烤前、采烤结束4个时期分别取土样(2株烟之间0～20 cm深的土壤)，采用常规稀释平板计数法[15]分别测定土壤中解钾菌、解磷细菌、解磷真菌、固氮菌、放线菌5类微生物的数量。采烤结束的风干土样送玉溪师范学院分析测试中心检测pH值，有机质含量，全效N、P、K含量和速效N、P、K含量。

1.4数据处理

采用Excel和DPS 7.05进行数据的整理和分析，采用Duncan’s新复极差法进行差异显著性分析比较，显著水平设定为P<0.05。

2 结果与分析

2.1不同前作对烤烟农艺性状的影响

由表1可见，不同前作对烤烟主要农艺性状的影响比较明显。前作为白菜的处理烟株株高和叶面积系数最大，分别为145.0 cm和3.617 2，显著高于其他2个处理，其次为前作为大麦的处理，前作为蚕豆的处理稍差。前作为蚕豆的处理茎围最大，为12.6 cm。

表1 不同前作对烤烟生长的影响

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。

2.2不同前作对烤烟经济性状及品质的影响

由表2可见，前作为白菜的处理烟叶产量、产值、上等烟比例、中等烟比例、均价最高，分别为3 052.50 kg/hm2、81 160.95元/hm2、76.8%、13.3%、26.92元/kg，与其农艺性状表现一致；其次是前作为蚕豆的处理，前作为大麦的处理最低。其中，3个处理间的产量、中等烟比例没有显著差异；前作为白菜、蚕豆的处理产值显著高于前作为大麦的处理，前作为白菜的处理烟叶上等烟比例和均价显著高于其他2个前作处理。

表2 不同前作对烤烟经济性状的影响

从不同前作处理烤烟中部叶的内在化学成分结果(表3)看，蚕豆茬处理烟叶的总糖、还原糖、烟碱含量稍高，分别为32.91%、22.73%、2.19%，白菜茬处理烟叶的总氮和钾含量较高，分别为2.33%和2.26%。根据优质烟叶内在化学成分标准[16]，就各处理总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾含量的分析结果来看，前作为白菜、大麦、蚕豆的处理对烟叶的内在化学品质影响不大。

表3 不同前作对烤烟中部叶化学成分的影响

2.3不同前作对烤烟土壤微生物数量的影响

2.3.1 放线菌 土壤中放线菌增加有利于分解有机质，并产生抗生素和激素类物质，有效抑制某些病原菌的生长，对一些病害起一定防治作用[17]。从图1可以看出，在紫色土中，3种前作处理植烟土壤的放线菌数量差异明显，同贾志红等[18]的研究结论相互验证。白菜茬植烟土壤的放线菌数量在烟株移栽后增加，采烤前降低，采烤期间又有所增加，波动较大，总体略增0.50×106cfu/g；蚕豆、大麦茬植烟土壤的放线菌数量在烟株移栽后均增加，但大麦茬土壤在采烤后有所减少，采烤结束蚕豆、大麦茬处理土壤中的放线菌数量比移栽前分别增加2.00×106、1.20×106cfu/g。从移栽后40 d 到采烤前是烟株生长最旺盛的时期，土壤微生物也最为活跃，此阶段蚕豆茬和大麦茬植烟土壤放线菌数量有所增加，而白菜茬植烟土壤在此间下降明显，降幅为47.37%。

图1 不同前作植烟土壤放线菌的变化

2.3.2 固氮菌 从图2可以看出，在紫色土上，白菜、蚕豆和大麦茬植烟土壤的固氮菌数量总体上均呈逐渐减少的趋势，其中，大麦茬处理土壤中的固氮菌数量减少最多，比移栽前减少27.00×106cfu/g。移栽后40 d白菜茬处理植烟土壤的固氮菌数量较移栽前略增2.70×106cfu/g。

2.3.3 解钾菌 从图3可以看出，在紫色土上，白菜、蚕豆和大麦茬植烟土壤的解钾菌数量在烟株移栽后逐渐下降，至移栽后40 d开始又逐渐增加，采烤后又开始下降，从移栽前到采烤结束总体呈减少趋势。3种前作处理中，烤烟整个生育期内植烟土壤的解钾菌数量以大麦茬处理最高，采烤前达到49.0×106cfu/g；蚕豆茬处理最少，采烤结束时仅为7.8×106cfu/g。

图2 不同前作植烟土壤固氮菌的变化

图3 不同前作植烟土壤解钾菌的变化

2.3.4 解磷细菌 从图4可以看出，在紫色土上，白菜茬和大麦茬处理植烟土壤的解磷细菌数量在烟株移栽后逐渐下降，到采烤结束达到最低，总体呈减少趋势；蚕豆茬处理植烟土壤的解磷细菌数量在烟株移栽后40 d略增至14.5×106cfu/g，到采烤结束时又下降至9.8×106cfu/g。总体而言，在烤烟整个生育期，蚕豆茬植烟土壤解磷细菌的数量降幅最低，仅9.26%，大麦茬植烟土壤降幅最大，为88.20%。

2.3.5 解磷真菌 从图5可以看出，在紫色土上，蚕豆茬植烟土壤的解磷真菌数量在烟株移栽后一直呈增加趋势，至采烤结束时，增幅为184.26%；大麦茬植烟土壤的解磷真菌数量在烟株移栽前到栽后40 d逐渐上升，之后一直呈下降趋势；白菜茬植烟土壤的解磷真菌数量则表现为先升后降再升。解磷真菌数量最高的为蚕豆茬植烟土壤，最高值达到0.307×106cfu/g。

图4 不同前作植烟土壤解磷细菌的变化

图5 不同前作植烟土壤解磷真菌的变化

2.4不同前作对烤烟土壤养分含量的影响

从表4可以看出，烤烟采烤结束后蚕豆和白菜茬植烟土壤pH值分别提高0.23和0.22，而大麦茬土壤pH值降低0.12；烤烟移栽前白菜茬土壤有机质含量最高，达到39.1 g/kg，蚕豆茬最低，烤烟采烤结束后蚕豆茬植烟土壤有机质含量比移栽前增加了9.3 g/kg，而大麦茬、白菜茬植烟土壤的有机质含量比移栽前分别降低了1.3、8.3 g/kg；全氮、全磷含量相对变化较小；大麦茬土壤全钾含量比移栽前增加5.0 g/kg，蚕豆茬、白菜茬土壤全钾含量比移栽前分别降低了0.3、2.4 g/kg。烤烟采烤结束后，3种前作处理植烟土壤的水解氮含量较移栽前增加，有效磷含量则较移栽前降低，而大麦茬植烟土壤的速效钾含量较移栽前降低20 mg/kg，蚕豆茬、白菜茬植烟土壤的速效钾含量较移栽前分别增加31、60 mg/kg。

表4 不同前作处理对植烟土壤pH值及养分含量的影响

3 结论与讨论

探讨不同前作对植烟土壤微生物种群变化和烟株生长的影响，对于合理安排前作，提高烟叶质量有一定的意义。已有研究表明，大麦、蚕豆、白菜等不同前作对后茬烤烟的作用各不相同，而且其作用还受生态区域、海拔的影响[10]。前人研究发现，大麦为烤烟轮作中较好的前作，能明显改善烟株根际土壤微生物状况，大麦茬植烟土壤根际微生物量明显高于油菜、小麦和绿肥[19]，需要注意的是，大麦作为前茬时可以相对减少磷、钾肥的施用量[20]。蚕豆作为烤烟前茬研究较少，套种研究较多。具有固氮作用的豆科植物对后茬作物的生长具有一定的促进作用，前茬作物类型对烤后烟叶质量评吸结果具有不同的影响，如蚕豆茬烤烟上部烟叶烟碱含量偏高，而且总糖、还原糖、总氮及烟碱含量变异较大，从海拔来看，曲靖烟区海拔1 800～2 300 m以蚕豆为前作较佳[10]。作为叶菜类，种植白菜时若施氮量较大，则要严格控制烤烟的施氮量，对于叶菜类前茬，烤烟栽前土壤速效氮较休闲对照显著增加，叶菜类前茬处理烤烟长势强，后期落黄较慢，烟叶产量显著高于对照，但品质差，均价偏低[21-23]。

从本研究结果来看，在楚雄紫色土烟区，不同前作对烤烟农艺性状、经济性状、土壤微生物数量和土壤养分变化与前人研究基本一致。不同前作对烤烟主要农艺性状和烟叶产质量的影响较为明显。前作为白菜的处理烟株株高和叶面积系数最大，分别为145.0 cm和3.617 2，显著高于前作为大麦和蚕豆的处理；前作为白菜的处理烟叶产量、产值、上等烟比例、中等烟比例、均价最高，分别为3 052.50 kg/hm2、81 160.95元/hm2、76.8%、13.3%、26.92元/kg，与其主要农艺性状表现一致。不同前作处理烟叶的内在化学成分符合优质烟叶内在化学成分标准，说明前作为白菜、大麦、蚕豆的处理对烟叶内在化学品质的影响不大。

不同前作对植烟土壤中可培养的放线菌、固氮菌、解钾菌、解磷细菌、解磷真菌数量的变化影响各不相同。在烤烟生育期内，大麦、蚕豆茬植烟土壤中的放线菌数量总体呈增加趋势，而白菜茬处理则表现为先升后降再稍恢复，但总体减少；3个前作处理植烟土壤的固氮菌和解磷细菌数量总体上表现为下降趋势，解钾菌数量则均表现为降低-升高-降低的趋势；蚕豆茬植烟土壤的解磷真菌数量逐渐上升，白菜茬处理则表现为先升高后降低再升高，大麦茬处理则是先升高后降低的趋势。不同前作对烤烟生育期内土壤微生物数量变化的影响主要差异为：大麦茬植烟土壤中放线菌和解钾菌数量在烤烟移栽 40 d后至采烤前有所增加，同时期蚕豆茬植烟土壤中放线菌、解钾菌、解磷细菌和解磷真菌数量均增加，白菜茬植烟土壤中放线菌、固氮菌、解磷细菌和解磷真菌有所下降，且降幅明显。

不同前作对烤烟移栽后土壤养分含量的影响也各不相同。大麦茬植烟土壤在烤烟种植后较种植前pH值下降0.12，速效钾含量减少20 mg/kg，而白菜茬、蚕豆茬处理则表现为增加；全钾含量增加5.0 g/kg，而白菜茬、蚕豆茬处理则减少。蚕豆茬植烟土壤有机质含量增加9.3 g/kg，而白菜茬、大麦茬处理则减少。3个处理的土壤水解氮含量均增加，且以蚕豆茬处理增加最多，为45.2 mg/kg；有效磷含量均减少，其中白菜茬处理降低最大，为25.9 mg/kg；全氮、全磷含量变化不明显。蚕豆茬植烟土壤表现最好，除有效磷含量稍减外，其他有效养分含量均有所增加，大麦茬表现最差，只有水解氮含量稍增，其他有效养分含量均减少。综合以上各结果，特别是从烤烟土壤微生物数量和土壤养分含量变化来看，楚雄紫色土烟区以蚕豆作为前作最佳。

[1] 陈继峰,蔡凯旋,孙会,等.河南烤烟连作状况调查与分析[J].河南农业科学,2015,44(11):34-37.

[2] 张艳.烤烟连作、烤烟—玉米轮作对烟叶品质和土壤养分的影响[J].河南农业科学,2014,43(8):45-48.

[3] 彭友,陈代荣,阳显斌,等.不同连作年限植烟土壤养分含量分析[J].天津农业科学,2017,23(5):31-34.

[4] 毛倪寿,杨宇虹,晋艳,等.前作的根际物质及根际微生物对烤烟生长的影响研究[J].烟草科技,2002(5):38-39.

[5] 董宁禹,焦永吉,杨建新,等.不同前作对烤烟土壤健康状况的影响[J].河南农业科学,2013,42(10):46-50.

[6] 杨绍聪,张艳军,段永华,等.前作、土壤有效氮及烤烟施氮对烟叶产量和产值的影响[J].中国农学通报,2012,28(16):250-254.

[7] 陆星星,龚兰芳,李明福,等.不同栽培条件与烤烟产质量关系分析[J].山地农业生物学报,2012,31(3):231-234.

[8] 肖枢,龙荣,王锡云等.瑞丽地区烟草寄生性线虫与栽培关系研究[J].植物检疫,1997,11(1):8-10.

[9] 周兴华.烟稻轮作与烟草土传病害发生关系的初步探讨[J].中国烟草,1993(2):39-40.

[10] 刘志广,孙曙光,许自成,等.曲靖烟区不同前作对烤烟品质的影响[J].江西农业学报,2011,23(12):85-89.

[11] 彭云.不同前作对烟田土壤养分供应、烟株营养及烟叶产质量的影响[D].昆明:云南农业大学,2009.

[12] 崔学林.不同前作对植烟土壤及烟叶产质量的影响[D].长沙:湖南农业大学,2009.

[13] 刘浩,周冀衡,张毅,等.不同土壤类型前茬作物对烤烟化学成分和品质的影响[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2015,41(5):491-495.

[14] 陶冶.楚雄州土壤简说[J].楚雄师专学报,1992,7(3):41-48.

[15] 中国科学院南京土壤研究所微生物室.土壤微生物研究法[M].北京:科学出版社,1985.

[16] 王瑞新.烟草化学[M].北京:中国农业出版社,2003:165-174.

[17] 张信娣,曹慧,徐冬青,等.光合细菌和有机肥对土壤主要微生物类群和土壤酶活性的影响[J].土壤,2008,40(3):443-447.

[18] 贾志红,孙敏,杨珍平,等.施肥对作物根际微生物的影响[J].作物学报,2004,30(5):491-495.

[19] 李忠环,韩智强,高福宏,等.不同前茬对烤烟根际土壤微生物的影响[J].中国农学报,2011,27(22):114-118.

[20] 刘枫,赵正雄,李忠环,等.不同前茬作物条件下烤烟氮磷钾养分平衡[J].应用生态学报,2011,22(10):2622-2626.

[21] 王勇,刘红恩,杨超,等.重庆市烤烟质量空间变异特征及其与作物茬口关系研究[J].江西农业学报,2011,23(9):5-8.

[22] 刘加红,解燕,张拯研,等.富源烟区不同前作烤烟主要化学成分差异及其协调性研究[J].湖南农学,2010(16):26-28.

[23] 李江舟,焦永鸽,代快,等.玉溪地区前茬作物对烤烟产质量的影响及施肥改进措施[J].安徽农业科学,2014,42(20):6597-6600,6652.

Effect of Preceding Crops on the Microbial Biomass and Nutrients in Purple Soil,and Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

DUAN Yuqi1,HU Xiaodong2*,YAN Fei2,LONG Wei2,ZOU Congming1, JI Xinwei3,WANG Tao4,SONG Pengfei5

(1.Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences,Kunming 650031,China; 2.Chuxiong Company of Yunnan Provincial Tobacco Corporation,Chuxiong 675000,China; 3.Honghe Company of Yunnan Provincial Tobacco Corporation,Honghe 652300,China; 4.Qujing Company of Yunnan Provincial Tobacco Corporation, Qujing 655000,China; 5.China Tobacco Yunnan Industrial Co.,Ltd.,Kunming 650024,China)

In order to appropriately arrange the preceding crops for flue-cured tobacco production,and improve the yield and quality of tobacco in purple soil,Chuxiong,Yunnan,the effect of preceding crops,including Chinese cabbage,barley and broad beans on agronomic characteristics,economic traits,changes of soil microbial biomass and nutrients were evaluated.The results showed that:The effect of different preceding crops on the agronomic characteristics and yield and quality of flue-cured tobacco were obvious.The plant height,the leaf area coefficient,the yield per mu,the value per mu and the proportion of upper-grade tobacco leaves were highest in the preceding crop Chinese cabbage treatment.However,the effect of preceding crops on leaf chemical properties were not significant.The effect of preceding crops on the change of the number of actinomycetes,nitrogen-fixing bacteria,potassium bacteria,phosphate-solubilizing bacteria and phosphate-solubilizing fungi were various.In vigorous growth period(40 d after transplanting to first priming),the number of actinomycetes,potassium bacteria,phosphate-solubilizing bacteria and phosphate-solubilizing fungi was increased in broad beans treatment;the number of actinomycetes,nitrogen-fixing bacteria,phosphate-solubilizing bacteria and phosphate-solubilizing fungi was decreased in Chinese cabbage treatment;the worst performance was in barley treatment.The effect of different preceding crops on soil nutrient change was various,soil organic matter and available nutrients were best in broad beans treatment.To sum up,the index of soil microbial and soil nutrients was best in preceding broad beans treatment.This conclusion provides a good guide for the tobacco crop rotation system in purple soil.

flue-cured tobacco; preceding crops; purple soil; microbe; yield and quality; soil nutrients

S572；S154.3

A

1004-3268(2017)10-0054-06

2017-04-06

国家自然科学基金项目(41601330)；国家烟草专卖局项目(110201302016)；云南省烟草公司项目(2013YN11，2015YN05，2016YN28，2016YN31)

段玉琪(1964-)，女，云南大理人，副研究员，硕士，主要从事植烟土壤研究工作。E-mail:duanyuqi@sina.com

*通讯作者：胡小东(1984-)，男，四川南部人，农艺师，硕士，主要从事烟叶生产技术研发和推广工作。E-mail:hxd20030100101@163.com