不同轮作模式对烤烟产质量的影响

吴哲宽 ，孙光伟 ，陈振国 ，冯 吉 ，何 波 ，李建平 ，孙敬国

（1.湖北省烟草科学研究院，湖北武汉430030；2.湖北省烟草公司宜昌市公司，湖北宜昌443000）

湖北是我国主要的烤烟产地之一。近年来，随着植烟地区土地资源匮乏，烤烟连作现象非常普遍，长期连作会导致病虫害加剧[1]、偏耗土壤营养物质[2]和积累土壤化感自毒物质[3]，进而影响烤烟的产量和品质[4-5]。合理的轮作不但可以减少病虫害[6]，而且可以为烤烟的生长发育创造良好的土壤条件[7]，从而提升烤烟的产量和品质[8]。穰中文等[9]研究了不同种植模式烟田土壤细菌种群特征与青枯病发生的关系，发现连作年限越长，烟田土壤细菌多样性与均一度越低，土壤细菌生态网络趋于松散，青枯病害发生更为严重，而轮作（烟草—玉米、烟草—百合、烟草—萝卜）和绿肥（黑麦草、箭舌豌豆和油菜）还田等种植模式能有效改善烟田细菌群落结构并降低青枯病发病率。赵会纳等[10]通过研究，发现烟草—油菜—红苕—绿肥—烟草的种植模式烤烟生长最快，烟叶理化性质最优，且经济性状表现最好，由于不同作物的生长特性和施肥条件的不同，选择合适的轮作作物也是十分必要的。

本试验采用不同科作物，研究不同轮作模式下，烤烟的生长发育时期农艺性状、烟叶理化性状和经济指标，旨在通过制定合理的轮作模式，以克服烤烟轮作障碍并提升烤烟产质量，为烤烟种植的可持续发展提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为云烟87。

1.2 试验地概况

试验在湖北省烟草科学研究院科研和试验基地，即湖北省恩施土家族苗族自治州利川市柏杨坝镇进行，位于北纬 30°17′，东经 108°57′，海拔1 080 m，年均温度15.8℃，年均光照时长1 318 h，年均降雨量1 467 mm，其中，植烟季节（4—8月）降雨量占全年的66%。试验地土质为湖北省具有代表性的黄壤土，pH值6.4，有机质12.38 g/kg，全氮 0.59 g/kg，全磷 0.15 g/kg，全钾 7.86 g/kg，有效氮98.14mg/kg，有效磷 10.21mg/kg，有效钾 197.79mg/kg。

1.3 试验方法

试验从2015年开始，连续实施3 a（表1）。试验设5个处理，涵括了湖北省烟区常用的5种种植模式，分别为：烤烟连作（CK）；T1.烤烟—玉米—烤烟；T2.烤烟—大豆—四季豆—烤烟；T3.烤烟—甘薯—烤烟；T4.烤烟—马铃薯—萝卜—烤烟。试验田管理按照当地优质烟叶生产标准执行。

表1 3 a种植模式的试验设计

试验设3次重复，行距1.2 m，株距0.55 m。每个小区植烟40株，种植4行烟，每行10株。肥料用量按施纯氮量90 kg/hm2，施肥比例按照N∶P2O5∶K2O＝1∶1.5∶3计算磷（P2O5）及钾（K2O）用量分别为 135 ，270 kg/hm2。

1.4 测定项目及方法

2016年在烤烟生长团棵期（30d）、旺长期（50 d）和打顶期（70 d），挖取植株根系，清除表土用清水洗净后，采用TTC法测定根系活力。烤烟成熟采烤后，选取质量等级为C3F的烟叶样品均分为2份，1份进行化学指标测定，1份进行感官质量测定。烟叶中总糖、还原糖、钾、总氮和烟碱等指标测定采用近红外光谱仪法。根据《YC/T138—1998 烟草及烟草制品感官评价方法》测定烟叶感官质量。感官质量指标包括香气质、香气量、杂气、刺激性、余味、燃烧和灰色，其满分分值分别为 18，16，16，20，22，4和4，总分为100分。

2 结果与分析

2.1 不同轮作模式对烤烟农艺性状的影响

由表2可知，在不同轮作模式下，烤烟株高在不同生育期均为T1处理最高，而CK最低。

在打顶期，不同处理烤烟株高在106.33～113.67 cm，极差为7.34 cm，株高大小顺序为：T1＞T3＞T2＞T4＞CK，变异系数为2.32%。方差检验分析结果显示，T1处理对烤烟农艺性状影响最优，与其他处理间差异达极显著水平。

在打顶期，烤烟最大叶长、叶宽均为T1处理最高，而CK最低。叶长叶宽之比大小顺序表现为：CK＞T2＞T3＞T4＞T1，其中，叶长叶宽比最大值为2.89，最小值为2.51。最大叶长叶宽比值方差分析结果显示，各处理与对照相比，差异达极显著水平，采用玉米轮作与其他轮作模式相比，差异达极显著水平，而其他3种处理间差异不显著（P＜0.01）。

采用不同轮作模式，有助于改善烟叶的农艺性状。晋艳等[11]研究发现，连作烟株的株高可达到轮作烟株的76.48%，田间叶面积系数达到轮作的70.07%。王家顺等[12]研究发现，在现蕾期，与小麦、油菜、马铃薯轮作的烤烟长势明显好于对照。

表2 不同轮作模式对烤烟农艺性状的影响（2016年）

2.2 不同轮作模式对烤烟植株根系活力的影响

由表3可知，烤烟根系活力与烤烟生育期呈现二次关系，即随生育期的延长，根系活力表现为先上升后下降的趋势，根系活力在旺长期（移栽50 d）达到最大值。不同处理之间，移栽50 d和移栽30 d相比，根系活力增长幅度在17.65%～54.11%。在移栽50 d，不同处理根系活力大小顺序表现为：T1＞T4＞T3＞T2＞CK，采用轮作模式均能提升烤烟植株根系活力，且采用玉米轮作模式对根系活力影响最优。烤烟根系活力能够反应植株吸收养分能力大小，根系活力越强地上部积累干物质越多[13]。

移栽30 d，根系活力在121.75～201.46 μg/（g·h），极差为79.71 μg/（g·h），变异系数为15.39%；移栽50 d，根系活力在187.63～237.02 μg/（g·h），极差为49.39 μg/（g·h），变异系数为7.71%；在移栽后70 d，根系活力在139.46～173.54 μg/（g·h），极差为34.08 μg/（g·h），变异系数为6.81%。

表3 不同轮作模式对烤烟根系活力的影响（2016年） μg（/g·h）

2.3 不同轮作模式对烤烟经济指标的影响

由表4可知，不同处理烟叶产量大小顺序为：T1＞T3＞T4＞T2＞CK，产量在 1781.25～1926.75kg/hm2，极差为 145.5 kg/hm2，变异系数为 2.47%；不同处理烟叶产值大小顺序与产量基本一致，具体表现为：T1＞T3＞T2＞T4＞CK，烟叶产值在 45 065.70～54 912.45元 /hm2，极差为9 846.75元 /hm2，变异系数为5.93%。上等烟比例大小顺序为：T1＞T4＞T2＞T3＞CK，最大值为56.85%，最小值为51.56%，相差5.29百分点。

表4 不同轮作模式对烤烟经济指标的影响（2016年）

各轮作处理与对照相比，各处理产量、产值均有所增加，其中，产量增加幅度在1.95%～8.17%，产值在14.43%～21.85%。方差分析结果显示，各轮作处理与对照相比，烟叶产量和产值差异均达极显著（P＜0.01），T1处理与其他3个处理相比，烟叶产量、产值差异达极显著水平（P＜0.01）；而其他3个处理间，烟叶产量、产值差异不显著。

采用轮作有助于提高烟叶产量、产值。晋艳等[11]研究发现，烤烟连作的产量仅有轮作的59.12%，产值仅有轮作的29.93%。张继光等[14-15]研究认为，种植模式（轮作、麦套烟）有利于烟叶等级结构、均价及产值的提高，轮作烤烟经济性状均优于连作。

2.4 不同轮作模式对烤烟化学指标的影响

从表5可以看出，不同处理的还原糖含量大小顺序为：T1＞T3＞T2＞T4＞CK，还原糖含量在15.11%～21.52%，总糖含量大小顺序表现为：T1＞T2＞T3＞T4＞CK，含量在 18.07%～25.56%；烟叶钾含量在1.44%～1.76%，其大小顺序表现为：T1＞T3＞T2＞T4＞CK；烟叶烟碱含量在 2.04%～2.56%，其大小顺序为：T2＞T1＞T4＞T3＞CK；不同处理烟叶的糖碱比在7.92～10.40。一般认为，糖碱比接近10的烟质最好，可见采用T1处理效果最优。

方差分析结果显示，采用不同轮作模式与对照相比，还原糖、总糖、钾含量和烟碱差异均达极显著水平（P＜0.01）；T1处理与其他3个处理相比，还原糖、总糖和钾含量差异均达极显著水平（P＜0.01），而T2，T3处理与T4处理相比，还原糖、总糖和钾含量之间差异极显著（P＜0.01），T2处理和T3处理相比，还原糖、总糖和钾含量差异不显著。T3处理与其他3个处理相比，烟碱含量差异均达极显著水平，其他3个处理间相比，差异不显著。

烟叶的化学成分是决定烟叶品质的内在因素，烟叶的还原糖和总糖含量与烟叶的油分密切相关[16]。轮作与连作相比，有助于提高烟叶的烟碱含量、钾含量、总糖和还原糖含量[11]，有利于改善烟叶品质，使烟叶内在化学成分更加协调[12]，烟叶的主要化学成分和物理特性都优于连作烤烟[17]。

表5 不同轮作模式对烟叶化学指标（C3F）的影响（2016年）

2.5 不同轮作模式对烟叶感官质量的影响

从表6可以看出，采用不同轮作模式，均能不同程度的提升烟叶感官质量，不同处理烟叶的感官质量大小顺序为：T1＞T4＞T3＞T2＞CK，总体感官质量以玉米轮作模式表现最优。采用不同轮作模式均不同程度地提升了香气质和香气量，并降低了杂气和刺激性。烟叶感官质量的不同指标间，燃烧性和灰色均没有差异，其他指标从不同变异系数来看，香气量的变异系数最大，为2.35%，其次为杂气，变异系数为2.11%，余味变异系数最小，为1.12%。

方差分析结果显示，不同轮作处理与对照相比，烟叶感官质量差异达极显著水平（P＜0.01），T1与其他3个处理间相比，差异达极显著水平（P＜0.01）。

表6 不同轮作模式对C3F烟叶感官质量的影响（2016年）

3 结论与讨论

烤烟忌连作，长期的连作会给烤烟生产带来许多危害，如土壤营养成分的消耗、病虫害加剧、土壤化感自毒物质的积累、产量及品质的下降等。而烤烟与其他作物的轮作既可以创造良好的土壤微生物环境，又可以改善烟叶理化性状，提升烟叶产量和品质，是一项用地与养地相结合、烟粮增产增质的有效途径，对于烤烟生产的可持续发展具有重要的意义。

本试验研究了在不同轮作模式下，烤烟的生长发育时期农艺性状、烟叶理化性状和经济指标，结果表明，相较于烤烟连作模式，不同的轮作模式均可提升烤烟的产量和品质。其中，在烤烟—玉米—烤烟的栽培模式下，烤烟农艺性状、植株根系活力、经济指标和感官质量均为最优，建议在实际生产中推广应用。