不同耕地时间及深度对植烟土壤质量及烤烟产质量的影响

文锦涛， 程传策， 张晓强， 廖 勇， 李余江， 任春燕， 肖丽娜

(1.贵州省烟草公司贵阳市公司， 贵州 贵阳 550001； 2.河南农业大学 烟草学院， 河南 郑州 450002)

烤烟是贵州的主要经济作物之一，但贵州大部分为典型的喀斯特地区，土壤耕层相对较浅，且烤烟常年连作，单一的耕作模式致使烟田土壤环境变差，土壤结构遭到破坏，土壤生物活性降低，营养元素利用率下降，导致烤烟的产量和品质下降，对烟农种烟积极性及烟叶生产持续稳定发展影响较大[1-7]。因此，提高烟田土壤质量，改善烟田土壤环境，保障烤烟产质量稳步提升，同时不增加种烟成本，不破坏植烟土壤环境的耕作模式显得十分迫切。耕作时间和深度对土壤理化性状及烤烟生长状况有着较大的影响。因此，于2017年3-9月在贵阳市修文县进行了植烟土壤不同时间及深度对土壤物理、化学和生物性状的影响，以期为改良贵阳市植烟土壤结构，提高烟叶品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

烤烟品种为当地主栽品种云烟87。

1.2 试验地概况

试验在贵阳市修文县进行。试验地土壤类型为黄壤，土壤有机质含量29.12 mg/g、碱解氮含量48.53 mg/kg、速效钾含量112.38 mg/kg、速效磷含量18.62 mg/kg。

1.3 试验设计

试验采用两因素完全随机试验设计。因素为深耕时间和深耕深度，深耕时间分别为2月10日(开春)和3月15日(常规耕地时间)，深耕深度分别为15 cm、25 cm和35 cm，共6个处理。处理1，3月15日耕地15 cm；处理2，3月15日耕地25 cm；处理3，3月15日耕地35 cm；处理4，2月10日耕地15 cm；处理5，2月10日耕地25 cm；处理6，2月10日耕地35 cm。各处理小区随机区组排列，3次重复，每个小区面积为66.7 m2，试验田各处理所有农事操作在同一天内完成，田间管理措施均按当地烟叶生产技术方案操作。烤烟于4月20日移栽，株行距50 cm×120 cm，

1.4 测定的项目与方法

1.4.1 土壤指标 在烤烟移栽后30 d、60 d、90 d、120 d在试验各小区按5点取样法采集耕层土壤，以烟株为圆心，采集半径5 cm，深度10～20 cm处土样，每个小区取1份，部分鲜土保存于4℃冰箱用于测量土壤中的可溶性碳氮，剩余土样风干后过筛用于测土壤养分。土壤中可溶性碳氮采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法测定，熏蒸和未熏蒸的样品分别用0.5 mol/L的K2SO4浸提30 min，用TOC仪测定浸提液浓度[8]。土壤有机质采用重铬酸钾氧化法[9]测定，碱解氮采用碱解扩散法[9]测定，速效磷采用钒钼蓝比色法[9]测定，速效钾采用火焰光度计法[9]测定，土壤脲酶采用比色法[10]测定，蔗糖酶采用3,5-二硝基水杨酸比色法[10]测定。

1.4.2 烤烟指标 在烟苗移栽后30 d、45 d、60 d、75 d、90 d，每个小区选取长势一致的烟株10棵，测定烟叶的长和宽，并计算叶面积(叶面积=叶长×叶宽×0.634 5)[11]，烟叶成熟后(移栽后90 d)选择生长均匀一致的烟株按部位全部采收，烟叶烘烤后，各小区取1 kg中部C3F等级烟叶进行化学成分和香气组成分析。常规化学成分总氮、还原糖、烟碱、钾、氯采用AAⅢ型连续流动化学分析仪测定。中性致香物测定，每个处理烟叶45℃烘干，磨碎过60目筛，采用内标法测定，内标为硝基苯，通过HP 5890-5972气质联用仪进行定性和定量分析。

1.4.3 烤后烟叶经济性状分析 对烤后烟样进行分级，各个级别单独称样、记产。依据当地烟叶收购价格计算产值。

1.5 数据处理

使用DPS 7.05软件，采用Duncan新复极差法比较不同处理各种指标之间的差异；使用OriginPro 8.5进行相关数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤的养分含量

2.1.1 速效养分 从表1看出，不同深耕时间土壤中碱解氮含量对90 d和120 d的影响达0.01水平的差异显著，而深耕深度、深耕时间×深耕深度的交互效应4个时期的碱解氮含量影响均达0.001水平的差异显著。在开春时深耕，土壤碱解氮含量随着耕地深度的增加而降低;常规耕地时间，耕地深度为35 cm的处理土壤碱解氮含量最低。不同深耕时间、深耕深度及二者交互效应对4个时期土壤速效磷含量的影响均显著。常规时间深耕土壤速效磷含量随着耕地深度的增加30 d和60 d时先降低后增加，90 d和120 d时则先增加后降低，而开春时深耕土壤速效磷含量则随着耕地深度的增加而增加。不同深耕时间、深耕深度及二者交互效应对4个时期的速效钾含量影响均显著。但不同耕地时间及耕地深度土壤中的碱解氮含量变化无明显规律性。

2.1.2 有机质 从表2看出，烟叶移栽后在90 d和120 d时，深耕时间对土壤中有机质含量影响不显著，30 d和60 d时对有机质含量影响显著；不同深耕深度、深耕深度与深耕时间的交互效应对各时期有机质含量的影响均显著。不同耕地时间及深度不同时期的土壤有机质含量变化无明显规律。

表1 不同耕地时间及深度土壤中的碱解氮、速效磷和速效钾含量Table 1 Content of alkali-hydrolysable nitrogen, available phosphorus, available potassium of different deep cultivating time and depth mg/kg

2.1.3 土壤酶活性 从表3看出，除深度对60 d时土壤脲酶含量影响不显著外，不同深耕时间、深耕深度及二者交互效应对4个时期的蔗糖酶和脲酶含量的影响均显著，但含量变化均无明显规律。

2.1.4 土壤可溶性碳、氮含量 从表4看出，除90 d时的不同深耕时间、深耕时间与深耕深度交互效应对可溶性碳含量影响不显著外、其余4个时期的可溶性碳含量影响均显著，但可溶性碳含量变化并无明显规律。除不同深耕时间对120 d可溶性氮含量、不同深度对30 d可溶性氮含量、深耕时间与深耕深度交互效应对60 d和90 d可溶性氮含量影响不显著外，其余处理各个时期的可溶性氮含量影响均显著，但是在不同耕地时间及深度在不同的时间内差异并无明显规律。

2.2 烟株叶面积

从表5看出，90 d时，烤烟叶面积随着耕地深度的变大而增加，烤烟叶面积最大的是处理6，其次是处理5，说明开春后适当深耕可以提高烟叶的叶面积。不同深耕时间及深度对90 d的烤烟叶面积有显著影响。

表2 不同耕地时间及深度土壤中的有机质含量Table 2 Content of organic matter of different deep cultivating time and depth in the soil mg/kg

表3 不同耕地时间及深度土壤中的脲酶和蔗糖酶含量Table 3 Content of soil urease and invertase of different deep cultivating time and depth in the soil mg/kg

表4 不同耕地时间及深度土壤中可溶性碳氮含量Table 4 Content of soluble carbon and soluble nitrogen of different deep cultivating time and depth in the soil mg/kg

表5 不同深耕时间及深度烤烟的叶面积Table 5 Leaf area of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth m2

2.3 烟叶化学成分含量

从表6看出，在常规耕地时间下，随着耕地深度的增加，总糖和还原糖的含量均增加，烟碱、钾离子和氯离子含量均降低；在开春后耕地，随着耕地深度的增加，总糖和氯含量先增加后降低，还原糖的含量降低，烟碱含量先降低后增加，钾含量增加。

2.4 烟叶的中性致香物质含量

烟叶香气是衡量烟叶品质的重要指标，在烟叶中致香物质的含量、种类都对烟叶的香气质、香气量有着重大的影响。从表7可知，2种深耕时间的烤烟中性致香物质总量均以耕地深度为35 cm的处理最高，分别比15 cm高51.79%和75.24%，而耕地15 cm和25 cm的中性致香物质总量差别不大。说明适当增加耕地深度可提高烤烟的中性致香物质含量。大田实际生产中可以35 cm的耕地深度为标准。

表6 不同耕地时间和深度烤烟的化学成分含量Table 6 Chemical composition contents of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth %

表7 不同耕地时间和深度烤烟的中性致香物质含量Table 7 Contents neutral aroma components of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth μg/g

2.5 烤烟经济性状

从表8看出，在相同耕地深度下，开春后耕地烟叶的产量、产值、上等烟和上中等烟比例均高于常规时间耕地，且以开春时深耕35 cm的处理最高。由此可见，耕地时间适当提前和提高耕地深度，能提高烤烟的产量及品质，提高烟农的比较经济效益。

2.6 烤烟的经济效益

从表9看出，对于同一耕地时间，随着深度的增加，产值逐渐增加，常规时间和开春耕地35 cm的产值分别比15 cm提高25.00%和33.49%，新增经济效益分别为469.06元/667m2和663.53元/667m2；对于同一耕作深度，开春耕地均高于常规时间耕地；开春耕地35 cm的产值比常规时间耕地15 cm高40.97%，且新增经济效益为771.12元/667m2。说明不同耕地时间及深度对烤烟的经济效益有显著影响。

表8 不同耕地时间和深度烤烟的经济性状Table 8 Economic characters of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth

表9 不同耕地时间和深度烤烟的经济效益Table 9 Economic benefit of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth

3 结论与讨论

研究结果表明，在开春时深耕，土壤碱解氮含量随着深度的增加而降低，土壤速效磷含量随着深度的增加而增加，土壤速效钾、有机质、土壤脲酶、土壤蔗糖酶、土壤可溶性碳氮等变化规律均不明显，但深耕时间及深度对土壤各指标均有显著影响；不同深耕时间及深度对烤烟90 d叶面积有显著影响。在常规耕地时间下，深度的增加能够提高其总糖和还原糖的含量，降低其烟碱含量，但是也降低了钾离子和氯离子含量；而在开春耕地，耕地深度烟叶各含量变化无明显规律。

耕地时间适当提前和提高耕地深度，能提高烤烟的产量及品质，增加中性致香物质含量，提高烟农的经济效益，以开春时耕地35 cm烟叶的产值较高，比常规时间耕地15 cm高40.97%，可新增经济效益771.12元/667m2。