秸秆覆盖方式对云烟87田间生长及产质量的影响探究

2019-12-03李先文唐兴贵罗占云李江柯渔洲胡锦高焕晔

南方农业·中旬 2019年8期

李先文唐兴贵罗占云李江柯渔洲胡锦高焕晔

摘要为解决地膜污染问题和地膜覆盖后未揭膜烟株根系早衰问题，改良土壤的理化性质，常采用秸秆覆盖方式来代替地膜覆盖。2018年在贵州省黔南州长顺县，采用单因素完全隨机区组设计，试验设置机编草苫覆盖、稻草草段覆盖、常规地膜覆盖、露地裸垄4个处理，探究不同秸秆覆盖方式对云烟87田间生长及产量、质量的影响。研究结果表明：1）在农艺性状上，团棵期烟株的株高、茎粗、叶片数、最大叶长宽以地膜覆盖处理最优，以裸地处理最差，移栽期至现蕾期处理间差异不显著，但现蕾打顶后，机编草苫覆盖处理的农艺性状相对较好。2）在杂草生长方面，试验地杂草种类有禾本科、伞形科、菊科、堇菜科、蓼科等，以禾本科杂草为优势种群，各覆盖处理均以禾本科杂草量最大。在不同覆盖物对杂草的抑制效果上看，机编草苫覆盖效果最好。

3）在烤后烟叶的经济性状上，机编草苫覆盖的烤烟的产量、单位面积产值、均价及上等烟率明显提升。

关键词秸秆覆盖;云烟87;农艺性状;杂草种类;经济性状

中图分类号：S572 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.23.010

植烟土壤保育是近年来烟草行业非常关注的领域，稻草覆盖栽培模式不仅能够增肥保湿、改善土壤结构和组分比重、增加土壤养分和有机质含量、提高土壤肥力，还能减少薄膜焚烧后对环境的污染[1]。而且，我国是农业种植大国，农作物秸秆数量大、种类多、分布广，利用秸秆还田是物质循环的表现[2-4]。

烟垄稻草覆盖有减轻烟草病虫害、保持土壤水分和肥效、提高地温、促使烟株根系生长、促进烟叶早生快发及后期退膘落黄、提高烤烟产质量等作用[5-9]。且稻草、地膜覆盖的烤烟长势和经济性状均优于裸地种植烟草，稻草覆盖有利于烤烟内在品质的提高，但地膜覆盖的烤烟内在品质得不到相应提高。

综上研究表明，秸秆覆盖能够影响土壤和大气之间的水、肥、气、热交换，提高土壤的保墒蓄水能力，增强农田微生物的活性和种类，增加土壤中有机质，有利于烤烟的生长发育。同时，秸秆还田还增加了土壤有机质和多种矿质元素，有利于改善土壤的理化性质，培肥土壤。本次试验通过研究不同秸秆覆盖方式对云烟87田间生长及产量、质量的影响，以解决地膜存在的污染问题和地膜覆盖后未揭膜烟株根系早衰问题，并改良土壤理化性质，缓解土壤养分耗竭和部分营养元素缺失状况，改善土壤结构，对贵州烟草的可持续发展有着重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

烤烟品种：云烟87。

覆盖材料：机编草苫、稻草草段、常规地膜。覆盖材料为当地主主栽籼稻稻草和常规地膜。机编草苫采用专用机器将稻草编织成草苫覆盖于烟垄上，稻草草段是将稻草材料切成20 cm的小段，然后将切断的覆盖材料均匀铺盖在小区上，每个小区50 m2，覆盖稻草用量为200 kg·667 m-2，每个小区30 kg，在移栽前3天均匀覆盖于垄体上。

1.2 试验地基本概况

本试验于2018年4—10月在黔南州长顺县种获社区进行，位于贵州中南部，雨热同期，年均温13.5～18.5 ℃，相对湿度81%，无霜期275 d，年降雨量1 300 mm左右。试验地地势平坦，排灌方便，连续覆盖地膜多年，土壤为黄壤土，肥力中等且肥力比较均匀，未发生过青枯病、黑胫病及根结线虫病，前茬作物为玉米。

1.3 试验设计

试验按照不同覆盖方式共设置4个处理：处理1（T1）为机编草苫覆盖处理;处理2（T2）为稻草草段覆盖处理;处理3（T3）为常规地膜覆盖处理;处理4（CK）为露地裸垄对照处理，各处理重复3次，完全随机排列，每个小区种植80株烤烟，共计960株。考虑到边际效应，试验设置了保护行。便于机编草苫覆盖起垄方式为双行凹形垄，每小区分为4行区，机编草苫宽度应与垄体宽度基本一致。除覆盖方式不同外，移栽方式均为井窖式移栽，移栽期、密度、施肥及病虫害防治、采收烘烤等栽培管理措施均按长顺县烟草分公司2018年生产技术方案执行。

1.4 观察记载项目与方法

1.4.1 农艺性状观测方法

于团棵期、现蕾期、打顶后定株观察记载各处理烟株的株高（cm）、茎高（cm）、茎粗（cm）、有效叶数（片）、最大叶长宽（cm），每个小区观察记载5株，具体观测方法如下。

团棵期株高测量方法：自地表茎基处至生长点的高度。

现蕾期株高测量方法：自地表基处至第一蒴果基部的高度。打顶植株在打顶后10天测量茎顶端至地表基处。

茎围：从地表基处开始在株高三分之一处测量茎的周长。

有效叶数：具有经济价值实际采收的叶数。

最大叶长和叶宽：选取植株中叶片最大的进行测量，取平均值。

叶面积指数：在每个生育时期，按小区挂牌标记有代表性的烟株5株作为取样定株，每次测量烟株的各片烟叶的长宽，计算单株叶面积和群体叶面积指数。

1.4.2 田间烟垄上杂草的调查方法

对随机区组排列的小区在现蕾期五点随机取样，连根拔起所有单位面积上的杂草，洗净晾干后，对其作植物学分类并计算鲜重。

1.4.3 经济性状的测定方法

挂牌标记各个处理的上部叶（从上往下3～5叶位）和中部叶（从下往上9～11叶位）进行采收烘烤。烘烤后挑选上部叶中符合B2F等级质量特征的烟叶和符合C3F等级质量特征的烟叶作为取样样品。对随机区组排列的重复1～3次分小区采烤，烤后烟叶由基地单元主检定级，记录各等级的重量，计算每667 m2产量（kg·667 m-2）、均价（元/kg）、每667 m2产值（元/667 m2）、上等烟率（%）等经济性状。

1.5 样品采集

在田间烟叶成熟时，分小区选取有代表性烟株30株，及时挂牌进行样品采集。样品采用普通白纸或牛皮纸包裹，外层用黑色塑料薄膜包裹严实，防潮、防雨、保湿，不得使用报纸或有色纸等有异味的纸包装。每份样品中需夹带样品信息卡两张，一张放在包装袋内，另一张挂（或贴）在外包装上，信息卡上标注试验地点-试验名称-处理编号-烟叶等级。烤烟采收烘烤完毕后，分别统计各处理各小区产量，并分析产量、产值等，比较不同秸秆覆盖方式对烤后烟叶经济性状指标及烟叶产质量的影响。

1.6 统计分析

试验数据的统计分析采用Excel 2010和DPS数据分析软件。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖处理对云烟87田间生长发育的影响

2.1.1 不同覆盖处理云烟87团棵期农艺性状分析

不同覆盖处理团棵期农艺性状如表1所示，在团棵期时，株高以T3处理为最高，T4处理为最低，各处理之间差异不显著。茎粗以T3处理最高，为2.0 cm;T4处理最低，为1.3 cm，各个处理之间差异不显著。有效叶片数以T4处理最少，为8.1片;T3处理最多，为10.3片，各个处理间差异均不显著。各处理的最大叶长差异均不显著，T3处理为最长，T2处理为最短。最大叶宽各处理之间差异不显著，以T3处理最长，T4处理为最短。在最大叶面积上，以T3处理最大，T2处理最小，T1处理与其他三个处理存在显著差异，其余处理之间无显著差异。

由以上分析结果可知，在团棵期，机编草苫处理、稻草覆盖处理、地膜覆盖处理与裸地处理相比，在株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽、有效叶数、叶面积数值上并无明显差异，且各处理均略低于地膜覆盖处理。在生长初期，各处理对土壤的理化性质及水肥调节还未呈现明显变化，故各处理间对烟株团棵期的生长发育影响较小。

2.1.2 不同覆盖处理云煙87现蕾期农艺性状分析

不同覆盖处理现蕾期农艺性状如表2所示，各处理株高以T3处理最高，为88.81 cm;T2处理最低，为72.73 cm，各个处理间差异不显著。在茎粗上，以T3处理最高，为2.6 cm;T4（CK）处理和T2处理相同，均为2.2 cm，且最低;T1、T3处理显著高于T2、T4处理。有效叶片数以T3处理最多，为16.1片;以T2处理最少，为13.4片，其中，T2处理显著低于T1、T3、T4处理，T3处理极显著高于T2处理，其余处理之间无显著差异。最大叶长以T3处理最长，为72.9 cm;以T2处理最短，为61.7 cm，T2处理显著低于T1、T3处理，T3处理极显著高于T2处理，T1处理与T4处理无明显差异。在最大叶宽上，以T1处理最宽，为25.6cm;以T2处理最窄，为22.1 cm，各处理之间无明显差异。在最大叶面积上，以T3处理最大，为1 838.2 cm2;以T2处理最小，为1 368.8 cm2，T2处理显著低于T1、T3、T4处理。

由以上分析结果可知，主要以T3处理（地膜覆盖）在株高、茎粗、有效叶片数、最大叶长最大叶宽上表现较好，其次为机编草苫覆盖，所有处理均显著高于裸地处理（T4），说明覆盖处理相比裸地处理（T4），对烤烟的田间生长有一定促进作用，主要表现在各时期株高、茎粗、最大叶长宽上均优于裸地处理。

2.1.3 不同覆盖处理云烟87打顶后农艺性状分析

不同覆盖处理烟叶打顶后农艺性状如表3所示。从表中可以看出，烟株打顶后的各处理的株高以T3处理最高，为90.9 cm;T2处理最低，为75.3 cm，各处理间无显著差异。在茎粗上，以T1处理和T3茎秆较粗，为2.9 cm左右;以T2处理茎秆最细，为2.5 cm，T1、T3处理显著高于T2、T4处理。从下往上数第10片烟叶叶长来看，以T3处理最长，为74.5 cm，以T2处理最短，仅62.0 cm，T2处理显著低于T3、T4处理;而在叶宽上，以T1处理最宽，为26.1 cm，以T2处理最短，为20.7 cm，T1处理显著宽于T2处理，T3、T4处理无明显差异。在第11片烟叶上，叶长与叶宽都以T3处理最长，以T2处理最短，T1、T3、T4处理都显著高于T2处理。在第12片烟叶上，叶长以T3处理最长，为75.3 cm，其次是T1处理，最短的T2处理为63.8 cm，T2处理显著低于T1、T3、T4处理;在叶宽上，以T1处理最宽，为23.5 cm，T2处理最窄，为

18.7 cm，T1、T3、T4处理显著高于T2处理。

2018年，由于黔南州气候原因，大田前期降水量不足、日均温高，烟株水肥吸收不足，生长发育缓慢，各处理间烟株生长发育无明显变化。到后期，水肥充足，各处理间的烟株长势变化日趋明显，T3处理（地膜覆盖）的田间生长表现在株高、茎粗、有效叶片数、最大叶长、最大叶宽上表现最好，T1处理（机编草苫覆盖）次之，最差的为T2处理（草段覆盖），说明机编草苫覆盖有着与地膜相同的增温调湿功能。烤烟覆盖栽培技术在增温调湿、抗旱防涝、改善烟株生长环境、提高肥料利用率、改善中下部烟叶光照条件有一定作用[10-12]，但秸秆草段的效果并不明显，这可能与其覆盖密度、密闭性、流动性有关。

2.2 秸秆覆盖对烟垄杂草生长情况的影响

从表4可见，在现蕾期，烟地烟垄上的杂草种类主要有禾本科、伞形科、菊科、堇菜科、蓼科等，以禾本科杂草生长数量居多，其他类型杂草总体上呈现点状分布，各处理均以禾本科杂草量最大。从不同覆盖物对杂草生长量的影响来看，T1处理（机编草苫覆盖）的单位面积杂草数量最小，为627.37 g·m-2;T4（CK）处理杂草总数量最多，为1 478.1 g·m-2;其次为T2处理（稻草草段覆盖），为1 025.19 g·m-2;T3处理（地膜覆盖）杂草总数量相对较少，为658.49 g·m-2。T4处理杂草数量明显高于T1、T3处理，说明烟垄覆盖物在减少田间杂草数量上有一定作用;而T2处理高于T1处理，则可能是稻草草段的密闭性差、保水性能弱等原因[13];T3处理大于T1处理，可能是因为机编草苫覆盖透光性较差，能够有效阻碍杂草的光合作用，而地膜覆盖能产生辐射热，使膜内土壤温度升高，利于膜内杂草生长，且禾本科杂草抑制了烟垄其他杂草的生长[14-15]。在不同覆盖物对杂草的抑制效果上看，机编草苫覆盖效果最好。

2.3 秸秆覆盖对烤后烟叶经济性状的影响

不同覆盖处理烤后烟叶经济性状如表5所示。在每667 m2产量上，以T1处理最高，为105.51 kg;以T2处理最低，为59.88 kg，除T1处理显著高于T2处理外，其他处理之间无显著差异。在均价上，以T1处理和T3处理较高，约为20元/kg;而T2处理与T4处理差异不大，都约为15.5元/kg。在每667 m2产值方面，以T1处理最高，为2 107.10元，其次为T3处理，而T2和T4处理的每667 m2产值仅为T1、T3处理的一半左右。就上等烟率，T3>T1>T4（CK）>T2。在上中等烟率上，以T2处理（秸秆草段覆盖）和T1处理（机编草苫覆盖）较高，分别是68.66%和63.03%，T4处理最低，为42.72%，T2处理显著高于T4处理。在单叶重上，以T3处理最重，为8.73 g;以T2处理最轻，为6.33 g，T1、T3处理显著重于T2处理。机编草苫覆盖处理在产量、产值、均价上均显著高于裸地处理，与地膜覆盖处理差异不明显。在上中等烟率方面，以机编草苫覆盖与草段覆盖的表现最好，均优于裸地处理。综合来看，总体上草苫覆盖的经济性状较好。

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 秸秆覆盖对烤烟田间生长发育的影响

相关研究表明，秸秆覆盖能够有效避免雨水的直接冲刷，减少土壤养分流失，并且在培土上厢后，秸秆逐渐腐烂，增加了土壤有机质和通透性，给烟株创造了良好的土壤环境，为烟叶产量奠定了良好的物质基础[15-16]，从而增强了烟草根系从土壤中吸收水分和养分的能力，保证烟株生长发育对养分和水分的需求，使烟株能快速生长发育。本次试验结果显示，在团棵期，地膜覆盖处理的农艺性状表现较好，秸秆覆盖处理与裸地处理相比，大田前期在株高、茎粗、叶片数、最大叶长宽等方面差异不明显，而进入现蕾期后，稻草覆盖处理的烟叶长势均优于裸地处理，在株高、茎粗、叶片数、最大叶长宽等方面均显著高于裸地处理，但各处理中，地膜覆盖农艺性状较好，其次为机编草苫覆盖。因此，在烤烟生产上进行秸秆覆盖能够有效促进烟株田间生长发育，改善烟株生长环境和水分与养分状况，促进烟株对养分的吸收、利用和转化，是烤烟形成优质烟叶的基础。

3.1.2 秸秆覆盖对烟垄杂草生长情况的影响

烟垄杂草种类取决于周年种植过程中长期存在的杂草类型，是各类杂草在烟区生态条件下长期适应的结果，但杂草生长情况则与人们对农作物的田间栽培管理措施有关。本研究结果显示，在该试验地生态、气候与土壤条件下，禾本科、伞形科、菊科、堇菜科、蓼科等杂草均能适应烟田生态条件，且以禾本科杂草为优势种群。不同秸秆覆盖方式由于覆盖体的致密性影响了烟垄表明的透光性、透水性及透气性，从而影响杂草生长量，对杂草防除产生不同的效果。总体上看，机编草苫由于其致密性好，透光性差，对烟垄杂草的抑制效果非常明显，相对其他处理来说，其单位面积上的杂草重量最轻。但是，与草段覆盖相比，机编草苫在前期的编织及覆盖方面需要提前购置编织设备并掌握编织工艺。

3.1.3 秸秆覆盖对烤后烟叶经济性状的影响

烤烟经济性状是烟株正常生长发育、正常落黄成熟、正常烘烤与分级后得到的综合表现。现有的研究表明，地膜覆盖能使烟株快速生长发育，成熟落黄正常，产量、均价、每667 m2产值、上等烟比例等得到提高[17-18]。

从本试验研究的结果来看，机编草苫在每667 m2产量及每667 m2产值上均高于地膜覆盖及露地处理（CK），说明在黔南烟区生态条件下，秸秆覆盖对烟株田间生长发育、落黄成熟等都良好的促进作用，其中尤以稻草草苫覆盖效果最为明显。

地膜覆盖可以提高土壤增温保温能力，保墒效果也较为明显，但由于回收机制的不完善，烟农回收积极性不高，导致土壤“白色污染”逐年加重，尤其是长期进行地膜覆盖的烟田土壤，残膜对土壤生态的影响令人担忧。本试验研究表明，机编草苫覆盖获得的烤烟经济性状总体上优于传统地膜覆盖，寻求了较好的地膜覆盖替代方式。

3.2 结论

综合以上研究结果。在农艺性状上以地膜覆盖表现较好，其次机编草苫覆盖和稻草草段覆盖，最后是裸地处理。由于烟垄秸秆覆盖能够为烤烟生长发育提供更为适宜的水分和温度环境，增强微生物活性利于烟株对土壤养分的快速吸收，促进烤烟的生长发育。在经济性状上以机编草苫覆盖的烤烟的产量、每667 m2产值、均价及上等烟率明显提升。

参考文献：

[1] 张毅.秸秆覆盖对烟田土壤的改良作用及对烟叶品质的影响[D].郑州：河南农业大学，2008.

[2] 张婷，张一新，向洪勇.农作物秸秆综合利用措施研究进展[J].安徽农业科学，2017，45（2）：80-85，124.

[3] 李海亮，汪春，孙海天，等.农作物秸秆的综合利用与可持续发展[J].农机化研究，2017，39（8）：256-262.

[4] 吕豪豪，刘玉学，杨生茂，等.生物质炭化技术及其在农林废弃物资源化利用中的应用[J].浙江农业科学，2015，56（1）：19-22.

[5] 张庆贞.不同覆盖栽培方式对烤烟农艺特性及经济性状的影响[J].现代农业科技，2015（12）：16-17，19.

[6] 王安柱，黄东亮.不同覆盖处理对旱作烤烟生育和产质量效应之研究[J].西北农业学报，1997（4）：65-68.

[7] 王丽萍.不同覆盖集水栽培措施对烟田土壤环境及烤烟产量和品质的影响[D].郑州：河南农业大学，2005.

[8] 梁文旭.稻草不同还田方式和覆盖物种类在烤烟生产上的应用研究[D].长沙：湖南农业大学，2007.

[9] 罗延宏，张林，谢冰.不同作物秸秆覆盖对川南烤烟产质及效益的影响[J].农业科技通讯，2018（5）：140-144.

[10] 李凤芝.地膜覆盖栽培对楚雄土壤、烤烟生长产质量的影响[D].长沙：湖南农业大学，2008.

[11] 周宏.不同光强光质对烤烟生长发育和烟碱合成代谢的影响[D].南京：南京农业大学，2013.