烤烟套种甘薯对烟叶质量、烟薯产量及土壤温湿度的影响

祖韦军，潘文杰，林叶春

（1贵州大学农学院，贵阳 550025；2贵州省烟草科学研究院/烟草行业山地烤烟品质与生态重点实验室，贵阳 550081）

0 引言

烟草与其他作物的合理套种模式是充分利用环境资源和土地利用率的有效措施之一[1]，套种系统能提高养分利用率和改善田间生态环境[2-5]。周国柱等[6]研究表明，烤烟与红苕套种能够显著提高烟叶产质量和综合经济效益。付利波等[7]研究认为，与烤烟单作相比，烤烟套种马铃薯、白菜等作物后，在烤烟不同生长时期内土壤氮素水平显著降低，且提高了烤烟产量，改善了烟叶化学成分的协调性。近年来出现的烟薯套种模式扩大了复种指数，生产的甘薯对于提高土地利用率和烟农增收具有非常积极的实际意义。实践表明，烟草套种作物为甘薯和玉米时，前者表现出较好的经济效益，烟薯产量都较高[8]。刘剑等[9]研究认为，烤烟与甘薯套种可增加单位面积效益和烤烟种植面积，是解决目前作物调茬困难的一种有效种植模式。相关研究表明，烤烟套种甘薯，与单作及与玉米、草木犀等其他作物套种相比，烟叶质量均有明显提升，且烟薯套种后两者之间表现出相互促进的关系[10-13]。也有研究表明烟薯套种时甘薯会对烤烟生长后期多余的肥料进行吸收和利用，有助于烤烟生长后期的成熟与落黄，并能降低烟碱含量和提高烟叶糖碱比，使得烟叶质量与烟薯产量均有显著提升[14-18]，这就使得烟株与环境能够协调发展，养分得以改善和有效利用。

实际生产中，烤烟与其他作物套种的种植方式已应用较多。但目前烟薯套种模式研究主要集中在单一甘薯品种上，不同类型甘薯与烤烟套种的综合效益研究与比较鲜见报道。基于上述研究，笔者通过田间试验，对不同甘薯品种套种烤烟制度下的土壤温湿度、烟叶质量、烤烟和甘薯的产量及其经济效益进行分析，旨在为寻求适宜贵州黄壤烟区的甘薯品种和烟薯套种模式提供一定的理论基础与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

田间试验于2014 年在贵州省烟草科学研究院龙岗试验基地(26°52′N，107°06′E)进行，该区属亚热带季风性湿润气候，年平均气温14℃，年降雨量1207.4 mm。试验地为旱地，上季作物为玉米，土壤类型为黄壤，0～20 cm土层基本养分为有机质30.01 g/kg、全氮1.78 g/kg、全磷1.09 g/kg、全钾15.76 g/kg，土壤pH 6.87。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为‘毕纳1 号’，甘薯品种为‘渝薯2号’（普通甘薯）、‘渝薯22号’（高淀粉甘薯）和‘渝紫7号’（紫薯）。

1.3 试验设计

采用大区试验，试验区面积95 m2。试验以烤烟净作作为对照，设置3 个甘薯品种，烤烟为单行垄作，甘薯苗于5 月12 日扦插于烟株垄面两侧，每2 株烟之间扦插4 株甘薯苗。烤烟采用常规施肥，甘薯不施肥。烤烟与甘薯套作模式的示意图见图1，甘薯藤蔓铺延于烤烟种植垄体上。

1.4 测定项目

1.4.1 土壤温湿度和甘薯产量测定 采用自动土壤温湿度记录仪(EM50)监测烤烟/甘薯垄面10 cm 土层土壤的温度和相对含水率。甘薯成熟后，每小区选取连续20株甘薯测定甘薯数量、规格，并计算单产量。

1.4.2 初烤烟叶化学成分 田间试验结束后，分别取初烤烟叶样品C3F（中部叶）和B2F（上部叶）各50片，用于烟叶化学成分的测定。总氮采用凯氏定氮法测定[19-20]；烟碱含量采用盐酸萃取法测定[21]；全钾用H2SO4-H2O2消煮后，再以火焰光度法测定；氯离子用莫尔法测定[21]；还原糖含量采用DNS显色法测定[22]；可溶性总糖含量采用蒽酮比色法测定[22]。

1.5 数据分析

原始数据采用Excel 2013 进行整理，并对试验结果进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 烟薯套种对植烟垄体土壤温湿度的影响

土壤含水量是烤烟生长中一个重要的表征参数。由图2～3可知，与烤烟常规栽培模式比较，烟薯套种烟株根际土壤温度变化较为一致，而烟薯套种烟株根际的土壤相对含水率明显提高，提高幅度介于12.03%～91.88%。

2.2 烟薯套种对甘薯和烟叶产量的影响

由表1 得出，烤烟与甘薯套作，烟叶产量均有提高，产量增幅12.29%～31.26%。烟叶产量增加，则甘薯产量降低。其中，紫薯产量最高达29400 kg/hm2，而‘渝薯2 号’（高淀粉甘薯）在试验区产量表现最低，仅13399.95 kg/hm2。紫薯块根单个质量有一半达到大中薯(>100 g)标准，‘渝薯2 号’中薯以上的比重仅为26.67%。说明烤烟与甘薯套种这种栽培模式对提高烤烟产量具有良好的作用，且烤烟与甘薯之间的产量在一定程度上呈负相关关系。

2.3 烟薯套种对烟叶理化指标的影响

烟叶的化学成分与烟草类型、栽培措施等有关[14]。本研究主要分析了烟叶的烟碱、总氮、总糖、还原糖、氯、钾等含量。烤烟套种甘薯后烤烟的主要化学成分测定结果见表2。

由表2 可以看出，烤烟套种甘薯可以降低烟叶烟碱含量和总氮水平，并明显提升烟叶总糖和还原糖含量，特别是烤烟与紫薯套种模式。说明烤烟与甘薯套种能够起到降碱、降氮和提高烟叶总糖和还原糖的作用，一定程度上协调了烟叶内在品质和平衡烟叶化学成分。

表1 烤烟与甘薯套作产量

从表3 可以看出，烤烟套种甘薯后可以降低上部烟叶含梗率，但对中部烟叶并无显著影响。明显提升上部烟叶叶面密度，尤其是烤烟与紫薯套种模式的影响较为明显。说明烤烟套种甘薯后在一定程度上可降低上部叶(B2F)烟叶含梗率并提高烟叶叶面密度。

表3 烟薯套作对中上部烟叶物理性状的影响

3 结论与讨论

（1）土壤温湿度是影响作物生长的一个重要表征指标，较单作模式而言，烟薯套种明显改善了土壤保水能力，有效促进了烟薯产量，合理利用了土地资源，对土壤环境有一定的改善作用，达到烤烟与甘薯产量增加和创收的目的。本研究结果表明，烟薯套种能够明显提升土壤相对含水率和烟叶产量，相对含水率提高幅度介于12.03%～91.88%，烤烟产量增幅为12.29%～31.26%；这与李延轩等[23]、张继等[24]的研究结果，烤烟套种甘薯后能有效降低垄沟土壤地表径流和水分蒸发，进而合理利用了土壤水资源等结果。唐世凯等[13]研究表明，烤烟套种甘薯与烤烟单作相比，原烟产量增加117.99 kg/hm2基本一致。因此，烤烟与甘薯套种后具有保水、增产的作用，是适合当地的一种对土壤湿度及烤烟产量均有显著影响的有效套种模式。

（2）套作不同品种甘薯处理的烟株长势有着一定的差异，张勇跃等[25]研究表明，一般较适宜与烤烟套种的甘薯，其鲜薯产量水平都较高。本研究中紫薯产量最高可达29400 kg/hm2，而‘渝薯2号’（高淀粉甘薯）在试验区产量表现最低，但这与傅玉凡等[26]的研究，紫薯较普通甘薯鲜薯产量通常反而低这一结果不太一致，其可能是与烟薯套种模式、栽培方式、选取的品种的环境适应性以及土壤质地等因素有关，有待进一步探究与验证。甘薯于烤烟生育后期套入烟株下位，不会对烤烟造成遮阴，且其前期生长慢，对养分水分的竞争也较弱，基本上不影响烤烟产质量。

（3）本试验结果还显示，烤烟净作与烤烟套种甘薯相比，烟薯套种也能明显提升中上部烟叶中总糖和还原糖含量，究其原因，可能是因为烤烟与甘薯套种后能够协调烟叶含糖量，使其更接近优质烤烟标准；且降低烟碱和总氮含量，但总体表现为上部烟叶略高于中部烟叶，易建华等[27]指出，上部烟叶烟碱及总氮含量均高于中部叶，这与本试验研究结果大致相同，刘泓等[28]研究也证明了不同部位烟碱及总氮含量的差异显著，表现为上部叶大于中部叶。究其原因，可能是因为含氮化合物易从各部位大量运往生长点所致。钾含量越高，烟叶燃烧速率越快，氯含量越高，烟叶燃烧速率就越慢，钾氯比是烟叶燃烧快慢的重要指标，比值越大，其燃烧性就越好[29-30]，从而促进卷烟完全燃烧，降低焦油和一氧化碳含量，一般认为优质烤烟钾含量为0.8%～4.5%，氯含量在0.6%～0.8%之间为宜。在本研究中，烤烟与甘薯套种后氯钾含量差异不太显著，其含量都略低于优质烤烟标准，这可能与土壤质地有关，土壤含氯量低，无法为烤烟生长发育提供充足的氯素营养。张新[31]和张晓海[32]等研究也表明，烟叶钾素高于氯素含量的情况下，叶位从上到下钾含量表现为逐渐增加的趋势，与本研究钾素含量随叶位升高而降低结论一致；总的来说烤烟套种甘薯在一定程度上改善和协调了原烟的化学成分，这对于烟叶内在品质的协调较为有利，其中以紫薯综合表现最佳。

（4）不同生长部位烟叶的成熟条件、通风及营养状况等都具有显著的差异，因此初烤烟叶的物理特性在不同部位间的表现也会不同，本研究中与烤烟净作相比，烤烟套种甘薯后可降低上部烟叶(B2F)含梗率，并表现出中部叶明显大于上部叶的趋势，这与朱云燕等[33]、马爱国等[34]的研究，贵州不同部位烟叶含梗率表现为随叶位升高而逐渐降低这一结果较为一致；并明显提升上部烟叶(B2F)叶面密度，特别是烤烟与紫薯套种模式，体现了一定的经济效益。这与唐世凯等[15]的研究结果较为一致，但对中部烟叶化学成分的影响并不是很大，这可能与2 种作物间生长过程中对养分的吸收机制有关。

（5）烤烟与甘薯套种是一种行之有效的栽培模式，本试验选取的3 个甘薯品种中，紫薯为较适宜与烤烟套种的作物，可推广利用。目前烟薯套种的研究主要还是偏向烤烟农艺性状，主要还是对单一甘薯品种与烤烟套种进行研究，且套种时单独对甘薯的研究较少。相关研究发现，紫薯具有重要的生理保健功能[35]，在各领域有着广阔的应用前景，而对甘薯的研究也仅偏向对少数几个紫薯品种的产量等部分农艺性状[36-39]，其化学成分及产质量、土壤特性与病虫害之间的相互关系机理等比较复杂，有待进一步研究。