‘冬牧70’处理方式对土壤改良和烟叶产质量影响

刘巧真，郭芳阳，阎小毛，蔡宪杰，吴照辉，许成悦，徐文正，韩会阁，王孟孟

（1河南省农业科学院烟草研究所，河南 许昌 461000；2上海烟草集团有限责任公司，上海 200082）

0 引言

2015年以来，随着土地流转条件的成熟，烟田轮作面积增加，烟叶生产中出现了一些新问题，轮作前茬施肥量过大，氮素残留较高，后茬烟株发育过剩，烟叶“大、深、厚”，最终导致烟叶品质下降。轮作烟田前茬土壤氮素残留过高成为影响烟叶产质量提升的一个主要因素，并且该类烟田通过调整烤烟季肥料施用不能达到烟叶质量提升理想效果。目前关于烤烟冬闲期种植‘冬牧70’并将其作为绿肥翻压还田改良土壤研究较多，绿肥翻压可提高土壤有机质含量，降低土壤容重[1-4]，增加土壤微生物和酶活性[5-8]，调节土壤微生物菌群[9]，消除土壤不利因素，促进烟叶产质量提高[10]。邓小华等研究表明绿肥翻压还田情况下，烤烟季氮肥减施一定比例更有利于烟叶产质量提高[11-13]。这些研究结果表明，绿肥翻压还田改良土壤、提高土壤肥力作用明显。但关于土壤偏高肥力条件下，冬闲期种植‘冬牧70’对土壤改良及烟叶产质量影响研究较少。基于此，笔者研究了烟田冬闲期种植‘冬牧70’，春季‘冬牧70’全部翻压掩青和地上部收割移出烟田2种处理方式对土壤改良、养分携出和烟叶产质量的影响，旨在探讨偏高肥力条件下烟田土壤宜烟性改良技术。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017—2018年在河南省农业科学院烟草研究所试验田实施。种植模式为秋季播种‘冬牧70’，次年3—4月‘冬牧70’全部翻压掩青或地上部收割，然后接茬种植烤烟。对照冬季空闲。供试烤烟品种为‘中烟100’。试验田为壤质潮褐土，土壤有机质12.3g/kg，速效氮含量102.1mg/kg，有效磷含量16.8mg/kg，速效钾含量90.5 mg/kg，参照河南植烟土壤肥力等级划分标准[14]，该试验地属于偏高肥力烟田。

1.2 试验设计

2017年9月30日直接播种‘冬牧70’，播种量195 kg/hm2，条带播种，行距30cm。试验设置‘冬牧70’全部翻压掩青、地上部收割及冬季空闲3个处理。2018年3月25日翻压掩青和收割，4月20日整地起垄。‘冬牧70’鲜生物量为27013.5 kg/hm2，干物质量为4890.2 kg/hm2。5月1日栽种烤烟，每处理80株烟，3次重复。烤烟季施肥为纯N 37.5 kg/hm2、P2O545 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2，所用肥料为烟草专用复合肥、硫酸钾和重过磷酸钙。

1.3 调查项目与测定方法

1.3.1 取样要求 于‘冬牧70’收割和翻压掩青前，取代表性1 m2‘冬牧70’地上部植物样，称鲜重、烘干称重，粉碎测定氮、磷、钾含量；于施肥起垄前，取0～20 cm土样，风干测定土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量及土壤酶活性；于烤烟旺长期和成熟期，调查测定烟株农艺性状，烤后烟叶记产计质。

1.3.2 测定方法 植物样全氮、全磷、全钾含量测定先用H2SO4-H2O2消煮，然后分别采用凯氏定氮法、钼锑抗比色法和火焰光度计法测定[14]；土壤脲酶、碱性磷酸酶及转化酶活性分别采用苯酚-次氯酸钠比色法、磷酸苯二钠比色法和3,5-二硝基水杨酸比色法[15]；烟株农艺性状调查方法采用YC/T 142—1998方法；烤后烟叶化学成分检测采用AA3连续流动分析仪测定。

2 结果与分析

2.1 ‘冬牧70’地上部养分积累量

由表1看出，‘冬牧70’地上部氮、磷、钾养分积累量分别为 125.1、24.9、88.0 kg/hm2，全钾＞全氮＞全磷。由此可见，烟田土壤肥力偏高情况下，冬闲期种植‘冬牧70’，不施肥情况下获得了较高的地上部生物质量，同时吸收积累了一定量的氮、磷、钾养分。‘冬牧70’全部翻压掩青情况下，这部分养分再次归还土壤，‘冬牧70’地上部收割情况下，这部分养分随‘冬牧70’收割移出烟田。

表1 ‘冬牧70’地上部养分积累量kg/hm2

2.2 不同处理对土壤养分含量影响

由表2看出，掩青和收割处理土壤有机质含量分别较对照增加了19.8%和9.9%；土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量掩青处理较对照增加，增加幅度分别为5.3%、3.1%和10.5%，收割处理较对照降低，降低幅度分别为1.9%、9.2%和7.9%。‘冬牧70’不同处理方式对土壤养分含量影响不同。

表2 不同处理对土壤养分含量影响

2.3 不同处理对土壤酶活性影响

由表3看出，各处理土壤脲酶、转化酶及碱性磷酸酶活性存在显著差异，表现为掩青＞收割＞对照。与对照相比，收割处理显著提高了土壤脲酶和转化酶活性，掩青处理各土壤酶活性均显著提高。

表3 不同处理对土壤酶活性影响mg/(g·d)

2.4 不同处理对烟株农艺性状影响

由表4看出，旺长期掩青处理株高相对较高，对照和收割稍低；掩青和对照处理茎围相当，对照最低，掩青叶片大于对照和收割；至成熟期对照和掩青处理株高和茎围相当，对照叶面积、叶片数和SPAD值均高于掩青和收割处理。总体表现为生育前期掩青处理长势较好，对照长势稍差，生育后期对照长势增强，至成熟期收割处理烟叶SPAD值最低，田间观察落黄明显较好。

表4 不同处理烟株农艺性状

2.5 不同处理对烟叶养分积累量影响

由表5看出，旺长期烟叶氮和磷积累量掩青＞对照＞收割，收割处理烟叶氮积累量显著低于掩青和对照处理，烟叶钾积累量掩青＞收割＞对照，对照显著低于掩青和收割处理；成熟期各处理烟叶氮、磷和钾积累量均降低，烟叶氮积累量对照＞掩青＞收割，收割处理显著低于对照和掩青处理，烟叶磷积累量掩青＞对照＞收割，收割处理显著低于掩青和对照处理，烟叶钾积累量掩青＞收割＞对照，对照显著低于掩青和收割处理。

表5 不同处理烟叶养分积累量g/kg

2.6 不同处理对烟叶化学成分影响

从表6看出，烟叶总糖和还原糖含量均表现为收割＞掩青＞对照，收割处理总糖和还原糖含量分别较对照提高32.0%和40.5%，掩青处理总糖和还原糖含量分别较对照提高16.2%和22.0%；烟碱含量表现为对照＞掩青＞收割，收割处理烟碱含量分别较掩青和对照处降低7.5%和12.3%；烟叶钾含量掩青和收割处理大于对照，分别较对照增加12.5%和10.9%；烟叶氯含量掩青＞对照＞收割，收割处理烟叶氯含量较掩青和对照降低18.5%和12.8%，收割处理较对照降低12.8%；糖碱比和钾氯比均表现为收割＞掩青＞对照。综合分析各处理烟叶化学成分，收割处理总糖、还原糖及钾含量较高，烟碱和氯含量较低，糖碱比和钾氯比较高，烟叶化学成分协调性好于掩青和对照处理。

表6 不同处理中部烟叶化学成分含量

2.7 不同处理烟叶经济性状

从表7可以看出，烟叶各项经济指标均表现为收割＞掩青＞对照，收割处理烟叶产值分别较掩青和对照增加8.5%和34.3%，产量、均价和上等烟比例分别较掩青增加4.7%、4.0%和14.6%，较对照分别增加13.6%、18.6%和33.8%。

表7 不同处理烟叶经济性状

3 结论与讨论

绿肥种植是一种重要的烟田土壤改良措施，烟叶生产中主要种植的绿肥有黑麦草、苕子、油菜、燕麦、紫花苜蓿、紫云英、大麦、箭舌豌豆等[16-19]，大体可分为豆科、禾本科和十字花科。绿肥具有固氮性、解磷性、生物富集性和生物覆盖性等特点，能增加土壤有机质，改善土壤理化性质，促进微生物活动和繁殖，使土壤中难溶性养分转化，以利作物吸收利用。通过种植绿肥翻压掩青，改良土壤，可维持和提高烟田可持续利用能力。这对于连作烟田、肥力中等烟田或土地整理烟田的土壤肥力恢复和改良意义较大[20-22]。从本试验结果来看，土壤肥力偏高情况下，对照空闲情况下，烟株长势较好，但烤后烟叶有效产量较低，质量较差，冬闲期种植‘冬牧70’并收割烟株长势中等，烤后烟叶糖含量升高，氮及烟碱含量降低，糖碱比和钾氯比增加，烟叶化学成分协调性较好，显著提高了烟叶质量。初步分析认为，‘冬牧70’收割情况下，一部分氮素随收割移出烟田，土壤养分含量及有效性发生变化，同时地上部收割后依然有大量根系残留土壤，改善了土壤结构，其根系分泌物及根系残茬影响了土壤微生物和酶活性，从而促进了烟株前期发育和后期实时成熟落黄，最终提高了烟叶产量和质量。

‘冬牧70’黑麦草又名冬长草、冬牧草，作为饲料其营养价值较高，粗蛋白质含量15%左右，必需氨基酸丰富，微量元素含量较多，适口性好，是反刍家畜理想的青饲料[23]。‘冬牧70’耐寒，根系发达，生物量大，常帅等[24]在山东省沂南县试验，至3月底，其地上部干物质量达4000 kg/hm2，齐耀程等[20]在安徽皖南烟区试验‘冬牧70’干物质量为1970 kg/hm2，江智敏[25]在湖南湘西州烟区试验‘冬牧70’鲜物质量达23211 kg/hm2。‘冬牧70’生物量与播种时间、播种量、土壤墒情、播种方法、土壤肥力、收获测产期等均有关[26-27]，其在肥水、管理较好情况下，鲜重可达30 t/hm2以上，干重可达5 t/hm2以上[28]。本试验‘冬牧70’鲜物质量、干物质量分别为27、4.5 t/hm2，其鲜、干物质量均相对较高，分析原因与试验地土壤基础肥力偏高、播种量较大、播种时间较早、收割时间稍晚等有关。河南烤烟大田生育期一般在4—9月，有近7个月的冬闲期，适宜种植‘冬牧70’，9月中旬—10月上旬播种，第二年3月收割，可以获得一定量的青饲料，对烟农增收和农畜牧业的发展具有重要意义。另外，冬闲期种植‘冬牧70’，既可以充分利用土壤残留养分和冬季光热水资源，还可以保持水土，对资源高效利用和土壤生态保护也具有重要意义。

从本试验结果来看，冬闲期种植‘冬牧70’并收割可以改善土壤基础肥力偏高烟田的宜烟性，明显提高烟叶产质量。