不同土壤改良措施對(duì)植煙土壤理化性質(zhì)及煙葉品質(zhì)的影響

王永齊，潘義宏，符秀華，曹亞凡，左偉標(biāo)，葉諶睿，周芳芳*

(1.華環(huán)國(guó)際煙草有限公司，安徽 滁州 233121；2.云南五佳生物科技有限公司，云南 昆明 650106；3.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海 200082)

優(yōu)質(zhì)煙葉的形成受環(huán)境因素、種植條件、管理技術(shù)等因素的影響。長(zhǎng)期連作、淺耕旋耕、重施無機(jī)肥造成土壤有效養(yǎng)分含量降低，氮、磷、鉀肥利用率逐年下降，土壤物理性狀變差，土傳病害日益嚴(yán)重，最終影響烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)提升[1-3]。傅淋等[4]研究發(fā)現(xiàn)翻壓綠肥能夠降低土壤容重，改善土壤化學(xué)成分和生物學(xué)性狀，降低病蟲害發(fā)生。宋建群[5]、廖超林[6]等研究發(fā)現(xiàn)施用有機(jī)肥能促進(jìn)烤煙對(duì)磷的吸收，提高烤煙產(chǎn)值和上等煙比例，改良土壤性狀。孫敬國(guó)[7]、王娜[8]等研究不同耕作深度對(duì)植煙土壤及烤煙生長(zhǎng)發(fā)育影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)植煙土壤適當(dāng)深耕能夠改善土壤微環(huán)境，且耕作深度以35～45 cm為宜。但針對(duì)特定烤煙品種，系統(tǒng)開展各種土壤改良技術(shù)對(duì)土壤和煙葉品質(zhì)方面的研究未見報(bào)道。為此，筆者以宣威云煙105品種為研究對(duì)象，開展輪作種植、冬耕曬垡、深耕深翻、綠肥翻壓掩青、腐熟農(nóng)家肥施用以及有機(jī)肥施用技術(shù)對(duì)云煙105生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究，為宣威植煙土壤改良以及云煙105品種配套生產(chǎn)技術(shù)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年在宣威落水鎮(zhèn)開展，烤煙品種云煙105，試驗(yàn)地海拔1970～2481.8 m，供試土壤的理化性狀：pH值5.53、有機(jī)質(zhì)34.79 g/kg、全氮1.93 g/kg、全磷2.14 g/kg、全鉀16.68 g/kg、堿解氮183.72 mg/kg、速效磷14.41 mg/kg、速效鉀193.07 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分別設(shè)置輪作種植、冬耕曬垡、深耕深翻、綠肥翻壓掩青、腐熟農(nóng)家肥施用、有機(jī)肥施用和CK，共7個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列，每個(gè)重復(fù)300株烤煙。處理設(shè)置見表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定內(nèi)容及方法

1.3.1 土壤物理特性和養(yǎng)分含量的測(cè)定 于烤煙成熟期(打頂后7 d)采集土壤樣品，長(zhǎng)方形土塊采取之字形、較為方正的地塊采用對(duì)角線或棋盤形采集耕層土壤20 cm深的土樣，在同一采樣單元內(nèi)每8～10個(gè)點(diǎn)的土樣構(gòu)成一個(gè)1.0～2.0 kg的混合土樣，保存?zhèn)溆谩?/p>

土壤容重、比重、總孔隙度、腐殖質(zhì)和有機(jī)碳的測(cè)定依據(jù)NY/T 1121.4─2006、GB 7844─1987、NY/T 1867─2010。

土壤樣品經(jīng)風(fēng)干后，測(cè)定pH值及有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀含量。土壤常規(guī)養(yǎng)分分別依據(jù)NY/T 1121.6─2006、NY/T 1121.6─2006、NY/T 1121.24─2012、GB 9837─88、GB 9836─88、NY/T 88─1988、LY/T 1229─1999、NY/T 1121.7─2014進(jìn)行測(cè)定，參照駱伯勝[9]、李衛(wèi)[10]等的方法計(jì)算出各項(xiàng)肥力指標(biāo)的權(quán)重，并參考馬強(qiáng)等[11]以及呂曉男等[12]的方法計(jì)算出土壤肥力綜合指標(biāo)值(Integrated Fertility Index，IFI)。

1.3.2 農(nóng)藝性狀的測(cè)定 參照中國(guó)煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YC/T 142─1998 煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查分析)調(diào)查旺長(zhǎng)期、現(xiàn)蕾期和打頂后7 d煙株的農(nóng)藝性狀。調(diào)查項(xiàng)目：株高(為莖基部與地表接觸處至生長(zhǎng)點(diǎn)或打頂處之間的高度)、莖圍(為株高1/3處莖周長(zhǎng))、節(jié)間距(為1/3高度處6個(gè)節(jié)位之間節(jié)距的平均值)、有效葉數(shù)、最大葉長(zhǎng)和葉寬。并計(jì)算葉面積系數(shù)。葉面積系數(shù)=平均葉長(zhǎng)×平均葉寬×0.6345。

1.3.3 發(fā)病率的調(diào)查 分別于烤煙移栽后15、30、45、60 d調(diào)查根黑腐病、黑脛病和根結(jié)線蟲病等基地單元主要煙草病害的發(fā)病情況，調(diào)查方法參照GB/T 23222─2008《煙草病蟲害分級(jí)及調(diào)查方法》。按以下方法計(jì)算發(fā)病情況，并計(jì)算各處理烤煙的平均發(fā)病率。

煙株發(fā)病率(%)=病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100。

1.3.4 煙葉化學(xué)成分的檢測(cè)及評(píng)價(jià) 每個(gè)處理各取3.0 kg用于分析檢測(cè)，依據(jù)YC/T 159─2002、YC/T 160─2002、YC/T 161─2002、YC/T 162─2011、YC/T 217─2007進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分檢測(cè)；依據(jù)YC/T 138─1998進(jìn)行煙葉評(píng)吸；煙葉外觀質(zhì)量參照蔡憲杰[13]的方法進(jìn)行評(píng)分；煙葉物理特性依據(jù)YC/T142─2010、GB/T12914─2008、YC/T31─1996、YC/T152─2001、GB/T451.3─2002等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。參考潘義宏等[14]的方法對(duì)煙葉化學(xué)成分指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，參照《中國(guó)煙草種植區(qū)劃》[15]對(duì)煙葉外觀質(zhì)量、物理特性、感官質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并以評(píng)價(jià)結(jié)果為準(zhǔn)，參照《中國(guó)煙草種植區(qū)劃》[15]規(guī)定的各類指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算出煙葉綜合品質(zhì)得分。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析和多重比較。煙葉常規(guī)化學(xué)成分、土壤肥力綜合指標(biāo)值采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，煙葉外觀質(zhì)量、物理特性和感官評(píng)吸質(zhì)量采用賦值權(quán)重指數(shù)和法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)植煙土壤綜合肥力的影響

由表2可知，6個(gè)處理的植煙土壤綜合肥力值均優(yōu)于對(duì)照，其中T5和T6處理的植煙土壤綜合肥力IFI值顯著高于CK。從土壤肥力指標(biāo)來看，T1處理能夠顯著提高堿解氮、速效鉀含量(P<0.05)；T2處理能夠顯著提高全磷、堿解氮和速效鉀含量；T3處理能夠顯著提高有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量(P<0.05)；T4處理能夠顯著提高有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效鉀含量(P<0.05)；T5處理能夠顯著提高有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量(P<0.05)；T6處理能夠顯著提高全鉀、堿解氮含量、速效磷、速效鉀含量(P<0.05)。

由此可知，6個(gè)處理對(duì)土壤不同肥力指標(biāo)影響不同，其中T5和T6處理對(duì)土壤綜合肥力提升效果最為顯著(P<0.05)，分別較CK提高了34.69%和24.49%。

表2 植煙土壤綜合肥力指標(biāo)值

注：小寫字母表示在0.05水平上的差異顯著性，字母相同則差異不顯著，不同則顯著。下同。

2.2 不同處理對(duì)植煙土壤物理性狀的影響

由表3可知，6個(gè)處理對(duì)土壤物理特性影響較大。T2和T6處理土壤容重顯著低于CK；T4、T5、T6處理總孔隙度顯著高于CK；6個(gè)處理胡敏酸炭、富里算炭和胡敏酸+富里酸總炭含量均顯著高于CK，T6處理總炭含量最高，較CK提高了87.00%。可見，6個(gè)處理對(duì)土壤不同物理特性指標(biāo)影響不同，以T5和T6改善效果最為顯著(P<0.05)，其次為T4處理。

表3 不同處理的植煙土壤物理特性比較

2.3 不同處理對(duì)農(nóng)藝性狀的影響

由表4可知，7個(gè)處理對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀有影響。旺長(zhǎng)期CK和T6處理葉面積、莖圍、株高、節(jié)距、有效葉數(shù)均顯著低于其他5個(gè)處理，且5個(gè)處理間無顯著差異。現(xiàn)蕾期葉面積在處理間無顯著差異，CK和T6處理莖圍、株高、節(jié)距和有效葉數(shù)均顯著低于其他處理。打頂后烤煙葉面積、莖圍生長(zhǎng)較快，在各處理間無顯著性差異(P>0.05)，CK處理株高、節(jié)距和有效葉數(shù)均顯著低于其他6個(gè)處理(P<0.05)。可見，6種不同土壤改良措施均能夠有效改善烤煙農(nóng)藝性狀，能夠促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)。

2.4 不同處理主要病害的發(fā)生情況

由表5可知，不同土壤改良措施對(duì)烤煙田間病蟲害影響較大。6個(gè)處理均能夠減輕烤煙黑脛病、根黑腐病、根結(jié)線蟲病、TMV、氣候斑點(diǎn)病和赤星病。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，T2、T3、T4處理能夠顯著降低根黑腐病、根結(jié)線蟲病、氣候斑點(diǎn)病和赤星病(P<0.05)，但對(duì)TMV無顯著影響(P>0.05)。

2.5 不同處理中部葉的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

由表6可知，T1、T6處理化學(xué)成綜合得分顯著高于CK和其他處理；T1、T6處理感官質(zhì)量得分顯著高于其他處理，T1處理顯著高于T6處理；T2、T6和CK處理的外觀質(zhì)量得分顯著高于其他處理；T1、T2處理的物理特性得分顯著高于其他處理；烤煙綜合的得分以T1處理最高，顯著高于CK和其他處理，且較CK提高了11.22%、T6處理較CK綜合得分提高了5.91%。綜上可見，T1、T6處理能夠提升煙葉綜合品質(zhì)。

表4 不同處理的烤煙農(nóng)藝性狀比較

表5 不同處理的烤煙主要病害發(fā)病率的比較

注:發(fā)病率=病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%；發(fā)病率為烤煙生育期的平均發(fā)病率。

2.6 不同處理的經(jīng)濟(jì)性狀分析

由表7可知，不同處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀影響較大，6個(gè)處理的產(chǎn)值均顯著高于CK(P<0.05)。T6處理上等煙比例顯著高于其他處理(P<0.05)；6個(gè)處理的中上等煙葉比例顯著高于CK(P<0.05)；T6和CK處理的產(chǎn)量顯著低于其他4個(gè)處理，單葉重和均價(jià)在處理間無顯著性差異(P>0.05)。

表6 不同處理中部葉的綜合質(zhì)量得分分

3 結(jié)論與討論

植煙土壤退化制約優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)，改良和培肥植煙土壤已成為提高煙葉質(zhì)量的根本出路。本研究通過輪作種植、冬耕曬垡、深耕深翻、綠肥翻壓掩青、腐熟農(nóng)家肥施用、有機(jī)肥施用等不同方式改良植煙土壤，提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量。結(jié)果表明，6個(gè)處理能夠顯著提升土壤綜合肥力，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，降低容重，增加土壤總炭含量，其中腐熟農(nóng)家肥和有機(jī)肥施用對(duì)土壤肥力、土壤物理性狀改善效果較其他處理顯著，土壤綜合肥力分別較CK提升了34.69%和24.49%；6個(gè)處理均能夠改善烤煙田間農(nóng)藝性狀，有效促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)，降低烤煙田間主要病蟲害，其中冬耕曬垡、深耕深翻、綠肥翻壓掩青處理顯著降低根黑腐病、根結(jié)線蟲病、氣候斑點(diǎn)病和赤星病；烤煙綜合品質(zhì)得分以輪作種植最高，顯著高于CK和其他處理，且較CK提高了11.22%、T6處理較CK綜合得分提高了5.91%，6個(gè)處理的產(chǎn)值顯著高于CK。

表7 不同處理的經(jīng)濟(jì)性狀比較

前人大量研究結(jié)果表明[3,16-21]采用腐熟農(nóng)家肥、有機(jī)肥能夠提升植煙土壤綜合肥力、改善土壤物理特性，與本研究結(jié)果一致。但前人對(duì)植煙土壤有機(jī)碳變化研究較少，Rabot等[22]研究認(rèn)為土壤有機(jī)碳是土壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，本研究結(jié)果表明，6個(gè)處理均能顯著提升植煙土壤有機(jī)碳總含量，施用有機(jī)肥和深耕深翻30 cm效果最佳，其原因可能是2種處理方式能夠顯著增加土壤總孔隙度，使土壤有機(jī)碳免受分解，提高土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性。

程曉亮等[23]研究耕作方式對(duì)小麥根部病害的影響發(fā)現(xiàn)，不同耕作方式下土壤中微生物生存環(huán)境、群體結(jié)構(gòu)和數(shù)量發(fā)生變化，對(duì)根部病害發(fā)生影響較大，孟潔[24]研究結(jié)果與此相似。本研究發(fā)現(xiàn)冬耕曬垡、深耕深翻和綠肥翻壓能夠顯著降低烤煙土傳病害，其原因可能是3種耕作方式一方面能夠增加耕作層土壤微生物種類，降低土傳病原菌的密度和數(shù)量；另一方面通過改變犁底層，病原菌耕翻至土壤表層，田間管理過程中更易通過藥劑進(jìn)行防治，顯著提升防治效果。

本研究結(jié)果表明，6個(gè)處理能夠不同程度提升植煙土壤綜合肥力，降低土壤容重，減輕烤煙主要病蟲害，提升烤煙品質(zhì)，但每個(gè)處理對(duì)土壤、烤煙的影響不盡相同，如腐熟農(nóng)家肥、有機(jī)肥施用能夠提升植煙土壤綜合肥力、改善土壤物理特性、增加土壤有機(jī)碳含量；冬耕曬垡、深耕深翻和綠肥翻壓能夠顯著降低烤煙土傳病害；施用有機(jī)肥烤煙的產(chǎn)值提升較顯著。目前研究?jī)H限于單項(xiàng)管理技術(shù)，尚缺乏煙區(qū)植煙土壤改良及烤煙品質(zhì)提升的綜合技術(shù)研究，有待進(jìn)一步研究，為宣威云煙105高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。