范藝寬，毛家偉，孫大為，張 翔，楊立均，李 亮，司賢宗，吳俊林

(1.河南省煙草公司，河南鄭州450018;2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州450002;3.駐馬店市煙草公司，河南駐馬店463000)

豫南煙區(qū)是河南省優(yōu)質(zhì)煙葉產(chǎn)區(qū)之一［1］，近年來由于生產(chǎn)上耕作深度普遍偏淺，加上長期大量施用化學(xué)肥料，忽視了有機(jī)肥料的施用，造成煙田耕層過淺、土壤板結(jié)、煙株根系發(fā)育不良，進(jìn)而影響煙葉的產(chǎn)量與品質(zhì)。土壤緊實(shí)會(huì)影響植株地下部的生長發(fā)育狀況［2］，疏松的土壤環(huán)境有利于作物根系的伸展和根量的積累［3］。耕層深淺決定煙株根系的生長，進(jìn)而影響其產(chǎn)、質(zhì)量［4］。童文杰等［5］研究表明，深耕對改良土體結(jié)構(gòu)、促進(jìn)土壤蓄水、優(yōu)化烤煙根系構(gòu)型以及增加煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值有較好效果。徐天養(yǎng)等［6］研究表明，在云南煙區(qū)，煙株最大葉面積、整株干質(zhì)量以及氮、磷、鉀吸收量均隨耕作深度增加而增大，烤后煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值以耕作深度為40 cm處理最高。大量研究結(jié)果表明，秸稈還田能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和根際土壤細(xì)菌、放線菌和纖維分解菌的數(shù)量，提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，增加煙株株高、莖圍和節(jié)距，改善煙葉品質(zhì)，提高煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值［7-10］。針對豫南煙區(qū)耕作及土壤存在的問題，研究了耕作深度和秸稈還田互作對土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)和煙葉鉀、氯含量的影響，以期找出適宜的烤煙耕作模式，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)煙葉提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年在河南省泌陽縣楊家集鄉(xiāng)董莊村進(jìn)行，試驗(yàn)點(diǎn)土壤耕層基礎(chǔ)理化性狀為:pH值7.4，有機(jī)質(zhì)含量 11.8 g/kg，堿解氮含量 95.3 mg/kg，速效磷含量18 mg/kg，速效鉀含量131.7 mg/kg。試驗(yàn)地肥力均勻一致，地勢平坦，排灌方便。試驗(yàn)前茬均為煙草，供試烤煙品種為云煙87。供試肥料種類有:芝麻餅肥(N 5%)、一銨(N 11%、P2O544%)、硝銨磷(N 32%、P2O54%)、硫酸鉀(K2O 50%)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采取大區(qū)對比設(shè)計(jì)，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)面積240 m2。設(shè)耕作深度(H)和秸稈翻壓(S)2個(gè)因素，耕作深度(H)設(shè)3個(gè)水平，分別為:H1(耕作深度20 cm)、H2(耕作深度 30 cm)、H3(耕作深度40 cm);秸稈翻壓(S)設(shè)2個(gè)水平，分別為:S0(不翻壓秸稈)、S1(秸稈翻壓，翻壓量為6 000 kg/hm2)。試驗(yàn)共設(shè) 6個(gè)處理，分別為 H1S1、H1S0、H2S1、H2S0、H3S1、H3S0。各處理氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)用量相同，分別為 67.5、101.25、236.25 kg/hm2。折算后肥料具體施用量為:餅肥375 kg/hm2，全部條施;一銨 223.24 kg/hm2，全部條施;硝銨磷 75.6 kg/hm2，全部穴施;硫酸鉀 472.5 kg/hm2，其中 50%條施、20%穴施、30%追施。煙株行距1.2 m、株距0.5 m。試驗(yàn)于4月25日移栽，9月11日采烤結(jié)束。其他各項(xiàng)田間生產(chǎn)管理措施統(tǒng)一均按當(dāng)?shù)匾?guī)范化措施進(jìn)行。

1.3 測定項(xiàng)目

1.3.1 土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu) 于試驗(yàn)結(jié)束后，采集0～20 cm表層原狀土，每個(gè)土樣由2個(gè)采樣點(diǎn)組成，每處理重復(fù)3次，將采集的原狀土樣裝入硬質(zhì)塑料盒中帶回實(shí)驗(yàn)室，土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)分析采用沙維諾夫法［11］進(jìn)行。

1.3.2 經(jīng)濟(jì)性狀 各小區(qū)單獨(dú)計(jì)產(chǎn)、分級(jí)，計(jì)算產(chǎn)量和產(chǎn)值。

1.3.3 煙葉鉀、氯含量 分別在移栽后30、45、60 d取各處理煙株的中部葉，在105℃下殺青30 min，然后在70℃下烘干至恒質(zhì)量，粉碎過0.425 mm篩后，按文獻(xiàn)［12］分析測定全鉀和氯的含量。

1.3.4 烤后煙葉鉀、氯含量 煙葉烘烤后，各處理取下部葉(X2F)、中部葉(C3F)和上部葉(B2F)參考文獻(xiàn)［13］測定鉀和氯的含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010和DPS軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行Duncan’s新復(fù)極差法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對植煙土壤團(tuán)聚體組成的影響

土壤團(tuán)聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，起著保證和協(xié)調(diào)土壤中水、肥、氣、熱，影響土壤微生物活性、酶的種類和活性，維持和穩(wěn)定土壤疏松熟化層等方面的作用［14］。從表1可以看出，不同耕作深度處理粒級(jí)＞2 mm的土壤團(tuán)聚體含量表現(xiàn)為:耕作深度40 cm＞耕作深度30 cm＞耕作深度20 cm，方差分析結(jié)果(表2)表明，不同耕作深度處理粒級(jí)＞2 mm的團(tuán)聚體含量差異達(dá)極顯著水平;在耕作深度20、30 cm時(shí)，秸稈翻壓處理提高了粒級(jí)＞2 mm的團(tuán)聚體含量，但差異不顯著。粒級(jí)1～2 mm的團(tuán)聚體含量比較，隨著耕作深度增加，團(tuán)聚體含量呈降低趨勢，方差分析結(jié)果顯示，不同耕作深度處理差異達(dá)顯著水平。粒級(jí)0.5～1 mm的團(tuán)聚體含量比較，除在耕作深度40 cm外，秸稈翻壓處理較不翻壓秸稈處理均顯著降低。耕作深度、秸稈翻壓及其交互作用對粒級(jí)0.25～0.5 mm團(tuán)聚體含量的影響均達(dá)極顯著水平(表2)，在耕作深度20、30 cm時(shí)，秸稈翻壓處理均較不翻壓處理顯著降低了粒級(jí) 0.25～0.5 mm團(tuán)聚體含量。方差分析結(jié)果表明，不同耕作深度粒級(jí)＜0.25 mm的團(tuán)聚體含量差異極顯著，除在耕作深度40 cm外，秸稈翻壓處理均較不翻壓秸稈處理顯著降低粒級(jí)＜0.25 mm的團(tuán)聚體含量。一般把粒級(jí)＞0.25 mm的團(tuán)聚體稱為土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體，其數(shù)量與土壤肥力狀況呈正相關(guān)［15］。由表1可見，增加耕作深度和秸稈翻壓均能有效降低粒級(jí)＜0.25 mm的土壤團(tuán)聚體含量，即提高粒級(jí)≥0.25 mm的土壤團(tuán)聚體含量，進(jìn)而提高土壤肥力。

表1 不同處理植煙土壤各粒級(jí)土壤團(tuán)聚體的含量 %

表2 植煙土壤團(tuán)聚體含量的方差分析(F值)

2.2 不同處理對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表3可見，不同耕作深度處理烤煙產(chǎn)量表現(xiàn)為:耕作深度40 cm(2 784 kg/hm2)＞耕作深度30 cm(2 741.7 kg/hm2) ＞耕作深度 20 cm(2 669.5 kg/hm2)，方差分析結(jié)果(表4)表明，不同耕作深度處理對烤煙產(chǎn)量的影響不顯著，而秸稈翻壓處理極顯著增加了烤煙產(chǎn)量，在耕作深度40 cm時(shí)秸稈翻壓處理的烤煙產(chǎn)量較不翻壓秸稈處理增加774 kg/hm2。不同耕作深度處理烤煙產(chǎn)值表現(xiàn)為:耕作深度30 cm(64 870元/hm2)＞耕作深度20 cm(63 224元/hm2)＞耕作深度40 cm(60 658元/hm2)，在相同的耕作深度下，秸稈翻壓均顯著增加了烤煙的產(chǎn)值，耕作深度20、30、40 cm時(shí)秸稈翻壓處理的烤煙產(chǎn)值較不翻壓秸稈處理分別增加 18.3%、16.6%、25.3%。均價(jià)和上等煙比例均以處理H2S1最高，分別為24.64元/kg 和 32.8%。

表3 不同處理對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

表4 烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的方差分析(F值)

2.3 不同處理對煙葉中鉀、氯含量的影響

由圖1A可見，隨著煙株生育進(jìn)程的推進(jìn)，煙葉中鉀含量總體呈逐漸下降的趨勢。移栽后30 d，不同耕作深度處理煙葉全鉀含量表現(xiàn)為:耕作深度30 cm＞耕作深度40 cm＞耕作深度20 cm，在耕作深度20 cm條件下，秸稈翻壓處理顯著降低了煙葉全鉀含量，其他耕作深度下，秸稈翻壓處理均提高了煙葉全鉀含量。移栽后45 d，在耕作深度30 cm和40 cm條件下，秸稈翻壓處理均提高了煙葉的全鉀含量。不同耕作深度處理相比，以耕作深度30 cm處理煙葉全鉀含量最高。移栽后60 d，在耕作深度30 cm和40 cm條件下，秸稈翻壓處理均較不翻壓秸稈處理顯著提高了煙葉的全鉀含量。

圖1 不同處理對煙葉中鉀、氯含量的影響

由圖1B可見，隨著耕作深度的增加，煙葉中氯離子含量總體呈下降趨勢。在耕作深度20 cm條件下，秸稈翻壓處理在各時(shí)期均較不翻壓秸稈處理顯著提高煙葉的氯離子含量，在耕作深度30 cm和40 cm條件下，移栽后45、60 d秸稈翻壓處理均較不翻壓秸稈處理顯著降低了煙葉中的氯離子含量。

2.4 不同處理對烤后煙葉中鉀、氯含量的影響

鉀是煙草的主要品質(zhì)元素，提高煙葉鉀含量能改善煙葉組織結(jié)構(gòu)，使煙葉富有彈性，香吃味好［16］。由圖2A可見，不同耕作深度處理3個(gè)部位烤后煙葉鉀含量均表現(xiàn)為:耕作深度30 cm＞耕作深度40 cm＞耕作深度20 cm。在秸稈翻壓條件下，耕作深度30 cm處理3個(gè)部位烤后煙葉鉀含量均顯著高于耕作深度20 cm處理。在秸稈翻壓條件下，耕作深度30 cm和40 cm處理與耕作深度20 cm相比，下部葉(X2F)鉀含量提高 0.18～0.31個(gè)百分點(diǎn)，中部葉(C3F)鉀含量提高 0.12～0.21個(gè)百分點(diǎn)，上部葉(B2F)鉀含量提高0.11～0.18個(gè)百分點(diǎn)。與不翻壓處理相比，除耕作深度20 cm處理的下部葉(X2F)外，秸稈翻壓處理其他耕作深度各部位煙葉鉀含量均有一定增加，各處理間相比，均以處理H2S1各部位烤后煙葉鉀含量最高。

氯是影響煙葉質(zhì)量的主要指標(biāo)，適宜的氯含量使煙葉質(zhì)地柔軟，切絲率高，破損小，填充力強(qiáng)，燃燒性好，煙葉氯含量超過1.0%，煙葉燃燒性變差，品質(zhì)下降［17］。對于河南煙區(qū)尤其是豫中煙區(qū)，煙葉氯離子含量偏高是較為突出的問題［18］。由圖2B可見，不同部位烤后煙葉氯離子含量總體表現(xiàn)為:上部葉(B2F)＞中部葉(C3F)＞下部葉(X2F)。不同耕作深度處理相比，各部位烤后煙葉氯離子含量總體表現(xiàn)為:耕作深度40 cm＞耕作深度20 cm＞耕作深度30 cm。與不翻壓秸稈處理相比，在耕作深度20 cm時(shí)，秸稈翻壓處理均提高了各部位烤后煙葉的氯離子含量;在耕作深度30 cm和40 cm時(shí)，秸稈翻壓處理均降低了各部位烤后煙葉氯離子含量，其中，下部葉(X2F)降低 0.07～0.12 個(gè)百分點(diǎn)，中部葉(C3F)降低 0.03～0.06 個(gè)百分點(diǎn)，上部葉(B2F)降低 0.07～0.13個(gè)百分點(diǎn)。

圖2 不同處理對烤后煙葉中鉀、氯含量的影響

3 結(jié)論與討論

土壤團(tuán)聚體的形成是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)及生物化學(xué)過程，其數(shù)量和質(zhì)量是衡量土壤結(jié)構(gòu)性好壞的重要指標(biāo)［19］。劉中良等［20］研究表明，施用有機(jī)廄肥既可以提高土壤有機(jī)碳的含量，又可以促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成。張鵬等［21］研究表明，在寧南半干旱區(qū)采用秸稈還田對提高土壤團(tuán)聚體含量具有明顯作用。從本研究結(jié)果看，隨著耕作深度的增加，粒級(jí)＜0.25 mm的土壤團(tuán)聚體含量降低，即粒級(jí)≥0.25 mm團(tuán)聚體含量明顯增加，除耕作深度40 cm外，秸稈翻壓處理均顯著降低了粒級(jí)＜0.25 mm的團(tuán)聚體含量。

有研究表明，適度增加耕作深度能提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值［4，22］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，烤煙產(chǎn)量隨著耕作深度的增加而增加，而產(chǎn)值則表現(xiàn)為耕作深度30 cm＞耕作深度20 cm＞耕作深度40 cm，這可能是由于在常規(guī)耕作(20 cm)基礎(chǔ)上增加耕作深度至40 cm，大量犁底層的土壤被耕翻到煙田上層，進(jìn)而對煙葉產(chǎn)值造成了不良影響。大量研究表明，秸稈還田對培肥地力、促進(jìn)煙株生長發(fā)育和提高煙葉品質(zhì)具有重要意義［23-25］。本試驗(yàn)結(jié)果與已有報(bào)道一致，秸稈翻壓處理顯著增加了煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值，在耕作深度40 cm時(shí)產(chǎn)值增幅達(dá)25.3%。

煙葉含鉀量偏低是歷年來河南煙區(qū)煙葉品質(zhì)的主要限制因子［26］。近年來，河南部分煙區(qū)煙葉氯離子含量呈上升趨勢，工業(yè)企業(yè)對此有一定反映。韓富根等［27］研究表明，通過壟下深松處理可以降低煙葉中氯離子含量，提高煙葉鉀含量。孟祥東等［28］研究表明，深耕、壟下深松及秸稈覆蓋對煙葉鉀、氯的吸收有促進(jìn)作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，煙葉中鉀含量隨著煙株生育進(jìn)程呈逐漸下降的趨勢。移栽后60 d，在秸稈翻壓條件下，耕作深度30、40 cm處理與常規(guī)耕作(20 cm)相比均顯著提高了煙葉的全鉀含量。從煙葉的氯離子含量看，在常規(guī)耕作(20 cm)條件下，秸稈翻壓處理較不翻壓秸稈處理在各時(shí)期均顯著增加了煙葉的氯離子含量;而在增加耕作深度條件下，秸稈翻壓處理較不翻壓秸稈處理在移栽后45、60 d均顯著降低了煙葉的氯離子含量。劉加紅等［29］研究表明，秸稈覆蓋能顯著增加烤后煙葉的鉀含量，對煙葉氯離子含量的影響不顯著。介曉磊等［30］研究表明，“前膜后秸”覆蓋栽培的煙草，煙葉含鉀量大幅增加而含氯量最低。本試驗(yàn)烤后煙葉樣品鉀、氯含量分析結(jié)果表明，不同耕作深度處理相比，3個(gè)部位烤后煙葉的鉀含量均表現(xiàn)為:耕作深度30 cm＞耕作深度40 cm＞耕作深度20 cm，氯離子含量均表現(xiàn)為:耕作深度40 cm＞耕作深度20 cm＞耕作深度30 cm;與不翻壓處理相比，除耕作深度20 cm外，秸稈翻壓處理其他耕作深度各部位烤后煙葉鉀含量均有一定增加，而氯離子含量則均有所降低。

綜合來看，在豫南煙區(qū)，生產(chǎn)中較適宜的耕作模式為耕作深度30 cm+秸稈翻壓處理，此耕作模式可有效增加土壤中粒級(jí)≥0.25 mm的團(tuán)聚體含量，提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值，增加烤后煙葉的鉀含量，降低氯離子含量。

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