祖韋軍，潘文杰，林葉春

（1貴州大學農(nóng)學院，貴陽 550025；2貴州省煙草科學研究院/煙草行業(yè)山地烤煙品質(zhì)與生態(tài)重點實驗室，貴陽 550081）

0 引言

煙草與其他作物的合理套種模式是充分利用環(huán)境資源和土地利用率的有效措施之一[1]，套種系統(tǒng)能提高養(yǎng)分利用率和改善田間生態(tài)環(huán)境[2-5]。周國柱等[6]研究表明，烤煙與紅苕套種能夠顯著提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量和綜合經(jīng)濟效益。付利波等[7]研究認為，與烤煙單作相比，烤煙套種馬鈴薯、白菜等作物后，在烤煙不同生長時期內(nèi)土壤氮素水平顯著降低，且提高了烤煙產(chǎn)量，改善了煙葉化學成分的協(xié)調(diào)性。近年來出現(xiàn)的煙薯套種模式擴大了復種指數(shù)，生產(chǎn)的甘薯對于提高土地利用率和煙農(nóng)增收具有非常積極的實際意義。實踐表明，煙草套種作物為甘薯和玉米時，前者表現(xiàn)出較好的經(jīng)濟效益，煙薯產(chǎn)量都較高[8]。劉劍等[9]研究認為，烤煙與甘薯套種可增加單位面積效益和烤煙種植面積，是解決目前作物調(diào)茬困難的一種有效種植模式。相關(guān)研究表明，烤煙套種甘薯，與單作及與玉米、草木犀等其他作物套種相比，煙葉質(zhì)量均有明顯提升，且煙薯套種后兩者之間表現(xiàn)出相互促進的關(guān)系[10-13]。也有研究表明煙薯套種時甘薯會對烤煙生長后期多余的肥料進行吸收和利用，有助于烤煙生長后期的成熟與落黃，并能降低煙堿含量和提高煙葉糖堿比，使得煙葉質(zhì)量與煙薯產(chǎn)量均有顯著提升[14-18]，這就使得煙株與環(huán)境能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，養(yǎng)分得以改善和有效利用。

實際生產(chǎn)中，烤煙與其他作物套種的種植方式已應用較多。但目前煙薯套種模式研究主要集中在單一甘薯品種上，不同類型甘薯與烤煙套種的綜合效益研究與比較鮮見報道。基于上述研究，筆者通過田間試驗，對不同甘薯品種套種烤煙制度下的土壤溫濕度、煙葉質(zhì)量、烤煙和甘薯的產(chǎn)量及其經(jīng)濟效益進行分析，旨在為尋求適宜貴州黃壤煙區(qū)的甘薯品種和煙薯套種模式提供一定的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗于2014 年在貴州省煙草科學研究院龍崗試驗基地(26°52′N，107°06′E)進行，該區(qū)屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年平均氣溫14℃，年降雨量1207.4 mm。試驗地為旱地，上季作物為玉米，土壤類型為黃壤，0～20 cm土層基本養(yǎng)分為有機質(zhì)30.01 g/kg、全氮1.78 g/kg、全磷1.09 g/kg、全鉀15.76 g/kg，土壤pH 6.87。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為‘畢納1 號’，甘薯品種為‘渝薯2號’（普通甘薯）、‘渝薯22號’（高淀粉甘薯）和‘渝紫7號’（紫薯）。

1.3 試驗設(shè)計

采用大區(qū)試驗，試驗區(qū)面積95 m2。試驗以烤煙凈作作為對照，設(shè)置3 個甘薯品種，烤煙為單行壟作，甘薯苗于5 月12 日扦插于煙株壟面兩側(cè)，每2 株煙之間扦插4 株甘薯苗?？緹煵捎贸Ｒ?guī)施肥，甘薯不施肥?？緹熍c甘薯套作模式的示意圖見圖1，甘薯藤蔓鋪延于烤煙種植壟體上。

1.4 測定項目

1.4.1 土壤溫濕度和甘薯產(chǎn)量測定 采用自動土壤溫濕度記錄儀(EM50)監(jiān)測烤煙/甘薯壟面10 cm 土層土壤的溫度和相對含水率。甘薯成熟后，每小區(qū)選取連續(xù)20株甘薯測定甘薯數(shù)量、規(guī)格，并計算單產(chǎn)量。

1.4.2 初烤煙葉化學成分 田間試驗結(jié)束后，分別取初烤煙葉樣品C3F（中部葉）和B2F（上部葉）各50片，用于煙葉化學成分的測定?？偟捎脛P氏定氮法測定[19-20]；煙堿含量采用鹽酸萃取法測定[21]；全鉀用H2SO4-H2O2消煮后，再以火焰光度法測定；氯離子用莫爾法測定[21]；還原糖含量采用DNS顯色法測定[22]；可溶性總糖含量采用蒽酮比色法測定[22]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

原始數(shù)據(jù)采用Excel 2013 進行整理，并對試驗結(jié)果進行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙薯套種對植煙壟體土壤溫濕度的影響

土壤含水量是烤煙生長中一個重要的表征參數(shù)。由圖2～3可知，與烤煙常規(guī)栽培模式比較，煙薯套種煙株根際土壤溫度變化較為一致，而煙薯套種煙株根際的土壤相對含水率明顯提高，提高幅度介于12.03%～91.88%。

2.2 煙薯套種對甘薯和煙葉產(chǎn)量的影響

由表1 得出，烤煙與甘薯套作，煙葉產(chǎn)量均有提高，產(chǎn)量增幅12.29%～31.26%。煙葉產(chǎn)量增加，則甘薯產(chǎn)量降低。其中，紫薯產(chǎn)量最高達29400 kg/hm2，而‘渝薯2 號’（高淀粉甘薯）在試驗區(qū)產(chǎn)量表現(xiàn)最低，僅13399.95 kg/hm2。紫薯塊根單個質(zhì)量有一半達到大中薯(>100 g)標準，‘渝薯2 號’中薯以上的比重僅為26.67%。說明烤煙與甘薯套種這種栽培模式對提高烤煙產(chǎn)量具有良好的作用，且烤煙與甘薯之間的產(chǎn)量在一定程度上呈負相關(guān)關(guān)系。

2.3 煙薯套種對煙葉理化指標的影響

煙葉的化學成分與煙草類型、栽培措施等有關(guān)[14]。本研究主要分析了煙葉的煙堿、總氮、總糖、還原糖、氯、鉀等含量?？緹熖追N甘薯后烤煙的主要化學成分測定結(jié)果見表2。

由表2 可以看出，烤煙套種甘薯可以降低煙葉煙堿含量和總氮水平，并明顯提升煙葉總糖和還原糖含量，特別是烤煙與紫薯套種模式。說明烤煙與甘薯套種能夠起到降堿、降氮和提高煙葉總糖和還原糖的作用，一定程度上協(xié)調(diào)了煙葉內(nèi)在品質(zhì)和平衡煙葉化學成分。

表1 烤煙與甘薯套作產(chǎn)量

從表3 可以看出，烤煙套種甘薯后可以降低上部煙葉含梗率，但對中部煙葉并無顯著影響。明顯提升上部煙葉葉面密度，尤其是烤煙與紫薯套種模式的影響較為明顯。說明烤煙套種甘薯后在一定程度上可降低上部葉(B2F)煙葉含梗率并提高煙葉葉面密度。

表3 煙薯套作對中上部煙葉物理性狀的影響

3 結(jié)論與討論

（1）土壤溫濕度是影響作物生長的一個重要表征指標，較單作模式而言，煙薯套種明顯改善了土壤保水能力，有效促進了煙薯產(chǎn)量，合理利用了土地資源，對土壤環(huán)境有一定的改善作用，達到烤煙與甘薯產(chǎn)量增加和創(chuàng)收的目的。本研究結(jié)果表明，煙薯套種能夠明顯提升土壤相對含水率和煙葉產(chǎn)量，相對含水率提高幅度介于12.03%～91.88%，烤煙產(chǎn)量增幅為12.29%～31.26%；這與李延軒等[23]、張繼等[24]的研究結(jié)果，烤煙套種甘薯后能有效降低壟溝土壤地表徑流和水分蒸發(fā)，進而合理利用了土壤水資源等結(jié)果。唐世凱等[13]研究表明，烤煙套種甘薯與烤煙單作相比，原煙產(chǎn)量增加117.99 kg/hm2基本一致。因此，烤煙與甘薯套種后具有保水、增產(chǎn)的作用，是適合當?shù)氐囊环N對土壤濕度及烤煙產(chǎn)量均有顯著影響的有效套種模式。

（2）套作不同品種甘薯處理的煙株長勢有著一定的差異，張勇躍等[25]研究表明，一般較適宜與烤煙套種的甘薯，其鮮薯產(chǎn)量水平都較高。本研究中紫薯產(chǎn)量最高可達29400 kg/hm2，而‘渝薯2號’（高淀粉甘薯）在試驗區(qū)產(chǎn)量表現(xiàn)最低，但這與傅玉凡等[26]的研究，紫薯較普通甘薯鮮薯產(chǎn)量通常反而低這一結(jié)果不太一致，其可能是與煙薯套種模式、栽培方式、選取的品種的環(huán)境適應性以及土壤質(zhì)地等因素有關(guān)，有待進一步探究與驗證。甘薯于烤煙生育后期套入煙株下位，不會對烤煙造成遮陰，且其前期生長慢，對養(yǎng)分水分的競爭也較弱，基本上不影響烤煙產(chǎn)質(zhì)量。

（3）本試驗結(jié)果還顯示，烤煙凈作與烤煙套種甘薯相比，煙薯套種也能明顯提升中上部煙葉中總糖和還原糖含量，究其原因，可能是因為烤煙與甘薯套種后能夠協(xié)調(diào)煙葉含糖量，使其更接近優(yōu)質(zhì)烤煙標準；且降低煙堿和總氮含量，但總體表現(xiàn)為上部煙葉略高于中部煙葉，易建華等[27]指出，上部煙葉煙堿及總氮含量均高于中部葉，這與本試驗研究結(jié)果大致相同，劉泓等[28]研究也證明了不同部位煙堿及總氮含量的差異顯著，表現(xiàn)為上部葉大于中部葉。究其原因，可能是因為含氮化合物易從各部位大量運往生長點所致。鉀含量越高，煙葉燃燒速率越快，氯含量越高，煙葉燃燒速率就越慢，鉀氯比是煙葉燃燒快慢的重要指標，比值越大，其燃燒性就越好[29-30]，從而促進卷煙完全燃燒，降低焦油和一氧化碳含量，一般認為優(yōu)質(zhì)烤煙鉀含量為0.8%～4.5%，氯含量在0.6%～0.8%之間為宜。在本研究中，烤煙與甘薯套種后氯鉀含量差異不太顯著，其含量都略低于優(yōu)質(zhì)烤煙標準，這可能與土壤質(zhì)地有關(guān)，土壤含氯量低，無法為烤煙生長發(fā)育提供充足的氯素營養(yǎng)。張新[31]和張曉海[32]等研究也表明，煙葉鉀素高于氯素含量的情況下，葉位從上到下鉀含量表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢，與本研究鉀素含量隨葉位升高而降低結(jié)論一致；總的來說烤煙套種甘薯在一定程度上改善和協(xié)調(diào)了原煙的化學成分，這對于煙葉內(nèi)在品質(zhì)的協(xié)調(diào)較為有利，其中以紫薯綜合表現(xiàn)最佳。

（4）不同生長部位煙葉的成熟條件、通風及營養(yǎng)狀況等都具有顯著的差異，因此初烤煙葉的物理特性在不同部位間的表現(xiàn)也會不同，本研究中與烤煙凈作相比，烤煙套種甘薯后可降低上部煙葉(B2F)含梗率，并表現(xiàn)出中部葉明顯大于上部葉的趨勢，這與朱云燕等[33]、馬愛國等[34]的研究，貴州不同部位煙葉含梗率表現(xiàn)為隨葉位升高而逐漸降低這一結(jié)果較為一致；并明顯提升上部煙葉(B2F)葉面密度，特別是烤煙與紫薯套種模式，體現(xiàn)了一定的經(jīng)濟效益。這與唐世凱等[15]的研究結(jié)果較為一致，但對中部煙葉化學成分的影響并不是很大，這可能與2 種作物間生長過程中對養(yǎng)分的吸收機制有關(guān)。

（5）烤煙與甘薯套種是一種行之有效的栽培模式，本試驗選取的3 個甘薯品種中，紫薯為較適宜與烤煙套種的作物，可推廣利用。目前煙薯套種的研究主要還是偏向烤煙農(nóng)藝性狀，主要還是對單一甘薯品種與烤煙套種進行研究，且套種時單獨對甘薯的研究較少。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，紫薯具有重要的生理保健功能[35]，在各領(lǐng)域有著廣闊的應用前景，而對甘薯的研究也僅偏向?qū)ι贁?shù)幾個紫薯品種的產(chǎn)量等部分農(nóng)藝性狀[36-39]，其化學成分及產(chǎn)質(zhì)量、土壤特性與病蟲害之間的相互關(guān)系機理等比較復雜，有待進一步研究。