‘冬牧70’處理方式對土壤改良和煙葉產(chǎn)質(zhì)量影響

劉巧真，郭芳陽，閻小毛，蔡憲杰，吳照輝，許成悅，徐文正，韓會閣，王孟孟

（1河南省農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所，河南 許昌 461000；2上海煙草集團有限責任公司，上海 200082）

0 引言

2015年以來，隨著土地流轉(zhuǎn)條件的成熟，煙田輪作面積增加，煙葉生產(chǎn)中出現(xiàn)了一些新問題，輪作前茬施肥量過大，氮素殘留較高，后茬煙株發(fā)育過剩，煙葉“大、深、厚”，最終導致煙葉品質(zhì)下降。輪作煙田前茬土壤氮素殘留過高成為影響煙葉產(chǎn)質(zhì)量提升的一個主要因素，并且該類煙田通過調(diào)整烤煙季肥料施用不能達到煙葉質(zhì)量提升理想效果。目前關于烤煙冬閑期種植‘冬牧70’并將其作為綠肥翻壓還田改良土壤研究較多，綠肥翻壓可提高土壤有機質(zhì)含量，降低土壤容重[1-4]，增加土壤微生物和酶活性[5-8]，調(diào)節(jié)土壤微生物菌群[9]，消除土壤不利因素，促進煙葉產(chǎn)質(zhì)量提高[10]。鄧小華等研究表明綠肥翻壓還田情況下，烤煙季氮肥減施一定比例更有利于煙葉產(chǎn)質(zhì)量提高[11-13]。這些研究結(jié)果表明，綠肥翻壓還田改良土壤、提高土壤肥力作用明顯。但關于土壤偏高肥力條件下，冬閑期種植‘冬牧70’對土壤改良及煙葉產(chǎn)質(zhì)量影響研究較少?；诖耍P者研究了煙田冬閑期種植‘冬牧70’，春季‘冬牧70’全部翻壓掩青和地上部收割移出煙田2種處理方式對土壤改良、養(yǎng)分攜出和煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響，旨在探討偏高肥力條件下煙田土壤宜煙性改良技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017—2018年在河南省農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所試驗田實施。種植模式為秋季播種‘冬牧70’，次年3—4月‘冬牧70’全部翻壓掩青或地上部收割，然后接茬種植烤煙。對照冬季空閑。供試烤煙品種為‘中煙100’。試驗田為壤質(zhì)潮褐土，土壤有機質(zhì)12.3g/kg，速效氮含量102.1mg/kg，有效磷含量16.8mg/kg，速效鉀含量90.5 mg/kg，參照河南植煙土壤肥力等級劃分標準[14]，該試驗地屬于偏高肥力煙田。

1.2 試驗設計

2017年9月30日直接播種‘冬牧70’，播種量195 kg/hm2，條帶播種，行距30cm。試驗設置‘冬牧70’全部翻壓掩青、地上部收割及冬季空閑3個處理。2018年3月25日翻壓掩青和收割，4月20日整地起壟?！?0’鮮生物量為27013.5 kg/hm2，干物質(zhì)量為4890.2 kg/hm2。5月1日栽種烤煙，每處理80株煙，3次重復。烤煙季施肥為純N 37.5 kg/hm2、P2O545 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2，所用肥料為煙草專用復合肥、硫酸鉀和重過磷酸鈣。

1.3 調(diào)查項目與測定方法

1.3.1 取樣要求 于‘冬牧70’收割和翻壓掩青前，取代表性1 m2‘冬牧70’地上部植物樣，稱鮮重、烘干稱重，粉碎測定氮、磷、鉀含量；于施肥起壟前，取0～20 cm土樣，風干測定土壤有機質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀含量及土壤酶活性；于烤煙旺長期和成熟期，調(diào)查測定煙株農(nóng)藝性狀，烤后煙葉記產(chǎn)計質(zhì)。

1.3.2 測定方法 植物樣全氮、全磷、全鉀含量測定先用H2SO4-H2O2消煮，然后分別采用凱氏定氮法、鉬銻抗比色法和火焰光度計法測定[14]；土壤脲酶、堿性磷酸酶及轉(zhuǎn)化酶活性分別采用苯酚-次氯酸鈉比色法、磷酸苯二鈉比色法和3,5-二硝基水楊酸比色法[15]；煙株農(nóng)藝性狀調(diào)查方法采用YC/T 142—1998方法；烤后煙葉化學成分檢測采用AA3連續(xù)流動分析儀測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘冬牧70’地上部養(yǎng)分積累量

由表1看出，‘冬牧70’地上部氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量分別為 125.1、24.9、88.0 kg/hm2，全鉀＞全氮＞全磷。由此可見，煙田土壤肥力偏高情況下，冬閑期種植‘冬牧70’，不施肥情況下獲得了較高的地上部生物質(zhì)量，同時吸收積累了一定量的氮、磷、鉀養(yǎng)分?！?0’全部翻壓掩青情況下，這部分養(yǎng)分再次歸還土壤，‘冬牧70’地上部收割情況下，這部分養(yǎng)分隨‘冬牧70’收割移出煙田。

表1 ‘冬牧70’地上部養(yǎng)分積累量kg/hm2

2.2 不同處理對土壤養(yǎng)分含量影響

由表2看出，掩青和收割處理土壤有機質(zhì)含量分別較對照增加了19.8%和9.9%；土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量掩青處理較對照增加，增加幅度分別為5.3%、3.1%和10.5%，收割處理較對照降低，降低幅度分別為1.9%、9.2%和7.9%?！?0’不同處理方式對土壤養(yǎng)分含量影響不同。

表2 不同處理對土壤養(yǎng)分含量影響

2.3 不同處理對土壤酶活性影響

由表3看出，各處理土壤脲酶、轉(zhuǎn)化酶及堿性磷酸酶活性存在顯著差異，表現(xiàn)為掩青＞收割＞對照。與對照相比，收割處理顯著提高了土壤脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性，掩青處理各土壤酶活性均顯著提高。

表3 不同處理對土壤酶活性影響mg/(g·d)

2.4 不同處理對煙株農(nóng)藝性狀影響

由表4看出，旺長期掩青處理株高相對較高，對照和收割稍低；掩青和對照處理莖圍相當，對照最低，掩青葉片大于對照和收割；至成熟期對照和掩青處理株高和莖圍相當，對照葉面積、葉片數(shù)和SPAD值均高于掩青和收割處理?？傮w表現(xiàn)為生育前期掩青處理長勢較好，對照長勢稍差，生育后期對照長勢增強，至成熟期收割處理煙葉SPAD值最低，田間觀察落黃明顯較好。

表4 不同處理煙株農(nóng)藝性狀

2.5 不同處理對煙葉養(yǎng)分積累量影響

由表5看出，旺長期煙葉氮和磷積累量掩青＞對照＞收割，收割處理煙葉氮積累量顯著低于掩青和對照處理，煙葉鉀積累量掩青＞收割＞對照，對照顯著低于掩青和收割處理；成熟期各處理煙葉氮、磷和鉀積累量均降低，煙葉氮積累量對照＞掩青＞收割，收割處理顯著低于對照和掩青處理，煙葉磷積累量掩青＞對照＞收割，收割處理顯著低于掩青和對照處理，煙葉鉀積累量掩青＞收割＞對照，對照顯著低于掩青和收割處理。

表5 不同處理煙葉養(yǎng)分積累量g/kg

2.6 不同處理對煙葉化學成分影響

從表6看出，煙葉總糖和還原糖含量均表現(xiàn)為收割＞掩青＞對照，收割處理總糖和還原糖含量分別較對照提高32.0%和40.5%，掩青處理總糖和還原糖含量分別較對照提高16.2%和22.0%；煙堿含量表現(xiàn)為對照＞掩青＞收割，收割處理煙堿含量分別較掩青和對照處降低7.5%和12.3%；煙葉鉀含量掩青和收割處理大于對照，分別較對照增加12.5%和10.9%；煙葉氯含量掩青＞對照＞收割，收割處理煙葉氯含量較掩青和對照降低18.5%和12.8%，收割處理較對照降低12.8%；糖堿比和鉀氯比均表現(xiàn)為收割＞掩青＞對照。綜合分析各處理煙葉化學成分，收割處理總糖、還原糖及鉀含量較高，煙堿和氯含量較低，糖堿比和鉀氯比較高，煙葉化學成分協(xié)調(diào)性好于掩青和對照處理。

表6 不同處理中部煙葉化學成分含量

2.7 不同處理煙葉經(jīng)濟性狀

從表7可以看出，煙葉各項經(jīng)濟指標均表現(xiàn)為收割＞掩青＞對照，收割處理煙葉產(chǎn)值分別較掩青和對照增加8.5%和34.3%，產(chǎn)量、均價和上等煙比例分別較掩青增加4.7%、4.0%和14.6%，較對照分別增加13.6%、18.6%和33.8%。

表7 不同處理煙葉經(jīng)濟性狀

3 結(jié)論與討論

綠肥種植是一種重要的煙田土壤改良措施，煙葉生產(chǎn)中主要種植的綠肥有黑麥草、苕子、油菜、燕麥、紫花苜蓿、紫云英、大麥、箭舌豌豆等[16-19]，大體可分為豆科、禾本科和十字花科。綠肥具有固氮性、解磷性、生物富集性和生物覆蓋性等特點，能增加土壤有機質(zhì)，改善土壤理化性質(zhì)，促進微生物活動和繁殖，使土壤中難溶性養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，以利作物吸收利用。通過種植綠肥翻壓掩青，改良土壤，可維持和提高煙田可持續(xù)利用能力。這對于連作煙田、肥力中等煙田或土地整理煙田的土壤肥力恢復和改良意義較大[20-22]。從本試驗結(jié)果來看，土壤肥力偏高情況下，對照空閑情況下，煙株長勢較好，但烤后煙葉有效產(chǎn)量較低，質(zhì)量較差，冬閑期種植‘冬牧70’并收割煙株長勢中等，烤后煙葉糖含量升高，氮及煙堿含量降低，糖堿比和鉀氯比增加，煙葉化學成分協(xié)調(diào)性較好，顯著提高了煙葉質(zhì)量。初步分析認為，‘冬牧70’收割情況下，一部分氮素隨收割移出煙田，土壤養(yǎng)分含量及有效性發(fā)生變化，同時地上部收割后依然有大量根系殘留土壤，改善了土壤結(jié)構(gòu)，其根系分泌物及根系殘茬影響了土壤微生物和酶活性，從而促進了煙株前期發(fā)育和后期實時成熟落黃，最終提高了煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量。

‘冬牧70’黑麥草又名冬長草、冬牧草，作為飼料其營養(yǎng)價值較高，粗蛋白質(zhì)含量15%左右，必需氨基酸豐富，微量元素含量較多，適口性好，是反芻家畜理想的青飼料[23]?！?0’耐寒，根系發(fā)達，生物量大，常帥等[24]在山東省沂南縣試驗，至3月底，其地上部干物質(zhì)量達4000 kg/hm2，齊耀程等[20]在安徽皖南煙區(qū)試驗‘冬牧70’干物質(zhì)量為1970 kg/hm2，江智敏[25]在湖南湘西州煙區(qū)試驗‘冬牧70’鮮物質(zhì)量達23211 kg/hm2。‘冬牧70’生物量與播種時間、播種量、土壤墑情、播種方法、土壤肥力、收獲測產(chǎn)期等均有關[26-27]，其在肥水、管理較好情況下，鮮重可達30 t/hm2以上，干重可達5 t/hm2以上[28]。本試驗‘冬牧70’鮮物質(zhì)量、干物質(zhì)量分別為27、4.5 t/hm2，其鮮、干物質(zhì)量均相對較高，分析原因與試驗地土壤基礎肥力偏高、播種量較大、播種時間較早、收割時間稍晚等有關。河南烤煙大田生育期一般在4—9月，有近7個月的冬閑期，適宜種植‘冬牧70’，9月中旬—10月上旬播種，第二年3月收割，可以獲得一定量的青飼料，對煙農(nóng)增收和農(nóng)畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。另外，冬閑期種植‘冬牧70’，既可以充分利用土壤殘留養(yǎng)分和冬季光熱水資源，還可以保持水土，對資源高效利用和土壤生態(tài)保護也具有重要意義。

從本試驗結(jié)果來看，冬閑期種植‘冬牧70’并收割可以改善土壤基礎肥力偏高煙田的宜煙性，明顯提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量。