不同前茬作物对攀枝花植烟区烤烟生长及土壤养分的影响.pdf

不同前茬作物对攀枝花植烟区烤烟生长及土壤养分的影响毕鑫云1王 冠2徐艳丽3曾宗梁1叶田会1李云兵1张浩林1赵方德1*（1四川省烟草公司攀枝花市公司，四川攀枝花 617000；2山东中烟工业有限责任公司青岛卷烟厂，山东青岛 266000；3中国农业科学院烟草研究所，山东青岛 266101）摘要为探索适宜烤烟生长的前茬作物，完善烤烟的种植制度，以烤烟连作为对照（CK），研究了玉米（处理T1）、豆类/蔬菜（处理 T2）和马铃薯（处理 T3）3 种前茬作物对烤烟成熟期农艺性状、根系发育、生物量和土壤养分含量的影响。结果表明，所有农艺性状指标中数值较高的均为处理 T2，各处理根深度和水平根宽度表现为处理T2处理 T3处理 T1CK，根、茎、叶干物质重表现为处理 T2处理 T3处理 T1CK；土壤 pH 值、有机质含量、碱解氮含量均表现为处理 T2处理 T1处理 T3CK。综上，适宜烤烟生长的前茬作物为豆类/蔬菜，其次为马铃薯。关键词烤烟；前茬作物；农艺性状；土壤养分；四川攀枝花中图分类号S572文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）23-0043-04DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.23.011开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effects of Different Pre-crops on Flue-cured Tobacco Growth and Soil Nutrients inTobacco Area of PanzhihuaBI Xinyun1WANG Guan2XU Yanli3ZENG Zongliang1YE Tianhui1LI Yunbing1ZHANG Haolin1ZHAO Fangde1*(1Panzhihua Company of Sichuan Tobacco Company,Panzhihua Sichuan 617000;2Qingdao Cigarette Factory,China Tobacco Shandong Industrial Co.,Ltd.,Qingdao Shandong 266000;3Tobacco Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Qingdao Shandong 266101)AbstractIn order to explore the pre-crops suitable for flue-cured tobacco growth and improve the plantingsystem of flue-cured tobacco,the effects of three pre-crops of corn(treatment T1),beans/vegetables(treatment T2)andpotatoes(treatment T3)on agronomic traits,root development,biomass and soil nutrient content at the ripening stage offlue-cured tobacco were studied by using continuous cropping of flue-cured tobacco as control(CK).The results showedthat the higher value among all agronomic traits was found in the treatment T2.The root depth and horizontal root widthin various treatments represented as treatment T2treatment T3treatment T1CK,the dry matter weight of roots,stems,and leaves represented as treatment T2treatment T3treatment T1CK,and the pH value,organic matter content,andalkaline nitrogen content in soil represented as treatment T2treatment T1treatment T3CK.In summary,the pre-cropssuitable for flue-cured tobacco growth were beans/vegetables,followed by potatoes.Keywordsflue-cured tobacco;pre-crop;agronomic trait;soil nutrient;Panzhihua Sichuan在生产中，烤烟与其他作物合理轮作是提高烤烟质量和土壤肥力、改善作物生长环境的重要栽培措施。有关不同作物轮作的研究表明，前茬作物对后茬作物生长有明显影响，适宜的前茬作物可以提高后茬作物的产量1-4，与其他作物轮作可以缓解烤烟连作障碍5-7，以紫苏为前茬作物的土壤上种植西洋参可提高西洋参生物学重量8。但不同地区气候环境不同，土壤种类及养分状态也不同，因而选择哪一种作物为前茬对提高后作烤烟烟叶质量也非常关键。程贵敏等9研究表明，与连作相比，烟稻轮作土壤有机质含量上升、速效钾含量下降，烟碱含量下降、糖含量上升；张第一作者毕鑫云（1988），女，硕士。研究方向：烟草栽培。E-mail：*通信作者收稿日期 2023-03-20现代农业科技2023 年第 23 期农艺学43现代农业科技2023 年第 23 期农艺学艳10认为，烤烟与玉米轮作土壤碱解氮含量稍有增加，有效磷、速效钾含量下降；前人对贵州烟区研究结果表明，烤烟油菜红苕绿肥烤烟轮作模式烟叶质量较高11。罗茜12对四川地区的主要轮作方式进行了调查，攀枝花地区烤烟主要前茬作物为胡豆、豌豆和油菜，四川其他地区烤烟的前茬作物还有水稻、玉米、荞麦、光叶紫花苕、马铃薯、小麦、红薯等。鉴于以上研究，本文以烤烟连作为对照，研究了玉米、豆科/蔬菜、马铃薯为前茬作物对烤烟生长和土壤养分的影响，旨在为烤烟与其他作物轮作提供参考，以完善烤烟的种植制度。1材料与方法1.1试验地概况试验地块在米易县湾丘彝族乡植烟区，地理坐标为东经 1021304，北纬 270539，供试土壤类型为紫色土。1.2供试材料供试烤烟品种为云烟 87。前茬作物分别为玉米、豆科/蔬菜、马铃薯。1.3试验设计试验共设置 4 个处理，分别为前茬作物为玉米（T1）、前茬作物为豆科/蔬菜（T2）、前茬作物为马铃薯（T3），以烤烟连作为对照（CK）。每个处理 3 次重复，共12 个小区，小区面积 92 m2，随机区组排列。2021 年10 月开始种植前茬作物，2022 年 5 月 5 日移栽烤烟。前茬作物和烤烟参照攀枝花市中棵烤烟栽培技术、攀枝花市优质烤烟企业综合标准体系进行种植管理。1.4测定内容与方法1.4.1农艺性状调查参照标准 烟草农艺性状调查测量方法（YC/T1422010）和文献13中所列方法进行主要农艺性状调查，调查内容包括株高、茎围、最大叶长、最大叶宽和节距等。1.4.2干物质重测定打顶后 10 d，每个处理随机选取 9 株烟，用水将根上的土冲洗干净。将根、茎、叶分开，在 105 条件下杀青 20 min，60 烘至恒重，分别称量根、茎、叶的干物质重。1.4.3根系发育测定打顶后 10 d，每个处理随机选取 3 株烟，用水将根上的土冲洗干净。用根系扫描仪（Expression 12000XL）对洗净的烟根进行根系扫描，分析根系发育情况。1.4.4土壤养分指标测定打顶后 10 d，每个处理按照对角线法取 5 个采样点，用直径为 5 cm 土钻采集 020 cm 土层的土壤，除去植物残根和石砾等带回实验室，经过风干与研磨，用于测定土壤有机质、pH 值、碱解氮、有效磷、速效钾。有机质采用 H2SO4-K2Cr2O7外加热法测定；pH 值采用酸度计（Sartorius，PB-10）测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用 0.05 mol/L HCl+0.025 mol/LH2SO4溶液浸提，用钼锑抗比色法测定；速效钾采用乙酸铵浸提-火焰分光光度计法测定。1.5数据分析采用 Excel 2019 处理数据和制作图表，利用SPSS 22.0 软件进行方差分析以及主成分分析，用最小显著性差异（LSD）法进行显著性检验。2结果与分析2.1对烤烟成熟期农艺性状的影响由表 1 可以看出，处理 T2、T3烤烟的株高、最大叶长、最大叶宽与 CK 有显著差异，处理 T1的株高与最大叶宽与 CK 差异不显著，处理 T1的最大叶长与 CK差异显著；各处理间茎围与节距无显著差异；各农艺性状指标均以处理 T2最大（除茎围外），株高、最大叶宽均表现为处理 T2处理 T3处理 T1CK，最大叶长和表 1不同处理对烤烟成熟期农艺性状的影响单位：cm注：不同小写字母表示处理间差异显著（P处理 T1处理 T3CK；与 CK 相比，处理 T2的株高、茎围、最大叶长、最大叶宽、节距分别增加了 17.05%、11.95%、27.21%、32.17%、15.31%。2.2对烤烟成熟期根系的影响由图 1 可知，不同前茬作物间有效土层厚度和根深度没有显著差异，处理 T2的水平根宽度显著高于其44他处理；其中，处理 T3有效土层厚度最大，处理 T2根深度与水平根宽度均最大，CK 有效土层厚度、根深度与水平根宽度均最低；有效土层厚度表现为处理 T3处理 T2处理 T1CK，与 CK 相比，处理 T3、T2的有效土层深度分别增加了 18.36%、15.35%；根深度和水平根宽度表现为处理 T2处理 T3处理 T1CK，其中处理T2的水平根宽度较 CK 提高了 65.59%。2.3对烤烟成熟期干物质重的影响由表 2 可知，不同处理烤烟成熟期根、茎、叶干物质重都有较显著差异，处理 T2的根、茎、叶干物质重与CK 相比均有显著差异，分别增加了 31.48%、35.30%、34.17%；处理 T1和处理 T3的根干物质重与 CK 相比无显著差异，茎和叶的干物质重与 CK 相比均差异显著；与 CK 相比，处理 T1的根、茎、叶干物质重分别增加了 10.82%、27.94%、18.53%，处理 T3的根、茎、叶干物质重分别增加了 12.91%、29.73%、24.13%。处理 T2根、茎、叶干物质重均最高，而 CK 均最低，各处理根、茎、叶干物质重表现为处理 T2处理 T3处理 T1CK。各处理之间的根冠比无显著差异，根冠比表现为 CK处理 T2处理 T1处理 T3。注：a 为有效土壤厚度；b 为根深度；c 为水平根宽度。图柱上不同小写字母表示差异显著（P处理 T1CK处理 T3，有效磷含量表现为处理 T2CK处理 T1处理 T3，速效钾含量表现为CK处理 T1处理 T2处理 T3。表 3不同处理对植烟耕层土壤养分含量的影响处理T1T2T3CKpH 值5.770.22 ab6.310.35 a5.160.35 b5.170.35 b有机质/（gkg-1）34.783.21 b47.175.88 a23.542.57 c31.147.64 b碱解氮/（mgkg-1）92.689.92 b118.2510.24 a81.535.85 b82.2510.21 b有效磷/（mgkg-1）30.196.54 b49.914.54 a17.101.25 c34.583.21 b速效钾/（mgkg-1）219.2433.21 a184.1217.24 b168.2214.54 c229.4522.34 a3结论与讨论本试验结果表明，不同前茬作物对烤烟的生长都起到了不同程度的积极作用。前茬作物为玉米、豆科/蔬菜、马铃薯处理烤烟株高、最大叶长、最大叶宽都明显高于烤烟连作处理，其中前茬作物为豆科/蔬菜处理烤烟农艺性状表现最好，各个指标值均较高，说明以其他作物为烤烟的前茬作物，尤其以豆类/蔬菜为前茬作物时可以明显提高烤烟后期的长势。王家顺等14研究表明，前茬作物为油菜时可以明显提高烤烟成熟期的长势。前茬作物对水平根宽度有显著影响，对根毕鑫云等：不同前茬作物对攀枝花植烟区烤烟生长及土壤养分的影响45现代农业科技2023 年第 23 期农艺学深度和有效土层厚度的影响不明显，而根深度与水平根宽度最高的均为前茬作物为豆类/蔬菜的处理。由于大豆根系分布成网状，收获后土壤团聚体内部孔隙增多，利于后茬作物的根系发育15-16。不同前茬作物对烤烟成熟期根、茎、叶干物质重都有较显著的影响，其中根、茎、叶干物质重最高的为前茬作物为豆科/蔬菜处理，其次为前茬作物为马铃薯处理。不同前茬作物对植烟土壤的养分含量也有显著的影响。其中，前茬作物为豆科/蔬菜处理有机质、碱解氮、有效磷含量显著高于其他处理。王 俊等17研究表明，由于前茬种植玉米消耗较大，导致土壤有机质含量降低，而前茬种植大豆会使土壤中的有机质含量增加。Mayer 等18研究表明，轮作体系中加入豆科作物可明显影响后茬作物的氮素吸收量，其吸收量取决于豆科植物的残留氮输入量。大豆收获后土壤中留有被黏粒吸附和未被吸附的腐解物，另外因在两个团聚体之间的腐解物因挤压被封存，这些腐解物分解速率不同，黏粒吸附的物质比未吸附的物质分解慢得多，因而大豆季土壤潜在肥力可以延续到后茬作物生育期19-20。综上所述，从前茬作物对烤烟的生长及土壤养分的影响可以看出，以豆科/蔬菜作为前茬作物时烤烟的生长发育情况最好，并且土壤的养分含量水平也较高。因此，本试验推荐以豆科/蔬菜为烤烟的前茬作物。参考文献1 朱练峰，江海东，金千瑜，等.不同粮食和牧草前作对水稻生长、产量和品质的影响J.草业科学，2007，24（1）：63-68.2 KABIR Z，KOIDE R T.Effect of autumn and winter mycor-rhizal cover crops on soil properties，nutrient uptake andyield of sweet corn in Pennsylvania，USAJ.Plant and Soil，2002，238（2）：205215.3 KIRKEGAARD J A，SIMPFENDORFER S，HOLLAND J，etal.Effect of previous crops on crown rot and yield of durumand bread wheat in northern NSWJ.Australian Journal ofAgricultural Research，2004，55（3）：321.4 陈智杰，陈黎.衡阳县烟稻轮作种植模式发展现状及策略J.园艺与种苗，2021（12）：69-70.5 肖金讯，王子一，李信，等.不同烟田复种模式的经济效益比较研究J.作物研究，2022，36（5）：488-493.6 吴哲宽，孙光伟，陈振国，等.不同轮作模式对烤烟产质量的影响J.山西农业科学，2019，47（3）：370-373.7 杨梅.烟稻轮作高产栽培技术分析J.南方农业，2019，13（6）：33-34.8 赵杨景，王玉萍，杨峻山，等.西洋参与紫苏、薏苡轮作效应的研究J.中国中药杂志，2005（1）：13-16.9 程贵敏，周淑平，厉福强.植烟土壤轮作对土壤养分和烟叶主要化学成分的影响J.安徽农业科学，2010，38（27）：14975-14976.10 张艳.烤烟连作、烤烟玉米轮作对烟叶品质和土壤养分的影响J.河南农业科学，2014，43（8）：45-48.11 赵会纳，雷波，王茂盛，等.不同轮作模式对烤烟产质量的影响J.贵州农业科学，2013，41（7）：63-66.12 罗茜.不同轮作方式与种植年限对植烟土壤肥力因子的影响D.雅安：四川农业大学，2015.13 刘国顺.烟草栽培学M.北京：中国农业出版社，2003.14 王家顺，李志友，陆引罡.不同轮作方式对烤烟生长发育和品质的影响J.河南农业科学，2015，44（9）：25-27.15 姚玉波.大豆根瘤固氮特性与影响因素的研究D.哈尔滨：东北农业大学，2012.16 任杰，刘新民，冯长春，等.凉山促进烟农增收种植模式调查分析J.中国烟草科学，2019，40（4）：84-91.17 王俊，刘文兆，李凤民.半干旱区不同作物与苜蓿轮作对土壤水分恢复与肥力消耗的影响J.土壤学报，2007（1）：179-183.18 MAYER J，BUEGGER F，JENSEN E S，et al.Residualnitrogen contribution from grain legumes to succeedingwheat and rape and related microbial processJ.Plant andSoil，2003，255（2）：541-554.19 MILLER P R，WADDINGTON J，MCDONALD C L，et al.Cropping sequence affects wheat productivity on the semi-arid northern Great PlainsJ.Canadian Journal of PlantScience，2002，82（2）：307-318.20 马和平，龚振平，王国义，等.大豆肥田机制的研究V.大豆对耕层土壤结构性的影响J.大豆科学，2001，20（4）：257-261.46