毛家偉 張翔 徐敏 何雷 李亮 司賢宗 索炎炎 張繼帥

摘要：為探討豫南煙區(qū)適宜的烤煙耕作深度，采用田間試驗研究了耕作深度對烤煙根系生長和煙葉鉀、氯含量的影響。結(jié)果表明，在20～40 cm深度，隨著耕作深度的增加，容重有減小的趨勢;在40～60 cm深度，增加耕作深度顯著降低了后期40～60 cm土壤水分含量。在移栽后75 d，與對照處理T1相比，其他深耕處理根系體積和不定根數(shù)量均顯著增加。與常規(guī)耕作相比，增加耕作深度均能夠顯著提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，耕作深度35 cm處理的產(chǎn)量和產(chǎn)值和耕作深度45 cm處理相比差異不顯著，均價和上等煙比例均以耕作深度35 cm處理最高。從烤后煙葉鉀、氯含量看，與對照處理T1相比，增加耕作深度處理均提高了中部和上部煙葉鉀含量，上部煙葉氯離子含量明顯降低。經(jīng)綜合分析可知，在豫南煙區(qū)生產(chǎn)中較適宜的耕作深度為35～45 cm。

關(guān)鍵詞：烤煙;耕作深度;植煙土壤容重;水分含量;根系生長;經(jīng)濟(jì)性狀;鉀;氯

中圖分類號： S572.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）08-0085-04

收稿日期：2019-03-19

基金項目：河南省煙草專賣局科技項目（編號：HYKJZD201503）;中國煙草總公司科技項目（編號：110201502013）;河南省煙草業(yè)轉(zhuǎn)型升級科技攻關(guān)項目（編號：2018410000270036）。

作者簡介：毛家偉（1981—），男，湖北廣水人，副研究員，主要從事植物營養(yǎng)、施肥研究與推廣。E-mail：maojw1981@126.com。

煙草是一種特殊的經(jīng)濟(jì)作物，為煙株生長提供一個良好的土壤環(huán)境是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的關(guān)鍵[1]。豫南煙區(qū)近年來由于生產(chǎn)上耕作深度普遍偏淺，加上不合理施肥，造成煙田耕層過淺、煙株根系發(fā)育不良，進(jìn)而影響煙葉的產(chǎn)量與品質(zhì)[2]。土壤耕作是將機(jī)械力作用于土壤并改變其理化性狀，進(jìn)而調(diào)節(jié)土壤中水、肥、氣、熱等因子，提高作物產(chǎn)量[3]。土壤緊實會影響植株地下部在土壤中生長發(fā)育狀況[4]，深耕可增加土壤通透性，緩解土壤緊實狀況，提高水分利用率，實現(xiàn)作物的增產(chǎn)增收[5]。童文杰等的研究表明，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[6]。楊章明等的研究表明，煙地深翻可明顯改善土傳病害發(fā)生情況、有效提高煙株農(nóng)藝性狀并顯著提高煙葉質(zhì)量[7]。鉀、氯含量都是評價煙葉質(zhì)量的重要指標(biāo)[8-9]，近年來，河南煙葉氯含量偏高和鉀含量偏低的問題一直未得到很好的解決，已經(jīng)成為影響煙葉質(zhì)量的關(guān)鍵因子之一[10]。針對豫南煙區(qū)土壤及煙葉存在的問題，本試驗研究了耕作深度對土壤物理性狀、根系生長和煙葉鉀、氯含量的影響，以期找出適宜的烤煙耕作深度，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)煙葉提供參考依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

試驗于2017年在河南省泌陽縣高邑鄉(xiāng)進(jìn)行?；A(chǔ)土樣養(yǎng)分為：pH值6.3，有機(jī)質(zhì)含量1.24%，速效氮含量80.6 mg/kg，速效磷含量11.1 mg/kg，速效鉀含量131.4 mg/kg，氯離子含量15.5 mg/kg。試驗地肥力均勻一致，地勢平坦，排灌方便。試驗前茬均為煙草，烤煙品種為云煙87。供試肥料種類有煙草專用復(fù)合肥料（N 10%、P2O5 12%、K2O 18%）、餅肥（N 5%）、硫酸鉀（K2O 50%）、過磷酸鈣（P2O5 12%）。

1.2?試驗設(shè)計

試驗設(shè)3個處理，分別為常規(guī)耕作即耕作深度20 cm（T1）、耕作深度35 cm（T2）、耕作深度45 cm（T3）。試驗采取大區(qū)對比設(shè)計，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)面積800 m2，煙壟行距1.2 m，株距0.5 m，3個處理施肥一致，施肥氮磷質(zhì)量比1 ∶1.5 ∶3.5，氮、磷、鉀用量分別為：N 67.5 kg/hm2、P2O5 101.25 kg/hm2、K2O 236.25 kg/hm2，煙草專用復(fù)合肥80%條施、20%穴施，餅肥和磷肥全部條施，鉀肥30%條施、20%穴施、50%追施。3月5日于試驗點耕作，4月26日移栽，8月23日采烤結(jié)束。其他各項田間生產(chǎn)管理措施統(tǒng)一按當(dāng)?shù)匾?guī)范化措施進(jìn)行。

1.3?測定項目

1.3.1?容重、水分含量?利用鋁盒和環(huán)刀測定0～20、20～40、40～60 cm土壤水分含量和容重。

1.3.2?根系生長情況?每個處理選取有代表性的煙株5株，在移栽35、75 d后挖出其完整根系，用清水洗凈后將根系分為側(cè)根（一級、二級）、不定根，并用剪刀剪開，數(shù)出根數(shù)。利用排水法測量根系體積，最后烘干，稱質(zhì)量。

1.3.3?煙葉鉀、氯含量?分別在移栽后30、75 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，按照魯如坤的方法[11]分析測定鉀和氯的含量。

1.3.4?經(jīng)濟(jì)性狀?各小區(qū)單獨計產(chǎn)、分級，計算產(chǎn)量和產(chǎn)值。

1.3.5?烤后煙葉鉀、氯含量?煙葉烘烤后，各處理取中部葉（C3F）和上部葉（B2F），按照王瑞新的方法[12]測定鉀和氯的含量。

1.4?數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2016和DPS軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并進(jìn)行Duncans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容重、水分含量的影響

由表1可見，在0～20 cm深度，3個處理間以處理T1容重最低，但處理間差異不顯著;在20～40 cm 深度，隨著耕作深度的增加，容重逐漸減小，但處理間差異未達(dá)顯著水平;在 40～60 cm深度，各處理間容重表現(xiàn)為處理T1>處理T2>處理T3，處理T1容重顯著高于處理T3（P<0.05）。在0～20、20～40 cm，3個處理間水分含量差異不顯著;在 40～60 cm 深度，各處理間水分含量表現(xiàn)為處理 T1>處理T2>處理T3，且處理T1水分含量顯著高于其他2個處理（P<0.05），說明增加耕作深度顯著降低了后期40～60 cm土壤水分含量。

2.2?不同處理對烤煙根系生長的影響

2.2.1?不同耕作深度對根系體積及干物質(zhì)積累的影響?由圖1可知，在移栽后35 d，各處理根系體積差異不顯著，可能是由于在煙株生長前期，根系生長剛恢復(fù)，根系主要分布在較淺的土層，3個處理相比，以耕作深度35 cm的根系體積最大，達(dá)9.2 cm3;在移栽后75 d，與處理T1相比，其他2個處理根系體積顯著增加，以處理T2最大，但和處理T3間差異不顯著。移栽后35 d，處理間根干質(zhì)量差異不顯著;在移栽后75 d，與處理T1相比，其他2個處理根干質(zhì)量均顯著增加，但二者之間差異不顯著，以處理T2根干質(zhì)量最大，達(dá)72.1 g/株。

2.2.2?不同耕作深度對根系生長的影響?從表2可以看出，移栽后75 d與移栽后35 d相比，一級側(cè)根和不定根均有所增加。在移栽后35 d，3個處理相比，一級側(cè)根以處理T2最多，達(dá)28.2條，3個處理間差異不顯著;不定根數(shù)量則以處理T1最多，達(dá)31.6條，顯著高于其他處理。在移栽后75 d，不同耕作深度一級側(cè)根數(shù)量表現(xiàn)為：處理T2>處理 T3>處理T1，處理間差異不顯著;與處理T1相比，其他2個處理均顯著提高了不定根數(shù)量。

2.3?不同耕作深度對經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表3可見，從產(chǎn)量上看，不同耕作深度間表現(xiàn)為處理T3>處理T2>處理T1，隨著耕作深度的增加，產(chǎn)量逐漸增加，與處理T1相比，其他2個處理產(chǎn)量顯著增加，但二者之間差異不顯著。從產(chǎn)值上看，與處理T1相比，其他2個處理均顯著提高，提高幅度為7 813、878 1元/hm2，以處理T3產(chǎn)值最高，處理T3和處理T2間產(chǎn)值差異不顯著。均價和上等煙比例均以耕作深度35 cm（處理T2）最高，均價為22.7元/kg，上等煙比例為38.6%。

2.4?不同耕作深度對鉀、氯含量的影響

2.4.1?不同耕作深度對煙株鉀、氯含量的影響?由表4可見，移栽后35 d，以處理T1中的鉀含量最高，顯著高于其他處理。在移栽后75 d，煙葉中鉀含量有所下降，以處理T1降幅最大;3個處理間相比，莖和葉中鉀含量隨著耕作深度增加而增加，以處理T3最高，莖和葉中鉀含量分別為2.42%、3.08%?？傮w來看，處理T3和處理T2葉中鉀含量在移栽后 75 d 時均顯著高于處理T1。由表5可見，在移栽后35 d，3個處理葉中氯離子含量差異不顯著。在移栽后75 d，葉中氯離子含量與移栽后 35 d 相比有明顯的增加，3個部位均顯示以處理T1氯離子含量最高，根和葉中氯離子含量顯著高于其他2個處理，說明增加耕作深度可以顯著降低煙葉氯離子含量。

2.4.2?不同耕作深度對烤后煙葉鉀、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)，香吃味好[13]。圖2-A顯示，與處理T1相比，增加耕作深度處理（即處理T2、處理T3）均能提高中部葉（C3F）和上部葉（B2F）鉀含量，中部葉提高0.16～0.28百分點，上部葉提高 0.14～0.64百分點，均以處理T3煙葉鉀含量最高。

氯是影響煙葉質(zhì)量的主要指標(biāo)，煙葉氯離子含量超過1.0%，煙葉燃燒性變差，品質(zhì)下降[14]。河南煙區(qū)煙葉氯離子含量偏高是近年來較為突出的問題。從圖2-B可知，中部葉氯離子由高到低的順序為處理T1>處理T3>處理T2;從上部葉看，處理T1煙葉氯離子含量明顯高于其他2個處理，處理T3上部葉氯離子含量最低，為0.33%。

3?結(jié)論與討論

土壤耕層變淺、耕層容重增加、有效耕層土壤量減少及犁底層上移等耕層結(jié)構(gòu)性問題已成為我國作物高產(chǎn)高效的主要制約因素[15]。張云偉研究認(rèn)為，土壤容重影響土壤化學(xué)性質(zhì)，并且影響煙株根系的縱向生長和須根根系生長[16]。通過施用有機(jī)肥[17]、腐殖酸[18]、生物炭[19]、小麥秸稈[20]以及翻壓綠肥[21]均可在一定程度上降低土壤容重。從本研究結(jié)果看，在20～40 cm深度，隨著耕作深度的增加，容重有減小的趨勢，但處理間差異未達(dá)顯著水平，在40～60 cm深度，耕作深度45 cm處理容重顯著低于常規(guī)處理。在0～20、 20～40 cm深度， 3個處理間水分含量差異不顯著;在40～60 cm深度，增加耕作深度能顯著降低后期 40～60 cm土壤水分含量。

根系的生長發(fā)育及其在土壤中的分布狀況會直接影響煙株地上部的生長發(fā)育[22]。本試驗結(jié)果表明，在移栽后35 d，各處理根系體積和一級側(cè)根數(shù)量差異不顯著;在移栽后75 d，與對照處理T1相比，其他2個處理根系體積顯著增加，且其不定根數(shù)量顯著增加。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[23]。本試驗結(jié)果表明，與常規(guī)耕作相比，增加耕作深度均能夠顯著提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，耕作深度35 cm處理的產(chǎn)量和產(chǎn)值與耕作深度45 cm處理相比差異不顯著，均價和上等煙比例均以耕作深度35 cm處理最高。

近年來，河南煙區(qū)煙葉鉀含量偏低、氯離子含量偏高是其煙葉品質(zhì)提高的主要限制因子[24-25]。韓富根等的研究表明，通過壟下深松可以降低煙葉中氯離子含量，提高煙葉鉀含量[26]。本試驗結(jié)果表明，從煙株中鉀、氯含量看，在移栽后75 d，莖和葉中鉀含量隨著耕作深度增加而提高，常規(guī)對照處理T1葉部氯離子含量顯著高于其他深耕處理。從烤后煙葉鉀、氯含量看，與對照處理T1相比，增加耕作深度處理均提高了中部葉和上部葉煙葉鉀含量，上部葉氯離子含量明顯降低。

綜上所述，在豫南煙區(qū)，耕作深度為35～45 cm時，能夠降低20～60 cm土壤容重，顯著增加移栽后75 d時煙株根系體積和不定根數(shù)量，提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值，增加烤后中部和上部煙葉的鉀含量和降低氯離子含量。

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