郭山虎，周宗貴，劉 敏，盤文政，張麗芳，趙學(xué)通，張 琪，肖勇飛

（1湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，長沙 410014；2云南云葉化肥股份有限公司，昆明 650217；3云南省微生物發(fā)酵工程研究中心有限公司，昆明 650217）

0 引言

中國是世界上主要的煙草大國，每年的烤煙種植面積和卷煙制品產(chǎn)銷量都占世界總量的1/3以上[1]。21世紀(jì)以來，中國煙葉原料的生產(chǎn)廣泛分布于全國22個省，約500多個縣，每年約有300萬家農(nóng)戶種植煙草，大約5000萬人的就業(yè)與生活同煙草行業(yè)息息相關(guān)，可見煙草行業(yè)已然成為中國重要的經(jīng)濟部門之一[2]。煙葉原料一直是全球煙草行業(yè)的戰(zhàn)略性資源，它直接影響工業(yè)和企業(yè)的有序、健康發(fā)展。隨著國家煙草專賣局“中式卷煙”品牌戰(zhàn)略的實施，工業(yè)和企業(yè)的優(yōu)質(zhì)煙葉原料保障體系顯得更加重要，同時提出了構(gòu)建可持續(xù)供給的、穩(wěn)定的和適應(yīng)骨干品牌需求的煙葉原料體系的目標(biāo)[3]。保山騰沖基地單元生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)煙葉原料得到全國主要中煙公司著名品牌卷煙的認(rèn)可和肯定[4]。

土壤的理化性質(zhì)是烤煙種植耕層土壤質(zhì)量鑒別的關(guān)鍵指標(biāo)，決定著土壤微生物生物含量、土壤酶活性和呼吸等，土壤質(zhì)量的好壞極大地影響著單位面積烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量。然而，“十二五”以來中國土壤質(zhì)量的狀況不太理想，很多地區(qū)的烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)有整體下降的趨勢[5]。作物的長期連作會降低耕層土壤質(zhì)量，使作物病蟲害加劇、土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)含量下降、有毒物質(zhì)的不斷積累[6]。隨著煙葉生產(chǎn)不斷向集約化和規(guī)?；较虬l(fā)展，在有限耕地、較大利益驅(qū)動下，煙草長期或短期連作已不可避免[7]，而煙草是不宜連作的經(jīng)濟作物[5]，煙草種植現(xiàn)階段的主要問題是煙草長期連作加之大量施用化肥導(dǎo)致煙田土壤微生物區(qū)系和養(yǎng)分不均衡，降低了土壤生物活性和養(yǎng)分有效性[8]，一般來說土壤物理性狀表現(xiàn)較差，不利于煙草正常生長，其主要的原因是肥料利用率的降低[9]。在中國，每年因煙草連作帶來的直接和間接經(jīng)濟損失達40多億元，嚴(yán)重威脅到中國煙草行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5]。有研究表明[10]，烤煙連作1 年會導(dǎo)致土壤中有機質(zhì)含量的下降，當(dāng)連作達5年時，會使土壤有機質(zhì)含量上升，隨著種植年限的增加土壤堿解氮、速效磷、速效鉀的含量也隨著升高，而連作1 年速效磷和速效鉀含量則下降，堿解氮含量上升，說明烤煙短期連作會導(dǎo)致土壤某些營養(yǎng)養(yǎng)分的流失。烤煙生長、養(yǎng)分吸收均與土壤pH 有關(guān)[11]，同時土壤pH還影響微量元素的有效性、有機物的活性、磷元素和氮元素的轉(zhuǎn)化和釋放[12]。有研究表明[13]騰沖植煙土壤在pH 4.60～7.50范圍內(nèi)，平均值為5.69，整個煙區(qū)有67.6%的土壤呈弱酸性，剩余31.4%的土壤為強酸性。植煙土壤pH低于優(yōu)質(zhì)煙葉適宜生產(chǎn)范圍時，很大程度上制約著煙葉品質(zhì)的進一步提高，難以滿足國內(nèi)卷煙工業(yè)和企業(yè)對煙葉原料品質(zhì)的要求。

對植煙土壤進行改良已然成為煙草種植上的熱點研究之一，同時也是提高烤煙質(zhì)量的重要技術(shù)手段，種植綠肥、合理輪作和增施有機肥等措施都能改良土壤理化性狀，但與其他措施相比，施用土壤改良材料的改良效果較為明顯，田間操作省工省時、施用量也較小，是進行土壤改良的新方法[14]。目前市場上土壤改材料種類豐富、功能各異、且區(qū)域的適應(yīng)性不確定、難以推廣。研究表明[15]增施土壤改良材料生物磷肥可提高普通白菜對土壤難溶性磷素的利用，并能顯著提高普通白菜的產(chǎn)量和品質(zhì)；增施土壤改良材料酵素炭可以促進烤煙的落黃，促進烤煙生長發(fā)育，提高烤煙的產(chǎn)質(zhì)量[16]；增施人工合成改良劑、天然有機改良劑、微生物改良劑與空白對照相比能顯著增加煙葉的株高、莖圍和葉長、寬且能顯著提高煙葉總糖、還原糖含量[17]。

鑒于騰沖煙區(qū)土地復(fù)種指數(shù)的增加、無機肥料的不合理施用和長期連作、煙田土壤養(yǎng)分不均衡[12]、土壤pH較低的現(xiàn)狀，本試驗以騰沖酸性土壤為基礎(chǔ)，對比5種土壤改良材料對土壤理化性質(zhì)及烤煙生長、產(chǎn)量的影響，以期篩選出適宜當(dāng)?shù)赝寥赖母牧紕┎牧?，為今后騰沖的酸性土壤改良和優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)打下基礎(chǔ)，滿足外調(diào)煙葉原料的品質(zhì)要求。

1 材料與方法

1.1 試驗地點概況

試驗區(qū)位于騰沖縣界頭鎮(zhèn)湖南中煙基地單元內(nèi)，前作為油菜，整體土地較平整，土壤類型為壤土，質(zhì)地為粘質(zhì)土，較疏松，有少量砂石，肥力中等，排灌方便。

1.2 試驗品種

供試品種：‘云煙87’。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用不同土壤改良材料單因素試驗，3 次重復(fù)，小區(qū)隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)植煙5 行，每行植煙16 株，試驗地四周設(shè)置保護行。D1（土壤培肥劑1500 kg/hm2）、D2（酵素炭1500 kg/hm2）、D3（生物磷肥1500 kg/hm2）、D4（土壤改良劑1500 kg/hm2）、D5（土壤調(diào)理劑1500 kg/hm2）、CK（不施用土壤改良材料）。土壤改良材料采用條施的方式與基肥同時施用，各處理的基肥和追肥相同，基肥施用有機-無機復(fù)混肥(7-12-9)600 kg/hm2和(6-8-24)450 kg/hm2，追肥施用氮鉀肥(6-0-30)75 kg/hm2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件和Excel對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理對土壤理化性質(zhì)的影響

2.1.1 各處理對土壤pH 的影響5 種土壤改良材料均可提高采烤后土壤pH。由表1 可以看出，CK 采烤后的土壤pH 略微低于移栽前，降低了0.03 個單位，差異不大，改良后的土壤在pH 5.32～5.51范圍內(nèi)，其中D1、D5 處理的pH 增加量最大，較移栽前增加了0.45 個單位，D3、D4 處理次之，較移栽前分別增加了0.43、0.42個單位，D2 處理效果相對較差，較移栽前增加了0.26個單位。

2.1.2 各處理對土壤養(yǎng)分含量的影響 由表1 可以看出，各處理的有機質(zhì)含量均比移栽前低，其中D2、D4、D5處理的有機質(zhì)含量較CK有所上升，而D1、D3處理的有機質(zhì)含量與CK差異較小。各處理的水解性氮含量均比移栽前低，D2、D4、D5 處理的水解性氮含量較CK有所上升，而其他處理較CK有所下降。D2、D5處理的有效磷含量均比移栽前高，D1、D3、D4、CK 處理的有效磷含量均比移栽前低，其中D4處理的有效磷含量較CK 有所上升，D3 處理的有效磷含量與CK 差異較小，D1處理較CK有所下降。D5處理的速效鉀含量比移栽前高，CK、D3處理的速效鉀含量與移栽前差異較小，D1、D2、D4較CK有所下降。各處理的交換性鈣含量均比移栽前高，D1、D2、D3、D4、D5處理的交換性鈣含量較CK有所上升。

表1 各處理對土壤理化性質(zhì)的影響

2.2 各處理對農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，D2、D4處理的株高高于D3、D5、CK 處理，但兩處理間差異不顯著，較CK 分別增加了3.53、3.06 cm，而其他處理間差異不顯著；D4、D1 處理的莖圍高于CK，其中D4 高于D1，較CK 分別增加了0.64、0.28 cm，D3顯著高于CK，較CK增加了0.23 cm，D5最低，低于CK，較CK降低了0.22 cm。各處理對最大葉長、寬影響均不顯著。說明D1、D2、D4 處理能在一定程度上能促進煙株生長，但作用單一，改良效果不明顯，其中D2、D4處理能增加株高；D1、D3、D4能增加莖圍；D5 處理降低了煙株莖圍，在一定程度上抑制了煙株生長。

表2 各處理對農(nóng)藝性狀的影響 cm

2.3 各處理對煙葉化學(xué)成分的影響

從表3可以看出，CK處理的總糖含量極顯著高于其他處理，總糖含量分別降低了0.03～0.10 個百分點，D5處理的總糖含量次之，極顯著高于D1、D2、D3、D4，其中D2 處理極顯著高于D3，D4 處理顯著高于D1，D1、D3、D4 處理間差異不顯著。CK 處理的還原糖含量顯著高于D5，極顯著高于其他處理，還原糖含量分別降低了0.03～0.31 個百分點，D5 處理的還原糖含量顯著高于D2，極顯著高于其他處理，其中D1、D4處理間差異不顯著，均極顯著高于D3。處理的淀粉含量均為極顯著性差異。

表3 各處理對煙葉化學(xué)成分的影響 %

D1、D4、D5處理的總氮含量極顯著高于CK，且三者間差異不顯著，較CK的增加了0.10、0.09、0.12個百分點，D3 極顯著高于CK，較CK 的增加了0.06 個百分點，D2 極顯著低于CK，較CK 的降低了0.13 個百分點。D1 處理的煙堿含量極顯著高于CK，增加了0.08個百分點，D2處理的煙堿含量極顯著低于CK，降低了0.04個百分點，其他處理與CK差異不顯著。

一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)煙葉總糖含量為18%～22%、還原糖含量為14%～18%[18]，由于CK 的總糖和還原糖含量較高，在一定程度上降低烤煙中的總糖和還原糖含量有利于改善煙葉品質(zhì)，D1、D2、D3、D4、D5處理均可降低烤煙的總糖和還原糖含量，但只有D1、D3、D4 處理的還原糖含量符合優(yōu)質(zhì)煙葉范圍，其他處理的總糖和還原糖含量均高于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍。淀粉會使煙葉燃燒不良，產(chǎn)生難聞的氣味，不僅影響煙氣質(zhì)量，而且使安全性下降，一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)煙葉淀粉含量在4%～5%以下是比較適宜的范圍[18]，CK 的淀粉含量符合優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)，D1、D2、D3、D4、D5 處理均能增加烤煙淀粉含量，其中只有D4處理的淀粉含量符合優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)，其他處理淀粉含量均高于優(yōu)質(zhì)煙葉淀粉含量范圍。一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)煙葉總氮含量為1.5%～3.5%，煙堿1.5%～3.5%，氧化鉀2%以上，水溶性氯1%以下[18]，各處理的總氮、煙堿、氧化鉀和水溶性氯含量均符合優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)，其中D2處理能降低烤煙總氮、煙堿和氧化鉀含量，但能增加烤煙水溶性氯含量。

2.4 各處理對煙葉物理特性的影響

由表4 可以看出，CK 處理的含梗率極顯著高于D1，顯著高于D4、D5，與其他處理差異不顯著。D1、D3、D4處理的厚度顯著高于其他處理，三者間差異不顯著，D2、D5 處理間差異不顯著；D3、CK 處理的單葉重極顯著高于D5、顯著高于其他處理，二者間差異不顯著，D1、D2、D4處理間差異不顯著。CK的單位面積重量極顯著低于其他處理，其他處理間差異不顯著；CK的含水率極顯著大于其他處理，D1次之，極顯著高于其他處理，D4 第三，顯著高于D3、極顯著高于D2，D2 和D3 之間差異不顯著，D5 最低，極顯著低于其他處理。說明5種土壤改良材料均可增加烤煙的葉面密度并降低中部葉含水率。

表4 各處理對煙葉物理特性的影響

2.5 各處理對烤煙產(chǎn)值量的影響

由表5可以看出，D1、D2、D3、D4處理的產(chǎn)量均極顯著高于CK，D5處理產(chǎn)量略高于CK，但差異不顯著，D1 處理的產(chǎn)量最高，極顯著高于其他處理。D4、D2、D3處理次之，3個處理間差異不顯著。各處理的產(chǎn)值均極顯著高于CK，但5 個處理間差異均不顯著。D1、D4 處理的上等煙比例均極顯著高于CK，兩者間差異不顯著，D2處理的上等煙比例顯著高于CK，D3、D5處理的上等煙比例略高于CK，但差異不顯著。D1、D2、D3、D4 處理的中上等煙比例均極顯著高于CK，D5處理的中上等煙比例略高于CK，但差異不顯著。

表5 各處理對烤煙產(chǎn)值量的影響

3 結(jié)論

3.1 土壤改良材料對土壤理化性質(zhì)的影響

5 種土壤改良材料均可增加土壤pH，改善煙株生長條件，促進煙株生長發(fā)育，其中土壤培肥劑和土壤調(diào)理劑2種改良材料效果最佳。改良材料對土壤養(yǎng)分含量影響較大，土壤培肥劑能增加交換性鈣、交換性鎂和氯離子含量，并降低水溶性氮、有效磷、有效鉀、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳和有效硼含量。

3.2 土壤改良材料烤煙生長的影響

土壤改良材料除酵素炭外均可促還苗成活，提高煙苗移栽成活率，保證苗齊。各改良材料對烤煙農(nóng)藝性狀的影響較小，酵素炭能增加烤煙株高，土壤改良劑能增加株高和莖圍，土壤培肥劑能增加莖圍，土壤調(diào)理劑降低了莖圍，但改良材料均對最大葉長、寬無明顯影響。

3.3 土壤改良材料對烤煙產(chǎn)量的影響

除了土壤調(diào)理劑外其他改良材料均能增加烤煙產(chǎn)量和中上等煙比例，增產(chǎn)0.01～0.02 個百分點，中上等煙比例提高了0.02～0.03個百分點。5種土壤改材料均能提高烤煙產(chǎn)值，增值0.15～0.20個百分點。土壤培肥劑、土壤改良劑、酵素炭能增加烤煙上等煙比例，提高了0.03～0.07個百分點。

3.4 土壤改良材料對烤煙質(zhì)量的影響

各種土壤改良材料均可降低烤煙總糖和還原糖含量、增加淀粉含量，但只有土壤培肥劑、生物磷肥、土壤改良劑的還原糖含量符合優(yōu)質(zhì)煙葉范圍，而其它改良材料的總糖和還原糖含量均高于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍。

4 討論

4.1 改良材料對土壤理化性質(zhì)的影響

本試驗5種土壤改良材料均對土壤理化性質(zhì)有不同程度的影響。研究表明，施用改良材料白云石粉、生石灰、秸稈碳化粉均可提高土壤pH[14]，本試驗研究中5種土壤改良材料均可增加土壤pH，與前人研究一致，為改善騰沖酸性土壤的可行性提供了依據(jù)。本試驗中5種改良材料均會對土壤養(yǎng)分含量產(chǎn)生影響，其中D1和D5處理對土壤養(yǎng)分含量影響最大，其次是D2和D4處理，D3處理對土壤養(yǎng)分含量影響最小。可見5種改良材料對土壤中的養(yǎng)分含量影響差異較大，但無規(guī)律可循，本試驗所用改良材料對土壤養(yǎng)分的影響有待進一步探究，建議土樣采集時可依據(jù)烤煙生育期分段采集土樣，進一步研究土壤改良材料對不同時期土壤養(yǎng)分的影響，從而確定不同改良材料的施用時間，使改良效果最大化。

4.2 土壤改良材料對烤煙生長的影響

烤煙的生長發(fā)育狀況是土壤供給養(yǎng)分能力最直觀的表現(xiàn)，并且煙株長勢也與烤煙的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)等緊密相連[19]。研究表明[20]，施用“腐植酸型”和“微生物型”土壤改良材料，能增加烤煙的株高、葉長和葉寬。研究表明[21]，增施“石灰”、“聚丙烯酰胺(PAM)”和“石灰+PAM”3 種土壤改良材料對烤煙農(nóng)藝性狀無影響。本試驗研究中D2 處理能增加烤煙株高，D4 處理能增加株高和莖圍；D1 和D3 處理能增加莖圍；D5 處理降低了莖圍，5種土壤改良材料均對烤煙葉長、寬無影響。說明本試驗中除D5 處理外其他處理的改良效果比“石灰”、“聚丙烯酰胺(PAM)”和“石灰+PAM”的改良效果有一定優(yōu)勢，但對比“腐植酸型”和“微生物型”土壤改良效果而言，提高葉長、寬方面存在不足，改良效果有待提高。

4.3 土壤改良材料對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

研究表明[17]增施人工合成、天然有機物、微生物改良材料均可增加烤煙含水率和單葉重，降低烤煙含梗率，但其中只有微生物改良材料可增加煙葉厚度。本試驗研究中5個處理均可增加烤煙的單位面積重量并降低烤煙含水率。D1、D4、D5 能降低烤煙含梗率，其他處理對含梗率無明顯影響。D1、D3 能增加中部葉厚度，其他處理對煙葉厚度無明顯影響。除D3對單葉重?zé)o明顯影響外，其他處理均能降低中部葉單葉重。

研究表明[20]，施用腐植酸型和微生物型土壤改良材料能增加烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上中等煙比例。本試驗研究中，除了D5處理外其他處理能增加烤煙產(chǎn)量和中上等煙比例，D1、D2、D3、D4、D5 均能提高烤煙產(chǎn)值，D1、D2、D4 能增加烤煙上等煙比例。說明本試驗中D1、D2、D4處理改良效果較好，與前人研究相近，均可增加產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例和上中等煙比例。