湘西煙區翻壓不同綠肥品種的生態和烤煙效應

田峰，陸中山，鄧小華，趙炯平，江智敏，陳前鋒，菅攀鋒，張明發

1中國煙草中南農業試驗站，長沙 410128；2湖南省煙草公司湘西自治州公司，吉首 416000；3湖南農業大學，長沙 410128；4浙江中煙工業有限責任公司，杭州 310009

湘西煙區翻壓不同綠肥品種的生態和烤煙效應

田峰1,2，陸中山2，鄧小華1,3，趙炯平4，江智敏4，陳前鋒2，菅攀鋒4，張明發2

1中國煙草中南農業試驗站，長沙 410128；2湖南省煙草公司湘西自治州公司，吉首 416000；3湖南農業大學，長沙 410128；4浙江中煙工業有限責任公司，杭州 310009

為探討不同綠肥作物改良土壤和提高肥力的作用，研究了5個綠肥品種翻壓的生態效應及烤煙生長、經濟性狀、煙葉品質效應。結果表明:（1）綠肥當季干草產量為2.28 t/hm2～4.07t /hm2，全部翻壓入土能提供944.51 kg/hm2～1613.76 kg/hm2有機碳、93.59 kg/hm2～201.31 kg/hm2氮、11.86 kg/hm2～22.41 kg/hm2磷、80.99 kg/hm2～118.19 kg/hm2鉀；連續3年綠肥翻壓后植煙土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量可分別提高1.82 g/kg～3.62g/kg、0.04 g/kg～0.10g/kg、0.04 g/kg～ 0.12g/kg、0.34 g/kg～ 1.14g/kg、28.00 mg/kg～ 47.00mg/kg、4.40 mg/kg～ 43.10mg/kg、31.00 mg/kg～ 353.00mg/kg，具有良好的生態效應和明顯的土壤改良培肥效果。（2）翻壓豆科綠肥能改善烤煙農藝性狀，提高烤煙根系覆蓋范圍和增加主、側根重量。（3）綠肥翻壓可提高烤煙產量227.10 kg/hm2～727.80 kg/hm2，增加烤煙產值3912.00元/hm2～14470.65元/hm2。（4）綠肥翻壓主要影響上部煙葉化學成分和評吸質量，適宜的翻壓量可提高煙葉化學成分協調性和煙葉評吸質量。湘西煙區應推廣箭舌豌豆作為冬種綠肥較好。

綠肥；烤煙；生態效應；經濟性狀；化學成分；評吸質量

地處武陵山區的湘西自治州是我國優質煙葉的重要產區之一[1-3]。長期種煙和習慣以施用化肥為主，植煙土壤質量衰退已成為制約湘西煙葉產業可持續發展的障礙因素之一。湘西煙區以一年一熟烤煙為主。如果在冬季的空閑茬口種植綠肥翻壓還土，既可充分利用冬季光熱資源，又能提高土壤有機質含量，還能活化與富集土壤磷、鉀等養分[4]，為后季作物提供速效養分[5-6]，進而提高烤煙產質量[7]。近年來，不少學者開展了種植綠肥提升和改良土壤肥力、提高煙葉產質量等方面的研究，胡穎梅等[8]在陜西省、徐祥玉等[9]在湖北省、劉國順等[10]在河南、鄧小華等在湖南[11]、潘福霞等[12]采用盆栽研究了不同種類綠肥對土壤養分的影響，羅玲等[13]研究了綠肥不同翻壓年限對植煙土壤養分 的影響，覃勇[7]等、徐祥玉[14]等、敬海霞[15]等研究了不同綠肥翻壓量對煙葉產質量的影響，劉國等[16]研究了長期綠肥還田對烤煙產質量及土壤改良的影響，黃平娜[17]等研究了湖南植煙稻田綠肥翻壓的培肥土壤和烤煙產量品質的作用，但不同綠肥翻壓的效應研究還是空白。本研究分析了5種綠肥翻壓后的生態效應和對烤煙生長、品質的影響，旨在探討不同綠肥品種翻壓效果，為湘西煙區的植煙土壤質量維護和改良以及煙區可持續發展提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2010～2012年在湖南省鳳凰縣千工坪鄉進行。供試土壤為石灰巖母質發育的旱地黃壤，土壤pH為6.23，有機質為10.46g/kg，堿解氮為38.20mg/kg，速效磷為9.75 mg/kg，速效鉀為108.76mg/kg；其烤煙生產主要依靠天然降水和土壤自身蓄水。試驗共設6個處理，分別為種植光葉紫花苕（T1）、箭舌豌豆（T2）、紫云英（T3）、普通黑麥草（T4）、冬牧70（T5）等5個綠肥品種和不種植綠肥的冬閑處理（CK）。每個處理3次重復，隨機區組排列。小區面積為39m2。

在每年10月份，種植烤煙收獲后拔除煙桿和雜草，地塊翻耕后用條播方式播種綠肥。翌年4月中旬（烤煙移栽前20d左右）將綠肥割后翻埋入土壤，然后整地起壟移栽烤煙。綠肥播種量和綠肥翻壓量見表1。烤煙種植品種為K326，于5月上旬移栽。施肥量為：三餅合一型基肥750.00 kg/hm2、專用追肥300.00 kg/hm2、提苗肥75.00kg/hm2、硫酸鉀375.00kg/hm2。其它管理按照《湘西州烤煙標準化生產技術方案》執行。

1.2 測定項目與方法

（1）綠肥翻壓前，各處理取綠肥鮮樣2 kg 左右，烘干后計算其干物質量，參照LY/T 1269-1999、LY/T 1271-1999分析測定其氮、磷、鉀和有機碳含量。

（2）打頂后各處理取有代表性煙株5 株，測定株高、莖圍、節距、有效葉數、最大葉的長和寬等農藝性狀。

（3）在烤煙采收完畢時，每處理用土鏟挖取3株烤煙的整個根系。根據烤煙移栽密度為120cm×60cm，所挖土炕長、寬、高分別為120cm、60cm、40cm，然后依據烤煙根系實際再延伸挖炕的大小，盡量不傷根，并在土壤中檢盡肉眼可見的根系，洗凈觀察主側根生長狀況，并測定根幅、主側根重量。

（4）每個處理單采、單烤和分級后，分別計算上等煙比例、上中等煙比例、均價、產量、產值等經濟性狀。

（5）每個處理選取B2F、C3F等級煙葉樣品各1kg，送農業部煙草產業產品質量監督檢驗測試中心進行化學成分檢測和評吸質量評價。化學成分主要檢測總糖和還原糖（YC/T 159-2002）、總植物堿（YC/T 160-2002）、 總 氮（YC/T 159-2002）、 鉀（YC/T173-2003）、氯（YC/T162-2011），計算糖堿比、氮堿比和鉀氯比。參考感官質量評價標準（YC/T 138-1998）對勁頭、濃度、香氣質、香氣量、余味、雜氣、刺激性、燃燒性和灰色進行評吸打分，按香氣質、香氣量、余味、雜氣、刺激性、燃燒性、灰色的權重0.15、0.20、0.25、0.18、0.12、0.05、0.05計算評吸總分[18]。

（6）每個處理于試驗前(2009年10月)和烤煙拔稈后（2012年的10月），分小區隨機采集煙壟上兩株煙正中位置的0～20cm土樣5個，混勻后用于測定土壤養分。土壤pH、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀的測定按照文獻[19]采用常規分析方法進行測定。

1.3 統計方法

采用Microsoft Excel 2003和SPSS17.0進行數據處理和統計分析。采用Duncan法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同綠肥品種翻壓的生態效應

2.1.1 綠肥翻壓提供的養分量

由表1可知，在湘西煙區，烤煙收獲后填閑種植綠肥，能獲得20480.25 kg/hm2～34245.00kg/hm2的鮮草產量，折合干物質量為2281.41 kg/hm2～4075.16 kg/hm2。不同綠肥品種比較，豆科綠肥光葉紫花苕和箭舌豌豆的鮮草產量極顯著高于其他品種，光葉紫花苕、箭舌豌豆、冬牧70和普通黑麥草的干物質量顯著高于紫云英。隨著綠肥的翻壓，將為植煙土壤提供有機碳、氮、磷、鉀養分，不同綠肥品種以光葉紫花苕、箭舌豌豆、冬牧70和普通黑麥草提供的有機碳相對較多，以光葉紫花苕、箭舌豌豆提供的氮、磷相對較多，以光葉紫花苕、箭舌豌豆和普通黑麥草提供的鉀相對較多。

表1 綠肥產量和提供的養分含量Tab.1 Green manure yield and nutrient contents kg/hm2

2.1.2 綠肥翻壓對土壤養分的影響

由表2可知，綠肥翻壓3年后，豆科綠肥（光葉紫花苕、箭舌豌豆、紫云英）土壤pH下降，禾本科綠肥（冬牧70、普通黑麥草）土壤pH略有升高，但翻壓綠肥處理的pH均高于對照。5個翻壓綠肥處理的植煙土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均顯著或極顯著高于綠肥翻壓前的植煙土壤。其中，土壤有機質提高了1.82～3.62g/kg，土壤全氮提高了0.04～0.10g/kg，土壤全磷提高了0.04～0.12g/kg，土壤全鉀提高了0.34～1.14g/kg，土壤堿解氮提高了28.00～47.00mg/kg，土壤有效磷提高了4.40～43.10mg/kg，土壤速效鉀提高了31.00～353.00mg/kg。不同綠肥品種以箭舌豌豆翻壓后的土壤有機質、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀最高。

表2 綠肥翻壓3年后對植煙土壤養分的影響Tab.2 Effects of 3 years of different green manures application on nutrient contents in tobacco-planting soil

2.2 不同綠肥品種翻壓的烤煙生長效應

2.2.1 綠肥翻壓對烤煙地上部分生長的影響

由表3可知，不同綠肥品種翻壓處理的烤煙打頂后株高顯著高于CK（以豆科綠肥處理的株高相對較高）；莖圍大于CK（只有豆科綠肥處理的烤煙莖圍顯著大于CK）；有效葉數與CK差異不顯著（只有T2有效葉數多于CK）；節距大于CK（只有T2、T3烤煙節距顯著大于CK）。翻壓豆科綠肥處理的烤煙最大葉的長和寬都大于CK，而禾本科綠肥處理的烤煙最大葉長和寬都小于CK，翻壓豆科綠肥的烤煙最大葉長和寬顯著大于禾本科綠肥。

表3 不同綠肥翻壓后烤煙農藝性狀比較Tab.3 Comparison of tobacco agronomic characters between different green manures after overturning cm

2.2.2 綠肥翻壓對烤煙根系的影響

由表4可知，從根幅看，豆科綠肥翻壓后烤煙根系長于CK，但只有T1和T2烤煙根系顯著長于CK；禾本科綠肥翻壓的烤煙根系顯著短于CK。根系分布寬度以CK最大，但不同處理間差異不顯著。根系分布深度以T4最大，較CK根系深度分布大的有T4、T3，但不同處理間差異不顯著。從側根數量看，以T2烤煙側根數量最多，較CK側根數量多的有T2、T5，但不同處理間差異不顯著。T1、T2烤煙側根鮮重和干重以及主根鮮重和干重顯著高于CK，T3與CK沒有差異，T4和T5的處理顯著低于CK。

表4 不同綠肥翻壓后烤煙根系比較Tab.4 Comparison of tobacco root system between different green manures after overturning

2.3 不同綠肥品種翻壓的烤煙經濟性狀效應

由表5可知，不同綠肥品種翻壓的烤煙上等煙葉比例、均價差異不顯著。從烤煙產量看， T2處理產量最高；T1～T4處理產量極顯著高于CK。從烤煙產值看， T2處理產值最高，T1～T4處理產值極顯著高于對照。

表5 不同綠肥翻壓后烤煙經濟性狀比較Tab. 5 Comparison of tobacco economic character between different green manures after overturning

2.4 不同綠肥品種翻壓的烤煙品質效應

2.4.1 綠肥翻壓對煙葉化學成分的影響

依據煙葉化學成分總糖（20%～25%）、還原糖（18%～24%）、總氮（1.5%～2.5%）、煙堿（1.5%～3.0%）、氯（0.4%～0.8%）、鉀（＞2.0%）、糖堿比（9～14）、氮堿比（0.8～1.2）、鉀氯比（＞4）的適宜值指標[20-21]，由表6可知，從B2F等級看，試驗煙葉的總糖和還原糖含量略偏低，但所有翻壓綠肥處理的煙葉總糖和還原糖含量均顯著高于CK；煙葉總植物堿含量略偏高，光葉紫花苕、紫云英3個處理的煙葉總植物堿含量較高，但所有翻壓綠肥處理的煙葉總植物堿含量均低于CK；煙葉總氮含量適宜，翻壓綠肥處理與CK均沒有差異；煙葉鉀含量偏低，翻壓綠肥處理的煙葉鉀含量雖高于CK，但均無顯著差異；煙葉氯含量偏低，翻壓綠肥處理的煙葉氯含量與CK，但均無顯著差異；煙葉糖堿比偏低，翻壓綠肥處理的煙葉糖堿比高于CK，但均無顯著差異；煙葉氮堿比略偏低，所有處理氮堿比無顯著差異；煙葉鉀氯比均大于4，翻壓光葉紫花苕、紫云英、冬牧70和CK的鉀氯比顯著高于其他處理。從C3F等級看，所有試驗煙葉的化學成分差異較少，均在適宜范圍內。

表6 不同綠肥翻壓后烤煙化學成分比較Tab. 6 Comparison of chemical components of fl ue-cured tobacco between different green manures after overturning %

2.4.2 綠肥翻壓對煙葉評吸質量的影響

由表7可知，從C3F等級看，所有處理煙葉的勁頭為“適中”，濃度為“中等”，燃燒性分值為3.00分，灰色分值為3.00分；除T4處理的余味、T1處理的刺激性分值低于CK外，其他綠肥翻壓處理煙葉的香氣質、香氣量、余味、雜氣、刺激性分值均高于CK；評吸總分排序為：T3＞T5＞T2＞T1＞T4＞CK。從B2F等級看，所有處理煙葉的勁頭為“適中+”，濃度為“中等+”，燃燒性分值為3.00分，灰色分值為3.00分；除T2處理低于CK外，其他綠肥翻壓處理煙葉的香氣質、香氣量、余味分值均不低于CK；除T2和T5處理低于CK外，其他處理煙葉的雜氣、刺激性分值均不低于CK；評吸總分排序為：T4＞T3＞T1=T5＞CK＞T2。T2處理的B2F等級煙葉評吸質量低于CK。

表7 綠肥翻壓對烤煙評吸質量的影響Tab.7 Effects of overturning of different green manures on smoking quality of fl ue-cured tobacco

3 討論

（1）在湘西煙區，翻壓綠肥還土具有良好的生態效應和明顯的土壤改良培肥效果。不同綠肥品種改良培肥土壤的效果存在差異，以箭舌豌豆和光葉紫花苕等豆科綠肥提供的氮、磷、鉀養分較多，這與豆科綠肥本身能夠固氮、活化和富集土壤中礦質營養元素有關，豆科綠肥紫云英由于生物量較低，其翻壓后提供的養分相對較少。

（2）翻壓綠肥能改善烤煙農藝性狀，也影響烤煙根系生長。特別是翻壓箭舌豌豆和光葉紫花苕等豆科綠肥，能增加株高、莖圍、節距、最大葉長和寬，也能提高烤煙根系覆蓋范圍和增加主、側根重量。普通黑麥草和冬牧70等禾本科綠肥根系發達，但在旱地種植翻壓后，由于生長點沒有完全停止活動，仍有部分綠肥殘茬在生長，在烤煙大田前期與烤煙生長存在爭奪養分矛盾，導致烤煙的農藝性狀和根系較不翻壓綠肥的對照差。生產中要加強這類綠肥翻壓后的烤煙前期田間管理。但黑麥草的根系發達，其地下部分的根茬量大，提供給土壤有機質和土壤養分多，有利烤煙后期穩健生長，有利于提高煙葉產量和產值。

（3）適宜的綠肥翻壓量能提高煙葉評吸質量；光葉紫花苕、紫云英、普通黑麥草、冬牧70等綠肥品種翻壓還田能提高上部煙葉評吸質量，但箭舌豌豆翻壓后烤煙的上部煙葉評吸質量反而低于對照，這可能與箭舌豌豆翻壓生物量過大（一般適宜翻壓量為20000～30000kg/hm2）[7]，提供較多氮素，影響上部煙葉充分成熟有關。綠肥翻壓對上部煙葉的化學成分和評吸質量影響較大，原因是綠肥翻壓改善土壤保水保肥性能，增強了烤煙抗逆能力，綠肥緩慢腐解在烤煙生長后期還能提供部分養分。因此，綠肥翻壓應有一個適宜生物量，對于生物量較高的綠肥品種，如本研究中的箭舌豌豆，應在耕翻時割掉并移走部分綠肥，防止綠肥生物量過大而影響上部煙葉充分成熟；同時，應根據綠肥翻壓所提供的養分含量相應減少化肥用量，在后續研究中應開展綠肥翻壓量和減氮試驗研究。

（4）不同綠肥品種翻壓的效應有差異。從湘西州目前的管理和生產水平看，推廣箭舌豌豆作為綠肥是比較好的。種植黑麥草一般要求在冬前施氮肥，否則，生物量較少；且翻壓綠肥后部分黑麥草殘茬仍在生長，烤煙前期的田間管理會增加1～2個工日，增加了烤煙生產的勞動用工。而種植箭舌豌豆在綠肥生長期一般不需要特別精心管護，也不需要施氮肥，其生物量能夠滿足需要。

4 結論

在湘西煙區，烤煙收獲后填閑種植綠肥翻壓還土，能緩解土壤酸化和提高植煙土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，具有良好的生態效應和明顯的土壤改良培肥效果。翻壓綠肥還土后種植烤煙能改善煙株農藝性狀，提高煙株根系覆蓋范圍和增加主、側根重量，提高烤煙產量和增加烤煙產值，適宜的翻壓量可提高煙葉化學成分協調性和煙葉評吸質量。在湘西煙區應推廣箭舌豌豆作為冬種綠肥較好。

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Effects of ploughing back different green manures on ecology in Xiangxi tobacco-planting areas and fl ue-cured tobacco

TIAN Feng1，2, LU Zhongshan2, DENG Xiaohua1,3, ZHAO Jiongping4, JIANG Zhimin4,CHEN Qianfeng2, JIAN Panfeng4, ZHANG Mingfa2
1 China Tobacco Mid-south Agricultural Experimental Station, Changsha 410128, China;2 Hunan Xiangxi Autonomous Prefecture Tobacco Company, Jishou 416000, China;3 Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;4 China Tobacco Zhejiang Industrial Co., Ltd, Hangzhou 31008, China

Field experiment on green manures was conducted to study the ecological effect and hence its effect on tobacco growth,economic character, and tobacco quality. Results showed that (1) Ploughing back green manures had good ecological effect and effect of soil improvement and fertility. It could offer soil nutrients like organic C, N, P, K by 944.51～1613.76 kg/hm2, 93.59～201.31 kg/hm2, 11.86～22.41 kg/hm2, 80.99～118.19 kg/hm2 respectively and increase soil organic matter contents, i.e. total N, total P, total K,available N, available P, and available K by 1.82～3.62g/kg, 0.04～0.10g/kg, 0.04～0.12g/kg, 0.34～1.14g/kg, 28.00～47.00mg/kg, 4.40～43.10mg/kg, and 31.00～353.00mg/kg respectively after 3-year fi x-point application. (2) Ploughing back green manures could improve tobacco agronomic character, increase root coverage area and weight of taproot and laterals. (3) Consecutive ploughing back green manures could increase output by 227.10～727.80 kg/hm2 and 227.10～727.80 kg/hm2 respectively. (4) Ploughing back green manures mainly affected chemical components and smoking quality of upper tobacco leaves, and proper overturning amount of green manures could improve harmony of chemical component and hence smoking quality. Green manures of Common vetchV proved to be suitable for Xiangxi tobacco-planting areas.

green manure; fl ue-cured tobacco; ecological effect; economic character; chemical component; smoking quality

田峰，陸中山，鄧小華,等. 湘西煙區翻壓不同綠肥品種的生態和烤煙效應[J]. 中國煙草學報，2015,21（4）

湖南省煙草專賣局重點項目“湘西州煙區植煙土壤維護和改良研究與示范”(13-14ZDAa03)和浙江中煙工業有限責任公司項目“綠肥改良植煙土壤示范推廣”（ZJZY2013B003）

田峰（1963—），高級農藝師，主要從事煙葉生產技術研究與推廣，Email:hnxxtianf@163.com

鄧小華（1965—），博士，教授，主要從事煙草科學與工程技術研究，Email:yzdxh@163.com

投稿日期：2014-07-10

:TIAN Feng, LU Zhongshan, DENG Xiaohua, et al. Effects of plough back of different green manures on ecology in Xiangxi tobacco-planting areas and fl ue-cured tobacco [J]. Acta Tabacaria Sinica, 2015, 21(4)