不同耕地時(shí)間及深度對(duì)植煙土壤質(zhì)量及烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

文錦濤， 程傳策， 張曉強(qiáng)， 廖 勇， 李余江， 任春燕， 肖麗娜

(1.貴州省煙草公司貴陽(yáng)市公司， 貴州 貴陽(yáng) 550001； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院， 河南 鄭州 450002)

烤煙是貴州的主要經(jīng)濟(jì)作物之一，但貴州大部分為典型的喀斯特地區(qū)，土壤耕層相對(duì)較淺，且烤煙常年連作，單一的耕作模式致使煙田土壤環(huán)境變差，土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，土壤生物活性降低，營(yíng)養(yǎng)元素利用率下降，導(dǎo)致烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，對(duì)煙農(nóng)種煙積極性及煙葉生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展影響較大[1-7]。因此，提高煙田土壤質(zhì)量，改善煙田土壤環(huán)境，保障烤煙產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)步提升，同時(shí)不增加種煙成本，不破壞植煙土壤環(huán)境的耕作模式顯得十分迫切。耕作時(shí)間和深度對(duì)土壤理化性狀及烤煙生長(zhǎng)狀況有著較大的影響。因此，于2017年3-9月在貴陽(yáng)市修文縣進(jìn)行了植煙土壤不同時(shí)間及深度對(duì)土壤物理、化學(xué)和生物性狀的影響，以期為改良貴陽(yáng)市植煙土壤結(jié)構(gòu)，提高煙葉品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

烤煙品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N云煙87。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在貴陽(yáng)市修文縣進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤類型為黃壤，土壤有機(jī)質(zhì)含量29.12 mg/g、堿解氮含量48.53 mg/kg、速效鉀含量112.38 mg/kg、速效磷含量18.62 mg/kg。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用兩因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。因素為深耕時(shí)間和深耕深度，深耕時(shí)間分別為2月10日(開春)和3月15日(常規(guī)耕地時(shí)間)，深耕深度分別為15 cm、25 cm和35 cm，共6個(gè)處理。處理1，3月15日耕地15 cm；處理2，3月15日耕地25 cm；處理3，3月15日耕地35 cm；處理4，2月10日耕地15 cm；處理5，2月10日耕地25 cm；處理6，2月10日耕地35 cm。各處理小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積為66.7 m2，試驗(yàn)田各處理所有農(nóng)事操作在同一天內(nèi)完成，田間管理措施均按當(dāng)?shù)責(zé)熑~生產(chǎn)技術(shù)方案操作。烤煙于4月20日移栽，株行距50 cm×120 cm，

1.4 測(cè)定的項(xiàng)目與方法

1.4.1 土壤指標(biāo) 在烤煙移栽后30 d、60 d、90 d、120 d在試驗(yàn)各小區(qū)按5點(diǎn)取樣法采集耕層土壤，以煙株為圓心，采集半徑5 cm，深度10～20 cm處土樣，每個(gè)小區(qū)取1份，部分鮮土保存于4℃冰箱用于測(cè)量土壤中的可溶性碳氮，剩余土樣風(fēng)干后過(guò)篩用于測(cè)土壤養(yǎng)分。土壤中可溶性碳氮采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法測(cè)定，熏蒸和未熏蒸的樣品分別用0.5 mol/L的K2SO4浸提30 min，用TOC儀測(cè)定浸提液濃度[8]。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化法[9]測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法[9]測(cè)定，速效磷采用釩鉬藍(lán)比色法[9]測(cè)定，速效鉀采用火焰光度計(jì)法[9]測(cè)定，土壤脲酶采用比色法[10]測(cè)定，蔗糖酶采用3,5-二硝基水楊酸比色法[10]測(cè)定。

1.4.2 烤煙指標(biāo) 在煙苗移栽后30 d、45 d、60 d、75 d、90 d，每個(gè)小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的煙株10棵，測(cè)定煙葉的長(zhǎng)和寬，并計(jì)算葉面積(葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.634 5)[11]，煙葉成熟后(移栽后90 d)選擇生長(zhǎng)均勻一致的煙株按部位全部采收，煙葉烘烤后，各小區(qū)取1 kg中部C3F等級(jí)煙葉進(jìn)行化學(xué)成分和香氣組成分析。常規(guī)化學(xué)成分總氮、還原糖、煙堿、鉀、氯采用AAⅢ型連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀測(cè)定。中性致香物測(cè)定，每個(gè)處理煙葉45℃烘干，磨碎過(guò)60目篩，采用內(nèi)標(biāo)法測(cè)定，內(nèi)標(biāo)為硝基苯，通過(guò)HP 5890-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行定性和定量分析。

1.4.3 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析 對(duì)烤后煙樣進(jìn)行分級(jí)，各個(gè)級(jí)別單獨(dú)稱樣、記產(chǎn)。依據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)熑~收購(gòu)價(jià)格計(jì)算產(chǎn)值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用DPS 7.05軟件，采用Duncan新復(fù)極差法比較不同處理各種指標(biāo)之間的差異；使用OriginPro 8.5進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤的養(yǎng)分含量

2.1.1 速效養(yǎng)分 從表1看出，不同深耕時(shí)間土壤中堿解氮含量對(duì)90 d和120 d的影響達(dá)0.01水平的差異顯著，而深耕深度、深耕時(shí)間×深耕深度的交互效應(yīng)4個(gè)時(shí)期的堿解氮含量影響均達(dá)0.001水平的差異顯著。在開春時(shí)深耕，土壤堿解氮含量隨著耕地深度的增加而降低;常規(guī)耕地時(shí)間，耕地深度為35 cm的處理土壤堿解氮含量最低。不同深耕時(shí)間、深耕深度及二者交互效應(yīng)對(duì)4個(gè)時(shí)期土壤速效磷含量的影響均顯著。常規(guī)時(shí)間深耕土壤速效磷含量隨著耕地深度的增加30 d和60 d時(shí)先降低后增加，90 d和120 d時(shí)則先增加后降低，而開春時(shí)深耕土壤速效磷含量則隨著耕地深度的增加而增加。不同深耕時(shí)間、深耕深度及二者交互效應(yīng)對(duì)4個(gè)時(shí)期的速效鉀含量影響均顯著。但不同耕地時(shí)間及耕地深度土壤中的堿解氮含量變化無(wú)明顯規(guī)律性。

2.1.2 有機(jī)質(zhì) 從表2看出，煙葉移栽后在90 d和120 d時(shí)，深耕時(shí)間對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)含量影響不顯著，30 d和60 d時(shí)對(duì)有機(jī)質(zhì)含量影響顯著；不同深耕深度、深耕深度與深耕時(shí)間的交互效應(yīng)對(duì)各時(shí)期有機(jī)質(zhì)含量的影響均顯著。不同耕地時(shí)間及深度不同時(shí)期的土壤有機(jī)質(zhì)含量變化無(wú)明顯規(guī)律。

表1 不同耕地時(shí)間及深度土壤中的堿解氮、速效磷和速效鉀含量Table 1 Content of alkali-hydrolysable nitrogen, available phosphorus, available potassium of different deep cultivating time and depth mg/kg

2.1.3 土壤酶活性 從表3看出，除深度對(duì)60 d時(shí)土壤脲酶含量影響不顯著外，不同深耕時(shí)間、深耕深度及二者交互效應(yīng)對(duì)4個(gè)時(shí)期的蔗糖酶和脲酶含量的影響均顯著，但含量變化均無(wú)明顯規(guī)律。

2.1.4 土壤可溶性碳、氮含量 從表4看出，除90 d時(shí)的不同深耕時(shí)間、深耕時(shí)間與深耕深度交互效應(yīng)對(duì)可溶性碳含量影響不顯著外、其余4個(gè)時(shí)期的可溶性碳含量影響均顯著，但可溶性碳含量變化并無(wú)明顯規(guī)律。除不同深耕時(shí)間對(duì)120 d可溶性氮含量、不同深度對(duì)30 d可溶性氮含量、深耕時(shí)間與深耕深度交互效應(yīng)對(duì)60 d和90 d可溶性氮含量影響不顯著外，其余處理各個(gè)時(shí)期的可溶性氮含量影響均顯著，但是在不同耕地時(shí)間及深度在不同的時(shí)間內(nèi)差異并無(wú)明顯規(guī)律。

2.2 煙株葉面積

從表5看出，90 d時(shí)，烤煙葉面積隨著耕地深度的變大而增加，烤煙葉面積最大的是處理6，其次是處理5，說(shuō)明開春后適當(dāng)深耕可以提高煙葉的葉面積。不同深耕時(shí)間及深度對(duì)90 d的烤煙葉面積有顯著影響。

表2 不同耕地時(shí)間及深度土壤中的有機(jī)質(zhì)含量Table 2 Content of organic matter of different deep cultivating time and depth in the soil mg/kg

表3 不同耕地時(shí)間及深度土壤中的脲酶和蔗糖酶含量Table 3 Content of soil urease and invertase of different deep cultivating time and depth in the soil mg/kg

表4 不同耕地時(shí)間及深度土壤中可溶性碳氮含量Table 4 Content of soluble carbon and soluble nitrogen of different deep cultivating time and depth in the soil mg/kg

表5 不同深耕時(shí)間及深度烤煙的葉面積Table 5 Leaf area of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth m2

2.3 煙葉化學(xué)成分含量

從表6看出，在常規(guī)耕地時(shí)間下，隨著耕地深度的增加，總糖和還原糖的含量均增加，煙堿、鉀離子和氯離子含量均降低；在開春后耕地，隨著耕地深度的增加，總糖和氯含量先增加后降低，還原糖的含量降低，煙堿含量先降低后增加，鉀含量增加。

2.4 煙葉的中性致香物質(zhì)含量

煙葉香氣是衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，在煙葉中致香物質(zhì)的含量、種類都對(duì)煙葉的香氣質(zhì)、香氣量有著重大的影響。從表7可知，2種深耕時(shí)間的烤煙中性致香物質(zhì)總量均以耕地深度為35 cm的處理最高，分別比15 cm高51.79%和75.24%，而耕地15 cm和25 cm的中性致香物質(zhì)總量差別不大。說(shuō)明適當(dāng)增加耕地深度可提高烤煙的中性致香物質(zhì)含量。大田實(shí)際生產(chǎn)中可以35 cm的耕地深度為標(biāo)準(zhǔn)。

表6 不同耕地時(shí)間和深度烤煙的化學(xué)成分含量Table 6 Chemical composition contents of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth %

表7 不同耕地時(shí)間和深度烤煙的中性致香物質(zhì)含量Table 7 Contents neutral aroma components of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth μg/g

2.5 烤煙經(jīng)濟(jì)性狀

從表8看出，在相同耕地深度下，開春后耕地?zé)熑~的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙和上中等煙比例均高于常規(guī)時(shí)間耕地，且以開春時(shí)深耕35 cm的處理最高。由此可見(jiàn)，耕地時(shí)間適當(dāng)提前和提高耕地深度，能提高烤煙的產(chǎn)量及品質(zhì)，提高煙農(nóng)的比較經(jīng)濟(jì)效益。

2.6 烤煙的經(jīng)濟(jì)效益

從表9看出，對(duì)于同一耕地時(shí)間，隨著深度的增加，產(chǎn)值逐漸增加，常規(guī)時(shí)間和開春耕地35 cm的產(chǎn)值分別比15 cm提高25.00%和33.49%，新增經(jīng)濟(jì)效益分別為469.06元/667m2和663.53元/667m2；對(duì)于同一耕作深度，開春耕地均高于常規(guī)時(shí)間耕地；開春耕地35 cm的產(chǎn)值比常規(guī)時(shí)間耕地15 cm高40.97%，且新增經(jīng)濟(jì)效益為771.12元/667m2。說(shuō)明不同耕地時(shí)間及深度對(duì)烤煙的經(jīng)濟(jì)效益有顯著影響。

表8 不同耕地時(shí)間和深度烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀Table 8 Economic characters of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth

表9 不同耕地時(shí)間和深度烤煙的經(jīng)濟(jì)效益Table 9 Economic benefit of flue-cured tobacco of different deep cultivating time and depth

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，在開春時(shí)深耕，土壤堿解氮含量隨著深度的增加而降低，土壤速效磷含量隨著深度的增加而增加，土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)、土壤脲酶、土壤蔗糖酶、土壤可溶性碳氮等變化規(guī)律均不明顯，但深耕時(shí)間及深度對(duì)土壤各指標(biāo)均有顯著影響；不同深耕時(shí)間及深度對(duì)烤煙90 d葉面積有顯著影響。在常規(guī)耕地時(shí)間下，深度的增加能夠提高其總糖和還原糖的含量，降低其煙堿含量，但是也降低了鉀離子和氯離子含量；而在開春耕地，耕地深度煙葉各含量變化無(wú)明顯規(guī)律。

耕地時(shí)間適當(dāng)提前和提高耕地深度，能提高烤煙的產(chǎn)量及品質(zhì)，增加中性致香物質(zhì)含量，提高煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益，以開春時(shí)耕地35 cm煙葉的產(chǎn)值較高，比常規(guī)時(shí)間耕地15 cm高40.97%，可新增經(jīng)濟(jì)效益771.12元/667m2。