云南省昭通市昭阳区烤烟种植历史悠久,是全市烤烟主产烟区,但受人均耕地面积少的制约和农业产业结构调整的影响,烤烟种植连作现象突出。长期的烤烟连作会导致土壤理化性状发生变化,造成土壤板结,土传病害增加,导致烤烟田间生长迟缓,植株矮小,产质量降低[1-5],进而影响烟叶内在化学成分协调性和香吃味等感官评吸质量。翻耕是农业生产的重要措施之一,翻耕的深度根据土壤质地、气候状况、翻耕时间及作物类别等多种因素而定。合理深耕能加厚耕层,疏松、熟化土壤,改善土壤的水、气、热状况和营养条件,建立良好土壤构造,提高土壤的有效肥力,消除杂草,降低病虫害,促进作物增产。通过开展翻耕深度试验,旨在为当地连作区域烤烟生产相关技术措施的改进提供参考依据。
1 材料和方法
1.1 供试材料
供试品种：云烟85。供试肥料：烟草专用复合肥(N∶P2O5∶K2O =11∶15∶23)基施,KNO3(N∶K2O=14∶44)和50% K2SO4追施,施肥量为纯氮105 kg/hm2。
1.2 试验设计
2018年在云南省昭阳区布嘎乡花鹿坪村,东经 103°43′46″,北纬 27°13′17″,海拔高度1 964 m,选择土地平整,连作3年烟地,肥力中等、均匀,冬闲,土壤类型为黄壤。单因素随机区组试计,4个处理,分别为：对照(CK)：翻耕深度15 cm、T1：翻耕深度20 cm、T2：翻耕深度25 cm、T3：翻耕深度30 cm。3次重复,共12个小区,每小区面积55.66 m2,行距110 cm,株距55 cm。4月11日采用膜下小苗方式移栽,田间管理严格按照当地优质烤烟生产技术标准进行操作。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 土壤物理特性检测 分别于烤烟移栽前、旺长期、采烤前,按小区采集0～20 cm土壤耕层环刀土样,测定土壤容重、孔隙度、土壤水分含量。
1.3.2 烟株干物质积累测定 分别于烤烟团棵期、旺长期、采烤前,每小区采集2株烟株,烘箱105 ℃杀青后,85 ℃恒温烘干,测定根、茎、叶的干质量。
1.3.3 烤烟农艺性状调查 按照《YC/T142-2010 烟草农艺性状调查测定方法》,在成熟采烤前调查烤烟主要农艺性状。
1.3.4 烤烟根结线虫病调查 按照《GB/T23222-2008 烟草病虫害分级及调查方法》,在采烤结束后调查各处理烟株根系根结线虫发病情况,计算发病率和病情指数。
1.3.5 烤烟经济性状调查 按小区进行烟叶采烤,测定各处理产量、上等烟比例和中等烟比例。
1.4 数据统计分析
试验数据采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS 17.0进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理对耕层土壤物理特性的影响
由表1可以看出,移栽前土壤含水量CK>T3>T1>T2,旺长期土壤含水量T2>T1>T3>CK,采烤前土壤含水量T3>CK>T1>T2。移栽前土壤容重T1、T2、T3均为1.16 g/cm3,CK为1.13 g/cm3；旺长期土壤容重T1(T3)>CK>T2,且T2与T1、T3在0.05水平有显著差异；采烤前土壤容重T2>T1(CK)>T3。移栽前土壤孔隙度CK>T3>T1>T2；旺长期土壤孔隙度T2>CK>T3>T1,且T1与T2在0.05水平有显著差异；采烤前土壤孔隙度T3>T1>CK>T2。
2.2 不同处理烟株干物质积累情况
由表2可知,不同处理在不同时期烟株的根、茎、叶干物质积累T2较大,其次为T3和T1,CK最差。方差分析结果表明,团棵期,处理T1与T3叶、T2与CK根、T2与T3茎在0.05水平有显著性差异,处理T2与CK茎、叶在0.01水平有极显著差异。旺长期,处理T1与CK茎,T2、T3与CK叶在0.05水平有显著性差异；处理T2与T1、CK根、茎,与T3茎在0.01水平有极显著差异；处理T3与T1、CK根在0.05水平有显著性差异,茎在0.01水平有极显著差异。采烤前,处理T1与CK根、茎,T1与T3茎,T3与CK根在0.05水平有显著性差异；处理T2与CK根、茎、叶,与T1茎、叶,与T3茎在0.01水平有极显著差异；处理T3与T1叶,与CK茎、叶在0.01水平有极显著差异。
表1 不同处理不同时期耕层土壤物理特性
Tab.1 The arable layer soil physical properties of different treatment in different periods
处理Treatment土壤含水量/%Soil moisture content土壤容重/(g/cm3)Soil volume-weight土壤孔隙度/%Soil porosity移栽前Before the transplant旺长期Fast growing period采烤前Before the flue-curing移栽前Before the transplant旺长期Fast growing period采烤前Before the flue-curing移栽前Before the transplant旺长期Fast growing period采烤前Before the flue-curingT110.61±1.17a18.79±1.05a12.73±1.73a1.16±0.02a1.16±0.03a1.15±0.02a56.15±0.78a56.22±1.16b56.77±0.89aT210.07±3.30a18.99±2.11a12.72±1.63a1.16±0.05a1.07±0.06b1.16±0.03a56.07±1.90a59.72±2.40a56.19±1.25aT310.99±1.54a17.52±2.19a14.13±1.89a1.16±0.04a1.16±0.06a1.13±0.03a56.25±1.52a56.37±2.14ab57.38±1.04aCK11.82±2.28a17.43±1.03a13.36±2.36a1.13±0.04a1.11±0.00ab1.15±0.01a57.20±1.39a58.00±0.04ab56.63±0.43a
注：数据为平均值±标准差；每组数据后小写字母不同表示在0.05水平有显著差异,大写字母不同表示在0.01水平有极显著差异。表2-5同。
Note：The data were mean ± standard deviation;Different lowercase letters following the data in each group indicate a significant difference at 0.05 level, different capital letters indicate a significant difference at 0.01 level. The same as Tab.2-5.
表2 不同处理不同时期根、茎、叶干物质积累情况
Tab.2 The different treatment dry matter accumulation of tobacco plants roots, stems and leaves in different periods
处理Treatment团棵期/gRosette stage旺长期/gFast growing period采烤前/gBefore the flue-curing根Root茎Stem叶Leaf根Root茎Stem叶Leaf根Root茎Stem叶LeafT13.17±0.29ab3.17±0.29abAB28.83±0.59aAB7.33±0.25bBC16.50±0.30cC59.50±7.94ab43.83±0.76aAB55.33±4.25cBC84.67±4.80bBT23.50±0.40a3.67±0.15aA30.00±1.50aA9.00±0.46aA23.00±0.53aA69.83±5.86a44.50±1.32aA68.83±1.53aA105.67±4.86aAT32.83±0.23ab3.00±0.26bAB24.50±1.50bAB8.33±0.47aAB19.67±1.76bB67.50±3.04a43.50±1.45aAB60.00±0.89bB101.00±2.84aACK2.67±0.25b2.83±0.29bB23.67±2.78bB7.17±0.31bC14.67±1.01dC51.00±6.06b40.00±1.18bB50.67±0.64dC77.33±1.17bB
2.3 不同处理烟株根结线虫发生情况
对根结线虫发生情况调查表明(表3),CK根结
表3 不同处理烟株根结线虫发生情况
Tab.3 The root-knot nematode occurrence
of different treatment
处理Treatment发病率/%Incidence rate病情指数Disease indexT127.11±8.07ab5.27±2.18bBT228.76±0.16ab5.39±1.19bBT325.23±8.44b4.04±0.79bBCK35.12±4.23a18.64±2.40aA
线虫发病较重,发病率为35.12%,病情指数为18.64；其他3个处理发病较轻,病情指数在4.04～5.39。方差分析表明,CK发病率与T3在0.05水平有显著差异,病情指数与其他3个处理在0.01水平有极显著差异。
2.4 不同处理对烤烟农艺性状的影响
从表4可以看出,处理T2烟株株高112.85 cm,叶面积系数3.09,且在0.05水平显著高于CK。处理T3茎围12.07 cm,在0.05水平显著大于CK；节距和有效叶数各处理间无显著差异。
表4 不同处理烤烟农艺性状
Tab.4 The flue-cured tobacco agronomic traits of different treatment
处理Treatment株高/cmPlant height茎围/cmStem circumference节距/cmPitch有效叶数/片Effective leaf number叶面积系数Leaf area coefficientT1109.11±5.57ab11.69±0.21ab5.78±0.33a18.22±1.07a2.93±0.31abT2112.85±3.33a 11.75±0.16ab5.87±0.15a19.33±0.67a3.09±0.24aT3108.30±1.37ab12.07±0.25a5.83±0.18a18.61±0.92a2.83±0.25abCK105.33±1.06b11.51±0.18b5.73±0.29a18.33±0.58a2.57±0.27b
2.5 不同处理对烤烟经济性状的影响
从表5可知,处理T2烤烟经济性状最好,其次为处理T3和T1,CK烤烟经济性状最差。处理T2产量为3 005.55 kg/hm2,上等烟比例为41.59%,在0.01水平均显著高于CK；中等烟比例43.86%,在0.05水平显著高于CK。处理T3产量为2 789.55 kg/hm2,在0.05水平显著高于CK。处理T1中等烟比例为45.85%,在0.01水平显著高于CK。
3 讨论与结论
各种研究表明,深耕措施能改善土壤物理结构,提高土壤蓄水储熵能力,减少土传病害,促进作物生长发育,达到提质增产的目的[6-23]。郭海斌等[10-14]研究认为,深耕处理后,土壤容重下降、含水量增加。崔建平等[15]研究认为,土壤容重随翻耕深度增加而下降,其中表层土壤容重降幅大于深层土壤容重,土壤剖面含水率0～20 cm>20～40 cm>40～60 cm,随翻耕深度增加,0～20 cm土壤含水率呈上升趋势,20～40 cm土壤含水率变幅不大,40～60 cm土壤含水率则显著下降。童文杰等[16]研究认为,深耕处理显著降低亚表层20～40 cm土壤容重,同时显著增加该土层土壤总孔隙度和土壤毛管孔隙度。这与本研究中烤烟旺长期得到的结果基本一致,与烤烟移栽前得到的结果则相反,分析原因,这可能与当地的气候条件有关,一般来说,耕地深,耕层厚,土层松软,有利于贮水保墒。但是在某些条件下,如在多风、高温、干旱地区或季节,深耕会加剧水分丢失。因此,翻耕的适宜深度,应视作物、土壤条件与气候特点而定[17]。昭阳区本年度烤烟移栽时月平均气温15.1 ℃,比常年增加2.3 ℃,降水量7.60 mm,比常年减少75%,气温偏高,降水偏少,造成了深耕水分的加剧散失。
表5 不同处理烤烟经济性状
Tab.5 The flue-cured tobacco economic traits of different treatment
处理Treatment产量/(kg/hm2)Yield上等烟比例/%Upper grade tobacco ratio中等烟比例/%Medium grade tobacco ratio单叶质量/gSingle leaf weightT12 706.00±125.78abAB39.44±1.02abAB45.85±0.60aA10.97T23 005.55±141.74aA41.59±1.33aA43.86±0.99aAB11.23T32 789.55±123.16aAB39.67±0.34abAB41.12±3.19abAB10.25CK2 400.15±212.66bB37.59±1.15bB35.00±6.16bB9.67
童文杰等[16]进一步对烟田深耕增产增效机理进行了系统研究,认为深耕处理不仅显著增加烤烟根系绝对量,还促进根系向深层土壤生长,提高烤烟根系根深指数；并总结了深耕措施首先作用于土壤容重、孔隙等物理结构,然后影响烟田土壤蓄水储熵,促进烤烟早生快发,优化烤烟根系空间分布构型,进而作用于地上部形态建成,最终影响烟叶产量产值。战秀梅等[18-19]研究认为,深翻可以显著提高春玉米的产量、花后干物质的积累量,促进根系发育。杨章明等[20-23]研究了烟地深翻对烤烟生长发育、土传病害发生和烤烟产质量的影响,认为烟地深翻可有效提高烟株农艺性状,促进烟株长势均衡,明显改善土传病害发生情况,显著提高烟叶产质量。这与试验研究得到的结果基本相似或一致,深耕处理的烟株根、茎、叶均比对照有显著增加,且根结线虫发病显著低于对照,产量、上等烟比例等经济性状显著高于对照。
对连作烟地进行翻耕,翻耕深度25～30 cm可以改善土壤物理性状,降低根结线虫病的发生,促进烟株生长发育,改善烟株株高、茎围、叶面积系数等田间农艺性状,提高烟叶产量和上等烟比例等经济性状。
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