秸秆还田对土壤养分和烟草生长发育的影响

罗优 韩天华 蒋朝臣 和翌辉 张文先 和强 杨文奎 关芃 李佛琳 贺彪

摘要  ［目的］研究大麥、玉米秸秆还田对植烟土壤养分、常发性病害发生流行、烟草农艺性状、烟叶经济和化学性状的影响。［方法］采用田间随机区组试验，设置不还田+常规烟草复合肥（CK）、常规烟草复合肥+6 000 kg/hm2大麦秸秆还田（T1）、常规烟草复合肥+6 000 kg/hm2玉米秸秆还田（T2），测定烟株移栽后土壤化学性质、农艺性状、烟叶产量产值和化学性状并调查病害发生情况。［结果］T2处理后土壤pH、有机质、碱解氮和速效钾含量较CK分别增加了10.31%、4419%、26.09%和130.35%，T1、T2处理促进了烟草农艺性状；田间气候斑点病、普通花叶病的发病率和病情指数均表现为CK＞T1＞T2，黑胫病发病率和病情指数表现为CK＞T2＞T1；T1、T2处理提高了烟草产量、产值和上等烟比例；C3F烟叶化学成分协调性表现为T2＞T1＞CK。［结论］大麦、玉米秸秆还田可提高土壤肥力，促进烟草农艺性状和烟叶化学性状，降低病害发生流行，有利于优质清香型烤烟形成。

关键词  秸秆还田；土壤养分；农艺性状；烟草；生长发育；病害

中图分类号  S151.9   文献标识码  A   文章编号  0517-6611（2024）07-0068-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2024.07.017

Effects of Straw Returning on Soil Nutrients and Tobacco Growth

LUO You， HAN Tian-hua， JIANG Chao-chen et al

（Yunnan Provincial Tobacco Company Lijiang Company， Lijiang，Yunnan 674100）

Abstract  ［Objective］To study the effects of returning barley and corn straw to tobacco planting soil， the prevalence of common diseases， the agronomic traits of tobacco， and the economic and chemical properties of tobacco.［Method］Field randomized block experiment was adopted， setting no field return+conventional application of tobacco compound fertilizer （CK）， conventional tobacco compound fertilizer+ 6 000 kg/hm2 barley straw return to field （T1）， conventional application of tobacco compound fertilizer+6 000 kg/hm2 corn straw return to the field （T2）， the soil chemical properties， agronomic properties， tobacco leaf yield and chemical properties after transplanting the tobacco plants were measured， and the occurrence of diseases were investigated.［Result］After T2 treatment， the soil pH， organic matter， alkaline nitrogen and available potassium content increased by 10.31%， 44.19%， 26.09% and 130.35% respectively compared with CK. T1 and T2 treatments promoted the agronomic traits of tobacco.The incidence and disease index of common mosaic disease and common mosaic disease were CK>T1>T2， and the incidence and disease index of black shank disease were CK>T2>T1;T1 and T2 treatments increased tobacco yield， output value and the proportion of topquality tobacco;the coordination of chemical components in C3F tobacco leaves was T2>T1>CK.［Conclusion］Returning barley and corn stalks to the field can improve soil fertility， improve the agronomic and chemical properties of tobacco leaves， reduce the prevalence of diseases， and is conducive to the formation of highquality， lightflavor fluecured tobacco.

Key words  Straw mulching;Soil nutrient;Agronomic traits;Tobacco;Growth;Disease

丽江烟叶被誉为云南清香型烟叶的代表，受到了行业和社会广泛关注和认可，知名度和美誉度不断提升，已成为“苏烟”“芙蓉王”“黄金叶”等高端骨干卷烟品牌的重要原料支撑。近年来，高端骨干卷烟产品对丽江烟叶需求不断增加，为满足国内卷烟品牌需求，对丽江烟区原料保障提出了新的更高的要求。随着我国植烟区大量使用化肥及降低配施有机肥比例，导致烟田土壤板结、结构性变差［1］，连年旋耕后土壤耕作层变薄、有机质含量降低［2］。土壤质量下降已成为制约烤烟生长的重要因素，当前采取土壤修复措施如秸秆还田、施用生物炭及微生物肥料等，在一定程度上让植烟土壤养分供给烟株趋于平衡，可作为提升烟叶品质的重要措施［3］。

前人研究主要集中于不同作物秸秆类型、还田量、耕作方式对植烟土壤肥力和烟草品质的影响，如油菜秸秆配施减氮肥对土壤肥力和烟叶品质的影响［4-5］、小麦秸秆及其生物炭对土壤的改良效应［6］、不同秸秆还田后土壤物理性状和化 学性质变化［7-8］、不同耕作方式秸秆还田后植烟土壤理化性质变化［9-10］、腐熟玉米和小麦秸秆对酸性植烟土壤养分改良和烟草质量的影响［11-13］、纤维素降解菌促腐还田秸秆改良土壤［14］、秸秆还田对真菌群落多样性的影响［15］等方面开展了大量研究，但大麦、玉米秸秆还田对酸性土壤化学性质改良、主要病害发生、烟叶化学性状的影响较为鲜见。

我国具有充足的玉米秸秆资源，秸秆常将其经粉碎颗粒化后还田，其与土壤接触融合率高、腐解速率快和养分释放率高，在快速培肥方面具有重大潜力，在烟草的大田生产中具有良好的应用推广前景［2］。该研究以粉碎的大麦、 玉米秸秆为研究对象，研究大麦、玉米秸秆还田对植烟土壤养分、常发性病害发生流行、烟草农艺性状、烟叶经济和化学性状的影响，为云南丽江金沙江流域合理使用秸秆还田提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间及地点

试验于2020年10月至2022年10月，试验地位于云南省丽江市玉龙县石鼓镇新华村委会河南下组（99°57′33″E，26°55′54″N，海拔1 854 m）。试验前土壤pH 5.38，有机质36.1 g/kg，水解性氮143.3 mg/kg，有效磷67.8 mg/kg，速效钾298 mg/kg，全氮1.85 g/kg，全磷1.26 g/kg，全钾16.4 g/kg，氯离子8.62 mg/kg。

1.2 试验设计

采用完全随机区组试验，设3个处理，3次重复，试验处理分别为不还田+常规烟草复合肥（CK）、常规烟草复合肥+6 000 kg/hm2大麦秸秆还田（T1）、常规烟草复合肥+6 000 kg/hm2玉米秸秆还田（T2）。秸秆还田方式为前茬作物大麦、玉米的秸秆经机械或人工粉碎，在烟草移栽前按6 000 kg/hm2在各田间试验小区均匀抛撒地面后，将秸秆翻埋入土或用土覆盖还田，并用旋耕机将其与0～20 cm土层土壤均匀搅拌。供试烤烟品种为云烟87。常规烟草复合肥为和得利烟草专用复合肥（N-P2O5-K2O=12.5 ∶ 0 ∶ 33.5，总养分≥46%，硝态氮占总氮百分率≥60%，1 500 kg/hm2，云南云之叶生物技术有限公司），株距0.6 m，行距1.2 m，四周设保护行。以上试验的田间种植与管理按照丽江市烟叶标准化生产技术方法进行。

1.3 测试指标和方法

1.3.1    土壤样品化学性质测定。

各处理在烟株移栽前、后（栽前取样位置附近）统一采集0～30 cm的耕层土样5份，采用五点取样法，各1 kg。取样后土样放在室内阴凉通风处摊平，去除植物根系、碎石等杂物，土样风干后以四分法对角取2份，若样品仍大于1 kg，按上述步骤继续四分，直至样品重约1 kg，测定土壤理化性质。pH参照《土壤pH的测定》（NY/T 1377—2007）测定，有机质含量参照《土壤检测 第6部分：土壤有机质的测定》（NY/T 1121.6—2006）测定，碱解氮含量参照《森林土壤氮的测定》（LY/T 1228—2015）测定，有效磷含量参照《土壤检测 第7部分：土壤有效磷的测定》（NY/T 1121.7—2014）测定，速效钾含量参照《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》（NY/T 889—2004）测定，氯离子含量参照《土壤氯离子含量的测定》（NY/T 1378—2007）中硝酸银滴定法测定。

1.3.2    烟株农艺性状测定。

参照 YC/T 142—2010于烟草成熟期随机测定各试验小区20株，测定烟草株高、叶片数、茎围、最大叶长和最大叶宽等农艺性状。

1.3.3    气候斑点病、普通花叶病和黑胫病发病情况调查。

在烟草的旺长期于田间调查烟草气候斑点病、普通花叶病和黑胫病发病情况，采用各试验小区普查方式并依照GB/T 23222—2008《烟草病虫害分级调查方法》，对不同处理试验小区调查，统计并计算气候斑点病、普通花叶病和黑胫病发病率和病情指数。发病率=病叶（株）数/调查总叶（株）数×100%；病情指数=∑［病级数×该级病叶（株）数］/［最高病级数×调查总叶（株）数］×100。

1.3.4    烟叶产量和产值分析。

不同处理各烟叶样品分试验小区单独采收、烘烤烟叶，记录各小区产量、产值、上等烟比例等，计算单位面积产量、产值、上中等烟比例等。

1.3.5    不同处理烤后C3F煙叶化学性状测定。

在烟叶采烤、分级后， 收集不同处理的C3F烟叶各取1 kg，测定总烟碱含量（按照YC/T 468—2013）、总糖和还原糖含量（按照YC/T 159—2019）、总氮含量（按照YC/T 161—2002）、氯离子含量（按照YC/T 162—2011）、pH（按照YC/T 222—2007）、石油醚提取物含量（按照YC/T 176—2003）并计算糖碱比和两糖比。

1.4 数据分析

以Excel 2016和IBM SPSS Statistics 21对试验数据进行统计分析，采用Duncan法进行显著性分析，以Origin 2019进行图表制作，图表中的数据为均值±标准误。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤化学性质的影响

由图1可知，不同处理间土壤化学性质具有明显差异。T2处理后pH、有機质、碱解氮和速效钾含量分别为7.49、44.7 g/kg、174.0 mg/kg、592.0 mg/kg，较CK分别增加了10.31%、44.19%、26.09%和130.35%，速效磷和氯离子含量分别为33.5和5.27 mg/kg，较CK分别减少了54.48%和25.04%；T1处理后pH、有机质、碱解氮和速效钾含量分别为6.83、39.8 g/kg、141.9 mg/kg、481.0 mg/kg，较CK分别增加了0.59%、28.39%、2.83%和87.16%，速效磷和氯离子含量分别为46.3和5.75 mg/kg，较CK分别减少了37.09%和18.21%。由此可见，以大麦、玉米秸秆粉碎后翻埋入土可提高土壤供肥能力。

2.2 不同处理对烟株农艺性状的影响

由图2可知，大麦、玉米秸秆还田对烟草成熟期的农艺性状有明显影响。T2处理后烟草的株高、茎围、最大叶长、最大叶宽和叶片数分别为137.6、8.9、76.5、28.4 cm和20.8片，较CK分别提高了692%、8.54%、4.08%、10.08%和8.90%；T1处理后烟草的株高、茎围、最大叶长、最大叶宽和叶片数分别为135.2、8.7、741、26.3 cm和20.6片，较CK分别提高了5.05%、6.10%、0.82%、1.94%和7.85%。由此可见，以大麦、玉米秸秆粉碎后翻埋入土可促进烟草的农艺性状。

2.3 自然状态下田间病害调查

除气候斑点病属于生理性病害外，黑胫病和普通花叶病都可以通过土壤进行传染危害。由表1可知，田间气候斑点病的发病率和病情指数表现为CK＞T1＞T2，普通花叶病的发病率和病情指数均表现为CK＞T1＞T2，黑胫病的发病率和病情指数均表现为CK＞T2＞T1。由此可见，以大麦、玉米秸秆粉碎秸秆还田对降低气候斑点病、普通花叶病和黑胫病的发病率和病情指数有一定作用效果。

2.4 不同处理下烟草经济性状

从不同处理下烟草经济性状（表2）可以看出，秸秆还田能提高烟草产量、产值、单叶重、中等烟比例和上等烟比例。T2处理表现最佳，T2处理后烟草产量、产值、上等烟比例、中等烟比例和单叶重较CK分别提高了8.59%、6.06%、3.20%、14.10%和4.88%，T1处理较CK分别提高了5.23%、4.16%、1.30%、7.36%和2.44%。

2.5 不同处理下烟草化学性状

由表3可知，不同处理间烟草烤后的化学性状具有明显差异。T2处理后总糖、还原糖、总氮、钾、糖碱比、两糖比较CK分别提高了1364%、2125%、13.24%、50.00%、42.34%和6.85%；T1处理后总糖、还原糖、钾、糖碱比、两糖比较CK分别提高了152%、292%、58.09%、54.44%和1.37%。由图3可知，不同处理对烤后C3F烟叶的pH差异不显著，对石油醚提取物含量差异显著，T2、T1处理较CK分别提高了18.75%和1458%。不同处理烟叶化学成分协调性表现为T2>T1>CK，表明大麦、玉米秸秆粉碎后翻埋入土可促进烟草的化学性状，提高石油醚提取物含量，提升烟叶香味，利于生产出优质烤烟。

3 讨论与结论

作物生长发育需要适宜的土壤环境，作物产量与土壤环境密切相关［9］。该研究结果表明大麦、玉米秸秆还田可明显提高土壤供肥能力，促进烟草的农艺性状，这与谭慧等［16-17］的研究结果相符。前人研究发现通过秸秆还田可增加土壤有机质含量，影响团聚体分布并提高团聚体稳定性［1］，而秸秆还田同时配合施用氮磷钾肥对提高土壤有机质含量效果最显著，且粉碎翻压还田处理的方式更适宜于烤烟生长［18］。汤浪涛等［4，11，13，19］研究表明秸秆还田可以增加烤后烟叶产量及产值，改善烤烟质量，该研究结果与其结果相一致，大麦、玉米秸秆还田明显提高了烤烟的产量与产值。

该研究表明，大麦、玉米秸秆翻压还田后一定程度上降低了后茬作物烟草气候斑点病、普通花叶病和黑胫病的发生；有研究发现秸秆腐解过程中的代谢产物对烟草病菌有抑制作用，直接影响烟草病原菌对烟株的侵染作用［20］，秸秆科学还田还对农作物抗土传病害有着积极的影响［21］。此外，秸秆还田可提高烟叶经济性状，促进烟叶的化学性状，提高石油醚提取物含量，提升烟叶香味，利于优质清香型烤烟形成，这与曾宇等［11，13，22］的研究结果相一致，表明秸秆还田后促进烟株干物质积累、改善烟叶物理特性和化学成分协调性。该研究探究了大麦、玉米秸秆还田对土壤化学性质、烟草农艺性状和烟叶化学性状的影响，但是筛选优质还田秸秆类型、方式以及对秸秆内在化学物质分析、干物质积累与分配等方面仍有待于进一步研究。

参考文献

［1］  薄国栋，张继光，申国明，等.秸秆还田对植烟土壤有机质及团聚体特征的影响［J］.中国烟草科学，2014，35（3）：12-16.

［2］ 董建新.耕作方式和秸秆颗粒化还田对植烟土壤质量提升机制研究［D］.北京：中国农业科学院，2020.

［3］ 牛桂言，邵惠芳，朱金峰，等.我国植烟土壤修复的研究进展［J］.中国农业科技导报，2017，19（3）：115-122.

［4］ 汤浪涛.秸秆还田对植烟土壤肥力及烟草生长、产质量的影响［D］.长沙：湖南农业大学，2010.

［5］ 王育军.云南典型烟区植烟土壤养分状况评价及减氮增效研究［D］.长沙：湖南农业大学，2015.

［6］ 王毅.小麥秸秆及其生物炭对山东烟区植烟潮褐土的改良效应研究［D］.北京：中国农业科学院，2020.

［7］ 朱法亮.秸秆还田对植烟土壤性状和烤烟产质量的影响［D］.长沙：湖南农业大学，2010.

［8］ 田育天，李湘伟，谢新乔，等.秸秆还田对云南典型烟区土壤物理性状的影响［J］.土壤，2019，51（5）：964-969.

［9］ 芦伟龙.耕作方式与秸秆还田量对植烟土壤理化性质及烤烟生长的影响［D］.北京：中国农业科学院，2019.

［10］  罗付香，林超文，庞良玉，等.不同耕作和覆盖对烟草产值及土壤质量的影响［J］.西南农业学报，2014，27（1）：82-86.

［11］ 曾宇，符云鹏，叶协锋，等.烟田施用腐熟小麦秸秆对烤烟产质量的影响［J］.中国烟草科学，2014，35（5）：40-44.

［12］ 韩秋静，赵世民，马君红，等.秸秆还田对洛阳植烟区黄土质褐土碳库及烟叶经济性状的影响［J］.烟草科技，2019，52（7）：18-26.

［13］ 吴岳庭，李海平，丁梦娇，等.玉米秸秆还田方式对酸性植烟土壤肥力及烟叶产值的影响［J］.西南农业学报，2021，34（2）：320-325.

［14］ 丁梦娇.酸性植烟土壤有机碳特征及其腐解调控研究［D］.长沙：湖南农业大学，2019.

［15］ 薄国栋，申国明，张继光，等.秸秆还田对植烟土壤养分及真菌群落多样性的影响［J］.土壤通报，2016，47（1）：137-142.

［16］ 谭慧，彭五星，向必坤，等.炭化烟草秸秆还田对连作植烟土壤及烤烟生长发育的影响［J］.土壤，2018，50（4）：726-731.

［17］ 严红星.绿肥、稻草还田对植烟土壤有机质的影响［D］.长沙：湖南农业大学，2018.

［18］ 杨幸军.秸秆还田对土壤微生态环境和烟叶品质的影响［D］.长沙：湖南农业大学，2015.

［19］ 文志强，林阿典，廖卿，等.秸秆还田与客土改良酸性植烟土壤及提升烟叶产质量的效果［J］.福建农业学报，2020，35（6）：649-656.

［20］ 陈丽鹃.烟田秸秆腐解特性及其对土壤微生物和烟草疫霉菌的影响研究［D］.长沙：湖南农业大学，2021.

［21］ 陈丽鹃，周冀衡，陈闺，等.秸秆还田对作物土传病害的影响及作用机制研究进展［J］.作物研究，2018，32（6）：535-540.

［22］ 敖金成，罗华元，张晓龙，等.玉米秸秆还田方式对初烤烟叶品质及土壤肥力的影响［J］.浙江农业学报，2015，27（8）：1456-1461.

基金项目   中国烟草总公司云南省烟草科技计划项目（202053000024-1019）。

作者简介   罗优（1995—），男，贵州铜仁人，助理农艺师，硕士，从事烟草病虫害防治研究。

通信作者，高级农艺师，从事烟草科研项目管理工作及烟草栽培研究。