农艺措施对植烟土壤条件及烟叶生产影响的研究进展

王发勇 李平 杜永红 荣凡番 解雯宇 王寒 刘晓迪 钟莉 杨义 李淮源

摘要 良好的土壤条件是烟叶产量和品质形成以及土地利用可持续性发展的提前。综述了近年来国内烤烟生产的种植方式、施肥运筹和土壤保育改良对土壤条件及烟叶生产影响的研究进展，系统探讨了农艺措施对土壤物理、化学和微生物等方面表现的调控效应，并对植烟土壤条件的改良与土壤保育提出了建议，以期为指导烤烟大田生产调控提供参考。

关键词 烤烟；种植；土壤条件；农艺措施

中图分类号 S572  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）23-0009-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.003

Research Progress on Effects of Agronomic Measures on Soil Conditions and Tobacco Production

WANG Fa-yong1，2， LI Ping1， DU Yong-hong1 et al

（1.Hongyun Honghe Tobacco （Group） Co.， Ltd.， Kunming， Yunnan 650231；2.South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642）

Abstract Good soil conditions lead to the formation of tobacco yield and quality and the sustainable development of land use. The research progress of planting methods， fertilization and soil conservation and improvement in flue-cured tobacco production on soil conditions and tobacco production in China in recent years was reviewed. The regulation effects of agronomic measures on soil physical， chemical and microbial performance were systematically discussed， and suggestions were put forward for the improvement and conservation of soil conditions for tobacco planting to provide reference for guiding the regulation of tobacco production in the field.

Key words Flue cured tobacco;Planting;Soil conditions;Agronomic measures

基金項目 广东中烟工业有限责任公司科技项目（2022440000340047，2021440000340008）。

作者简介 王发勇（1990—），男，云南弥勒人，工程师，硕士，从事烟草原料及卷烟工艺研究。*通信作者，实验师，硕士，从事烟草栽培生理研究。

收稿日期 2022-12-22；修回日期 2023-01-12

土壤作为烤烟产质量形成的重要生态因子之一，为烤烟根系提供空气、水分、矿质营养元素等要素，是烟株生长和发育重要的环境条件和物质基础［1］。我国烤烟种植区域辽阔，南、北方土壤差异明显，具体表现为红壤、黄壤等多种类型［2］，即使在同一生态区内，土壤的类型、质地和肥力等也有不同表现［3-5］。植烟土壤对烤烟生长发育和烟叶品质形成具重要意义，多年来，一些学者对种植方式［6-8］、土壤改良［9-10］、施肥［11-12］、耕作［13-14］等农艺措施对植烟土壤条件的调控和烟株生长发育和品质表现进行持续的研究与实践，有效提升了我国烤烟生产种植水平。该研究就近年来基于中式卷烟原料田间生产的多元化农艺措施对植烟土壤条件和烟株生长发育与烟叶品质的影响进行探讨，提出了综合农艺措施调控土壤条件和促进烟叶产质量提升的设想，旨在为指导烤烟大田生产调控提供参考。

1 植烟土壤理化成分与烟叶化学成分紧密关联

土壤是作物生产发育和最终产品质量形成的重要生态因子之一。一般从物理特性、理化特性和生物学特性3个因子对土壤进行分类和研究，对于植烟土壤，更多的研究集中在土壤的健康评价［15］、土壤肥力评价［16-18］以及水分、pH等指标的空间变化［19-21］，为烤烟种植的区域划分、科学施肥、内在化学成分调控以及烤烟产量和品质的建成提供了指导。在云南，李孟霞等［22］研究了支撑清香型烟叶的土壤化学指标，发现土壤富里酸指标与总糖、还原糖具有显著相关性，烟碱与胡敏酸呈显著正相关、有效钼与糖碱比呈显著正相关，该研究从土壤理化指标的角度确定了云南烤烟种植的3种土壤因素对清香型烟叶的关联。贵州是中间香型烤烟的典型产区，王韦燕等［23］利用逐步回归和通径分析的方法分析了黔西南烟区的土壤因子与化学成分的关联，发现速效钾对总糖、还原糖有极显著的负相关，锌、硼含量对总糖和还原糖均有显著负相关，钼对总糖呈极显著正相关。对于浓香型风格烟区，张静等［24］研究了湘南地区烟株不同生育阶段的施肥和土壤养分供应情况，发现土壤中氮素形态的变化呈现出大幅的先升后降趋势，而有效磷和速效钾虽然呈现出先升后降的趋势，但降低的幅度不大，即使到大田后期，仍然处于较高水平。此外，也有研究分析了不同pH水平下土壤理化指标与烟叶化学成分的关系［25］，结果指向在合理的pH条件下，土壤理化指标与烟叶化学成分才呈现出相关性，较好地印证了作物基本生理代谢与良好的生长发育的具有紧密的互作关系。

综上所述，植烟土壤理化指标对烟叶化学成分紧密相关，在不同香型风格的植烟土壤因子中，形成了初步的定向指标，这对于彰显烟叶风格特征的土壤理化指标的选取和调控具有指导意义。

2 种植方式对土壤条件及烟叶生长及品质的影响

2.1 连作

连作属于烤烟种植的禁忌项已被广泛知悉。在连作条件下，土壤pH呈降低趋势，全氮、有機质和有效磷呈上升趋势，过氧化氢酶显著降低，而脲酶活性增强。不同土壤的理化指标在连作条件下有不同表现，但总体上紫色土对连作的障碍性相应较低［26-27］。也有研究指出，长期连作还表现出土壤养分的失调，特别表现在大量元素、中量元素和以钙、镁、铁为代表的微量元素的明显缺失［28］。对于土壤菌落的影响方面，连作细菌群落丰富性和多样性降低，有益菌群相对丰度降低［29］，但是不同生态区变化存在区别［29］。在10年内连作，磷酸酶、蔗糖酶的活性呈降低趋势，连作大于5年，细菌和真菌的变化有先升后降，但放线菌数量则不断减少［30］，进一步对土壤的化感物质进行分析发现，连作条件下，酸类物质、酯类物质、酚类、醛类物质以及醇类植物均呈增加趋势［31］，对植烟土壤的养分供应烤烟的生长发育有负向作用。李柘锦等［32］对比了连作与轮作的烟株在不同生育期的农艺形状的表现，发现轮作的烟株农艺形状均优于连作，并认为团棵期是连作障碍的关键响应期，同时是缓解连作障碍的窗口期。

综上可知，已有研究分析了连作对土壤理化指标、微生物和酶的影响，揭示了烤烟连作方法对土壤负面作用效应，同时也间接为克服连作的改善提供方向。

2.2 轮作和间作

油菜与烤烟轮作条件下，将收获菜薹的油菜作为绿肥还田，达到了增加土壤有机质和土壤酶活性的效用，烤烟的产质量也明显改善［33］。当然，不同土壤类型下，油菜和烤烟轮作的施肥策略应有所区别［34］，在水稻与烤烟轮作时，由于土壤类型的不同，其烤烟生育期地上部分的农艺性状和地下部分的根系形态表现出差异，烟株养分吸收和利用也存在显著差异，水稻与烤烟轮作时建议将秸秆还田，增加土壤有机质［35］。王浩田等［36］考察了轮作年限的土壤物理性状与烟叶产量与品质的关系，轮作的3年后，土壤2～5 mm团聚体随着轮作年限的延长而降低，且烤烟的产质量也呈下降趋势，但是在8年的轮作时间内，烤烟的中上部烟叶产质量变化较为稳定。景艺卓等［6］探讨生姜与烤烟的间作方式，发现该模式可以提高植烟土壤微生物的多样性和丰富度，碱解氮、速效钾和有机质也显著提高，同时有益于烟叶化学成分的协调性。也有报道从可持续性的角度，研究指出烤烟套种小麦和草木樨的种植方式可提高土壤酶活性、改善烟株农艺性状和提高经济效益［37］。

轮作方式有效改善土壤物理特性、微生物数量和土壤肥力状况，可在相对长的时间内维持烤烟的产量和品质；秸秆还田、绿肥套种和其他作物间作可提高经济效益，同时有利于烟叶品质的保持和提升。诸多措施的配套和探索对于烟叶生产的可持续性发展有积极作用。

3 施肥方式及种类对植烟土壤条件及烟叶生长的影响

施肥是补充土壤养分、促进作物生产发育、收获器官建成和品质形成的重要农艺措施。烤烟栽培较为通用的施肥类型有常规化肥、有机肥和微生物肥等，近年来科研和技术人员对有机肥和微生物的搭配施用和内在机制进行了大量探索和实践。

3.1 有机肥

有机肥的种类多样，具体可分为农家肥（牛粪或羊粪）、绿肥（秸秆还田等）和商品农家肥等，在烤烟种植中一般与常规化肥配合施用。研究发现，施用有机肥能在烤烟生长发育时期增强土壤微生物的多样性和微生物碳源的利用能力，提高土壤pH、有机质、碱解氮和速效钾含量，对土壤改良有积极作用［38］。张明杰等［39］研究了生物有机肥对土壤改善作用，发现有机肥配施可提高土壤自养呼吸速率，同时提高了土壤活性有机碳的含量。杨敏等［12］的研究指出，生物有机肥可降低烟株根际土壤的酚酸类自毒物质含量，同时可改善烟株根部土壤的生态环境。云菲等［40］研究表明，有机肥施用可提高烟株的光合能力，在提高土壤肥力的同时提高烟株固碳能力。此外，对于有机肥的施用和种植方式配合对植烟土壤的理化特性和肥力改善，提升烟叶产质量的报道也印证了有机肥的积极意义［11，41-43］。

综上，有机肥的施用可提高土壤酶活性、活性有机碳源，降低土壤自毒物质的积累，增加土壤微生物数量和丰富性，对土壤改良保育有积极作用。

3.2 生物菌（剂）肥

生物菌剂可改变土壤微生物群落结构，提高微生物的相对丰度，对土壤pH和土壤肥力有改善作用，同时通过作用微生物群落和土壤理化特性，间接对烤烟的化学成分和经济性状产生积极意义［44］。陈月星等［45］对巨大芽孢杆菌的研究中也得到相似的结果。上部烟的研究中，在打顶前与打顶后喷施生物菌肥可促进上部烟叶开片，提高烟叶的钾含量［46］。同时，也有研究利用菌丝营养钵进行烟株移栽配合，发现该方法可提前根系的发育，并优化根系结构，促进烟株根系的干物质积累［47］。

由此可见，生物菌（剂）肥对土壤的作用机制和效果与生物肥相似，均是改善了微生物的群落数量，间接改善土壤的理化性状和肥力状态，从而正向作用于烤烟的生长发育和品质形成。

4 土壤改良剂对土壤条件及烟叶生长的影响

土壤改良剂分为无机和有机2种类型，一般以有机和无机综合配施的方式进行土壤改良。从近年的研究报道中，土壤改良剂的对象更多聚焦的是酸性植烟土壤。在红壤的条件下，土壤改良剂均可提高土壤pH，但是不同有机与无机改良剂的配施比例对烤烟农艺性状和经济性状的影响有不同表现，以石灰和氨基酸有机肥的组合施用对烤烟的综合改善较优［48］。对于黄红壤，土壤改良剂在提高土壤pH的同时，增强了土壤酶的活性，虽然对烤烟田间生长发育有不同影响，但是在大田后期的农艺性状变化不显著，具有改善烟叶的工业可用性的效用，总体以氰氨化钙、生物炭、饼肥和微生物肥的组合施用，其效果表现最优［49］。对于沙泥土，以盆栽的形式研究了不同商用改良剂对土壤的改良效果，发现主要成分为CaO、MgO、SiO2、有机质、活菌的新型土壤改良剂能有效改善沙泥土的理化特性，提高土壤肥力，同时提高烟叶的钾和还原糖的含量，促进烟株生长发育［50］。在棕壤土上，利用垂直深耕与石灰、绿肥和生物有机肥的组合农艺措施，改善了土壤的物理性状、理化性状，改良了烟株根系结构和地上部分的农艺性状，提高了烤烟经济效益。虽然土壤改良剂对不同类型土壤均有积极意义，但是对于不同生态区或烤烟产地，同一类型或者比例的土壤改良剂对土壤和烤烟的作用机理和表现会存在差异［51］。

综上，土壤改良剂对不同植烟土壤均有改良效果，但是改良剂的组分和施用比例差异较大。同一生态区内，不同改良剂组合对土壤的pH、土壤物理特性、肥力等改善的效果有差异，对烤烟的生长发育（包括根系与地上部分农艺性状）、化学成分以及经济性状的表现均有不同，需要根据不同生态条件和土壤类型进行区别施策。

5 结論

土壤作为烤烟生产的重要生态因子，对烤烟生长发育、产量和品质、化学成分的协调性等方面均有影响，连作使土壤发生物理性状变差、土壤肥力缺失、酶活性降低、微生物菌落丰度降低和自毒性物质积累等情况，而轮作可有效改善以上问题，使烤烟的产量与品质在相当时间内得以保持，选择适宜的作物与烤烟间作可提高土地单位面积的经济效益，同时对烤烟生产具有积极意义。有机肥和生物菌肥为土壤提供了活性有机碳源，增加了土壤微生物菌落的数量和丰富性，提高土壤酶活性，间接改善土壤的理化性状和肥力状态，从而正向作用于烤烟的产质量。而改良剂主要针对酸性植烟土壤，配合有机肥、绿肥和微生物肥等进行施用，通过适当提高土壤pH，改善土壤物理性状和理化性状，改善烟株根系土壤环境，为烤烟生长和产质量形成提供基础条件，但是土壤改良更强调因地制宜的措施与策略。

6 展望

烤烟生产与卷烟制造是我国重要的经济产业，而烟叶的原料保障是烟草产业化的基础。基于我国人口众多与耕地面积偏少的矛盾，如何有效发挥规划面积内的植烟土地效率，进行高质量的烤烟种植与原料保障，将是长期面临的课题。

（1）连作负面效应的治理。烤烟连作是普遍存在的问题，首先，应从土壤改良和保育的方向，系统研究土传病害、自毒性物质积累、肥力损失、土壤物理与理化性状变差的机理和治理方法，筛选主要土壤连作障碍因子，从而匹配改良方案。其次，连作对烤烟生产显著响应生育期的确定与预防措施的干预。确定连作条件下烤烟各生育期的生理代谢机理和连作障碍因子，从施肥或激素调节的角度在连作障碍响应期前进行预防干预和控制。

（2）因地制宜地进行土壤保育与改良。根据烟叶生态因子的特性，筛选确定不同生态区适宜的土壤改良剂的组分、种类和比例，因地制宜进行土壤的保育与改良。

（3）作物互作效应的探索发挥。可积极探索间作、轮作等种植方式，选择与烟叶产量和品质互作效应相得益彰的潜在作物，扩宽土壤利用的可持续发展和提升收益渠道。

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