郭山虎，周宗贵，刘 敏，盘文政，张丽芳，赵学通，张 琪，肖勇飞

（1湖南中烟工业有限责任公司，长沙 410014；2云南云叶化肥股份有限公司，昆明 650217；3云南省微生物发酵工程研究中心有限公司，昆明 650217）

0 引言

中国是世界上主要的烟草大国，每年的烤烟种植面积和卷烟制品产销量都占世界总量的1/3以上[1]。21世纪以来，中国烟叶原料的生产广泛分布于全国22个省，约500多个县，每年约有300万家农户种植烟草，大约5000万人的就业与生活同烟草行业息息相关，可见烟草行业已然成为中国重要的经济部门之一[2]。烟叶原料一直是全球烟草行业的战略性资源，它直接影响工业和企业的有序、健康发展。随着国家烟草专卖局“中式卷烟”品牌战略的实施，工业和企业的优质烟叶原料保障体系显得更加重要，同时提出了构建可持续供给的、稳定的和适应骨干品牌需求的烟叶原料体系的目标[3]。保山腾冲基地单元生产的优质烟叶原料得到全国主要中烟公司著名品牌卷烟的认可和肯定[4]。

土壤的理化性质是烤烟种植耕层土壤质量鉴别的关键指标，决定着土壤微生物生物含量、土壤酶活性和呼吸等，土壤质量的好坏极大地影响着单位面积烤烟产量和质量。然而，“十二五”以来中国土壤质量的状况不太理想，很多地区的烤烟产量和品质有整体下降的趋势[5]。作物的长期连作会降低耕层土壤质量，使作物病虫害加剧、土壤中的营养物质含量下降、有毒物质的不断积累[6]。随着烟叶生产不断向集约化和规模化方向发展，在有限耕地、较大利益驱动下，烟草长期或短期连作已不可避免[7]，而烟草是不宜连作的经济作物[5]，烟草种植现阶段的主要问题是烟草长期连作加之大量施用化肥导致烟田土壤微生物区系和养分不均衡，降低了土壤生物活性和养分有效性[8]，一般来说土壤物理性状表现较差，不利于烟草正常生长，其主要的原因是肥料利用率的降低[9]。在中国，每年因烟草连作带来的直接和间接经济损失达40多亿元，严重威胁到中国烟草行业的可持续发展[5]。有研究表明[10]，烤烟连作1 年会导致土壤中有机质含量的下降，当连作达5年时，会使土壤有机质含量上升，随着种植年限的增加土壤碱解氮、速效磷、速效钾的含量也随着升高，而连作1 年速效磷和速效钾含量则下降，碱解氮含量上升，说明烤烟短期连作会导致土壤某些营养养分的流失。烤烟生长、养分吸收均与土壤pH 有关[11]，同时土壤pH还影响微量元素的有效性、有机物的活性、磷元素和氮元素的转化和释放[12]。有研究表明[13]腾冲植烟土壤在pH 4.60～7.50范围内，平均值为5.69，整个烟区有67.6%的土壤呈弱酸性，剩余31.4%的土壤为强酸性。植烟土壤pH低于优质烟叶适宜生产范围时，很大程度上制约着烟叶品质的进一步提高，难以满足国内卷烟工业和企业对烟叶原料品质的要求。

对植烟土壤进行改良已然成为烟草种植上的热点研究之一，同时也是提高烤烟质量的重要技术手段，种植绿肥、合理轮作和增施有机肥等措施都能改良土壤理化性状，但与其他措施相比，施用土壤改良材料的改良效果较为明显，田间操作省工省时、施用量也较小，是进行土壤改良的新方法[14]。目前市场上土壤改材料种类丰富、功能各异、且区域的适应性不确定、难以推广。研究表明[15]增施土壤改良材料生物磷肥可提高普通白菜对土壤难溶性磷素的利用，并能显著提高普通白菜的产量和品质；增施土壤改良材料酵素炭可以促进烤烟的落黄，促进烤烟生长发育，提高烤烟的产质量[16]；增施人工合成改良剂、天然有机改良剂、微生物改良剂与空白对照相比能显著增加烟叶的株高、茎围和叶长、宽且能显著提高烟叶总糖、还原糖含量[17]。

鉴于腾冲烟区土地复种指数的增加、无机肥料的不合理施用和长期连作、烟田土壤养分不均衡[12]、土壤pH较低的现状，本试验以腾冲酸性土壤为基础，对比5种土壤改良材料对土壤理化性质及烤烟生长、产量的影响，以期筛选出适宜当地土壤的改良剂材料，为今后腾冲的酸性土壤改良和优质烤烟生产打下基础，满足外调烟叶原料的品质要求。

1 材料与方法

1.1 试验地点概况

试验区位于腾冲县界头镇湖南中烟基地单元内，前作为油菜，整体土地较平整，土壤类型为壤土，质地为粘质土，较疏松，有少量砂石，肥力中等，排灌方便。

1.2 试验品种

供试品种：‘云烟87’。

1.3 试验设计

试验采用不同土壤改良材料单因素试验，3 次重复，小区随机区组排列，每个小区植烟5 行，每行植烟16 株，试验地四周设置保护行。D1（土壤培肥剂1500 kg/hm2）、D2（酵素炭1500 kg/hm2）、D3（生物磷肥1500 kg/hm2）、D4（土壤改良剂1500 kg/hm2）、D5（土壤调理剂1500 kg/hm2）、CK（不施用土壤改良材料）。土壤改良材料采用条施的方式与基肥同时施用，各处理的基肥和追肥相同，基肥施用有机-无机复混肥(7-12-9)600 kg/hm2和(6-8-24)450 kg/hm2，追肥施用氮钾肥(6-0-30)75 kg/hm2。

1.4 数据处理

采用SPSS软件和Excel对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 各处理对土壤理化性质的影响

2.1.1 各处理对土壤pH 的影响5 种土壤改良材料均可提高采烤后土壤pH。由表1 可以看出，CK 采烤后的土壤pH 略微低于移栽前，降低了0.03 个单位，差异不大，改良后的土壤在pH 5.32～5.51范围内，其中D1、D5 处理的pH 增加量最大，较移栽前增加了0.45 个单位，D3、D4 处理次之，较移栽前分别增加了0.43、0.42个单位，D2 处理效果相对较差，较移栽前增加了0.26个单位。

2.1.2 各处理对土壤养分含量的影响 由表1 可以看出，各处理的有机质含量均比移栽前低，其中D2、D4、D5处理的有机质含量较CK有所上升，而D1、D3处理的有机质含量与CK差异较小。各处理的水解性氮含量均比移栽前低，D2、D4、D5 处理的水解性氮含量较CK有所上升，而其他处理较CK有所下降。D2、D5处理的有效磷含量均比移栽前高，D1、D3、D4、CK 处理的有效磷含量均比移栽前低，其中D4处理的有效磷含量较CK 有所上升，D3 处理的有效磷含量与CK 差异较小，D1处理较CK有所下降。D5处理的速效钾含量比移栽前高，CK、D3处理的速效钾含量与移栽前差异较小，D1、D2、D4较CK有所下降。各处理的交换性钙含量均比移栽前高，D1、D2、D3、D4、D5处理的交换性钙含量较CK有所上升。

表1 各处理对土壤理化性质的影响

2.2 各处理对农艺性状的影响

从表2可以看出，D2、D4处理的株高高于D3、D5、CK 处理，但两处理间差异不显著，较CK 分别增加了3.53、3.06 cm，而其他处理间差异不显著；D4、D1 处理的茎围高于CK，其中D4 高于D1，较CK 分别增加了0.64、0.28 cm，D3显著高于CK，较CK增加了0.23 cm，D5最低，低于CK，较CK降低了0.22 cm。各处理对最大叶长、宽影响均不显著。说明D1、D2、D4 处理能在一定程度上能促进烟株生长，但作用单一，改良效果不明显，其中D2、D4处理能增加株高；D1、D3、D4能增加茎围；D5 处理降低了烟株茎围，在一定程度上抑制了烟株生长。

表2 各处理对农艺性状的影响 cm

2.3 各处理对烟叶化学成分的影响

从表3可以看出，CK处理的总糖含量极显著高于其他处理，总糖含量分别降低了0.03～0.10 个百分点，D5处理的总糖含量次之，极显著高于D1、D2、D3、D4，其中D2 处理极显著高于D3，D4 处理显著高于D1，D1、D3、D4 处理间差异不显著。CK 处理的还原糖含量显著高于D5，极显著高于其他处理，还原糖含量分别降低了0.03～0.31 个百分点，D5 处理的还原糖含量显著高于D2，极显著高于其他处理，其中D1、D4处理间差异不显著，均极显著高于D3。处理的淀粉含量均为极显著性差异。

表3 各处理对烟叶化学成分的影响 %

D1、D4、D5处理的总氮含量极显著高于CK，且三者间差异不显著，较CK的增加了0.10、0.09、0.12个百分点，D3 极显著高于CK，较CK 的增加了0.06 个百分点，D2 极显著低于CK，较CK 的降低了0.13 个百分点。D1 处理的烟碱含量极显著高于CK，增加了0.08个百分点，D2处理的烟碱含量极显著低于CK，降低了0.04个百分点，其他处理与CK差异不显著。

一般认为优质烟叶总糖含量为18%～22%、还原糖含量为14%～18%[18]，由于CK 的总糖和还原糖含量较高，在一定程度上降低烤烟中的总糖和还原糖含量有利于改善烟叶品质，D1、D2、D3、D4、D5处理均可降低烤烟的总糖和还原糖含量，但只有D1、D3、D4 处理的还原糖含量符合优质烟叶范围，其他处理的总糖和还原糖含量均高于优质烟叶范围。淀粉会使烟叶燃烧不良，产生难闻的气味，不仅影响烟气质量，而且使安全性下降，一般认为优质烟叶淀粉含量在4%～5%以下是比较适宜的范围[18]，CK 的淀粉含量符合优质烟叶生产，D1、D2、D3、D4、D5 处理均能增加烤烟淀粉含量，其中只有D4处理的淀粉含量符合优质烟叶生产，其他处理淀粉含量均高于优质烟叶淀粉含量范围。一般认为优质烟叶总氮含量为1.5%～3.5%，烟碱1.5%～3.5%，氧化钾2%以上，水溶性氯1%以下[18]，各处理的总氮、烟碱、氧化钾和水溶性氯含量均符合优质烟叶生产，其中D2处理能降低烤烟总氮、烟碱和氧化钾含量，但能增加烤烟水溶性氯含量。

2.4 各处理对烟叶物理特性的影响

由表4 可以看出，CK 处理的含梗率极显著高于D1，显著高于D4、D5，与其他处理差异不显著。D1、D3、D4处理的厚度显著高于其他处理，三者间差异不显著，D2、D5 处理间差异不显著；D3、CK 处理的单叶重极显著高于D5、显著高于其他处理，二者间差异不显著，D1、D2、D4处理间差异不显著。CK的单位面积重量极显著低于其他处理，其他处理间差异不显著；CK的含水率极显著大于其他处理，D1次之，极显著高于其他处理，D4 第三，显著高于D3、极显著高于D2，D2 和D3 之间差异不显著，D5 最低，极显著低于其他处理。说明5种土壤改良材料均可增加烤烟的叶面密度并降低中部叶含水率。

表4 各处理对烟叶物理特性的影响

2.5 各处理对烤烟产值量的影响

由表5可以看出，D1、D2、D3、D4处理的产量均极显著高于CK，D5处理产量略高于CK，但差异不显著，D1 处理的产量最高，极显著高于其他处理。D4、D2、D3处理次之，3个处理间差异不显著。各处理的产值均极显著高于CK，但5 个处理间差异均不显著。D1、D4 处理的上等烟比例均极显著高于CK，两者间差异不显著，D2处理的上等烟比例显著高于CK，D3、D5处理的上等烟比例略高于CK，但差异不显著。D1、D2、D3、D4 处理的中上等烟比例均极显著高于CK，D5处理的中上等烟比例略高于CK，但差异不显著。

表5 各处理对烤烟产值量的影响

3 结论

3.1 土壤改良材料对土壤理化性质的影响

5 种土壤改良材料均可增加土壤pH，改善烟株生长条件，促进烟株生长发育，其中土壤培肥剂和土壤调理剂2种改良材料效果最佳。改良材料对土壤养分含量影响较大，土壤培肥剂能增加交换性钙、交换性镁和氯离子含量，并降低水溶性氮、有效磷、有效钾、有效铜、有效锌、有效铁、有效锰和有效硼含量。

3.2 土壤改良材料烤烟生长的影响

土壤改良材料除酵素炭外均可促还苗成活，提高烟苗移栽成活率，保证苗齐。各改良材料对烤烟农艺性状的影响较小，酵素炭能增加烤烟株高，土壤改良剂能增加株高和茎围，土壤培肥剂能增加茎围，土壤调理剂降低了茎围，但改良材料均对最大叶长、宽无明显影响。

3.3 土壤改良材料对烤烟产量的影响

除了土壤调理剂外其他改良材料均能增加烤烟产量和中上等烟比例，增产0.01～0.02 个百分点，中上等烟比例提高了0.02～0.03个百分点。5种土壤改材料均能提高烤烟产值，增值0.15～0.20个百分点。土壤培肥剂、土壤改良剂、酵素炭能增加烤烟上等烟比例，提高了0.03～0.07个百分点。

3.4 土壤改良材料对烤烟质量的影响

各种土壤改良材料均可降低烤烟总糖和还原糖含量、增加淀粉含量，但只有土壤培肥剂、生物磷肥、土壤改良剂的还原糖含量符合优质烟叶范围，而其它改良材料的总糖和还原糖含量均高于优质烟叶范围。

4 讨论

4.1 改良材料对土壤理化性质的影响

本试验5种土壤改良材料均对土壤理化性质有不同程度的影响。研究表明，施用改良材料白云石粉、生石灰、秸秆碳化粉均可提高土壤pH[14]，本试验研究中5种土壤改良材料均可增加土壤pH，与前人研究一致，为改善腾冲酸性土壤的可行性提供了依据。本试验中5种改良材料均会对土壤养分含量产生影响，其中D1和D5处理对土壤养分含量影响最大，其次是D2和D4处理，D3处理对土壤养分含量影响最小。可见5种改良材料对土壤中的养分含量影响差异较大，但无规律可循，本试验所用改良材料对土壤养分的影响有待进一步探究，建议土样采集时可依据烤烟生育期分段采集土样，进一步研究土壤改良材料对不同时期土壤养分的影响，从而确定不同改良材料的施用时间，使改良效果最大化。

4.2 土壤改良材料对烤烟生长的影响

烤烟的生长发育状况是土壤供给养分能力最直观的表现，并且烟株长势也与烤烟的外观质量和内在品质等紧密相连[19]。研究表明[20]，施用“腐植酸型”和“微生物型”土壤改良材料，能增加烤烟的株高、叶长和叶宽。研究表明[21]，增施“石灰”、“聚丙烯酰胺(PAM)”和“石灰+PAM”3 种土壤改良材料对烤烟农艺性状无影响。本试验研究中D2 处理能增加烤烟株高，D4 处理能增加株高和茎围；D1 和D3 处理能增加茎围；D5 处理降低了茎围，5种土壤改良材料均对烤烟叶长、宽无影响。说明本试验中除D5 处理外其他处理的改良效果比“石灰”、“聚丙烯酰胺(PAM)”和“石灰+PAM”的改良效果有一定优势，但对比“腐植酸型”和“微生物型”土壤改良效果而言，提高叶长、宽方面存在不足，改良效果有待提高。

4.3 土壤改良材料对烤烟产质量的影响

研究表明[17]增施人工合成、天然有机物、微生物改良材料均可增加烤烟含水率和单叶重，降低烤烟含梗率，但其中只有微生物改良材料可增加烟叶厚度。本试验研究中5个处理均可增加烤烟的单位面积重量并降低烤烟含水率。D1、D4、D5 能降低烤烟含梗率，其他处理对含梗率无明显影响。D1、D3 能增加中部叶厚度，其他处理对烟叶厚度无明显影响。除D3对单叶重无明显影响外，其他处理均能降低中部叶单叶重。

研究表明[20]，施用腐植酸型和微生物型土壤改良材料能增加烤烟的产量、产值和上中等烟比例。本试验研究中，除了D5处理外其他处理能增加烤烟产量和中上等烟比例，D1、D2、D3、D4、D5 均能提高烤烟产值，D1、D2、D4 能增加烤烟上等烟比例。说明本试验中D1、D2、D4处理改良效果较好，与前人研究相近，均可增加产量、产值、上等烟比例和上中等烟比例。