間套作對烤煙生理生態(tài)與產質量影響研究進展

劉泓翔， 屠乃美，張 煒，易 江，何 康，鄒湘香

(1 湖南農業(yè)大學生物科學技術學院，長沙 410128； 2 湖南農業(yè)大學農學院，長沙 410128)

間套作對烤煙生理生態(tài)與產質量影響研究進展

劉泓翔1， 屠乃美2*，張 煒1，易 江2，何 康1，鄒湘香2

(1 湖南農業(yè)大學生物科學技術學院，長沙 410128； 2 湖南農業(yè)大學農學院，長沙 410128)

合理的間套作對烤煙的生理生態(tài)與產質量有一定影響。闡述了作物間套作的概念及特點，分析了間套作通過影響烤煙的光合特性、土壤的物理和化學特性以及微生物來影響烤煙的生理生態(tài)，能夠有效防治煙草病蟲草害和提高烤煙的產質量。提出烤煙間套作要選擇合理的作物與之搭配，并處理好農業(yè)機械化的問題。

烤煙；間套作；產質量；生理生態(tài)

煙草是我國非常重要的經濟作物之一，在國內分布區(qū)域廣泛，年種植面積和總產量都居世界第一[1]，對國民經濟發(fā)展有重要作用。不同的種植模式有不同的產量和經濟效益。選擇合適的種植模式能在有限的單位面積上提高生產效益，且能有效地提高土壤肥力，促使農業(yè)生產高效可持續(xù)發(fā)展[2～4]。中國人口多，而耕地逐年減少，因此選擇合理的間套作種植方式，既可以有效提高單位面積土地產值，又可以增加農民收入，而且有助于推進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。盡管國內外對套作的研究較多，但大多停留在各種套作模式的建立、栽培技術和經濟效益分析上，對間套作對烤煙的生理生態(tài)和產質量的影響等方面的研究還不夠全面。為此，筆者擬結合煙葉生產現(xiàn)狀，對烤煙間套作模式的生理生態(tài)以及對作物病蟲草害、煙葉品質等方面的影響進行綜述，并對烤煙間套作的研究方向進行展望。

1 間套作的概念及特點

間作是指2種生長期相同或者相近的作物相間種植的一種種植方式[5]；套作指在前季作物生長后期的株行間播種或移栽后季作物的種植方式。我國早在古漢代就已經發(fā)現(xiàn)間套作，而得到初步實踐證明卻是在南北朝時代[6，7]，是古代農業(yè)生產的一種非常重要的種植方式。間套作的特點是經過各類作物在一起配合、構成作物與其它作物間、多功能、多方面的作物復合群體。經過多年的研究和生產實踐經驗表明，選擇合適的間套作比單作有更多優(yōu)勢：可以提高光照、溫度、水氣和肥等相關因子的利用效率；可以有效調節(jié)土壤微生態(tài)環(huán)境；可以抑制雜草滋生和病蟲害；提高土地的復種指數(shù)；可以防止水土流失，起到生態(tài)保護的作用；有利于穩(wěn)產保收。

2 間套作對烤煙生理生態(tài)的影響

2.1 對光合特性的影響

間套作能夠有效增加光合時間、改善光照分布、增大光合面積和增加光截獲量。煙草是喜光植物，與其他作物套種時，隨著移栽季節(jié)提前，能夠延長煙株營養(yǎng)生長的時間，有效提高煙葉產質量[8]。程智敏[9]研究認為，煙麥套作模式把煙苗生長空間變成了小麥通風透光的“走廊”，可以有效提高小麥和煙葉光照強度。劉建輝等[10]研究表明，烤煙套種秋玉米，可以有效利用光、熱、肥等資源，不會影響烤煙的采烤，也不會影響烤煙套作玉米的生長發(fā)育，而且可以提高復種指數(shù)，更有利于作物的安全，也是增加農民收入的好方法。選用矮稈小麥品種或提高煙壟高度可以明顯改善烤煙光照[11]。

2.2 對植煙土壤物理特性的影響

土壤溫度是影響植物生長的重要生態(tài)因子，提高土壤溫度，促進根系發(fā)育，增加干物質積累，同時通過合理施肥、合理灌水，解決間套作物之間爭水、爭肥的矛盾，保證煙株伸根期的肥水供應，為煙株生長發(fā)育創(chuàng)造良好環(huán)境。劉巧真等[12]研究表明，煙麥套作對煙田土壤水分、溫度及煙株生長發(fā)育有影響，套作煙田土壤溫度和土壤含水量均低于烤煙單作；說明煙麥套作對作物在高溫天氣下的生長有降溫作用，而水分利用方面，套種小麥與單作相比消耗了更多土壤中的水分。

2.3 對土壤化學特性的影響

土壤養(yǎng)分含量是衡量土壤肥力非常重要的標志之一，養(yǎng)分的豐缺狀況和供應強度直接影響煙草的生長發(fā)育情況，且影響煙葉的產質量。研究植煙土壤養(yǎng)分的狀況，對煙草合理施肥，實現(xiàn)烤煙優(yōu)質高產具有重大意義[13]。王茂勝等[14]研究表明，隨著連作年限增加，土壤中有機質、有效鉀、全氮、全磷的含量也有所增加。根系分泌物、根系死亡脫落的組織和細胞、植物凋落物及根系在土壤中的殘留物可以增加土壤養(yǎng)分。成功的間套作模式可以充分利用光熱資源進行光合作用，增加土壤養(yǎng)分含量。根系分泌物作為根際對話的語言，在“根—根”或“根—微生物”間起著重要作用[15]。研究還發(fā)現(xiàn)，植煙土壤有機質含量在適宜的含量范圍才能生產出具有優(yōu)良外觀質量和內在品質的煙葉，并且烤后煙葉化學成分協(xié)調，吃味醇和。植煙土壤所含的有機質通過影響土壤理化性質和土壤肥力水平，特別是通過影響土壤供氮能力來影響煙草的品質[16]。土壤中較低的有機質含量會導致土壤中微生物種群活性降低，使煙株的根系發(fā)育受到抑制，降低煙株對逆境的抗性，最終會抑制優(yōu)良品質煙葉的形成[17]。與烤煙單作比較，烤煙套種甘薯和烤煙間種草木樨處理的煙葉含鉀量提高明顯，說明間套作也可提高土壤鉀元素的利用率[18]。煙蒜輪作與煙蒜套作種植方式均有利于緩解煙草連作障礙，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高烤煙產量，但煙蒜輪作的效果更加突出[19]。有研究表明，間套輪作系統(tǒng)能加快養(yǎng)分轉移、提高養(yǎng)分利用率及改善土壤營養(yǎng)環(huán)境[20]。吳煥濤等[21]研究表明，輪作降低連作土壤容重，增大土壤孔隙度，提升土壤pH值，降低土壤EC值，在平衡的土壤養(yǎng)分中，可以改變土壤的理化性狀，降低土壤次生鹽漬化。

2.4 對土壤微生物的影響

土壤微生物是使土壤具有生命力的主要成分，其與土壤肥力及土壤健康有著密切的關系，在土壤形成與發(fā)育、物質與物質間相互轉化和能量之間的傳遞等過程中起到非常重要的作用，也是衡量土壤質量的重要指標之一[22]。土壤微生物的生物量，它們的區(qū)系組成和數(shù)量之間的變化可以反映出土壤生物活性水平[23]。有研究表明，煙草長期連作對土壤微生物的多樣性和土壤酶活性的影響，不利于土壤生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展[24]。不少研究表明，輪作、間作、套種植物會對土壤微生物產生影響，且套種的時間越短，對土壤微生物數(shù)量增加越少[25]。王茂勝等[14]研究表明，隨著煙地連作年限增加，細菌數(shù)量下降，真菌數(shù)量增加，放線菌數(shù)量略有增加；青枯病病原菌數(shù)量下降；土壤全氮、全磷、有機質含量在逐漸增加。眾多研究表明，煙草套作可使土壤微生物數(shù)量和類群發(fā)生變化[26,27]。

3 間套作對烤煙產質量及病蟲害的影響

3.1 間套作對烤煙產質量的影響

陳啟龍等[28]研究表明，輪作處理的煙葉長勢及煙葉產量、產值顯著高于連作處理，其中的化學成分相對協(xié)調性最佳。唐世凱等[29]研究表明，烤煙套種甘薯既可以提高烤煙的原煙產量，又可以提高煙葉等級質量，還可以改善原煙的化學成分和提高其協(xié)調性，顯著提高煙農的經濟收入。邱秀麗[30]研究表明,套種時間的長和短均會影響煙薯的產量和質量。有研究表明，烤煙間作草木樨、烤煙套種甘薯與烤煙單作比較，雖煙葉產量沒有顯著影響，但烤煙間作草木樨比其它處理的中等煙比例有所提高，達到顯著差異[31]。羅華杰等[32]研究表明，烤煙單作處理的產量比套作苜蓿處理要低,而烤煙單作處理的產量比套作黑麥草和蘿卜處理要高?？緹熖鬃髋c烤煙單作相比，不僅可以提高甘薯的產量，還可以提高煙葉的產值和質量[33]。唐世凱等[34]研究表明，烤煙間作草木樨比烤煙套種甘薯和烤煙單作處理的中等煙比例均要提高，且達到顯著差異。邢淑華等[36]研究表明，麥煙套作的氣候條件適于生產優(yōu)質煙，不僅麥煙套作的產量比春煙單作要高，而且還可以提高小麥的產量。

3.2 間套作對烤煙病蟲害的影響

在煙葉生長過程中，煙草病蟲害是重要的影響因素之一[37]。病蟲害發(fā)生后，較難防治，也同時會嚴重降低煙葉產量和質量。在煙葉田間生長發(fā)育過程中，其病原物的侵入和較差的環(huán)境影響，使煙株正常生長發(fā)育不協(xié)調，產生不規(guī)則形體，導致煙株死亡[38]。付戰(zhàn)營等[39]研究表明，煙麥套種能防止烤煙的病毒病、赤星病、根黑腐病、黑脛病發(fā)生率,其防治效果明顯。烤煙套種甘薯能夠提升烤煙對病害的抗性,也能夠有效防止煙草炭疽病、赤星病和蛙眼病的發(fā)生[40]。劉劍等[41]研究表明，烤煙甘薯間套作相較煙草單作，能夠顯著減少煙草病毒病、角斑病、野火病發(fā)病率，降低病情指數(shù)。4種作物與烤煙套種，烤煙的炭疽病、赤星病與烤煙單作無明顯差異,只有套種馬鈴薯和菜豌豆的煙葉發(fā)病率略高于單作[42]。陳國康等[43]研究表明，煙田通過間作黃豆、綠豆等經濟作物,可以有效防止病害發(fā)生。蔣士東等[44]研究表明，套作黑麥草和白蘿卜能夠顯著降低煙草花葉病和赤星病的發(fā)生。張漢球[45]研究表明，麥煙套種可有效降低煙株馬鈴薯Y病毒病(PVY) 的發(fā)病率。劉麗芳等[31]研究表明，烤煙間種草木樨和烤煙套種甘薯的處理可以提高煙草病毒病防治能力。

4 研究展望

隨著社會不斷進步與發(fā)展，人們生活水平也不斷提高，卷煙消費者對煙草的要求也是越來越高，煙葉品質、農藥殘留和重金屬等相關問題也倍受人們關注。合理選擇一種間套種模式種植烤煙，可以改善田間環(huán)境，提高作物光照、溫度、水分、空氣等利用效率，提高復種指數(shù)，更好的防治田間病蟲草的危害。盡管煙草間套作有許多優(yōu)勢，但也有一些問題需要克服。應在以下幾個方面加強研究：

(1)選擇合理的作物與煙草搭配。在生態(tài)適應性大致相同的前提下，應根據(jù)特征特性互補的原則來搭配作物。應注意不同作物之間存在相關的特性以及作物之間相生相克的問題，發(fā)揮作物的各自優(yōu)勢。另外，應發(fā)展與市場相適應的作物間套種植模式，才能提高經濟效益，提高農民經濟收入。

(2)完善煙田管理。各項田間管理措施應以烤煙為主，包括起壟寬度、間套作的方式和肥料的運用等，如使用適合煙草生長的專用肥料種類、適合煙草生長的施用方式和施用量等。

(3)合理處理好農業(yè)機械化的問題。間套種植和農業(yè)機械化之間有著許多矛盾，如何解決這些矛盾，對于降低成本投入、增加農戶收入非常重要。

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Research Advances of the Effect of Intercropping Mode on the Physiology, Ecology, Quality and Yield of Flue-cured Tobacco

LIU Hong-xiang1，TU Nai-mei2*,ZHANG Wei1,YIN Jiang2,HE Kang,ZOU Xiang-xiang2

(1 College of Bio-science & Technology，Hunan Agricultural University，Changsha, Hunan 410128,China;2 College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128，China)

Reasonable intercropping plays a complementary role in yield and quality of flue-cured tobacco. This paper illustrates the concept and characteristics of intercropping, analyzes the ecological effect and physical effect of intercropping on the prevention and control of insects and pests so as to improve the tobacco leaf quality. At last, the research direction of intercropping of flue-tobacco in China was put forward.

flue-cured tobacco；intercropping；yield and quality；physiology and ecology

2015-05-17

劉泓翔(1988-)，男，湖南衡陽人，碩士研究生，Email:124258192@qq.com。*通信作者：屠乃美，教授，從事作物栽培生理生態(tài)教學與研究，Email:tnm505@163.com。

S572

A

1001-5280(2015)04-0449-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.04.31