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作物杂志,2024, 第5期: 167–174 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.024

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同前作植烟土壤质量评价及其与烟叶质量的相关性研究

李新如1(), 谢晏芬2, 朱宣全1, 王戈1, 白羽祥1, 杜宇1, 周鹏1, 赵宇婷2, 朱红琼2, 杨帆2, 肖志文3, 王文波2, 方志鹏2, 韩家宝2(), 王娜1()   

  1. 1云南农业大学烟草学院，650201，云南昆明
    2曲靖市烟草公司陆良分公司，655699，云南曲靖
    3玉溪市烟草公司易门分公司，653199，云南玉溪
  • 收稿日期:2023-05-16 修回日期:2023-09-14 出版日期:2024-10-15 发布日期:2024-10-16
  • 通讯作者: 韩家宝，主要从事烟草栽培研究，E-mail：493000270@qq.com；王娜，主要从事烟草栽培及生理生化研究，E-mail：cindy_0725@126.com
  • 作者简介:李新如，主要从事烟草栽培与生理生化研究，E-mail：1766502572@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31860357);中国烟草总公司云南省公司科技计划(2021530000242005)

Soil Quality Evaluation and Its Correlation with Tobacco Leaf Quality under Different Previous Crops

Li Xinru1(), Xie Yanfen2, Zhu Xuanquan1, Wang Ge1, Bai Yuxiang1, Du Yu1, Zhou Peng1, Zhao Yuting2, Zhu Hongqiong2, Yang Fan2, Xiao Zhiwen3, Wang Wenbo2, Fang Zhipeng2, Han Jiabao2(), Wang Na1()   

  1. 1Tobacco College, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, Yunnan, China
    2Luliang Branch of Qujing Tobacco Company, Qujing 655699, Yunnan, China
    3Yimen Branch of Yuxi Tobacco Company, Yuxi 653199, Yunnan, China
  • Received:2023-05-16 Revised:2023-09-14 Online:2024-10-15 Published:2024-10-16

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PDF (PC)

119

摘要：

于2021年在云南陆良县选取分布于7个植烟乡镇的31处植烟地块，采用面上取样和模糊数学隶属函数模型等研究方法，比较了不同前茬作物下植烟土壤理化特性差异，初步评价了土壤肥力质量，并建立了其与烟叶质量的相关性。结果表明，绿肥为前茬作物的土壤全氮、速效钾、有机质、全钾含量与土壤阳离子交换量均最高，马铃薯为前茬作物的土壤氯含量较高。各处理土壤肥力综合评价得分值为0.589~0.763，绿肥为前茬作物的得分最高，其余依次为玉米、撂荒和马铃薯，对土壤肥力影响最高的因子为氯离子和有效磷含量。结构方程模型和相关性分析表明，前茬作物通过直接影响土壤理化性质而改变土壤肥力，进一步影响烟叶化学性质，最终影响烟叶质量。

关键词: 烤烟, 前茬作物, 土壤肥力质量评价, 模糊数学隶属函数模型, 结构方程模型

Abstract:

In 2021, selecting 31 tobacco-planting plots distributed in seven tobacco-planting townships in Luliang County, Yunnan province, surface sampling and fuzzy mathematical membership function model were used to compare the differences in physical and chemical properties of tobacco-planting soil with different previous cropping, preliminatively evaluate the soil fertility quality, and the correlation between soil fertility and tobacco leaf quality was established. The results showed that the contents of total nitrogen, available potassium, organic matter, total potassium and cationic exchange capacity of the soil with green fertilizer as the previous crop were the highest, and the content of chlorine in the soil with potato as the previous crop was higher. The scores of the comprehensive evaluation of soil fertility of each treatment were 0.589 to 0.763, with green fertilizer as the previous crop scoring the highest, followed by corn, uncultivated and potato. The factors that had the highest influence on soil fertility were chloride ion and available phosphorus content. Structural equation model and correlation analysis showed that the previous crop changed soil fertility by directly affecting soil physicochemical properties, further affecting tobacco chemical properties, and finally affecting tobacco quality.

Key words: Flue-cured tobacco, Previous crop, Soil fertility quality evaluation, Fuzzy mathematical membership function model, Structural equation model

表1

各前茬作物模式编号及取样地块数量

前茬作物
Previous crop		 处理
Treatment		 取样地块数量
Number of plots sampled
撂荒Uncultivated T1 5
绿肥Green manure T2 6
马铃薯Potato T3 5
玉米Corn T4 15

表2

各参评指标权重及其隶属函数和函数转折点取值

指标
Index		 函数类型
Function
type		 拐点值
Turning point value
x1 x2 x3 x4
pH A 4.5 5.5 6.5 8.0
有机质Organic matter (g/kg) A 10 15 30 45
水解性氮
Alkali-hydrolyzable N (mg/kg)		 A
 30
 60
 120
 150
全氮Total N (%) A 0.07 0.10 0.15 0.20
水溶性Cl-
Water-soluble Cl- (mg/kg)		 A
 2
 5
 25
 45
黏粒含量Clay particle (%) A 20 40 60 80
有效磷Available P (mg/kg) B 10 40
速效钾Available K (mg/kg) B 50 150
全磷Total P (%) B 0.06 0.10
全钾Total K (%) B 1.5 2.5
CEC (cmol/kg) B 10 20

图1

各前茬作物对土壤各化学性质的影响 不同小写字母表示差异显著（P < 0.05），下同。

表3

各前茬作物对土壤物理性质的影响

处理
Treatment		 比重
Specific gravity		 R0.25 机械组成Mechanical composition (%)
砂粒
Sand grain (0.021~2.000 mm)		 粉砂粒
Silt grain (0.002~0.020 mm)		 黏粒
Clay particle (≤0.002 mm)
T1 2.60±0.04b 20.54±9.58b 40.06±8.56ab 35.56±6.75a 24.42±3.15b
T2 2.67±0.04a 45.22±3.51a 38.12±9.86ab 22.35±3.48b 39.57±11.91a
T3 2.62±0.04ab 27.48±13.49b 53.44±13.64a 20.76±7.22b 25.80±7.48b
T4 2.59±0.04b 29.49±12.00b 36.13±13.20b 27.54±8.28ab 36.34±10.04ab

表4

不同前茬作物植烟土壤IFI

指标
Index		 T1 T2 T3 T4
IFI 0.638±0.134ab 0.763±0.158a 0.589±0.164b 0.626±0.120ab

表5

各肥力指标权重

指标
Index		 pH 有机质
Organic matter		 水解性氮
Hydrolyzed N		 全氮
Total N		 水溶性Cl-
Water-soluble Cl-		 黏粒含量
Clay particle content		 有效磷
Available P		 速效钾
Available K		 全磷
Total P		 全钾
Total K		 CEC
权重Weight 0.03 0.06 0.05 0.05 0.29 0.06 0.17 0.09 0.06 0.09 0.05

表6

各处理下肥力指标隶属值

指标
Index		 pH 有机质
Organic matter		 水解性氮
Hydrolyzed N		 全氮
Total N		 水溶性Cl-
Water-soluble Cl-		 黏粒含量
Clay particle		 有效磷
Available P		 速效钾
Available K		 全磷
Total P		 全钾
Total K		 CEC
T1 0.69ab 1.00a 0.82a 0.97a 0.46a 0.30b 0.94a 0.91a 0.66b 0.32b 0.11b
T2 0.94a 0.92a 0.84a 0.82a 0.55a 0.72a 0.88a 1.00a 0.99a 0.78a 0.51a
T3 0.40b 0.87a 1.00a 0.77a 0.41a 0.40ab 0.93a 0.95a 0.52ab 0.14b 0.11b
T4 0.80a 0.79a 0.78a 0.77a 0.47a 0.72a 0.77a 0.98a 0.79ab 0.19b 0.28b

表7

各前作对烟叶化学性质的影响

处理
Treatment		 品种
Variety		 总糖
Total sugar
(%)		 还原糖
Reducing
sugar (%)		 总氮
Total nitrogen
(%)		 总植物碱
Total alkaloid
(%)		 钾
K (%)		 氯
Cl (%)		 糖碱比
Sugar-alkali
ratio		 氮碱比
Nitrogen-
alkali ratio		 钾氯比
Potassium-
chloride ratio
T1 红花大金元 39.90±2.42a 27.36±2.35a 1.83±0.18a 1.47±0.17b 2.55±0.18ab 0.73±0.32a 19.63±2.76a 1.26±0.06a 6.64±2.08b
云烟100
T2 云烟100 26.57±0.98b 18.92±1.42b 2.24±0.08a 2.94±0.17a 2.16±0.28b 0.15±0.04b 6.67±0.81b 0.78±0.08b 22.73±6.80a
云烟87
T3 红花大金元 29.94±4.69ab 20.06±2.94ab 2.00±0.12a 1.68±0.40b 3.10±0.36a 0.73±0.08a 14.36±3.50ab 1.34±0.18a 4.42±0.70b
云烟100
T4 红花大金元 35.45±2.05ab 23.98±1.57ab 1.92±0.09a 1.80±0.14b 2.15±0.17b 0.60±0.16a 15.06±1.80ab 1.12±0.07ab 11.50±3.16ab
云烟100
云烟87
方差
Variance

 前茬 (df=3) 3.104* 2.595 1.662 8.584** 1.775 1.173 3.994* 4.798* 2.537
品种 (df=2) 1.934 0.974 0.671 0.231 1.220 0.046 0.544 0.403 0.613
前茬×品种 (df=6) 0.427 0.324 1.820 2.995 0.110 1.017 0.972 1.879 0.328

表8

各前作烟叶赋值得分

处理
Treatment		 还原糖
Reducing
sugar		 总氮
Total
nitrogen		 总植物碱
Total alkaloid		 钾
K		 淀粉
Starch		 糖碱比
Sugar-alkali
ratio		 氮碱比
Nitrogen-
alkali ratio		 钾氯比
Potassium-
chloride ratio		 总分
Total score
T1 56.92±39.49b 73.08±16.51c 45.04±33.08ab 96.82±4.37a 73.26±13.94c 11.69±57.93b 80.12±16.51a 71.38±36.60a 53.24±23.41b
T2 93.46±5.67a 100.00±0.00a 75.35±27.30a 90.27±10.67a 98.56±2.17a 78.99±22.66a 82.30±18.31a 98.99±1.27a 86.72±11.75a
T3 82.61±21.72ab 89.91±9.64ab 34.39±22.12b 98.75±2.80a 89.51±8.70ab 38.26±42.40ab 50.98±46.41a 65.07±19.98a 60.70±18.69ab
T4 71.61±30.08ab 79.77±14.71bc 65.46±33.29ab 90.41±9.95a 81.09±12.96bc 43.08±52.54ab 82.80±30.51a 70.33±35.28a 67.45±25.94ab

图2

土壤理化性质与烟叶化学成分的Pearson相关性分析 P > 0.05无标记；0.01 < P < 0.05标记*；0.001 < P < 0.01标记**；P < 0.001标记***。

图3

结构方程模型模拟前茬作物对土壤理化性质及烟叶品质影响的路径图 箭头上方框数值为不同特征间路径系数（相关系数），“*”、“**”分别表示在0.05、0.01水平上差异显著，没有则为不显著；TN为全氮，TVA为总植物碱，S:N为糖氮比，N:A为氮碱比，AK为速效钾，TP为全磷，TK为全钾，WSA为水稳性大团聚体，TWSA为全水稳性团聚体。

[1] 王怀嵩, 张涛. 农业土壤健康评价体系研究进展. 生态与农村环境学报, 2022, 38(9):1093-1100.
[2] 梁文举, 董元华, 李英滨, 等. 土壤健康的生物学表征与调控. 应用生态学报, 2021, 32(2):719-728.
doi: 10.13287/j.1001-9332.202102.041
[3] 黄容, 王永豪, 王昌全, 等. 凉攀区植烟土壤酚酸类物质的含量分布和变异特征. 土壤, 2021, 53(4):794-801.
[4] 刘浩, 周冀衡, 张毅, 等. 不同土壤类型前茬作物对烤烟化学成分和品质的影响. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2015, 41(5):491-495.
[5] 禚其翠, 宋文静, 董建新, 等. 不同前作对烟田土壤养分、酶活性及烤烟生长的影响. 中国烟草科学, 2018, 39(1):64-71.
[6] 籍晟煜, 张强, 靳东升, 等. 种植玉米对矿区复垦土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响. 山西农业科学, 2020, 48(2):228-232.
[7] 张淑珂, 孙国新, 姜杰. 白城市黑土区农田土壤重金属来源解析及积累评价. 环境科学学报, 2023, 43(5):409-420.
[8] 李鑫, 张文菊, 邬磊, 等. 土壤质量评价指标体系的构建及评价方法. 中国农业科学, 2021, 54(14):3043-3056.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.14.010
[9] 裴忠雪, 武燕, 王琼, 等. 松嫩平原土壤孔隙指标与其他土壤指标的相关关系. 水土保持研究, 2016, 23(2):134-138.
[10] 李先才, 张晓龙, 潘义宏, 等. 不同比例缓释肥、烟草专用复合肥配施对植烟土壤肥力及烤烟产质量的影响. 中国农学通报, 2021, 37(36):47-53.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0066
[11] 鲍士旦. 土壤农化分析. 第3版. 北京: 中国农业出版社, 2000.
[12] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法. 北京: 中国农业科技出版社, 2000.
[13] Elliott E T. Aggregate structure and carbon, nitrogen, and phosphorus in native and cultivated soils. Soil Science Society of America Journal, 1986, 50(3):627-633.
[14] 张振平. 洛南县烟叶氯含量问题商榷. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2002, 30(4):33-36.
[15] 张翔, 范艺宽, 黄元炯, 等. 河南省烟区灌溉水全盐量和氯含量状况. 灌溉排水学报, 2003, 22(4):71-72.
[16] Sifola M I, Postigline L. The effect of increasing NaCl in irrigation water on growth, gas exchange and yield of tobacco Burley type. Field Crops Research, 2002, 74(1):81-91.
[17] 王子芳, 高明, 魏朝富, 等. 植烟土壤养分的空间变异特征及适宜性评价——以重庆市彭水县为例. 西南大学学报(自然科学版), 2008, 157(1):98-103.
[18] 陈海生, 叶协峰, 刘国顺, 等. 基于GIS的河南省烤烟土壤肥力适宜性研究. 土壤通报, 2007, 231(6):1081-1085.
[19] 胡月明, 吴谷丰, 江华, 等. 基于GIS与灰关联综合评价模型的土壤质量评价. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2001, 29(4):39-42.
[20] 贾孟, 贾利华, 付伟涛, 等. 不同井窖深度对土壤温湿度及烤烟产质量的影响. 南方农业学报, 2019, 50(10):2141-2148.
[21] 王彦亭, 谢剑平, 李志宏. 中国烟草种植区划. 北京: 科学出版社, 2010.
[22] 谢晋, 严玛丽, 陈建军, 等. 不同铵态氮硝态氮配比对烤烟产量、质量及其主要化学成分的影响. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(4):1030-1037.
[23] 曾茹冰, 黄渐佳, 魏玉杰, 等. 耕地撂荒对土壤结构及有机碳的影响. 中国水土保持科学, 2020, 18(5):26-34.
[24] 蔺芳, 刘晓静, 童长春, 等. 基于产量效应的间作紫花苜蓿/禾本科牧草光能利用特征. 应用生态学报, 2020, 31(9):2963-2976.
doi: 10.13287/j.1001-9332.202009.026
[25] 易兴松, 戴全厚, 严友进, 等. 西南喀斯特地区耕地撂荒生态环境效应研究进展. 生态学报, 2023, 43(3):925-936.
[26] Tisdall J M, McKenzie B M. A method of extracting earthworms from cores of soil with minimum damage to the soil. Biology and Fertility of Soils, 1999, 30(1/2):96-99.
[27] 崔芯蕊, 张嘉良, 王云琦, 等. 甘肃小陇山林区不同林分对土壤团聚体稳定性的影响. 水土保持学报, 2021, 35(4):275-281.
[28] 焦敬华, 刘春奎, 许自成, 等. 湖北宣恩不同海拔植烟土壤养分含量状况分析与综合评价. 安徽农业科学, 2007, 35(28):8936-8937,8949.
[29] 徐艳丽, 段焰, 刘芮, 等. 西南典型烟区水稳性团聚体组成对土壤理化特征的影响. 中国烟草科学, 2020, 41(6):51-57.
[30] 张钦, 于恩江, 林海波, 等. 连续种植不同绿肥作物耕层的土壤团聚体特征. 西南农业学报, 2019, 32(1):148-153.
[31] 张钦, 于恩江, 林海波, 等. 连续种植不同绿肥作物的土壤团聚体空间分布及稳定性特征. 热带作物学报, 2018, 39(9):1708-1717.
[32] 刘雪强, 南丽丽, 郭全恩, 等. 黄土高原半干旱区种植不同绿肥作物对土壤理化性质的影响. 甘肃农业大学学报, 2020, 55(1):145-152.
[33] 李忠环, 韩智强, 高福宏, 等. 不同前茬对烤烟根际土壤微生物的影响. 中国农学通报, 2011, 27(22):114-118.
[34] 卢红霞. 氯(Cl-)对马铃薯的某些生理效应及对土壤中氮肥行为的影响. 杭州:浙江大学, 2001.
[35] 王婷, 李永梅, 王自林, 等. 间作对玉米根系分泌物及团聚体稳定性的影响. 水土保持学报, 2018, 32(3):185-190.
[36] 程伟威, 王婷, 范茂攀, 等. 玉米不同种植模式对坡耕地红壤团聚体的影响. 湖北农业科学, 2019, 58(15):33-38.
[37] 肖金讯, 王子一, 李信, 等. 不同烟田复种模式的经济效益比较研究. 作物研究, 2022, 36(5):488-493.
[38] 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. 西南农业学报, 2021, 34(2):320-325.
[39] 朱经伟, 石俊雄, 冉贤传, 等. 玉米秸秆施用措施对土壤肥力及烤烟产质量的影响. 烟草科技, 2016, 49(11):14-20.
[1] 江智敏, 张仲文, 章程, 郑宏斌, 王卫民, 李思军, 侯建林, 邓小强, 吴文信, 朱林, 邓永晟, 邓小华. 稻茬烤烟下部4片烟叶一次性采收成熟度研究[J]. 作物杂志, 2024, (2): 129–138
[2] 李思军, 毕一鸣, 侯建林, 吴文信, 邓小强, 江智敏, 田雨农, 郝贤伟, 章程, 朱林, 夏冰, 邓小华. 适宜稻茬烤烟中部6片烟叶一次性采收的密集烤房烘烤工艺研究[J]. 作物杂志, 2024, (2): 158–164
[3] 段俊雅, 赵园园, 韦建玉, 王德勋, 王政, 王婷婷, 史宏志. 叶面喷施聚天冬氨酸对烤烟生长及产量和质量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 195–201
[4] 刘晨, 杨明峰, 杨龙, 张楠, 于涛. 双行凹垄模式下宽窄行配置对烤烟上部叶生长发育及质量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 151–156
[5] 刘晓敏, 徐锐, 孙敬国, 赵凡冲, 司振兴, 梁郅哲, 许自成, 韩丹. 井窖深度与覆盖方式对窖内气热环境及烤烟生长和产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 157–163
[6] 段俊雅, 赵园园, 彭智良, 张永锋, 段卫东, 杨青玺, 王松岭, 陈小龙, 史宏志. 陕南烤烟上部叶一次性采收时期对烟叶质量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 231–237
[7] 贾国涛, 王晓瑜, 孙溢明, 聂聪, 何静宇, 冯颖杰, 马胜涛, 崔廷, 程东旭, 姚倩, 李悦, 张子颖, 王宝林, 刘惠民. 我国八大香型生态区域烤烟游离氨基酸含量与烟叶品质的关系分析[J]. 作物杂志, 2023, (3): 195–199
[8] 单嘉烨, 张学伟, 鄢敏, 杨建, 王飞, 何佶弦, 胡刚, 王宇辰, 景延秋, 雷强. 喷施稀土微肥对干旱胁迫下烤烟生长及生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2023, (2): 100–105
[9] 韩玉环, 刘晨, 杨龙, 于涛. 打顶时期和留叶数对山东烤烟上部叶生长发育的影响[J]. 作物杂志, 2023, (2): 157–162
[10] 王悦华, 周俊学, 马宜林, 马君红, 王艳芳, 赵世民, 申洪涛, 李友军, 刘领. 烤烟品系LY1306“上六片”生理采收成熟度对烤烟代谢和品质的影响[J]. 作物杂志, 2023, (2): 171–177
[11] 张翼飞, 祖庆学, 聂忠扬, 林松, 饶陈, 成志军. 谷氨酸对烤烟氮素营养贡献及生理特性研究[J]. 作物杂志, 2023, (2): 186–192
[12] 王德权, 刘洋, 刘江, 陈克玲, 王艺, 杜传印, 杜玉海, 马兴华. 沟垄集雨耕作技术研究进展及其在烤烟生产中的应用展望[J]. 作物杂志, 2023, (1): 1–5
[13] 陈东, 邹静, 郭刚刚, 代文典, 宋绍光, 黄莺. 不同规格育苗盘对烟苗素质及主要生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2023, (1): 129–135
[14] 张勇刚, 任志广, 徐志强, 刘建国, 张晓兵, 刘化冰, 夏琛, 程昌合. 离差最大化结合BP神经网络评价烟叶化学品质[J]. 作物杂志, 2023, (1): 190–195
[15] 李迪秦, 姚少云, 王青, 易克, 刘伊芸, 汤晓明, 彭媛媛, 符昌武. 烟苗生长发育对不同氮源形态的响应[J]. 作物杂志, 2023, (1): 201–206
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