我国烤烟栽培普遍采用垄耕法，不同的垄体高度对土壤温度产生显著影响^[1]。李宝石等^[2]、王立革等^[3]研究发现，增加起垄高度可增加不同土层地温，且随着垄体高度的增加地温提高效果越显著，垄体高度增加，垄体土壤受光总面积同步增加，土壤接收的热量增加，温度相应提高。根区温度是影响烟株生长发育的重要生态因子之一，尤其是生育前期其影响作用更为显著，邱尧等^[4]研究发现，提高根部温度，烟株根系活力上升，有利于烟株移栽后早生快发。起垄高度除改变土壤温度外，对土壤湿度也会产生影响。垄体增高，一方面土壤温度上升，另一方面整个垄体的水势差异变大，不利于保持上层土壤水分含量，导致土壤的理化性状恶化^[5]。由此可见，起垄一方面可以提高土壤温度，但也会一定程度上降低土壤含水率，土壤温湿度无法平衡。有机肥以动植物残体、生物排泄物等为主要材料制成，含有大量含碳氮化合物，且具有富含微孔和比表面积大的特性，施入土壤后能够通过吸附微小土壤团聚体颗粒达到持续改善土壤孔隙度、提高土壤持水率的效果，此外有机肥颜色深，吸热性能和保水保温性能好，其肥效持久，可在后期为烟株生长持续供给养分，使烟株保持较为持久的生长活力^[6-7]。普洱是我国优质山地烟产区之一，因地处云贵高原，山高谷深，植烟土层较薄，烤烟移栽时节低温少雨，不利于烟株前期的生长发育，而后期降雨集中，水肥易流失，导致烤烟生长后期养分供应不足，上部叶无法充分发育与成熟，造成上部叶开片差、成熟度不够、身份偏厚、结构紧密、内在化学成分不够协调等问题。针对上述问题，本研究利用起垄增温、有机肥保湿且肥效缓的特性，探讨起垄高度与有机肥比例对普洱产区植烟土壤温湿度、烟株根系以及上部烟叶质量的影响，为普洱产区克服烤烟前期生长发育慢、后期衰老快、上部叶成熟度不够而造成上部叶质量不佳的问题提供理论依据。

试验于2021年在云南省普洱市景东彝族自治县安定镇沙拉村（100°71′ E，24°70′ N）进行，试验所在地海拔1619 m，山地阳坡。土壤为黄棕壤，pH 5.68，有机质2.83%、碱解氮86.56 mg/kg、速效磷17.28 mg/kg、速效钾115.34 mg/kg。供试烤烟品种为当地的主栽品种云烟87。有机肥为腐熟羊粪（有机质48.56%、氮1.64%、磷1.37%、钾2.51%）；无机肥为烟草专用复合肥（N:P₂O₅:K₂O=12:12:24），过磷酸钙和硫酸钾用于平衡试验处理中的磷、钾养分，其P₂O₅和K₂O含量分别为18%和50%。

试验采用双因素随机区组设计，因素1为起垄高度（A），包含3个水平：起垄高度20（A1）、30（A2）和40 cm（A3）。因素2为有机、无机肥施用比例（B），同样包含3个水平：25%有机肥+ 75%无机肥（B1），50%有机肥+50%无机肥（B2），75%有机肥+25%无机肥（B3）。有机、无机肥施用比例指总肥料中有机纯N和无机纯N占总纯N量的百分比，各处理纯N施用量保持127.5 kg/hm²不变，有机肥全部作底肥，穴施，40%无机肥作底肥，其余用作追肥。试验共9个处理，每个处理重复3次，共27个小区，单个小区面积60.0 m²，行株距为1.2 m×0.5 m。除垄高与肥料因素外，其余均按试验地所在产区优质烟叶生产技术措施进行管理。

于团棵期（移栽后30 d）和旺长期（移栽后60 d），在晴朗的上午10:00- 12:00采用土壤环境监测仪（浙江托普云农科技股份有限公司，产品型号：BNL-GPRS-9G）的温湿度感应探头精确定位土层深度（10和20 cm），分土层、多点位记录土壤温度、相对湿度，检测方式为每10 min记录1次，最终数据以平均值计算。

于团棵期从各小区选择长势均匀、有代表性烟株3株，将其根系完整挖出，放入纱网袋内，用水缓慢冲洗干净，阴干根系表面水分，置于烘箱内105 ℃杀青0.5 h，60 ℃下烘干至恒重，采用称重法测定不同处理根系干物质积累量。相同取根方式获取冲洗干净的根系，采用TTC法^[8]测定不同处理根系活力。

取烤后上桔二（B2F）等级烟叶，除去叶脉，置于烘箱中40 ℃烘干后粉碎，过60目筛，获得待测样品粉末。分别采用苯酚―硫酸法、3,5-二硝基水杨酸（DNS）比色法、凯氏定氮法、蒸馏―紫外分光光度法、碘显色法以及火焰分光光度法测定总糖、还原糖、总氮、烟碱、淀粉、钾离子常规化学成分含量，以上方法参考韩富根^[9]所著《烟草品质分析》。采用残余法^[10]测定石油醚提取物含量。

如图1所示，团棵期垄体10 cm处，起垄高度对土壤温度的影响达到极显著性差异水平，有机肥比例不变时，表现为起垄高度越高，垄体土壤平均温度越高；垄体20 cm处，起垄高度对土壤温度的影响达到极显著性差异水平，有机肥比例以及起垄高度和有机肥比例两者交互对土壤温度的影响存在显著性差异，不同处理间土壤温度变化趋势与垄体10 cm处一致。旺长期，垄体10与20 cm处有机肥比例对土壤温度的影响具有显著性差异，同一起垄高度下，有机肥比例越大，垄体土壤温度越高，同时箱体越扁平，数据点越集中，即土壤温度波动越小。以上说明烟株生育前期，土壤温度主要受起垄高度影响，而中期受有机肥比例的影响更明显，较高的有机肥比例能够稳定垄体温度。

如图2所示，团棵期垄体10 cm深度，起垄高度对土壤相对含水率存在极显著影响，起垄高度越高，土壤相对含水率越低。垄体20 cm深度处，起垄高度对土壤相对含水率存在极显著影响，起垄高度越高，土壤相对含水率越低，有机肥比例对土壤相对含水率存在显著性影响，有机肥比例越高，土壤相对含水率越高，但二者间的交互效应并不显著。旺长期，垄体10和20 cm深度处，有机肥比例对土壤相对含水率的影响达到极显著性差异水平，有机肥比例越高，土壤相对含水率越高。此外，各个时期不同垄体深度的土壤相对含水率均表现出有机肥比例越高，垄体相对含水率波动越小，越稳定。由此可见，烟株生长前期，垄体土壤含水率主要受起垄高度影响，后期则以有机肥比例影响为主，且有机肥比例越高，相同深度的土壤含水率波动越小，越稳定。

由图3可知，团棵期时，起垄高度对根系活力的影响达到极显著性差异水平，F_A为35.48，有机肥比例对根系活力的影响达到显著性差异水平，F_B为5.50，而起垄高度与有机、无机肥比例的交互效应不显著。在同一有机肥比例下，起垄高度越高，根系活力越强；在同一起垄高度下，有机肥比例越小则根系活力越强。根据F值大小进行判断，烟株团棵期根系活力主要受起垄高度的影响。旺长期，起垄高度与有机肥比例均对烟株根系活力产生极显著的影响，且二者间存在极显著的交互效应；F_B大于F_A，表明烟株在旺长期的根系活力受有机、无机肥施用比例的影响程度更大。整体根系活力最高的处理为A2B2，即起垄高度30 cm且有机、无机肥比例均为50%时烟株根系活力根系活力最强，根系活力最低的处理为A1B1，即当起垄高度为20 cm、有机肥和无机肥施用比例分别为25%和75%时烟株根系活力最弱，而且前者较后者高出38.64%。

如图4所示，团棵期，起垄高度的F值略高于有机和无机肥施用比例，2种因素均对烟株根系干物质积累量有显著性影响，但二者间的交互效应并不显著；同一有机肥比例下，整体上起垄高度越高，根系干物质积累量越大，同一起垄高下，有机肥比例越低，根系干物质积累量越大。旺长期，起垄高度、有机肥比例对根系干重的影响分别达到显著和极显著差异水平，两者间的交互效应达显著差异水平，其中有机肥、无机肥比例的F_B为13.69，高于起垄高度和两者的交互效应，因而烟株在旺长期的根系干物质积累量受有机、无机肥施用比例的影响较大；同一起垄高度下，有机肥比例上升，烟株根系干重先增加后减少，同一有机肥比例下，起垄高度为30 cm时，根系干重数值最大。以上分析说明，烟株生育前期根系干物质积累量受起垄高度影响为主，有机肥比例为辅，后期则反之。

如表1所示，起垄高度对总糖、还原糖、烟碱、总氮、糖碱比以及氮碱比的影响差异极显著，对钾含量的影响差异显著，对淀粉含量的影响不显著；有机肥比例对总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、糖碱比以及氮碱比影响差异极显著，对淀粉含量的影响差异显著；起垄高度与有机肥比例互作对还原糖、烟碱、总氮含量以及糖碱比、氮碱比存在极显著的交互作用，对总糖、钾含量存在显著性交互作用，而对淀粉含量则无交互作用。起垄高度增加，总糖、还原糖含量先升高后降低，在30 cm处有最大值，烟碱、总氮含量先下降再上升，在30 cm处出现最小值，钾含量无明显变化规律；有机肥比例增加，总糖、还原糖、淀粉含量上升，烟碱和总氮含量下降，而钾含量则是先升高后降低；协调性方面，糖碱比、氮碱比分别以接近10.00和0.90为宜，从表1中可知，A2B2、A2B3处理的糖碱比和氮碱比最接近优质烤烟的适宜值，故而当起垄高度为30 cm，有机、无机肥比例均为50%以及有机肥、无机肥施用比例分别为75%和25%时，烤烟化学成分的整体协调性较好。

双因素方差分析结果（图5a）显示，起垄高度、有机肥比例以及两者间的交互均对烤后烟叶石油醚提取物含量具有极显著影响。起垄高度的F_A值为33.66，高于有机肥和无机肥施用比例和两者的交互作用，说明烤烟的石油醚提取物含量主要受起垄高度的影响。起垄高度不变时，烤后烟叶石油醚提取物含量随有机肥比例增加先上升后下降，不同起垄高度下均表现为B2>B3>B1；有机肥比例不变时，烤后烟叶石油醚提取物含量随起垄高度增加先上升后下降，不同有机肥比例下下均表现为A2>A3>A1。通过建立二元二次方程拟合得到起垄高度、有机肥比例与烤后烟叶石油醚提取物含量间的效应方程：g = 0.39567x+0.8838y+0.00606x²+ 0.00077y²+0.00014xy+1.29319，式中，g表示烤后烟叶石油醚提取物含量（%），x表示起垄高度（cm），y表示有机肥比例（%）。三维曲面图（图5b）显示，该方程存在最大值，由二元二次函数极值计算公式^[11]得出当起垄高度为32.03 cm、有机肥比例为54.81%时，烤后烟叶石油醚提取物含量最高，为10.05%。

起垄既可扩大植烟土壤受光面积，提高土壤温度，又能加厚根际活土层，有利于根系发育^[12-13]；有机肥富含腐殖质，施入土壤可增加土壤养分，改善土壤结构，促进作物生长发育^[14]。起垄高度与有机肥互作对烟株根系活力和根系干物质积累量的影响相似，团棵期以起垄高度影响为主，有机肥比例影响为辅，起垄高度越高，有机肥比例越小，根系活力越强，根系干物质积累量越多；旺长期则以有机肥比例影响为主，起垄高度影响为辅，30 cm的起垄高度和50%的有机肥比例有利于增强根系活力和增加根系干物质积累量。普洱产区烤烟的移栽期一般为4月下旬至5月上旬，此时气温仍较低，而增加起垄高度增大了土壤接纳的太阳辐射量，有利于提高地温，从而促进烤烟早生快发，烟株进入旺长期后，烟株增高，叶片增大，阳光受到遮挡，垄体接收的光热差异不大，因而起垄高度对此阶段烟株的影响变小。由于有机肥肥效缓，在烟株大田生育前期，施用有机肥对烟株根系活力和干物质积累量的促进作用弱于起垄高度，甚至其长势会弱于施用无机肥比例高的烟株，但是进入生育中后期，有机肥中的有机质缓慢释放养分，为烟株中后期的生长持续提供养分，烟株根系进一步积累干物质，同时保持较强的根系活力。

垄体温湿度对烤烟根系的生长发育影响较大，适宜且稳定的温湿度可以为烤烟根系创造良好的生长环境，促进烟株发育^[15-16]。本文通过分析起垄高度与有机肥施用比例对垄体不同深度、不同点位温湿度的影响发现，烟株生长发育前期垄体温湿度主要受起垄高度影响，起垄高度越高温度越高，相对含水率则越低；后期则是有机肥比例影响为主，有机肥比例越高温湿度也越高，且变化幅度越小。王立革等^[3]、陈长坤^[17]在探讨起垄高度和有机肥对植烟土壤理化性状的影响研究中也有类似的结论。起垄高度增加，一方面垄体土壤受光总面积扩大，土壤接收的热量增加，温度相应提高；另一方面整个垄体的水势差异变大，水分下渗，土壤相对含水率下降。有机肥施入土壤，经过微生物的分解、缩合形成腐殖质。腐殖质对土壤的热状况有显著影响，腐殖质是一种暗褐色的物质，它的存在能够明显加深土壤颜色，进而提高土壤的吸热性，同时其热容量比空气和矿物质大，比水小，且导热性居中，因此在相同的日照条件下，腐殖质含量高的土壤土温相对较高，且变幅较小^[18]。有机肥能够更新和增加土壤中有机质，有机质是一种疏松多孔的亲水胶体，能吸持大量水分，此外有机质分解形成的腐殖质改善了土壤的渗透性，减少土壤水分蒸发，因而能够提高土壤的保水能力^[19-20]。

化学成分是烟叶质量优劣的内在物质基础^[9]，烟叶石油醚提取物是以石油醚为溶剂，经萃取、烘干后得到的物质，其含量与烟叶的综合质量及香气量、香气质呈正相关^[21-22]。本试验表明，除淀粉外，起垄高度与有机肥施用比例互作对烤烟上部叶化学成分具有显著性影响。烤烟燃烧时，水溶性糖能与烟气中的碱性物质发生酸性反应，中和部分碱性，因而糖碱比能反映烟叶的酸碱平衡度，适当提高上部烟的糖碱比可起到醇和烟气、降低刺激性的作用。本研究中烤烟的糖碱比随有机肥施用比例的增加而升高，随起垄高度的增加表现出先上升后下降的变化规律。因此，适宜的起垄高度和有机肥比例有助于改善烤后上部叶化学成分的协调性，提高烟叶品质。探其原因，适宜的起垄高度与有机肥比例，尤其是适宜的有机肥比例能够维持烟株生长后期的根系活力，延缓其衰老速度，为上部叶充分成熟提供物质基础。

综合分析认为，30 cm垄高配合50%有机肥+ 50%无机肥可改善植烟土壤的温度与湿度，促进烟株根系生长发育并维持其活力，进而延缓烟株衰老以提高上部叶的田间成熟度，其烤后烟叶的协调性较好，综合品质得到提升。