董小衛(wèi) 孔德才 金立權(quán) 王 永 吳 健 劉海偉 馮俊喜 韓 碩 高昕 蔣龍

（1山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南 250014；2山東臨沂煙草有限公司，山東臨沂 276001；3中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，山東青島 266101）

煙草種植模式是在一定的自然生態(tài)條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)制度下，為實(shí)現(xiàn)煙草與其他經(jīng)濟(jì)作物種植合理分配布局、煙葉產(chǎn)質(zhì)量提升和可持續(xù)發(fā)展而采取的用地與養(yǎng)地相結(jié)合的技術(shù)體系，主要包括種植作物安排、耕作方式及相關(guān)技術(shù)措施，是煙草栽培耕作制度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煙草連作面積占烤煙總種植面積的60%以上，每年由于煙草連作障礙帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)40億元[2]，對(duì)我國(guó)煙葉質(zhì)量穩(wěn)定提高和可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重影響。調(diào)整完善煙葉種植模式，實(shí)現(xiàn)以煙為主，通過(guò)輪作、間作或套作等形式搭配其他經(jīng)濟(jì)作物，可以改善或消除煙草連作障礙，實(shí)現(xiàn)煙葉高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。

1 煙草連作障礙產(chǎn)生的機(jī)制

煙草作為重要的經(jīng)濟(jì)作物，產(chǎn)質(zhì)量是其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要評(píng)價(jià)因素。煙葉常年連作容易導(dǎo)致植煙土壤的理化性狀?lèi)夯?、養(yǎng)分失調(diào)、有害微生物增加，進(jìn)而導(dǎo)致煙葉生長(zhǎng)受阻、病蟲(chóng)害加重，產(chǎn)量和品質(zhì)降低、經(jīng)濟(jì)收益下降[2-3]。

煙葉生長(zhǎng)需要從土壤中選擇性吸收某些特定的大、中、微量元素，長(zhǎng)期連作容易造成土壤養(yǎng)分不均衡，甚至出現(xiàn)多者越多、少者越少的狀況，導(dǎo)致煙株體內(nèi)養(yǎng)分比例失調(diào)而出現(xiàn)生理性和功能性障礙，從而影響煙葉生長(zhǎng)，造成其產(chǎn)量、產(chǎn)值和品質(zhì)的降低[4]。同時(shí)，烤煙連作多年后，肥料利用率會(huì)不斷下降。有研究報(bào)道，肥料利用率每年下降的平均值分別為氮4.8%、磷0.7%、鉀3.2%[5]。土壤酶作為反映土壤肥力的重要指標(biāo)，在促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解和礦物質(zhì)礦化方面起重要作用，同時(shí)能夠促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)。婁翼來(lái)等[6]、張 翼等[7]、于 寧等[8]研究發(fā)現(xiàn)，連作煙田的主要障礙因子是土壤酶活性下降，連作土壤由于pH值的變化導(dǎo)致土壤酸化或鹽漬化，根系分泌物中有毒物質(zhì)積累及微生物數(shù)量和豐度的變化，都會(huì)直接或間接造成土壤中酶活性的變化。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)失衡也是連作導(dǎo)致的普遍現(xiàn)象。很多研究認(rèn)為，隨著連作年限的增加，土壤會(huì)由細(xì)菌為主的細(xì)菌型向真菌為主的真菌型轉(zhuǎn)化，而一般認(rèn)為細(xì)菌型土壤質(zhì)量良好、真菌型土壤地力衰竭[9-11]。

煙草根系分泌物中有毒物質(zhì)的積累，影響了根系微生物的數(shù)量、種群以及土壤微生物的代謝、生長(zhǎng)和發(fā)育，破壞了煙草根際土壤細(xì)菌群落的平衡，使煙草的生存微環(huán)境不斷惡化，影響了原來(lái)生活在土壤中有利于營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化和能量傳遞并能促進(jìn)植物生長(zhǎng)的化能細(xì)菌的生存和繁殖，加劇了煙草病害的發(fā)生，這一系列連鎖效應(yīng)嚴(yán)重影響了煙草生產(chǎn)，造成連作障礙。同時(shí)，由次生代謝產(chǎn)生的根系分泌物大部分具有自毒作用。單一作物多年連作后，其根系、葉片、植物殘?bào)w會(huì)形成大量有毒物質(zhì)積累在土壤里，抑制其生長(zhǎng)發(fā)育[12]，其中酚酸類(lèi)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物是有毒物質(zhì)的主要成分[13]。研究發(fā)現(xiàn)，煙草根系分泌物中也存在多種自毒物質(zhì)，能抑制煙草生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收，使根際微生態(tài)失調(diào)，病原物增加，煙株生長(zhǎng)受阻，煙葉產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益下降。

2 輪作模式對(duì)煙草種植的影響

輪作是解決煙草連作障礙最直接且行之有效的方法。研究表明，合理輪作對(duì)植煙土壤理化性狀改良、煙草病蟲(chóng)害防治及煙草生長(zhǎng)微環(huán)境改善等具有重要作用[14]。輪作模式下前茬作物對(duì)后茬煙草產(chǎn)量、質(zhì)量的積極影響，通過(guò)化感直接作用以及改良土壤性狀、改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)等間接作用共同實(shí)現(xiàn)，其中根系分泌物發(fā)揮重要紐帶作用。

陳丹梅等[15]研究發(fā)現(xiàn)，烤煙+苕子+水稻輪作模式可以提高土壤有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分含量，提高土壤酶活性，改善土壤生態(tài)環(huán)境，增加真菌種類(lèi)，防止病原真菌形成優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而降低真菌病害。賈 健等[16]研究證明，烤煙輪作和套作對(duì)煙葉生長(zhǎng)有利，能提高土壤酶活性，改善煙葉品質(zhì)。賈志紅等[17]研究發(fā)現(xiàn)，輪作模式下的煙田土壤微生物多樣性高。段玉琪等[18]利用PCR-RFLP技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，煙草輪作土壤的Shannon多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)均高于連作土壤，表明輪作土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性大于連作土壤。釧有聰?shù)萚19]研究發(fā)現(xiàn)，大蒜與烤煙輪作可有效防治黑脛病，其機(jī)理為大蒜根系分泌物中的苯并噻唑和2種含硫化合物二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚對(duì)煙草黑脛病菌菌絲生長(zhǎng)均具有較強(qiáng)的抑制作用，其抑制活性均隨著大蒜根系分泌物濃度的增加而增強(qiáng)。

我國(guó)幅員遼闊，植煙區(qū)域北至黑龍江，南至海南，氣候條件千差萬(wàn)別，相應(yīng)的種植模式也多種多樣。北方煙區(qū)因氣溫較低、無(wú)霜期較短，多采用一年一熟或兩年三熟的煙草種植模式；南方煙區(qū)氣溫高、熱量充足，多采用一年兩熟或兩年四熟的種植模式。例如，福建、江西、湖南等南方煙區(qū)采用烤煙+水稻輪作模式，云南部分煙區(qū)采用煙草+油菜輪作模式，兩季作物疊加，經(jīng)濟(jì)效益較好。因此，這些產(chǎn)區(qū)煙葉種植規(guī)模相對(duì)穩(wěn)定，數(shù)量和質(zhì)量也得到了有效保證。

選擇與煙草輪作的經(jīng)濟(jì)作物時(shí)必須考慮以下幾個(gè)因素：一是經(jīng)濟(jì)作物收獲后，土壤氮素含量不能太高，以免造成種煙時(shí)無(wú)法控制施肥量，造成煙葉黑暴，影響煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量；二是經(jīng)濟(jì)作物與煙草不能有同源的病蟲(chóng)害，否則發(fā)病概率會(huì)明顯加大。通常，禾谷類(lèi)作物和油料作物適宜與煙草輪作，茄科和葫蘆科作物不適宜與煙草輪作。

3 間套作模式對(duì)煙草種植的影響

煙草與其他作物合理間作或套作，可充分利用光能，減輕煙草某些病蟲(chóng)害，改善土壤理化性狀，提高煙葉質(zhì)量，對(duì)用地養(yǎng)地、解決糧煙爭(zhēng)地矛盾及提高單位土地生產(chǎn)效益有積極意義[20]。吳 凱等[21]研究結(jié)果表明，煙草與富鉀綠肥籽粒莧間作種植，可提高土壤中速效鉀含量，對(duì)緩效鉀含量影響不大，而籽粒莧翻壓還田處理土壤速效鉀含量顯著高于不還田處理，且煙葉鉀含量增加。時(shí)安東等[22]研究表明，采用烤煙與紅薯、花生“年內(nèi)間作，年間就地輪作”模式可顯著改善土壤有效養(yǎng)分含量，降低青枯病發(fā)病率，并提高單位面積煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值及作物總產(chǎn)值。薛超群等[23]研究發(fā)現(xiàn)，與烤煙單作相比，烤煙間作花生、黑麥草、大蒜的土壤煙草黑脛病菌數(shù)量和病情指數(shù)均顯著降低。劉麗芳等[24]研究證明，烤煙與草木樨間作，能明顯控制煙草病毒病，煙草普通花葉病的發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著下降。涂 勇等[25]研究表明，大豆與煙草套作能降低主要土傳病害的發(fā)生，并可提高與土壤氮素代謝相關(guān)的功能性微生物數(shù)量。陽(yáng)顯斌等[26]研究證明，煙草套作大蒜能夠改善土壤環(huán)境，提高土壤有效態(tài)磷和速效鉀含量，并提高煙草根系氮素利用能力，促進(jìn)烤煙對(duì)養(yǎng)分的吸收。張繼光等[27]認(rèn)為，間套作可以改善作物根際微環(huán)境，減輕土傳病害發(fā)生，不同程度地提高作物的產(chǎn)量及品質(zhì)。李枝樺等[28]研究表明，煙草與香原料作物（薰衣草、迷迭香、香葉天竺葵等）間作后，香原料植物的部分致香物質(zhì)轉(zhuǎn)移到煙葉，導(dǎo)致間作煙葉致香物質(zhì)種類(lèi)多于對(duì)照。

間套作系統(tǒng)通過(guò)土壤微環(huán)境、化感作用、冠層結(jié)構(gòu)對(duì)煙葉生長(zhǎng)、質(zhì)量產(chǎn)生影響，其中根系分泌物在土壤養(yǎng)分供應(yīng)、土壤酶活性、微生物群落結(jié)構(gòu)、化感作用調(diào)控中起紐帶作用。

4 煙草種植模式發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)煙區(qū)當(dāng)前種植模式仍以連作模式為主。東南、中南部分煙區(qū)采用煙草+水稻一年兩茬復(fù)種種植模式；西南部分煙區(qū)采用煙草+油菜一年兩茬復(fù)種種植模式；個(gè)別煙區(qū)采用煙草與甘薯、花生、大蒜、綠肥間套作的模式，但規(guī)模有限；黃淮、西北、東北等北方煙區(qū)幾乎全是煙草單作連作模式。主要原因是北方熱量條件較南方低，煙區(qū)冬季作物種類(lèi)少、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，與現(xiàn)有煙草生長(zhǎng)周期存在較大重疊，實(shí)現(xiàn)一年兩茬的輪作種植難度較大；兩年三熟的輪作種植模式，則因周期太長(zhǎng)，年效益較低，煙農(nóng)比較難接受；煙草間套作經(jīng)濟(jì)作物的收益不穩(wěn)定，且操作不便，煙農(nóng)采用煙草間套作模式的積極性也不高。因此，找到能夠安全越冬、與煙草種植時(shí)間較好銜接、有一定經(jīng)濟(jì)效益、可大面積推廣的經(jīng)濟(jì)作物，并建立以煙為主的綜合種植模式是目前黃淮煙區(qū)的研究重點(diǎn)之一。

隨著研究深入、技術(shù)改進(jìn)，越來(lái)越多的新種植模式有望被提出。但是，所有煙草新種植模式的研究和建立都應(yīng)該以煙為主，立足于煙葉可持續(xù)發(fā)展和質(zhì)量提高，滿足銜接作物農(nóng)事操作簡(jiǎn)單、投入不大、有一定收益、煙農(nóng)比較容易接受的要求，才能逐步得到推廣。。