一种降低田烟种植区烟叶氯离子含量的轮作及免耕方法

摘要

本发明方法公开一种降低田烟种植区烟叶氯离子含量的轮作及免耕方法，采用烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟循环轮作种植和免耕直播、免耕套种，包括移栽烤烟及垄体免耕套种秋马铃薯，冬马铃薯种植，栽种水稻及免耕直播蚕豆及施肥技术。本发明方法能使土壤水溶性氯离子含量高达144.23mg/kg的植烟土壤中水溶性氯离子含量降低68.88～69.26%，能使该土壤生产的烟叶中氯离子的含量高达19.75g/kg的烟叶的氯离子含量降低70.51～76.05%，并增加烟叶钾含量和钾氯比，使烟叶钾氯比达到4.69，达到优质烟叶生产的标准，使烟叶化学成分更加协调，从而提升了烟叶品质。同时还节省劳动力成本240元/亩。

说明书

技术领域

本发明属作物种植技术领域，具体涉及烤烟栽培方法。

背景技术

烟草是公认的忌氯植物，对氯敏感，长期以来不主张施用含氯化肥。但是，氯也是烟草的营养元素，在烟草体内担负着一定的生理功能，主要是在参与光合作、调节气孔开闭、维持细胞渗透压、保持体内电荷平衡、抑制病虫害等方面有着重要的生理作用。烟叶含氯过高或过低对烟叶品质均有影响。烟叶中氯离子含量在3～6g/kg，K₂O/Cl在4～10范围时，烟叶质地柔软，表润、富有弹性，成丝率高，燃烧性好，品质值高。当含氯量<3 g/kg时，烟叶吸湿能力较差，含水量低，烟叶脆而易碎，不利于运输、贮存，不利于复烤、发酵；当烟叶含氯量低于0.25g/kg时，就会出现氯的缺乏症，严重影响烟草生长和烟叶品质。而当烟叶含氯量>8 g/kg时，其质地疏松，吸湿性过强，含水量过高，难贮存，易长霉、变质，发酵猛烈，填充性差，易熄灭火，燃烧不完全，焦油含量升高，安全性差。

申请人前期研究表明云南省曲靖市部分区域超过了优质烤烟生产要求的土壤水溶性氯离子含量标准上限（45mg/kg）和烟叶氯离子含量标准上限（6g/kg），尤其是云南省曲靖市的陆良县，烟叶氯离子含量平均值达到了14.45g/kg，已严重影响到烟叶品质。通过调查发现，陆良县田烟种植区烟叶含氯过高的原因主要有两个方面：一是由轮作模式改变引起的，在田烟种植区，目前由于经济利益的驱动，农户普遍采用烤烟—冬马铃薯—烤烟—冬马铃薯—烤烟轮作模式。由于土壤胶体以带负电荷为主，土壤中的氯离子很少被吸附，易随水淋失，因此，通过水稻-烤烟轮作后，施入土壤中的氯易随水流失，一般都能淋出100cm的土层，使耕层土壤含氯量维持较低的水平，而冬马铃薯—烤烟轮作，加上近年干旱，导致土壤水溶性氯离子不能顺利向下淋洗，而在耕层土壤中大量累积，进而引起烟叶对氯离子的吸收增加，导致烟叶氯离子含量过高；二是由种植作物改变引起的，原来种植作物水稻不但能通过淋洗作用，降低耕层土壤氯离子含量，而且施肥量相对较低，而马铃薯属于需肥量极大的经济作物，一般是水稻施肥量的2倍，当地农户为了降低肥料投入成本，大量使用价格较低的高含氯复混肥，导致氯离子在土壤中大量积累。

同时，云南是一个传统农业大省，作为农业的主要生产要素，大量农村劳动力的尤其是青壮年劳动力输出，留在家中从事农业生产的劳动力大多是妇女和老人，势必对家庭农业生产产生很大的影响。农村劳动力缺乏，成为限制云南传统农业生产的重要因素。因此，在农业生产上需要充分考虑劳动力的节省。

发明内容

本发明目的是提供一种降低田烟种植区烟叶氯离子含量的轮作及免耕方法，该方法通过降低田烟种植区土壤水溶性氯离子含量，来降低烟叶氯离子含量，使烟叶化学成分更加协调，从而提升烟叶内在化学品质，该方法同时还兼顾了降低农业生产劳动力成本和农户对种植烤烟和马铃薯的经济需求。

本发明所提供的一种降低田烟种植区烟叶氯离子含量的轮作及免耕方法，按如下步骤进行烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟循环轮作种植和免耕直播、免耕套种：

（一）移栽烤烟及垄体免耕套种秋马铃薯

（1）选地及整地

在田烟种植区，选择种植的烤烟烟叶氯离子含量≥8g/kg和土壤水溶性氯含量≥45mg/kg的地块，于第一年4月份进行整地、理墒、起垄、打塘，垄高25cm，垄宽M为30cm，垄距L为120m，烤烟行距N为120cm，烟株塘距D为55cm；

（2）移栽烤烟

①于4月中旬至5月初移栽烤烟，烤烟移栽之前，每塘浇1.8～2.2kg水，待水完全渗透后，塘施基肥，基肥由腐熟农家肥、烟草专用复混肥和过磷酸钙混合而成，腐熟农家肥用量为1500kg/亩，烟草专用复混肥的用量为25～30 kg/亩，过磷酸钙的用量为25～35kg/亩，烟草专用复混肥中N：P₂O₅：K₂O 的质量比为15：5：25，以质量分数计，过磷酸钙中P₂O₅≥16%；

②塘施基肥后，移栽烤烟，每塘浇水0.8～1.2kg，铺设地膜，在与烤烟苗位置相对应的地膜上打孔，并用土壤压塘四周的地膜，在移栽后25～30天，施追肥1次，所述追肥为农用硝酸钾，农用硝酸钾的用量为10～15kg/亩，兑水浇施，所述农用硝酸钾中N：P₂O₅：K₂O 的质量比为13.5：0：44.5；烤烟季严格禁止使用含氯化肥；

③从7月中下旬开始分5～6次采收烟叶，于8月下旬至9月初采收完毕；

（3）烤烟垄上免耕套种秋马铃薯

①7月中下旬至8月上旬，于烤烟下部烟叶和部分中部烟叶采收后、上部烟叶采收前，在垄上烤烟行两旁直接免耕套种各1行秋马铃薯，秋马铃薯行距分为大小行距，大行距G为90cm，小行距K为30cm，株距E为25cm；

②于烟叶全部收获后，在秋马铃薯根系周围采用环施方法，施一次底肥，底肥为马铃薯专用复混肥，用量为80～100kg/亩，马铃薯专用复混肥中N：P₂O₅：K₂O 的质量比为11：8：6；不追肥；

③于11月下旬至12月上中旬，一次性收获秋马铃薯。

（二）冬马铃薯种植

①秋马铃薯收获后，于12月下旬至第二年1月上旬，重新整地理墒、起垄、播种冬马铃薯，垄高30～40cm，垄宽20cm，垄距为55～60cm，冬马铃薯的行距为55～60cm，株距为28～30cm；

②待冬马铃薯出苗后，在冬马铃薯根系周围采用环施方法，施一次底肥，底肥为腐熟农家肥和马铃薯专用复混肥混合而成，腐熟农家肥用量为2500～3000kg/亩，马铃薯专用复混肥用量为100～140kg/亩，马铃薯专用复混肥中N：P₂O₅：K₂O 的质量比为16：9：10；不追肥；

③第二年4月中下旬至5月初，一次性收获冬马铃薯。

（三）栽种水稻及免耕直播蚕豆

（1）栽种水稻

①冬马铃薯收获后，重新平整土地，于5月中下旬栽种水稻，水稻行距A为25cm、株距F为13cm；

②水稻基肥由腐熟农家肥和水稻专用复混肥组成，腐熟农家肥用量为1000 kg/亩，水稻专用复混肥用量为40～80 kg/亩，所述水稻专用复混肥中N：P₂O₅：K₂O的质量比为13：5：7，水稻基肥的施肥方式是：在水稻田耕翻之前施腐熟农家肥，然后放水浸泡水田，水稻移栽前撒施水稻专用复混肥；水稻分蘖期，追施尿素5～10kg/亩，水稻孕穗期，追施尿素5～10kg/亩，以质量分数计，所述尿素中N≥46.4%；

③第二年9月中下旬至10月上旬，一次性收获水稻。

（2）免耕直播蚕豆

①水稻收获后，第二年10月中下旬，免耕直播蚕豆，蚕豆种植采用大小行距，大行距B为50cm，大行距的两行蚕豆之间为两行水稻茬行，小行距C为25cm，小行距的两行蚕豆之间为1行水稻茬行，蚕豆株距S为15cm；

②不施任何肥料；

③第三年3月至4月，多次采摘鲜食蚕豆或一次性采摘蚕豆。

（四）循环轮作

第三年3月至4月，在蚕豆采摘后，到4月中旬至5月初开始再次按步骤（一）至步骤（二）进行烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟的循环轮作种植和免耕直播、免耕套种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、大幅地降低了烤烟地耕层土壤水溶性氯离子含量。本发明能使土壤水溶性氯离子含量高达144.23mg/kg的植烟地中土壤水溶性氯离子含量降低68.88%～69.26%，有利于土壤养分平衡。现有技术中烤烟-马铃薯-烤烟-马铃薯轮作和栽培中，烤烟、马铃薯均属于经济作物，又同属于茄科作物，由于在马铃薯种植季，当地农户所施用马铃薯专用复混肥料多为高含氯肥料，以及烤烟或马铃薯对土壤养分的连续选择性吸收，引起土壤氯离子过多积累，破坏了土壤原有的养分平衡状态。本发明烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟的循环轮作种植和免耕直播、免耕套种，综合考虑了水旱轮作、粮薯轮作、粮烟轮作、粮豆轮作、烟豆轮作及经济作物和粮食作物轮作种植搭配，尤其是通过烤烟和水稻轮作的淋洗作用，可以有效降低烤烟种植耕作层土壤氯离子含量，保护土壤养分失衡。

2、大幅地降低烟叶中氯离子的含量。本发明能使烟叶氯离子含量高达19.75g/kg的烟叶中氯离子含量降低70.51%～76.05%，同时，还增加烟叶钾（K₂O）含量和钾氯比（K₂O/Cl），烟叶钾氯比为4.69，达到优质烟叶生产的标准（K₂O/Cl优质标准4～10），烟叶钾氯比提高517.10%～263.57%，使烟叶化学成分更加协调，从而提升了烟叶品质。现有技术中烤烟-马铃薯-烤烟-马铃薯轮作和栽培中，烤烟、马铃薯都属于喜钾作物，马铃薯和烤烟对钾的吸收会发生竞争作用，马铃薯对钾的吸收会导致土壤钾素耗竭，从而降低烟叶钾的吸收；而烤烟、马铃薯又同属于忌氯作物，在马铃薯种植季，当地农户所施用马铃薯专用复混肥料，含有大量的氯元素，马铃薯当季不能有效吸收，导致土壤氯离子大量积累，从而导致烟叶氯离子含量过高，降低烟叶品质。本发明烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟的循环轮作和免耕直播、免耕套种方法中，由于水旱轮作的淋洗作用，可以有效降低烤烟种植耕作层土壤氯离子含量，从而使烟叶氯离子含量降低，而水稻、蚕豆对钾的需求相对较低，因此，能有效保证烟叶对钾的需求，增加了烟叶钾的含量和烟叶钾氯比，从而提升烟叶化学品质。

3、在能大幅度降低烤烟地耕层土壤水溶性氯离子含量、大幅地降低的烟叶中氯离子含量以及增加烟叶钾（K₂O）含量和钾氯比（K₂O/Cl），达到优质烟叶生产的标准的前提下，本发明还降低了农业生产劳动力投入，节省劳动力成本240元/亩。按照整地理墒2个工时/亩、起垄1个工时/亩计算，现有烤烟—冬马铃薯—烤烟—冬马铃薯—烤烟轮作和栽培中共用15个工时/亩，本发明烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟的循环轮作和免耕直播、免耕套种方法中共用11个工时/亩，蚕豆秋和马铃薯两茬作物采用免耕直播、免耕套种可节省4个工时/亩，按照当地市场每个工时费60元计算，本发明技术比现有技术可节省劳动力成本240元/亩。

附图说明

图1是烤烟垄上免耕套种秋马铃薯的示意图。

图2是水稻茬行间免耕直播蚕豆的示意图。

图中各标记依次表示：1—烤烟垄面，2—烤烟，3—马铃薯，4—水稻，5—蚕豆， M表示垄宽，L表示垄距，N表示烤烟行距，D表示烟株塘距，G表示马铃薯大行距，K表示马铃薯小行距，E表示马铃薯株距，A表示水稻行距，F表示水稻株距，B表示蚕豆大行距，C表示蚕豆小行距，S表示蚕豆株距。

具体实施方式

在云南省曲靖市陆良县芳华镇田烟种植区开展试验研究，在2011年烤烟收获后，采集该植烟地的土壤和烟叶（C3F），在室内检测该土壤水溶性氯离子含量为144.23mg/kg，该烟叶（C3F）氯离子含量为19.75g/kg。以下实施例无特别说明为常规种植方法。实施例设置如下两个处理：

处理1为对照：烤烟—冬马铃薯—烤烟—冬马铃薯—烤烟轮作，即:

2011年4月28日移栽烤烟，同年7月25日开始分5-6次采收烟叶，8月25烟叶采收结束。

2011年10月20日，进行整地、起垄、冬马铃薯播种、施肥、覆膜，2012年4月25日一次性收获冬马铃薯。

2012年5月5日移栽烤烟，同年7月30日开始分5-6次采收烟叶，9月3日烟叶采收结束。

2012年10月22日，进行整地、起垄、冬马铃薯播种、施肥、覆膜，2013年4月20日一次性收获冬马铃薯。

2013年4月30日移栽烤烟，同年7月23日开始分5-6次采收烟叶，8月26日烟叶采收结束。

处理2为本发明：烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟轮作，即：

2011年4月28日移栽烤烟，同年7月25日开始分5-6次采收烟叶，8月25烟叶采收结束。

2011年8月7日，于下、中部烟叶采收后，上部叶采收前，垄体免耕套种秋马铃薯，2011年11月25日一次性收获秋马铃薯。

2011年12月1日重新整地、理墒、起垄播种冬马铃薯，2012年5月3日一次性收获冬马铃薯。

2012年5月24日，重新平整土地，放水泡田，2012年5月27日栽种水稻，2012年10月1日一次性收获水稻。

水稻收获后，2012年10月23日，免耕直播蚕豆，2013年4月5日，一次性收获蚕豆。

2013年4月23日（第三年），移栽烤烟，同年7月22日开始分5-6次采收烟叶，8月26烟叶采收结束。

以上两个处理中相同作物的品种、种植规格和施肥均相同。

本发明具体操作： 

按如下步骤进行烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟循环轮作种植和免耕直播、免耕套种：

（一）移栽烤烟及垄体免耕套种秋马铃薯

（1）选地及整地

在田烟种植区，选择烟叶氯离子含量为19.75g/kg和土壤水溶性氯含量为144.23mg/kg的种植烤烟的地块，于2011年4月份（第一年）进行整地、理墒、起垄、打塘，垄高25cm，垄宽M为30cm，垄距L为120m，烤烟行距N为120cm，烟株塘距D为55cm（参见图1）。

（2）移栽烤烟

①于2011年4月28日移栽烤烟，烤烟移栽之前，每塘浇1.8～2.2kg水，待水完全渗透后，塘施基肥，基肥由腐熟农家肥、烟草专用复混肥和过磷酸钙混合而成，其中腐熟农家肥用量为1500kg/亩，烟草专用复混肥的用量为25kg/亩，过磷酸钙的用量为25kg/亩，所述的烟草专用复混肥中N：P₂O₅：K₂O 的质量比为15：5：25，以质量分数计，过磷酸钙中P₂O₅≥16%；

②塘施基肥后，移栽烤烟，每塘浇水0.8～1.2kg，铺设地膜，在与烤烟苗位置相对应的地膜上打孔，并用土壤压塘四周的地膜，在移栽后25天，施追肥1次，所述追肥为农用硝酸钾，农用硝酸钾的用量为10kg/亩，兑水浇施，所述农用硝酸钾中N：P₂O₅：K₂O 的质量比为13.5：0：44.5；烤烟季严格禁止使用含氯化肥。

③烟叶成熟后，同年7月25日开始分5～6次采收烟叶，于8月25日烟叶采收完毕。

（3）烤烟垄上免耕套种秋马铃薯

①于2011年8月7日，于烤烟下部烟叶和部分中部烟叶采收后、上部烟叶采收前，在垄上烤烟行两旁直接免耕套种各1行马铃薯，马铃薯套种行距分为大小行距，大行距G为90cm，小行距K为30cm，株距E为25cm（参见图1）。

②在烟叶完全收获后，在马铃薯根系周围采用环施方法，施一次底肥，底肥为马铃薯专用复混肥，用量为80g/亩，马铃薯专用复混肥中N：P₂O₅：K₂O 的质量比为11：8：6；不追肥。

③2011年11月25日，一次性收获秋马铃薯。

（二）冬马铃薯种植

①秋马铃薯收获后，于2011年12月1日，重新整地理墒、起垄、播种冬马铃薯，垄高30cm，垄宽20cm，垄距55cm，冬马铃薯的行距为55cm，株距为28cm。

②待冬马铃薯出苗后，在冬马铃薯根系周围采用环施方法，施一次底肥，底肥为腐熟农家肥和马铃薯专用复混肥混合而成，腐熟农家肥用量为2500kg/亩，马铃薯专用复混肥用量为100kg/亩，马铃薯专用复混肥中N：P₂O₅：K₂O 的质量比为16：9：10；不追肥。

③2012年5月3日（第二年），一次性收获冬马铃薯。

（三）栽种水稻及免耕直播蚕豆

（1）栽种水稻

①冬马铃薯收获后，2012年5月24日，重新平整土地，放水泡田，2012年5月27日栽种水稻，水稻行距A为25cm、株距F为13cm（参见图2）。

②水稻基肥由腐熟农家肥和水稻专用复混肥组成，在水稻田耕翻之前施腐熟农家肥1000 kg/亩，然后放水浸泡水田，水稻移栽前撒施水稻专用复混肥料，水稻专用复混肥料用量为40 kg/亩，水稻专用复混肥中N：P₂O₅：K₂O的质量比为13：5：7，水稻分蘖期，追施尿素5kg/亩，水稻孕穗期，追施尿素5kg/亩，以质量分数计，尿素中N≥46.4%。

③2012年10月1日（第二年），一次性收获水稻。

（2）免耕直播蚕豆

①水稻收获后，2012年10月23日（第二年），免耕直播蚕豆，蚕豆种植采用大小行距，大行距B为50cm，大行距的两行蚕豆之间为两行水稻茬行，小行距C为25cm，小行距的两行蚕豆之间为1行水稻茬行，蚕豆株距S为15cm（参见图2）。

②不施任何肥料。

③2013年4月5日（第三年），一次性收获蚕豆。

（四）循环轮作

在蚕豆采摘后，第三年2013年4月23日再次按步骤（一）至步骤（二）进行烤烟—秋马铃薯—冬马铃薯—水稻—蚕豆—烤烟的循环轮作种植和免耕直播、免耕套种。2013年4月23日，移栽烤烟，同年7月22日开始分5-6次采收烟叶，8月26烟叶采收结束。

以上试验表明：通过本发明方法，土壤水溶性氯离子含量能有效降低到44.88mg/kg，比采用本发明方法种植前原植烟地的土壤水溶性氯离子含量降低了68.88%，比对照的土壤水溶性氯离子含量降低了69.26%，采用本发明方法后土壤土壤水溶性氯离子含量低于优质烤烟生产要求的土壤水溶性氯离子含量上限（45 mg/kg），促进了土壤养分平衡，对照处理后土壤水溶性氯离子含量是优质烤烟生产要求的土壤水溶性氯离子含量上限的3倍多。   

本发明方法，使烟叶氯离子含量能有效降低到4.73g/kg，达到优质烟叶生产的标准（优质标准3～6g/kg），比采用本发明方法前原植烟地种植生产的烟叶的氯离子含量降低了76.05%，比对照生产的烟叶的氯离子含量降低了70.51%，对照烟叶的氯离子含量是优质烟叶生产标准上限（6g/kg）的2.67倍，本发明方法生产的烟叶钾（K₂O）含量和钾氯比（K₂O/Cl）均比采用本发明方法前原植烟地生产的烟叶及对照生产的烟叶的钾（K₂O）含量和钾氯比（K₂O/Cl）增加，尤其是烟叶钾氯比为4.69，达到优质烟叶生产的标准（K₂O/Cl优质标准4～10），而采用本发明方法前原植烟地生产的烟叶的钾氯比小于优质标准的1/3，对照生产的烟叶的钾氯比仅有优质标准的1/3，本发明方法比采用本发明方法前原植烟地生产的烟叶钾氯比提高517.10%，比对照烟叶钾氯比提高263.57%。同时，本发明方法在整地、起垄环节，比现有技术可以节省4个工时/亩，每亩节省劳动力成本240元，产生了预料不到的技术效果。

综上，本发明方法的综合配套措施，协同增效，使土壤水溶性氯离子含量非常高（土壤水溶性氯离子含量144.23mg/kg），该土壤生产的烟叶氯离子含量也非常高的（烟叶氯离子含量19.75g/kg）已严重影响到烟叶品质的植烟土地的烤烟种植耕作层土壤氯离子含量大幅地降低、生产的烟叶氯离子含量得到大幅度地降低，同时，能提高烟叶钾含量和钾氯比，使烟叶化学成分更加协调，烟叶品质得到提升，达到优质烟叶生产的标准。与采用本发明方法前原植烟地及对照相比，本发明方法使植烟地的土壤水溶性氯离子含量降低了68.88%～69.26%，烟叶的氯离子含量降低了70.51%～76.05%，烟叶的钾（K₂O）含量和钾氯比（K₂O/Cl）增加，烟叶钾氯比为4.69，达到优质烟叶生产的标准（K₂O/Cl优质标准4～10），烟叶钾氯比提高517.10%～263.57%，同时，本发明方法在烤烟收获后垄体免耕套种马铃薯和水稻收获后免耕直播蚕豆可以节省一定的劳动力成本节240元/亩。