发展现代生态农业

林文雄　陈冬梅　黄锦文　王海斌　陈 婷

摘要：科学运用生态农业技术是促进中国现代烟草农业健康发展的关键。本文介绍了生态农业和现代生态农业的概念和内涵，并结合本研究所的研究成果，综述了近年来生态烟叶生产的现代生态农业技术，提出了应用现代生态农业技术是确保现代烟草农业实现可持续发展的重要途径，并强调利用土壤生物多样性恢复与保护削减烟草连作障碍是普洱生态烟叶生产可持续发展的技术关键。

福建农林大学副校长、教授 林文雄

发展现代生态农业是我国实现农业可持续发展的重要途径，生态农业技术是实现生态农业这一先进生产方式的手段与措施（王松良等，1993，李文华，2003）。如何科学合理地运用生态农业技术是促进中国现代烟草农业健康发展的关键。普洱市烟草发展坚持农业和农村经济与资源、环境、生态相协调的现代生态农业模式，采用现代生态农业技术，着力抓好生态优质烟叶开发，彰显普洱烟叶“清甜香润、醇和馨怡”的风格特征，将打造出生态、特色、优质烟叶生产的可持续发展基地。

一、生态农业与现代生态农业

生态农业（Ecological Agriculture）一词是美国土壤学家William Albreche于1971年提出的。20世纪80年代初我国发展起来的生态农业，借鉴了国外各种替代农业形式，强调在发展农村经济的同时保护生态环境，注意农业发展中资源、产品、效率、结构环境的协调与统一，在引进国外替代农业持续发展的先进思想与技术的同时，因地制宜地发展具有自己特色的生态农业建设方式及内涵。它已成为解决“三农”问题，实现我国农业可持续发展的现代化农业必由之路。

中国的生态农业是从系统工程出发，按照生态学和生态经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来的整个生态农业生产系统，实现物质良性循环、资源可持续利用，形成经济、生态和社会三大效益统一的高效现代农业发展模式和农业生产体系，是农业循环经济的最佳模式，也是提高农业综合生产能力的有效途径之一。

现代生态农业是以现代工业和科学技术为基础，充分利用中国传统农业的技术精华，保持持续增长的生产率，持续提高的土壤肥力、持续协调的农村生态环境以及持续利用保护的农业自然资源，实现高产、优质、高效、低耗之目的，逐步建立起一个采用现代科技、现代装备和现代管理的农业综合体系。现代生态农业是现代农业与生态农业的复合体系。如上所述用现代工业、现代科学技术和科学管理方法装备起来的农业称为现代农业。其基本特征是：各种机器成为主要工具；石油电力成为主要能源；具备优良的农业基础设施；电子、激光、遥感、信息等新技术广泛采用；建立在现代科技上的科研、推广体系完备；农工商一体化的服务体系完备；现代科学管理方法运用广泛。在现代化装备的基础上，运用生态学原理和生态经济原理为指导，克服石油农业的石油特征，节约使用资源，减少能量输入，适当减少化肥、农药施用量，加环增链，多层次利用生物有机质，做到废弃物资源化，物质循环再生，使农业不对环境产生污染，在为人民生产出健康、安全的农产品的同时，还能安排更多的劳动力，增加农民收入，使农业成为可持续发展的产业，即现代生态农业。

发展现代生态农业的意义重大。现代生态农业旨在发展社会主义市场经济和农业现代化过程中，调整结构，优化产业和产品构成；增加收入，提高农业综合生产能力；依靠科技，合理利用与有效保护自然资源；防止污染，切实保持农业生态平衡；增加收入，走向共向富裕；逐步建设成为一个具有中国特色的资源节约型、经营集约化、生产商品化的现代农业模式。

党的十七大报告首次提出“建设生态文明”，并把它作为我国实现全面建设小康社会奋斗目标的新要求之一。生态文明建设体现在各个方面，包括生态工业文明建设、生态农业文明建设、生态城市文明建设等。以现代发展的理念和方式经营农业，其中一个重要内容就是要把生态文明的理念融入到建设现代农业中去。所以，建设现代生态农业文明，是走中国特色农业现代化道路的必由之路。

二、现代生态农业技术与现代烟草农业生产的可持续发展

生态农业技术体系是使生态农业形成起来并使之有效运转的多项技术的有机组合。现代生态农业技术从生态经济系统结构合理化入手，通过工程与生物措施强化生物资源的再生能力；通过改善农田景观及农林复合系统建设，使种群结构的合理多样化，恢复或完善了生态系统原有的生产者、消费者与分解者之间的链接，形成生态系统的良性循环结构及物质的循环利用。在种群结构调整中，依据生态适应性原则，改善农业系统内生物多样化，不但有利地促进了生态资源的保护与培育，也为产业的多样化、良性循环的生态农业产业化打下了物质基础。有利于提高绿色覆盖，改善生态环境；有利于资源高效利用；有利于减少废弃物排放造成的环境污染；有利于实现农业的清洁生产。总之，现代生态农业技术体系已由技术突破型向系统综合型转化，其特点主要体现综合性、技术优化组装、开发资源再生高效利用及无(少)废弃物生产的接口技术、地域性等四个方面。总之，现代生态农业技术体系可以说是“软”“硬”技术的结合，它具有系统性、工程性及综合性的特点（李文华，2003，林文雄等2000,2001，何华勤等，2004）。

常规农业现代化策略与技术并不能完全适应我国现代烟草农业实际，必须与常规技术的普及、高新技术的引进和传统技术的改良相结合，把自然资源和生态环境保护统筹在烟叶生产过程中，建立生态合理的新型烟草农业发展模式，这就是现代生态农业模式。现代生态农业模式的实施，必须通过具体配套技术来实现，确保促进现代烟草农业健康与可持续发展，适应21世纪我国农业进入一个新的历史发展阶段所面临的结构调整、产业升级、农民增收、食物安全、生态环境治理、农产品国际市场竞争力提高等艰巨任务。

三、开发生态烟叶的现代生态农业新技术

3.1 遗传与环境对烟草品质特性的调控技术

烟叶是我国烟草行业赖以生存和发展的基础原料，没有烟叶卷烟工业就成了“无米之炊”。提高烟叶质量一直是烟草行业的工作重点，优质的烤烟需要优良的烟叶品质，烟叶的主要品质性状属于数量性状，了解烤烟主要品质性状的遗传规律，有助于改良烤烟品质，进一步明确烤烟主要品质性质的遗传改良。由于品质性状的表现是一个动态的过程，从分化发育到完全建成的全过程中，不仅有遗传与环境的互作，也需要一个遗传信息的表达过程。而且，控制复杂数量性状的遗传机制在个体发育的整个过程中，都会发生显著的变化。因此，对发育遗传机理的研究将有助于明确烤烟主要品质性状在不同发育时期中遗传变异的特异性（林文雄等，1996，林文雄等，2008）。

3.1.1烤烟主要品质特性的动态遗传分析

清秀健康的壮苗

本研究所选用6个不同类型的烤烟品种（系），按部分双列杂交设计p(p+1)/2配成一套包括亲本和F12个世代的供试材料。采用数量性状的加性—显性遗传模型、发育遗传模型分析了烤烟总糖含量、总氮含量、烟碱含量、糖碱比、氮碱比、施木克值等6个主要品质性状的遗传规律。估算了烤烟以上各性状在发育时间（0→13）或某一特定发育时间段（7︱5、9︱7、11︱9、13︱11）的遗传效应。非条件遗传方差分析表明，烤烟6个主要品质性状中，氮碱比性状以显性效应为主，其余各性状遗传均由加性效应基因和显性效应基因共同控制烤烟的动态变化，表达大多数集中在第7叶和第9叶，但主要以显性效应为主。条件遗传分析发现，总糖含量、烟碱含量、氮碱比性状的加性效应基因起微弱的作用外，主要以显性效应基因起作用，也集中在第7叶～第9叶（9︱7）和第9叶～第11叶（11︱9）两个时段上表达，而其余性状均以显性效应基因进行表达。非条件遗传率分析结果表明，除了糖碱比性状狭义遗传率为零外，其余性状大部分在第7叶表达，但值都较小。而非条件遗传率分析表明，总氮含量和糖碱比狭义遗传率为零，其余性状表达则更少、更小。因此，对其选择均不易奏效。

群体平均优势的动态分析表明，总糖含量和施木克值表现为正向的群体平均优势，以施木克值的第9叶为最大，达74.9%。总氮含量和氮碱比则表现为负向的群体平均优势，以氮碱比第13叶为最大值，达-79.9%。其余性状不同叶位都有正向或负向的表达。这说明可以根据不同育种目标进行选择，达到增加或降低其含量的目的。群体超亲优势中，总糖含量、施木克值的各部位叶以及糖碱比的第7叶、第9叶都有增加其值的趋势。总氮含量、烟碱含量以及氮碱比都有降低其值的趋势。

遗传协方差分析结果表明，同一性状不同叶位间以及不同性状间均呈现不同程度的正向或负向的遗传协方差。在育种利用上，应根据不同的遗传相关性，针对所需要的含量范围，进行适当的增加或减少含量的育种方法，以达到育种的目标。

亲本烤烟主要品质性状不同发育时期的遗传效应分析发现，亲本云烟4号、革新三号、NC82在第7叶、第9叶、第11叶直接加性方差为正值，在此时段选择有增加总糖含量的作用。亲本长汀本地种、云烟4号、革新三号、NC82直接加性方差仅在第7叶上有表现，在此时段选择对降低总氮含量可以起到较好的效果。大部分亲本的烟碱含量在第5叶、第7叶、第9叶上都表现出负向效应的直接加性方差，此时段进行选择能起到降低烟碱含量的作用。而且亲本永定401、翠碧1号、长汀本地种表现为较大的负向效应，降低烟碱含量起到的效果更好。糖碱比中，仅亲本永定401可以通过利用杂种优势来提高糖碱比值，其中亲本翠碧1号、长汀本地种在第11叶、第13叶的直接显性方差为正向效应，也可以利用杂种优势来提高糖碱比值。亲本翠碧1号、革新3号、NC82可以作为杂交亲本降低烤烟的氮碱比，特别是在第7叶和第9叶为负向效应的直接加性方差，在此时段选择更有利于起到降低氮碱比的作用。亲本云烟4号、革新3号第7叶、第11叶为正向效应的直接加性方差，在此时段进行选择也有利于增加施木克值，而亲本永定401、翠碧1号有利于利用杂种优势而增加施木克值 （吴娟2006；陈萍2008, 陈萍等2009）。

3.1.2基因型与环境互作对烤烟主要品质特性的动态遗传分析

以上述遗传群体为材料，通过2年的连续种植，收集主要化学品质的数据，采用数量性状的加性—显性遗传模型、发育遗传模型进行遗传和相关分析。非条件遗传方差分析表明，烤烟6个性状中，在整个测试时期，均表现为显性与环境互作效应为主，加性效应起的作用很小，有的几乎不起作用，显性方差效应表现得更加微弱。但从整个生育期来看，烤烟第7叶、第9叶、第13叶的加性效应、显性效应表现的相对大，因此在此时段利用其杂种优势，对其选择容易奏效，但应注意环境对杂种优势表现的影响。条件遗传方差分析发现，上述6个品质性状条件加性方差起作用较小，显性与环境互作效应起主要作用，且都达到极显著水平，有利于进行杂种优势的利用，但同样应注意环境的影响。非条件遗传分析结果表明，环境因素对烤烟主要品质性状影响很大，应重视栽培措施等手段的调控作用。

遗传协方差分析结果还表明，同一性状不同叶位间以及不同性状间均呈现不同程度的正向或负向的遗传协方差。在育种利用上，应根据不同的遗传相关性，针对适应的性状表型值范围，进行遗传改良，以达到育种的目标。烟草主要化学性状的相关系数中，各品质都以正向相关为主，同一性状不同叶位间的相关系数表现不同,可以根据不同叶位间相关性的程度来进行性状选择和品质育种，以达到有效改良性状的目的。

烤烟主要品质性状之间的协方差，总糖含量与其他性状的加性方差(CovA)的表现差异较大，其中增加总糖含量有利于烟碱含量、糖碱比和施木克值的提高，可同步改良两性状；而总糖含量与总氮含量和氮碱比性状的直接加性方差为负相关关系，不利于两性状的同步改良。而总糖含量与烟碱含量性状有利于通过杂种优势进行后代选择。总氮含量与其他性状的加性方差大多表现为负相关关系，其中，总氮含量与氮碱比的直接加性方差大多数为正值，与其他性状都为负值，由此可知，降低总氮含量有利于降低烟碱含量、糖碱比、施木克值，有利于进行两性状间的同步改良。而总氮含量与其他性状间的直接显性方差均有利于通过杂种优势进行后代选择。烟碱含量与其他性状间的直接加性方差中，烟碱含量与糖碱比、施木克值性状为正相关关系，与氮碱比为负相关关系，但均不利于各性状间的同步改良。烟碱含量与其他性状的直接显性方差为负值，可通过杂种优势进行后代选择。糖碱比性状与氮碱比性状的直接加性方差大多表现为负相关关系，与施木克值性状总体上表现为正相关关系，均有利于进行性状间的同步改良。与氮碱比和施木克值性状的直接显性方差大多数为正值，有利于通过杂种优势对后代进行选择。氮碱比性状与施木克值性状间的直接加性方差大多表现为负相关关系，不利于进行性状间的同步改良，而且直接显性方差基本为负值，难以通过杂种优势对后代进行选择（陈萍2008, 陈萍等）。

根据烤烟品质的遗传生态学特性，研究认为在应用杂种优势进行遗传改良的同时，注意在显性方差表达量较大的几个发育时期内，如第7叶、第9叶、第11叶加以栽培调控，以提高产量与品质（吴娟，2006）。可见，除了通过烟叶品质性状的遗传研究与定向改良外，栽培上还应根据其遗传生态特性进行合理的营养调控是保证生态烟叶优质生产的重要重要前提。

3.2生态烟叶生产的营养供给技术

完善的营养供给体系对于烟田生态系统健康与可持续发展具有十分重要的意义（马仲文，2005）。生态烟叶生产对营养供给技术的要求，一是能够节约能源与物质，减少浪费，提高利用效率；二是投入技术精确，包括投入量、投入时期和投入次数等；三是对投能技术的可操作性、可控性和自动化程度要高。

广辟肥源，充分开发利用各种肥料资源十分必要。如微生物肥源，植物型肥源（绿肥植物、作物秸秆和一些能富集养分的植物），动物型肥源和泥炭、食用菌下脚料等其他肥源的充分利用。科学改进肥料，对常规肥料升级，如增效物质的添加；利用磷矿活化技术；商品有机肥的生产技术，进行烟草缓/控释肥料、生物肥料、多功能肥料的研发与利用。

改进施用方法，采取精确施肥技术、平衡施肥技术。依据烟草需肥规律、土壤供肥特性与肥料效应，在施用有机肥的基础上，合理确定氮、磷、钾和中、微量元素的适宜用量和比例以及相应的科学施肥技术。平衡施肥的包括：养分之间的平衡；养分供应与而需求时间上的平衡；养分投入产出的平衡。烟草平衡施肥工作以烟叶品质优先、烟株养分平衡、烟农效益最大化为施肥工作的指导思想。通过合理供应和调节烟草必需的各种营养元素，以满足烟株生长的需要，从而达到提高产量和改善烟叶品质、提高肥料利用率目的。包括土壤测试、肥料试验、施肥推荐、专用肥配制与生产、施肥方法等。

普洱生态特色优质烟叶长势

本研究所以云南连作烟草10年以上的土壤为材料，探讨不同肥料施用对连作烟草产量品质及其对烟草根际土壤微生物功能多样性的影响。分析结果显示，使用农家肥有利于提高烟草的产量，有机肥次之，单纯增加氮肥或钾肥用量并不能有效改善烟草产量。从烟草品质上看，使用有机肥最有利于提高烟草品质，使用农家肥虽然提高了烟草产量，但品质出现较大幅度下降。烟草生长过程中土壤营养元素的供给是决定烟草产量和品质的关键，而土壤微生物是土壤生物群体的重要组成部分，担负着土壤营养元素的循环与转化。本研究所进一步探讨不同肥料种类对烟草根际土壤微生物多样性及其功能的影响，结果表明，农家肥最利于以糖类、脂肪酸、酚酸类物质为碳源的微生物生长；有机肥最利于羧酸类物质为碳源的微生物生长；复合肥最利于以氨基酸类、胺类物质为碳源的微生物生长。可见不同施肥方式可导致土壤微生物功能多样性发生显著的变化。土壤微生物多样性分析结果显示，连作烟草根际土壤微生物多样性呈现出下降的趋势，表现为营养循环相关微生物数量及种类的不断下降，病原菌数量及种类不断上升，微生物多样性随连作时间的延长，单一化趋势不断加剧，且这种发展趋势是朝着土壤质地恶化的方向发展。不同肥料处理后在一定程度上改善土壤质地，关键因素在肥料使用后提高土壤原有营养成分比例，为土壤中不同种类微生物的生长提供了繁殖的原料，进而使微生物多样性指数再次加强，最终改善连作对烟草生长的影响。总之，土壤营养元素的循环程度，土壤微生物多样性及其功能变化对于连作烟草的产量及品质的改善具有重要的作用。

3.3生态烟叶生产的农业资源高效利用技术

建立与资源状况相适应的烟叶生产结构体系，提高资源的转化效率，以促进烟叶生产稳定持续发展。

选择烟草生长的生态适宜区种植，适时移栽，确定合理的种植密度，集约化生产，实现光热水等资源的高效利用。发展设施农业通过建立结构设施，在充分利用自然环境条件的基础上，人为地创造烟草生长发育的生境条件，实现高产、高效的现代烟草农业生产方式。应用烟草育苗大棚、烟水配套工程、烟田机械和密集烤房，加大发展设施农业技术。把发展设施农业与烟叶基础设施管护相结合，建立设施的长效应用机制。

3.4生态烟叶生产的有害生物防治技术

生态烟叶生产的有害生物防治要求生产者从烟草有害生物的生态系统出发，综合应用各种农业的、生物的、物理的防治措施，创造不利于有害生物孽生、有利于各类自然天敌繁衍的生态环境，保证烟田生态系统的平衡和生物多样化，减少各类有害生物所造成的损失（陈冬梅等2010；陈冬梅，2010）。

对烟草病虫草害做到“预防为主，综合防治”。以控制病虫源为中心，以清洁田间卫生及改善烟株营养状况为突破口，出现病虫危害，初发期应及时用药控制。整个烟草植保工作应以“预测预报”为主，保健栽培为前提，降低农药残留为重点，提高等级质量为核心，做到及早防治，统一实施。严格使用生态烟叶生产认定的农药，尽量减少农药的使用次数。彻底清除田间废旧地膜、农药包装袋、废弃烟叶、打下的烟花、烟杈，烟叶采烤结束应及时清理烟杆、烟根。

3.5生态烟叶生产的农业环境综合治理技术

通过对基本烟田进行科学规划布局，切实加强对原有生态的保护，保持生物群落的多样性，把基本烟田建设与保护与小流域的治理，生态环境的建设有机结合起来，维护生态平衡，实施山、水、田、林、路的综合治理措施。

加强基本烟田的水利设施建设，以坝、沟渠、管网建设和水池、水窖相配套为主，切实改善烟区水利条件。

加大低标准基本烟田的改造力度。通过坡改梯，治水改土，配套机耕建设，改善生态环境和生产条件，防止水土流失，建成集中连片、易于耕作的高标准烟田，提高土地综合生产能力。

加强对化肥、农药、农膜等烟用物资的管理，最大限度控制农业面源污染，确保烟叶质量和维护烟区生态环境。

本研究所采用基因型×环境互作效应的加性-显性遗传模型和分析方法，深入分析烤烟主要化学品质的遗传效应表明，总糖和烟碱在非条件遗传方差分析中，加性效应和显性效应基因共同控制烤烟的动态变化；在条件遗传分析中，加性效应基因起微效作用，而显性效应基因起主要作用。烤烟主要品质性状表现是个体（群体）在发育过程中受到遗传与环境的互作、调控等综合作用的结果。

3.6生态烟叶生产的农业废弃物综合利用技术

烟草茎杆是烟区主要农业废弃物之一，没有合理的方法处理烟杆，造成大量烟杆被堆积于田头、沟渠或河流旁。加强对烟杆的资源综合利用，不仅可以有效处理这些废弃物，而且能够变废为宝，提高烟农的经济收入，从而实现烟草行业的可持续发展。利用烟杆可制造纤维板、刨花板；利用烟杆制取优质活性炭、制取果胶、制取烟碱和烟酸；另外,烟杆还可用于制造硫酸钾、纸浆等。通过合理有效地利用烟杆将其加工转化成可利用资源，将产生良好的生态效益、经济效益与社会效益。

烟杆含有大量的纤维素，利用有效的化学工艺对烟杆进行前处理，再利用高效纤维降解菌对纤维进行降解转化为酒精，是当前低碳农业发展的方向之一，同时也提高烟农的经济收入。本研究所在高效纤维降解菌筛选上获得大量的纤维素降解菌株，并利用基因工程改造技术不断提高菌株的纤维降解能力，以期高效的纤维降解菌。

3.7发展生态烟叶的信息化与精准化技术

现代烟草农业的发展呼唤着新的农业技术革命，发展生态烟叶也需要高新技术的支持。在以信息和生物技术为主的农业技术创新时代，精确农业、信息农业、以及与此相关的农业系统模拟模型技术和农业系统专家系统等作为经营现代农业的新理念应运而生，成为现代农业的信息化与精准化技术的主体。

生态烟叶开发要建立基本烟田地力与施肥效益长期定位监测网点，对各乡、村植烟地块土壤进行定位分析，建立分析结果档案，根据不同土壤类型、土壤肥力、供肥状况，制订不同的配方和科学的施肥方法。本研究所研究在福建省气候条件下，硫素对烤烟生长发育、产量和品质的影响，结果表明，在本试验条件下，大田每公顷施用30～90kg硫为宜，烟叶产量高，内在化学成分比较适宜，烟叶品质较好。建议对缺硫和潜在缺硫土壤，可以适量施用硫肥，而对含硫量较高的土壤，应考虑少施或不施含硫肥料，避免烟叶含硫量过高，影响烟叶品质。

以地理信息系统技术、全球定位系统技术和数据库技术为代表的信息技术是当今世界上最为先进的技术之一, 在农业领域已经得到了广泛应用。在烟草行业也不例外。全面应用“国家局烟叶信息基础管理软件”，结合普洱市已建成的内容，涉及基础信息、基本烟田、基础设施、种植资源、合同管理、烟用物资、生产补助、地理生态信息、生产管理分析等的烟叶生产信息管理系统，全面加强烟叶种植、收购、调拨、加工及仓库管理，用信息化支撑烟叶生产经营活动，达到规范生产、规范经营。通过面向一线、面向生产、面向烟农的全方位、多层次的服务网络，用信息化改造传统烟叶生产，带动现代烟草农业的发展，为普洱生态烟叶开发提供技术支撑。

四、利用生物多样性克服烟草连作障碍，保障普洱生态烟叶可持续发展

烟草是忌连作的作物，其连作障碍（或复种连作障碍）问题非常突出，连作造成产量和品质的明显下降，严重影响烟叶的生产和区域经济的发展。烟叶是烟草行业发展的基础，烟叶生产的可持续发展事关烟草行业发展全局。烟区生态环境、土壤质量退化，建立基本烟田保护制度、改善烟田质量的必要性和迫切性日渐凸现。为此，“加强烟草连作障碍因子分析及解决措施的研究”作为开展优质生态烟叶生产技术研究的一项重要任务（陈冬梅等2010；陈冬梅，2010，柯文辉，2009）。

烟草连作障碍形成的关键因素在于土壤，众多学者认为烟草连作障碍形成的原因主要有三大方面：1.土壤理化性状劣变和营养的失衡；2.根际分泌物引起的自毒作用；3.土壤病原菌的繁殖与积累。据研究和实践表明，大量提供肥料并不能使烟草的连作障碍得到明显的消减。因此土壤中的自毒物质与病原菌对烟草连作障碍的影响越来越受到学者们的重视。

本研究所对灭菌与无灭菌连作烟草土壤自毒潜力进行分析，结果表明，连作烟草土壤在灭菌后种植烟草在一定时间内，土壤微生物多样性再次恢复并接近于原有水平，因此，推测连作烟草土壤微生物具有可诱导性。进一步分析外源添加连作烟草根际土壤提取物后土壤微生物多样性变化，结果表明外源添加连作烟草根际土壤物质后诱导的土壤微生物与连作烟草根际土壤微生物具有极大的相似性。可见烟草连作障碍的形成，自毒物质是基础，微生物多样性变化是因，最终导致烟草连作障碍的形成。

生物多样性是指地球上所有生物（动物、植物、微生物等）所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。烟田生态系统是以烟草为主体，包括多种动物、植物、微生物在内的生物群落，所以也存在农田生态系统中的生物多样性问题。利用多样化的生物群落结构和物种关系，促进对作物有利的因素，抑制对作物有害的因素，提高目标作物的产量，使人类从农田生态系统中获取持续的最大效益。在农田生态系统中，多样性栽培包括不同作物及其同一作物的不同基因类型在时间和空间上的合理有序布局。

利用生物多样性控制植物病害已成为当前科学研究的热点问题与发展趋势。前人在利用生物多样性控病上，一般是采用作物种类的多样性以及品种的遗传多样性，并主要集中在利用生物多样性控制作物病害。运用生物多样性成功地控制病害的流行，为攻克烟草连作障碍难题提供了参考范例。

大量的科学和生产实践经验表明，克服烟草连作危害的有效措施之一是实行轮作，以改善土壤有害微生物累积所致的微生态失衡。本研究所采用不同复种连作方式以调节土壤微生物多样性、物质成分多样性，以消减烟草连作障碍，结果表明，烟草→水稻→烟草的种植模式比烟草→玉米→烟草模式更有利于减轻烟草连作障碍，年际间进行烟草品种类型更换也可在一定程度上缓解障碍效应。此外，结果表现，复种连作使植烟土壤根际细菌多样性水平降低，但年际间更换品种类型的种植模式其香农-威纳指数下降比无品种类型更换的少，引入水稻茬的种植模式与对照土壤根际细菌群落结构的相似性较大。

以改变生物多样性方式消减烟草连作障碍，一方面，建立科学合理的普洱烟区耕作制度，通过提高种植指数，选择烟草的良好茬口，在非植烟季节种植；以烟草为主作物，在烟草大田生育期间作、套作草木樨、绿豆、花生、菽麻、蔬菜等经济作物丰富农田作物多样性；合理安排品种布局，按照烟厂要求，合理搭配种植品种，单一品种面积不超过总移栽面积的50%，同一烟田年际间更换品种有利缓解障碍。另一方面，可通过在烟草生育期施用微生物制剂引入特殊功能菌株，降解造成连作障碍的自毒物质，改变土壤中的物质结构，进而影响土壤内部的微生物群落多样性，建立健康的土壤微生态系统，最终达到修复烟草连作障碍土壤的目标。

总之，为达到符合“绿色农业、绿色烟草”的要求，采用现代生态农业技术，着力抓好普洱生态烟叶开发，走生态之路、环保之路尤为必要。

致谢：本研究得到福建省生态学重点学科子项目《烟草连作障碍的分子机理研究》（0608537）； 云南省烟草农业科学研究院合作研究项目《中低产烟田改造后土壤有机质恢复及转化研究》(09YN003)；福建省高校服务海西建设重点项目子项目《不同耕作制度对烟草连作障碍消减机理研究》（0b08b005）；中国烟草总公司福建省公司《福建清香型烟叶适宜区的生态基础研究》（2010～2012）等项目的资助，特此致谢。

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普洱市山地生态烟叶优良的植烟环境

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13 王松良,林文雄.中国生态农业与世界可持续农业殊途同归[J].农业现代化研究，1993, 20(2):81-84.

14 吴娟. （导师林文雄）烤烟主要品质性状的动态遗传研究[D].福建农林大学硕士学位论文,2006.

15 吴文祥. （导师林文雄）烟草自毒物质及其对根际土壤微生物影响的研究[D].福建农林大学硕士学位论文,2010.

作者简介：林文雄，博士、教授，博士生导师，副校长，主要从事作物生理与分子生态研究，E-mail:wenxiong181@163.com