緩釋鉀肥與肥料運籌方式對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響研究進展

何 康，屠乃美，傅 淋，王靖淵，鄒湘香，張 煒，易 江，劉泓翔

(湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，長沙 410128)

緩釋鉀肥與肥料運籌方式對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響研究進展

何 康，屠乃美*，傅 淋，王靖淵，鄒湘香，張 煒，易 江，劉泓翔

(湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，長沙 410128)

闡述了緩釋鉀肥與肥料運籌方式對煙葉含鉀量以及烤煙產(chǎn)質(zhì)量等方面的影響研究成果，強調(diào)了緩釋鉀肥與肥料運籌方式對提高肥料利用率、降低肥料施用量以及在烤煙生長、品質(zhì)以及煙葉含鉀量提高等方面的重要性，并對緩釋鉀肥在運籌過程中存在的問題進行了討論與展望。

烤煙；施肥；緩釋鉀肥；產(chǎn)量；質(zhì)量

目前，煙葉含鉀量偏低已經(jīng)成為我國煙葉品質(zhì)提高的重要制約因素。為提高煙葉含鉀量，煙農(nóng)一般采取增施鉀肥甚至是奢侈施鉀的方式，但收效甚微。普通化學肥料在施入土壤后有供肥猛、溶解快、施肥點峰值濃度高等優(yōu)點，但是卻存在持續(xù)時間短、不能與作物養(yǎng)分吸收規(guī)律相一致、肥料養(yǎng)分易淋失與揮發(fā)、土壤固定等問題，使肥料利用效率低下。施用緩釋鉀肥以及科學的肥料運籌方式是解決以上問題的有效途徑。緩/控釋鉀肥具有養(yǎng)分釋放與煙株鉀素營養(yǎng)需求相同步的特點，可以保證烤煙在整個生育時期對鉀素營養(yǎng)的需求，促進煙葉中鉀素的積累，提高煙葉鉀含量。針對煙葉含鉀量低、鉀肥利用率低、奢侈施鉀等問題，通過選用緩釋鉀肥、調(diào)整氮磷鉀比例以及鉀肥的基追比、適當增加追施鉀肥的次數(shù)、延遲鉀肥的施用時期來減少鉀肥的施用，可望提高鉀肥利用率、改善煙株碳氮代謝水平、提高煙葉含鉀量以及烤煙的產(chǎn)質(zhì)量。

1 緩釋鉀肥對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

1.1 緩釋鉀肥對烤煙產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

鉀素與煙葉燃燒性、陰燃持火力和色澤呈正相關。含鉀量高的煙葉呈現(xiàn)為深桔黃色，彈性和韌性好，香吃味好，填充性強，燃燒性和陰燃持火力好。已有研究表明，烤煙在生育后期吸K量較大[1，2]；在烤煙移栽后的前3周，煙株吸收K的速率極低，從第4周開始，煙株吸收K的速率增加極快，并在第6～8周達到最大吸收速率，然后急劇下降[3]。而緩釋鉀肥的釋放特征與烤煙生長過程中的需鉀規(guī)律相吻合，緩釋鉀肥中鉀養(yǎng)分在烤煙生育中前期快速釋放，在后期緩慢釋放，這樣可以降低鉀流失和土壤固定等損失，既可以保證烤煙旺長時期對鉀的需求，又能夠明顯提高打頂后根際土壤速效鉀含量，保持土壤中較高的鉀離子濃度[4]。后期仍可以有充足的鉀素供應給煙株，保證煙葉對鉀的吸收量與速度，提高煙葉含鉀量、烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值以及中上等煙比率。

劉金等[5]研究表明，與施用硝酸鉀相比，施用包膜硝酸鉀處理的產(chǎn)量和產(chǎn)值都有顯著提高，其增幅分別為32.08%和34.30%。并且包膜硝酸鉀處理的上等煙率略高于硝酸鉀，但差異不明顯。張翔等[6]試驗表明，施用包膜控釋鉀肥與普通鉀肥相比，烤后煙葉平均增產(chǎn)11.6%，產(chǎn)值平均提高3 721.5元/hm2，增加煙葉總糖和還原糖含量，明顯改善糖堿比。在同樣的施鉀水平下，與常規(guī)鉀肥比，緩釋鉀肥能夠提高烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值，并能夠顯著提高煙葉鉀含量[7]。

可見，施用緩釋鉀肥不僅可以促進煙株的生長發(fā)育，增強煙株生理代謝能力，并能在一定程度上提高煙葉產(chǎn)量和上等煙比例。

1.2 緩釋鉀肥對烤煙品質(zhì)的影響

鉀在煙草體內(nèi)不會形成任何穩(wěn)定的化學物質(zhì)，但能促進煙草植株的光合作用，對煙株的物質(zhì)和能量代謝起著十分重要的作用。鉀素能促進碳水化合物代謝，使含糖量增加；同時鉀還是煙草植株體內(nèi)某些酶的催化劑[8]。鉀能增加煙葉中糖類、色素類、芳香類等與品質(zhì)有關的物質(zhì)合成與積累，并影響烤煙的各種生物化學過程，對煙堿、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機酸和糖類等化學成分的生物化學具有重要影響，從而改善煙葉的品質(zhì)[9]。因此，鉀素含量對評價煙葉品質(zhì)有至關重要的作用。

劉國順等[10]研究表明，與普通鉀肥相比，施用緩釋鉀肥處理提高了煙株各生育期的氮代謝和成熟期的碳代謝；而且緩釋鉀肥及與其他鉀肥的配施也顯著提高了烤后煙葉中的鉀含量、鉀氯比和兩糖比，使煙葉化學成分更趨于協(xié)調(diào)，同時還提高了大多數(shù)種類的香氣物質(zhì)含量。杜志勇等[11]研究表明，控釋鉀肥可以顯著提高烤后煙葉的含鉀量，施用控釋鉀肥煙葉采烤后含鉀量為2.58%～3.01%，是相同施鉀水平下常規(guī)鉀肥處理的2倍左右，且均達到優(yōu)質(zhì)煙的標準。

從以上研究結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，施用緩釋鉀肥能夠顯著提高煙葉總糖、還原糖含量和糖堿比以及烤后煙葉、特別是上部葉的鉀含量，使煙葉內(nèi)在化學成分更趨協(xié)調(diào)，煙葉品質(zhì)得到明顯改善。因此，研究緩釋鉀肥對煙葉含鉀量及其他化學成分的影響有深遠的意義。

2 鉀肥運籌方式對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

影響煙葉含鉀量的因素有氣候、土壤、品種、栽培管理等，其中栽培措施，尤其是施肥措施是人為調(diào)控煙葉含鉀量的關鍵。我國南方烤煙傳統(tǒng)施K方式主要是將K肥集中一次性作基肥施用；或以基肥為主，栽后15 d左右施用少量追肥，而烤煙生育中后期基本不施K肥[12]。這種在較短時間內(nèi)集中施K的方式極易導致K素的淋失和固定。而煙葉鉀素含量偏低主要出現(xiàn)在中上部葉，這可能與后期土壤供鉀能力低有關。

施用鉀肥是提高煙葉鉀含量最直接和最有效的途徑。我國在烤煙鉀肥施用技術(shù)尤其是鉀肥施用量方面已做了大量研究[13～16]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，煙葉鉀含量在一定范圍內(nèi)隨著施鉀量增加而增加，但達到一定程度后再增加鉀肥用量對提高煙葉鉀含量作用不明顯。黃貴萍等[17]研究表明，增加鉀肥用量，并不能顯著提高煙葉含鉀量，高鉀處理的煙葉含鉀量僅比低鉀處理高0.2%左右，但卻增加K2O用量210 kg/hm2。因此，改進肥料配方、調(diào)整成壟方式、施用生長調(diào)節(jié)劑、增加K肥追肥比例和次數(shù)、延長K肥追肥施用時期是提高我國烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的重要優(yōu)化調(diào)控技術(shù)。由此可見，根據(jù)特定氣候條件和土壤類型，結(jié)合烤煙生長發(fā)育特點，研究合理運籌K肥來提高烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)十分重要。

2.1 氮磷鉀配施對煙草產(chǎn)質(zhì)量的影響

在植株所需要的營養(yǎng)元素中，鉀被公認為是“品質(zhì)元素”，不僅僅影響農(nóng)作物的產(chǎn)量，就煙葉而言，鉀素對煙葉品質(zhì)的改善更加顯著。有研究表明，增施鉀肥可顯著提高煙葉中的鉀素含量，提高上部葉致香物質(zhì)含量及烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值，降低煙葉煙堿含量[18]。

大量研究表明，氮磷鉀協(xié)調(diào)配施可以顯著改善煙株的農(nóng)藝性狀，提高煙葉中的鉀含量，降低煙堿含量，協(xié)調(diào)煙葉化學成分，提高煙葉品質(zhì)[19～22]。

汪鄧民等[23]研究表明，增施鉀肥能促進煙葉成熟，提高干物質(zhì)含量，促進煙葉內(nèi)有機物的轉(zhuǎn)化，改善糖堿比等。而高量施K后，土壤中K+濃度升高，與N、Ca、Mg等營養(yǎng)元素間易產(chǎn)生拮抗效應，從而影響煙株對這些營養(yǎng)元素的吸收，導致煙葉生長和養(yǎng)分累積受限，進而降低了煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。還有很多試驗也有相同的結(jié)果[24～27]。

可見，適當增施K肥可促進烤煙葉面積和生物量的增加及對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，有助于烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，但并不是施鉀量越多，經(jīng)濟效益和煙葉品質(zhì)越高，當施鉀量達到一定值后再追施鉀肥會降低煙葉的經(jīng)濟效益及煙葉的內(nèi)在化學成分協(xié)調(diào)性。因此，在煙草施鉀技術(shù)措施中，不能盲目提倡增施鉀肥，過量施鉀會降低鉀的利用率，造成資源浪費。對煙株生長、葉片內(nèi)含物質(zhì)積累而言，不同氮磷水平有其相對適宜的氮磷鉀配合比例，雖隨地域不同會有些差異，但一般氮磷鉀比例以接近于1∶1∶2為優(yōu)。

2.2 分次施鉀對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

由于鉀素對烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量至關重要，針對煙草生長過程中的需鉀規(guī)律，采用基肥與追肥分次施鉀的方法，提高煙葉鉀含量和烤煙產(chǎn)質(zhì)量具有重大意義。

2.2.1 分次施鉀對煙草生長發(fā)育的影響

分次施鉀對煙株的生長，特別是地上部干物質(zhì)合成和積累具有明顯的促進作用。而干物質(zhì)累積總量則直接關系到烤煙的產(chǎn)量。表1是部分研究結(jié)果。

表1 不同基追鉀比例對烤煙生長發(fā)育的影響研究結(jié)果

由表1可以看出，追施鉀肥可以有效改善煙株農(nóng)藝性狀，提高單葉重、干物質(zhì)積累量以及煙葉中的鉀含量。在保證煙株前期鉀素吸收的前提下，鉀肥追施的量越多，農(nóng)藝性狀表現(xiàn)越好。

2.2.2 基追比對烤煙產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

有研究表明，煙葉產(chǎn)量與烤煙生育前、中期供鉀量呈極顯著正相關[32]。在同一K肥用量水平下，上等煙比例、均價和產(chǎn)值均隨追肥比例的增大而顯著遞增，基追肥比例為3∶7和5∶5的處理上等煙比例較基肥追肥比例7∶3處理增幅分別達56.66%和47.82%，差異達顯著水平[33]。胡喆文等人[34]的研究也表明，基追比3∶7的處理在株高、莖圍、最大葉長、產(chǎn)量、均價與上中等煙比例等方面，在試驗所有處理中都是最高的。

因此，由于煙株的吸鉀規(guī)律，鉀肥在中后期的充足供應就顯得尤為重要，基追肥比例對煙葉產(chǎn)量產(chǎn)值會產(chǎn)生很大影響，從上述在不同地區(qū)進行的試驗來看，基追比為3∶7時對產(chǎn)量產(chǎn)值影響最優(yōu)，且無顯著地域差別性。

2.2.3 基追比對烤煙品質(zhì)的影響

鉀參與烤煙碳氮代謝，對煙株中蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪的合成和各種生理代謝的運輸起著十分重要的作用。不同鉀肥基追比例對烤煙葉片內(nèi)在化學成分有一定的影響。部分研究結(jié)果如表2。

表2 鉀肥基追比例對烤煙化學成分的影響研究結(jié)果

基追肥比例的改變對煙葉化學成分有很大影響，在煙株生長后期適當提高鉀肥的施用比例可以增加煙株總吸收鉀量，提高鉀素的利用效率，也有利于提高煙葉的鉀素含量，使煙葉化學成分趨于協(xié)調(diào)。

但也有部分研究得出其他結(jié)論。有研究表明，雖然在烤煙生長中期追施鉀肥可以在短時間內(nèi)大幅度提高烤煙葉片鉀素含量，但無法維持至收獲期，葉片中的鉀素含量提高幅度很??；只有在基施鉀肥使土壤供鉀水平提高時，才能提高煙葉中的含鉀量。充足的鉀肥作為基肥不僅能顯著提高烤煙葉片鉀和氮的含量，有利于鉀素在各部位葉片的均勻分布，并且能提高K2O/N比值，這有助于烤煙的正常落黃和煙葉品質(zhì)的提高[38]。黃貴萍等[17]研究表明，鉀肥的分次施用，對煙葉含鉀量無增加的效果，相反，表現(xiàn)出隨前期鉀肥施用量的減少，煙葉鉀含量減少。楊俊等[39]研究表明，鉀肥不同施用時期對烤煙產(chǎn)量的影響沒有表現(xiàn)出明顯的差異。代曉燕等[28]的試驗表明，提高鉀肥施用量能提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，但中上等煙比例降低。

3 展望

綜上所述，大部分研究結(jié)果表明：緩/控釋鉀肥具有提高肥料利用率、減少養(yǎng)分損失、提高煙葉含鉀量、煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)等的作用。分次施鉀并在煙株生長中后期施鉀，可以有效提高煙葉鉀含量，協(xié)調(diào)煙葉內(nèi)在化學成分，提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量及上中等煙比例。因此，在煙草生產(chǎn)過程中，可以把協(xié)調(diào)氮磷鉀比例和增加K肥追肥比例和次數(shù)，延長K肥追肥施用時期作為提高我國烤煙煙葉鉀含量，特別是中上部煙葉鉀含量以及烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的重要優(yōu)化調(diào)控技術(shù)。

早在20世紀90年代就有報道指出我國在煙草生產(chǎn)中存在著“富鉀土壤貧鉀煙”的現(xiàn)象[40，41]，這么多年來，卻一直沒有得到改善。我國烤煙葉片鉀含量平均在1%～2%[42]，南方煙區(qū)煙葉鉀含量接近或達到2%，北方煙區(qū)煙葉含鉀量只有1.5%左右[43]。

筆者認為在烤煙的生長過程中施入緩釋鉀肥肯定是利大于弊，其所發(fā)揮的作用毋容置疑。它能夠促進烤煙的生長發(fā)育，改善土壤結(jié)構(gòu)；提高土壤肥力；增強煙株抗病能力；協(xié)調(diào)煙葉的內(nèi)在化學成分；促進烤煙產(chǎn)質(zhì)量的提高等。但在施用緩釋鉀肥之前應當注意以下問題：

(1)緩釋鉀肥的施用必須適量。把握好施用緩釋鉀肥的量才能保證后期肥效的充分釋放，有利于煙葉的成熟。同時，處理好緩釋鉀肥與速效肥料的配比也非常重要，以最大限度的提高肥料利用率。

(2)因地制宜。在不同的煙區(qū)，根據(jù)當?shù)赝寥鲤B(yǎng)分狀況、土壤質(zhì)地、氣候條件等因素，找到最適合當?shù)責煵萆a(chǎn)需要的緩釋鉀肥種類以及施用方法，確保在烤煙生產(chǎn)過程中掌握主動。

但是，緩釋鉀肥也存在著許多的問題為眾多學者所關注。首先，緩釋鉀肥需要特殊的材料和制造工藝，因此成本較高，極大地限制了其推廣與應用。其次，緩釋鉀肥的養(yǎng)分釋放與作物養(yǎng)分吸收還不能完全一致，且不同作物具有不同的養(yǎng)分吸收特點。再次，鉀素自身的吸收、運輸、積累和分配的途徑與生理機制，鉀與其它營養(yǎng)元素如氮-鉀，鈣-鎂-鉀之間的互作機制，激素等生長調(diào)節(jié)物質(zhì)與鉀營養(yǎng)的關系，葉片成熟衰老過程中鉀的外撤，以及抑制煙葉鉀含量提高的障礙因素及機制等都還不清楚。最后，追肥施用的方法、深度以及時期都對煙葉含鉀量以及產(chǎn)質(zhì)量有很大的影響。因此，科研工作者們應以上述問題為基礎，研究出低價高效綠色無污染的復合型緩釋肥料。

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2015-01-25

何 康(1991-)，女，湖南常德人，碩士研究生，Email：hkang1025@163.com。

*通信作者：屠乃美，博士生導師，教授，從事作物栽培生理生態(tài)研究，Email：tnm505@163.com。

國家煙草專賣局科技項目(Ts-01)；湖南省煙草公司科技項目(11-14Aa01；2013NK3073)。

S572.062

A

1001-5280(2015)03-0321-05

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.03.25