鉀肥運籌對烤煙鉀吸收利用的影響

李 靜， 張錫洲*， 李廷軒， 鄭子成， 王 勇

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院， 四川成都 611130；2 四川省煙草公司涼山州公司， 四川西昌 615000)

鉀肥運籌對烤煙鉀吸收利用的影響

李 靜1， 張錫洲1*， 李廷軒1， 鄭子成1， 王 勇2

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院， 四川成都 611130；2 四川省煙草公司涼山州公司， 四川西昌 615000)

鉀肥運籌； 烤煙； 吸收； 積累； 利用

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種：云煙85，由涼山州煙草公司提供。

供試土壤：土壤類型為黃棕壤，2012年試驗田土壤基本性質(zhì)為pH 5.76、有機質(zhì)17.71 g/kg、全氮1.41 g/kg、堿解氮215.92 mg/kg、速效磷16.00 mg/kg、速效鉀238.11 mg/kg、緩效鉀387.28 mg/kg。2013年試驗田土壤基本性質(zhì)為pH 5.57、有機質(zhì)20.05 g/kg、全氮1.32 g/kg、堿解氮201.28 g/kg、速效磷18.21 mg/kg、速效鉀245.24 mg/kg、緩效鉀385.64 mg/kg。

供試肥料：硝磷銨(含N 30%、P2O56%)、過磷酸鈣(含P2O512%)、硫酸鉀(含K2O 50%)，均為商品肥料。

1.2 試驗設(shè)計與處理

2012年鉀肥用量試驗設(shè)5個K2O用量處理：0(CK)、90(K90)、180(K180)、270(K270)和360(K360) kg/hm2，每個處理重復(fù)3次，氮、磷肥施用量分別為N 90 kg/hm2、P2O590 kg/hm2。小區(qū)面積為40 m2，共15個小區(qū)，隨機區(qū)組設(shè)計。

試驗在涼山州煙草公司煙葉生產(chǎn)技術(shù)推廣應(yīng)用中心試驗基地進行。每個小區(qū)移栽長勢一致的煙苗50株(行株距為1.2 m×0.5 m)，采用高壟單行栽培，試驗田四周設(shè)保護行。氮、磷、鉀肥施用方法按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣施用，移栽時將全部的磷肥、70% 的氮肥和70% 的鉀肥作為基肥環(huán)施于煙苗周圍，剩余氮、鉀肥在30天之內(nèi)追施。其他栽培管理措施同常規(guī)。樣品的采集按兩種方式進行：1)分別于旺長期(移栽后50 d)、現(xiàn)蕾期(65 d)、下部葉成熟期(85 d)、中部葉成熟期(95 d)和上部葉成熟期(105d)進行采樣，整株采取，每個小區(qū)取4株混合樣為一次重復(fù)； 2)按常規(guī)的煙葉采收方式進行采收、烘烤，煙葉分上部葉、中部葉和下部葉，每個處理取各部位煙葉的混合樣3份，粉碎裝袋待測。

2013年鉀肥追施試驗以不施鉀(I)和當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣施肥量和施肥方法(II)為兩個對照，設(shè)7個不同的基追比例，共9個施鉀處理，每個處理重復(fù)3次，具體設(shè)計見表1。氮、磷肥施用量分別為N 90 kg/hm2、P2O590 kg/hm2。小區(qū)面積為40 m2，共27個小區(qū)，隨機區(qū)組設(shè)計。

試驗地點及試驗小區(qū)布置、煙草種植同2012年。樣品的采集按兩種方式進行：1)烤煙打頂后至下部葉成熟期間每5天取一次樣(共4次)，將煙葉全部采收，每個小區(qū)取4株混合樣為一次重復(fù)；2)按常規(guī)的煙葉采收方式進行采收、烘烤，煙葉分上部葉、中部葉和下部葉，每個處理取各部位煙葉的混合樣3份，粉碎裝袋待測。

青樣采集后先用自來水洗凈，再用蒸餾水潤洗，然后用吸水紙擦干，裝入紙袋，在105℃下殺青半小時，再將溫度降至75℃烘干至恒重并粉碎裝袋待測。

表1 煙草移栽后不同天數(shù)鉀肥基施和追施比例Table 1 Basal and topdressing percentage of potash in different days after transplanting

1.3 測定項目和方法

植株全鉀含量采用H2SO4-H2O2消化—火焰光度計法進行測定；煙葉全氮含量采用H2SO4-H2O2消化—凱氏定氮法進行測定；煙葉氯、還原糖、總糖和煙堿含量均采用CH3COOH浸提—全自動連續(xù)流動分析儀(德國Bran+Luebbe公司生產(chǎn)儀器AAC3)進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

產(chǎn)量(kg/hm2)=單位面積生物量(kg/m2)×10000；

鉀積累量(kg/hm2)=單位面積生物量(kg/m2)×含鉀量×10000；

鉀積累速率[kg/(hm2·d)]=鉀積累量/移栽后天數(shù)；

階段鉀積累速率[kg/(hm2·d)]=階段鉀積累量/階段時間；

鉀肥利用率(%)=(施肥后烤煙成熟時地上部鉀積累總量-未施肥時烤煙成熟期地上部鉀積累總量)/施肥量×100。

采用一元二次模型擬合施鉀量與產(chǎn)量和鉀積累量的關(guān)系y=ax2+bx+c

式中:y為產(chǎn)量或鉀積累量;x為鉀肥用量; c為截距; b為一次回歸系數(shù); a為二次回歸系數(shù)。

根據(jù)邊際收益等于邊際成本計算最佳經(jīng)濟效益施鉀量 dy/yp=dx/xp

式中:xp為K2O價格3.4 yuan/kg;yp為煙葉均價20 yuan/kg。

采用DPS(11.0)進行統(tǒng)計分析； LSD法進行多重比較；圖表制作采用Excel(2007)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉀肥用量對烤煙鉀吸收積累的影響

表2 不同鉀肥用量下烤煙的鉀積累量差異(kg/hm2)Table 2 Differences of various K rates on K accumulation of flue-cured tobacco

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)Values followed by different letters in a column indicate significantly different among the treatments (P<0.05).

2.1.2 鉀肥用量與煙葉產(chǎn)量和鉀積累量的關(guān)系 煙葉的產(chǎn)量、鉀積累量和烤煙整株的鉀積累量均隨鉀肥用量的增加呈先增加后降低的變化趨勢，將煙葉產(chǎn)量、整株鉀積累量和煙葉鉀積累量分別與鉀肥用量進行擬合(表3)。通過調(diào)控鉀肥用量來提高煙葉產(chǎn)量和含鉀量的最終目的是增加烤煙生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，結(jié)合方程(1)計算得到最佳經(jīng)濟效益施鉀量為158 kg/hm2，此時的產(chǎn)量、整株鉀積累量和煙葉鉀積累量分別為2238.37 kg/hm2、99.24 kg/hm2和52.12 kg/hm2，與最大產(chǎn)量和鉀積累量相當(dāng)，且結(jié)合方程(1)和(3)可計算得到煙葉含鉀量為2.33%，高于優(yōu)質(zhì)煙葉的評判標(biāo)準(zhǔn)。而從鉀肥用量來看，最佳經(jīng)濟效益時的鉀肥用量最低，與當(dāng)?shù)氐某Ｒ?guī)用量(225 kg/hm2)相比，減少了25%左右，說明該鉀肥用量在保證煙葉產(chǎn)量和含鉀量的同時，還能降低經(jīng)濟投入，增加收益。

圖1 不同鉀肥用量烤煙的鉀積累速率和階段鉀積累速率Fig.1 K accumulation rate with different K inputs and in different growth days of flue-cured tobacco表3 鉀肥用量與烤煙產(chǎn)量和鉀積累量的關(guān)系Table 3 Relationship of K rate with yield and K accumulation

參數(shù)Parameter回歸方程RegressionequationR2最大值Max(kg/hm2)鉀肥用量Krate(kg/hm2)產(chǎn)量Yield(1)y1=-0.0092x2+3.0714x+1982.75840.9976**2239.10168鉀積累總量TotalKaccumula-tion(2)y2=-0.0006x2+0.2346x+77.20010.9938**103.14196煙葉鉀積累量LeafKaccumulation(3)y3=-0.0004x2+0.1722x+34.94170.9506*53.47215

注(Note): *—P<0.05; **—P<0.01.x—鉀肥用量Represents K rate;y1、y2、y3——分別為產(chǎn)量、整株鉀積累量和煙葉鉀積累量 Indicate yield, K accumulation in whole tobacco plant and K accumulation in leaves.

2.2 鉀肥施用方式對烤煙鉀吸收利用的影響

2.2.1 煙葉產(chǎn)量、含鉀量及品質(zhì) 分析表4可知，鉀肥追施比例和時間對煙葉的產(chǎn)量和含鉀量影響較大。煙葉產(chǎn)量和含鉀量隨鉀肥追施比例的增加呈先增加后降低的變化趨勢，Ⅲ-2和Ⅲ-3處理下煙葉的產(chǎn)量和含鉀量相對較高。將Ⅲ-2和Ⅲ-3處理與常規(guī)施肥區(qū)(Ⅱ)相比，煙葉的產(chǎn)量無顯著性的差異，而Ⅲ-2和Ⅲ-3處理下煙葉的含鉀量高于常規(guī)施肥區(qū)，Ⅲ-3處理下烤煙的上部葉和中部葉含鉀量均顯著高于Ⅱ處理，即Ⅲ-3處理在保證煙葉產(chǎn)量的同時，可顯著提高中、上部煙葉的含鉀量。而該處理的施鉀量僅為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施鉀量的75%左右，說明在烤煙的鉀積累高峰期前以追施比例為60 ∶20 ∶20可顯著提高煙葉的含鉀量。

表4 不同鉀肥追施時間和比例煙葉的產(chǎn)量和含鉀量(2013)Table 4 Yield and K content of leaves under different potash topdressing ratio and date

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)Values followed by different letters in a column indicate significantly different among the treatments (P<0.05).

表5 鉀肥施用方式對煙葉化學(xué)成分的影響(%, 2013)Table 5 Influence of potash management on chemical components in tobacco leaves

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示同一部位煙葉在不同處理間差異顯著(P<0.05)Values followed by different letters in a column indicate significantly different (P<0.05) among different treatments at the same position of leaves. TS—Total sugar; RS—Reducing sugar; TN—Total N; Nic—Nicotine.

肥區(qū)中Ⅲ-2(70 ∶15 ∶15)和Ⅲ-3(60 ∶20 ∶20)處理下煙葉化學(xué)成分的含量較合適，比例協(xié)調(diào)。

2.2.2 煙葉鉀積累量 結(jié)合表2和圖1可知，與現(xiàn)蕾期相比，下部葉成熟期煙株的鉀積累量并沒有降低，且隨生長時間的延長，烤煙的鉀積累速率逐漸增加，說明該烤煙品種如果存在鉀素外溢的現(xiàn)象，應(yīng)在現(xiàn)蕾期至下部葉成熟期之間，且隨打頂后時間的延長，煙株鉀素的外溢減弱。因此第二期試驗從烤煙打頂時開始間隔取樣，觀測不同施鉀方式下烤煙鉀素的外溢情況。如表6所示，除Ⅲ-1處理外，烤煙在成熟期的煙葉鉀積累量均高于打頂當(dāng)天，說明烤煙打頂后至成熟期間Ⅲ-1處理下煙株鉀素的外溢量高于吸收量，移栽時一次施用鉀肥會導(dǎo)致烤煙生長后期土壤供鉀不足，不利于煙葉的鉀素積累。不施鉀處理下，烤煙的鉀積累量較低，且隨打頂后天數(shù)的延長增加較少，成熟期煙葉的鉀積累量顯著低于其他處理；常規(guī)施肥(Ⅱ)煙葉的鉀積累量隨生長時間的延長表現(xiàn)出先降低再增加的變化趨勢，打頂10 d之后煙葉的鉀積累量逐漸增加；優(yōu)化施肥(Ⅲ)中，除Ⅲ-1處理外，煙葉的鉀積累量隨生長時間的延長均表現(xiàn)出先增加后降低再增加的變化趨勢，說明打頂后追施鉀肥對烤煙鉀素的外溢有一個減緩的作用，且Ⅲ-2處理下各時間點煙葉的鉀積累量均高于打頂當(dāng)天煙葉的鉀積累量，Ⅲ-3處理下打頂后15 d煙葉的鉀積累量也顯著高于打頂當(dāng)天。而對比各時間點煙葉的鉀積累量來看，常規(guī)施肥方式下(Ⅱ)烤煙打頂后5 d內(nèi)和10 d內(nèi)煙葉的鉀積累量分別比打頂當(dāng)天降低了5.12%和17.59%；優(yōu)化施肥中，Ⅲ-2處理下煙葉的鉀積累量在打頂后5 d內(nèi)和10 d內(nèi)并沒有降低，反而增加了36.83%和42.75%，Ⅲ-3處理下煙葉的鉀積累量在打頂后5 d也增加了32.04%，10 d內(nèi)降低了2.19%。Ⅲ-2和Ⅲ-3處理下煙葉鉀積累量的降低比例在打頂后5 d內(nèi)和10 d內(nèi)均比常規(guī)施肥(Ⅱ)減少了15個百分點以上，明顯減少了煙葉鉀素的外溢量。

表6 不同鉀肥施用方式下煙葉的鉀積累量(kg/hm2, 2013)Table 6 K accumulation amount in tobacco leaves under different potash management

注(Note): 數(shù)值后不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)Values followed by different letters indicate significantly different (P<0.05) among treatments; 數(shù)值后不同上標(biāo)字母表示同一處理不同時期間差異顯著(P<0.05)Values followed by different superscript lowercase letters indicate significantly different (P<0.05) for the same treatment among different stages.

2.2.3 鉀肥利用率 鉀肥利用率與經(jīng)濟效益密切相關(guān)，提高烤煙的鉀肥利用率不僅能減少經(jīng)濟投入，還能提高煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。從圖2可以看出，施鉀方式能對烤煙的鉀肥利用率產(chǎn)生較大影響。當(dāng)鉀肥用量一致時，烤煙的鉀肥利用率隨追肥比例的增加呈先增大后減少的變化趨勢，Ⅲ-2和Ⅲ-3處理下烤煙的鉀肥利用率相對較高。與當(dāng)?shù)氐某Ｒ?guī)施鉀方式(Ⅱ)相比，優(yōu)化施肥區(qū)中Ⅲ-2和Ⅲ-3處理下烤煙的鉀肥利用率分別提高了18和12個百分點。說明在烤煙的鉀積累高峰期以鉀肥的追施比例為70 ∶15 ∶15和60 ∶20 ∶20能有效地提高施入土壤中鉀肥的利用率，促進烤煙對鉀的吸收，提高煙株的鉀積累量。

圖2 鉀肥施用方式對烤煙鉀肥利用率的影響Fig.2 Influence of potash management on K using efficiency of flue-cured tobacco[注(Note)： 基追比 Dressing ratio Ⅱ—70 ∶30 ∶0； Ⅲ-1—100 ∶0 ∶0； Ⅲ-2—70 ∶15 ∶15； Ⅲ-3—60 ∶20 ∶20； Ⅲ-4—50 ∶25 ∶25； Ⅲ-5—40 ∶30 ∶30； Ⅲ-6—30 ∶35 ∶35； Ⅲ-7—0 ∶50 ∶50.]

3 討論

3.1 烤煙鉀吸收積累特性

3.2 鉀肥用量與烤煙鉀吸收積累的關(guān)系

施鉀量與煙葉含鉀量的關(guān)系一直是烤煙研究領(lǐng)域里的一個熱點，適宜的鉀肥用量不但能保證煙葉產(chǎn)量，提高煙葉含鉀量，還能提高鉀肥利用率，以達(dá)到經(jīng)濟與高產(chǎn)的目的。鄭憲濱等研究指出，只要持續(xù)有效的給烤煙供應(yīng)充足的鉀素，就能使煙葉的含鉀量保持在一個相當(dāng)高的水平[6]。而鐘曉蘭等則認(rèn)為，煙葉含鉀量只在一定范圍內(nèi)隨施鉀量的增加而增加，當(dāng)施鉀量超過一定量后，含鉀量增加緩慢，最后趨于平緩[4]。楊鐵釗等利用指數(shù)方程將烤煙生長天數(shù)與鉀積累量進行擬合，計算得到了烤煙最大鉀積累速率的生長階段[7]。本研究采用一元二次模型將煙葉產(chǎn)量、煙葉鉀積累量和整株鉀積累量分別與鉀肥用量進行擬合，相關(guān)性均達(dá)顯著或極顯著。以最佳經(jīng)濟效益計算得到的鉀肥用量不僅能保證煙葉的產(chǎn)量和含鉀量，其用量也僅為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用量的75%左右。因此，可確定在本試驗條件下，種植云煙85的最佳鉀肥用量為158 kg/hm2。

3.3 施鉀方式與烤煙鉀吸收利用的關(guān)系

一般認(rèn)為，煙葉的含鉀量高，煙葉品質(zhì)及卷煙制品的安全性也較好。研究表明，團棵期和打頂期分次追施鉀肥比團棵期1次等量追施的煙葉品質(zhì)更好，且隨鉀肥追施量的增加，煙葉的總糖量不斷增加，煙堿也呈降低的趨勢[15]。這與本研究的結(jié)果相一致，提高鉀肥的追施比例，各部位煙葉的總糖和還原糖含量基本呈先增加后降低的變化趨勢，前期基肥施用不足或后期缺鉀都會導(dǎo)致煙葉的糖含量降低；煙堿含量隨鉀肥追施比例的增加呈逐漸降低的變化趨勢，基肥施用不足會導(dǎo)致煙堿含量偏低，卷煙制品的吸味淡薄，氯含量與之相反，基肥的過量施用會導(dǎo)致煙葉的氯含量偏低，從而使煙葉葉片偏薄，彈性差。因此，適宜的鉀肥基追比顯得尤為重要。而綜合煙葉的化學(xué)成分及其比值分析，烤煙上部煙葉的品質(zhì)較差，受鉀肥施用方式的影響相對較?。怀Ｒ?guī)施肥(Ⅱ)與優(yōu)化施肥區(qū)中Ⅲ-2(70 ∶15 ∶15)和Ⅲ-3(60 ∶20 ∶20)處理下煙葉化學(xué)成分的含量較合適，比例協(xié)調(diào)，與煙葉含鉀量的情況相一致。

4 結(jié)論

烤煙的鉀積累量隨鉀肥用量的增加呈先增加后降低的變化趨勢，鉀肥用量為158 kg/hm2時煙葉的產(chǎn)量和鉀積累量與最高產(chǎn)量和鉀積累量相當(dāng)，鉀肥的投入量較低。說明在土壤鉀含量處于豐富或以上水平時，適當(dāng)降低鉀肥施用量可提高種植云煙85的經(jīng)濟效益。

鉀肥施用方式對煙葉品質(zhì)指標(biāo)的影響因指標(biāo)的不同而存在一定差異，含鉀量較高的煙葉，其他品質(zhì)指標(biāo)的含量和比值較合適，鉀肥基追比例的協(xié)調(diào)有利于煙葉整體品質(zhì)的提升。

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Effect of potash management on potassium absorption and utilization of flue-cured tobacco

LI Jing1, ZHANG Xi-zhou1*, LI Ting-xuan1, ZHENG Zi-cheng1, WANG Yong2

(1CollegeofResourceandEnvironmentalSciences,SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu611130,China;2LiangshanBranchofSichuanTobaccoCompany,Xichang,Sichuan615000,China)

【Objectives】Low K content in tobacco leaves has been one of the limiting factors for the good quality of tobacco in China, plagued the tobacco production in China. In this paper, the K absorption and utilization of flue-cured tobacco affected by potash management were studied in Liangshan City, Sichuan Province, so as to provide a scientific basis for rational fertilization of tobacco. 【Methods】 A field experiment was conducted to study the appropriate K application rate and the peak K accumulation of the tobacco cultivar Yunyan85. Based on this research, another field experiment was carried out to study the influence of potash management on yield, quality, and K accumulation and utilization efficiency of Yunyan85. 【Results】 The yield and K accumulation of flue-cured tobacco are increased firstly and then decreased with the increase of potash rates. When the K application rate was 158 kg/hm2, about 75% of the local common K rate, the yield is 2238.2 kg/hm2and the K accumulation is 52.16 kg/hm2, which are slightly lower than the highest yield (2239.1 kg/hm2) and the highest K accumulation (53.47 kg/hm2) in the experiment. So, the K application rate can be reduced by 25% to improve the economic benefits of planting tobacco production when the available K content of soil is ≥200 mg/kg. The K accumulation shows a double-peak curve during the whole growing stage of tobacco plants, the two peaks appear at the later vigorous growth stage (50-65 days after transplanting) and middle leaf maturity stage (50-65 days after transplanting). At the K application amount of 158 kg/hm2, 15%-20% of total K fertilizer were top dressed before the later vigorous growth stage (85-95 days after transplanting) and middle leaf maturity (85-95 days after transplanting), the reduce proportion of K accumulation in tobacco leaves at the 5th and the 10th day after topdressing are reduced by 37.2-42.0 and 15.4-60.3 percent points, compared with conventional fertilization. Also the K contents in the middle and upper leaves are significant increased and reached to 3.21% and 3.37% respectively, and the K utilization efficiency is increased by 12-18 percent points. 【Conclusions】 The suitable ratio of basal and topdressing is beneficial to the quality of tobacco leaves. In this research, under the total K application rate of 158 kg/hm2, topdressing 15%-20% in the later vigorous growth stage and middle leaf maturity is expected to reduce the spillover rate of K and increase the K utilization efficiency and K content in tobacco leaves at the maturity, achieving the aim of high-yield and good quality.

potash management; flue-cured tobacco; absorption; accumulation; utilization

2014-04-25 接受日期： 2014-06-18 網(wǎng)絡(luò)出版日期： 2015-02-12

四川省煙草公司涼山州公司科技項目“植煙土壤鉀素動態(tài)變化與煙草鉀吸收分配規(guī)律研究(2011-2013)”資助。

李靜(1989—)， 女， 四川綿陽人，碩士研究生, 主要從事烤煙營養(yǎng)施肥研究。E-mail：lijing3037@163.com * 通信作者 E-mail：zhangxzhou@163.com

S572.06

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1008-505X(2015)04-0969-10