腐植酸鉀對(duì)土壤氮磷鉀及煙葉中性致香物質(zhì)的影響

張文靜，黃 建，王 迅，李 莉，盧 迪，朱 波，閆凱龍，于建軍

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國(guó)家煙草栽培生理生化研究基地，河南 鄭州450002；2.江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江西 南昌330096）

腐植酸鉀對(duì)土壤氮磷鉀及煙葉中性致香物質(zhì)的影響

張文靜1，黃 建2，王 迅1，李 莉1，盧 迪1，朱 波1，閆凱龍1，于建軍1

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國(guó)家煙草栽培生理生化研究基地，河南 鄭州450002；2.江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江西 南昌330096）

針對(duì)河南煙區(qū)煙葉濃香型特色下降、土壤板結(jié)等問(wèn)題，于2014年在河南省郾城，以中煙100為材料，進(jìn)行了腐植酸鉀田間試驗(yàn)，研究腐植酸鉀對(duì)煙田土壤主要營(yíng)養(yǎng)成分以及煙葉中性致香物質(zhì)的影響。結(jié)果表明，施用腐植酸鉀能增加煙田土壤氮磷鉀的含量，同時(shí)有利于煙葉中性致香物質(zhì)的生成，其中以常規(guī)施肥+150 k g/h m2腐植酸鉀的處理效果最好。

腐植酸鉀；堿解氮；有效磷；速效鉀；中性致香物質(zhì)

研究顯示，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮、磷、鉀肥的利用率均較低，大量施用化肥造成土壤板結(jié)、肥力下降的同時(shí)，未被作物利用的化肥流失也導(dǎo)致了嚴(yán)重的水體污染和農(nóng)產(chǎn)品污染，給環(huán)境帶來(lái)較大危害[1-2]。腐植酸是動(dòng)植物遺骸經(jīng)過(guò)微生物的分解和轉(zhuǎn)化以及地球化學(xué)的一系列過(guò)程形成和積累起來(lái)的一類(lèi)成分復(fù)雜的天然有機(jī)物質(zhì)[3]。研究表明，腐植酸類(lèi)肥料不僅能有效改良土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，還能通過(guò)增氮、解磷、促鉀作用提高土壤肥力[4]。

煙草是典型的喜鉀作物，把腐植酸與鉀元素結(jié)合制成的腐植酸鉀，不但可改良土壤結(jié)構(gòu)，使土壤中鉀元素含量增加，而且可刺激作物生長(zhǎng)，使肥料增效[5-6]。因此，以中煙100為材料，研究不同腐植酸鉀施用梯度對(duì)植煙土壤及煙葉中性致香物質(zhì)的影響，旨在探究合適的腐植酸鉀用量，為腐植酸鉀在煙葉生產(chǎn)中的利用提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及供試材料

2013年在漯河市臨潁縣李集鄉(xiāng)開(kāi)展試驗(yàn)，土壤理化性狀：pH值7.38，堿解氮74.27mg/kg，有效磷11.32 mg/kg，速效鉀124.61mg/kg。供試烤煙品種為中煙100。試驗(yàn)所用腐植酸鉀肥腐植酸含量≥55%，K2O含量為8%～11%（濟(jì)南創(chuàng)世化工有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：對(duì)照（CK），常規(guī)施肥；T1，常規(guī)施肥+75 kg/hm2腐殖酸鉀；T2，常規(guī)施肥+150 kg/hm2腐殖酸鉀；T3，常規(guī)施肥+225 kg/hm2腐殖酸鉀。采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理3次重復(fù)。腐殖酸鉀全部用作基肥。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 （1）土壤測(cè)定。分別在烤煙移栽后30、60、90 d，以五點(diǎn)取樣法分別采集各處理耕層土樣。堿解氮、有效磷和速效鉀分別采用堿解擴(kuò)散法、0.5mol/LNaHCO3浸提法、火焰光度法測(cè)定[7]。（2）煙葉中性致香物質(zhì)檢測(cè)。各小區(qū)煙葉按當(dāng)?shù)卣Ｋ讲墒?，掛牌?biāo)記后送入烤房。烘烤結(jié)束后從各處理中隨機(jī)取樣。中性致香物質(zhì)利用GC/MC采用內(nèi)標(biāo)法測(cè)定分析。

1.2.3 GC/MS分析條件 采用HP5890-5972氣質(zhì)連用儀進(jìn)行GC/MS分析，其條件如下：色譜柱，HP-5（60 m×0.25mm×0.25μm）；載氣為氦氣（He），流速0.8 ML/Min；近樣口溫度250℃，傳輸線溫度280℃，離子源溫度177℃；升溫程序，50℃2min后，以每分鐘2℃的速度升至120℃，5Min后再以每分鐘2℃的速度升至240℃，30Min；分流比為1︰15，進(jìn)樣量2μL；電離能70 eV；質(zhì)量數(shù)范圍50～500 amu；MS譜庫(kù)NIST02；采用內(nèi)標(biāo)法定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐植酸鉀對(duì)土壤中堿解氮含量的影響

氮素是影響煙株生長(zhǎng)發(fā)育以及煙葉品質(zhì)的最重要元素[8]，而堿解氮含量是衡量土壤供氮能力的標(biāo)準(zhǔn)。由圖1可知，施用腐植酸鉀的3個(gè)處理，在烤煙各個(gè)時(shí)期土壤中堿解氮的含量均高于對(duì)照處理。移栽后30 d，T1、T2、T3中堿解氮的含量分別比對(duì)照高1.28%、4.8%、10.28%；移栽后60 d，T1、T2、T3中堿解氮的含量分別比對(duì)照高1.62%、7.74%、21.98%；移栽后90 d，T1、T2、T3中堿解氮的含量分別比對(duì)照高2.54%、7.92%、12.33%。這表明腐植酸可改良土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，提高土壤中堿解氮含量。

圖1 不同施用量的腐植酸鉀處理對(duì)植煙土壤中堿解氮含量的影響

2.2 腐植酸鉀對(duì)土壤中有效磷含量的影響

有效磷是土壤磷元素中對(duì)作物最重要的一部分，其含量是評(píng)價(jià)土壤供磷能力的重要指標(biāo)之一。從圖2中可以看出，T1、T2、T3處理中，土壤有效磷含量均高于同時(shí)期CK處理的。移栽后30 d，各處理的土壤有效磷含量從高到低依次為T(mén)2＞T3＞T1＞CK；移栽后60 d，各處理土壤有效磷含量的降幅均較大，下降量分別為22.78mg/kg（CK）、23.45mg/kg（T1）、26.4 mg/kg（T2）、26.63mg/kg（T3）；移栽后90 d，各處理有效磷含量大小順序與移栽后30 d相同。這說(shuō)明施用腐植酸鉀能促進(jìn)土壤中有效磷含量的增加。T2處理中各時(shí)期有效磷含量略高于T3，這可能是因?yàn)樵诟菜徕浭┯昧枯^大的情況下，腐植酸鉀與土壤中的磷將發(fā)生吸附或其他物理作用，使土壤中有效磷的含量降低，這一結(jié)論與王家盛等[9]的研究結(jié)果類(lèi)似。

圖2 不同施用量的腐植酸鉀處理對(duì)植煙土壤中有效磷含量的影響

2.3 腐植酸鉀對(duì)土壤中速效鉀含量的影響

速效鉀含量是評(píng)價(jià)土壤鉀素水平和預(yù)測(cè)植物施鉀反應(yīng)的重要指標(biāo)，及時(shí)了解土壤速效鉀含量及其變化，對(duì)指導(dǎo)鉀肥施用非常重要[10]。從圖3中可以看出，隨著腐植酸鉀用量的增加，各處理土壤中的速效鉀含量逐漸增加，移栽后30、60、90 d，土壤中速效鉀的含量均以T3處理最高，CK處理最低。這一方面是因?yàn)楦菜徕浭┯昧康脑黾樱雇寥乐锈浽氐暮吭黾?；另一方面可能是腐植酸?duì)土壤中鉀元素的緩釋及腐植酸促使土壤中難溶性鉀的釋放所導(dǎo)致的。這表明施用腐植酸鉀有益于提高土壤中速效鉀的含量。

圖3 不同施用量的腐植酸鉀處理對(duì)植煙土壤中速效鉀含量的影響

2.4 腐植酸鉀對(duì)煙葉中性制香物質(zhì)含量的影響

由表1可知，施用腐植酸鉀的3個(gè)處理，其上、中部葉的苯丙氨酸類(lèi)、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、類(lèi)胡蘿卜素降解產(chǎn)物及新植二烯含量均高于對(duì)照處理，這表明施用腐植酸鉀有利于煙葉中性致香物質(zhì)的生成；中性致香物質(zhì)總量由高到低排列依次為T(mén)2＞T3＞T1＞CK，T3處理煙葉的中性致香物質(zhì)生成量小于T2處理的，說(shuō)明腐植酸在一定用量范圍內(nèi)有利于香氣物質(zhì)的生成，但超過(guò)一定用量范圍時(shí)，腐植酸不但不能促進(jìn)致香物質(zhì)的生成，還可能產(chǎn)生拮抗作用，抑制致香物質(zhì)的生成。由此可知，處理2（施用常規(guī)+150 kg/hm2腐植酸鉀）對(duì)于中性致香物質(zhì)的生成最為有利。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，施用腐植酸鉀，植煙土壤中的堿解氮、有效磷、速效鉀的含量在烤煙生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期與對(duì)照相比均有不同程度的提高。土壤中堿解氮與速效鉀的含量均與腐植酸鉀的施用量呈正相關(guān)。有效磷的含量雖在常規(guī)+150 kg/hm2腐植酸鉀和常規(guī)+225 kg/hm2腐植酸鉀兩個(gè)處理中有所反復(fù)，但施用腐植酸鉀的處理土壤中有效磷的含量均大于對(duì)照處理。這說(shuō)明施用腐植酸鉀對(duì)于提高土壤氮磷鉀的含量是有利的。王日鑫等的研究中也提到腐植酸肥料對(duì)于改良化肥和提高化肥利用率方面潛力巨大。

表1 各處理烤后煙葉中主要致香物質(zhì)含量的比較

研究表明，腐植酸鉀可通過(guò)改良土壤間接地提高煙葉的品質(zhì)。對(duì)施用與未施用腐植酸鉀的煙葉樣品進(jìn)行中性致香物質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)施用腐植酸鉀的處理煙葉的中性致香物質(zhì)含量均高于未施用腐植酸鉀的煙葉。同時(shí)，對(duì)腐植酸鉀不同梯度施用量的3個(gè)處理的煙葉樣品進(jìn)行中性致香物質(zhì)含量分析，結(jié)果表明施用常規(guī)+150 kg/hm2腐植酸鉀的處理，其煙葉樣品的中性致香物質(zhì)的含量最高。

綜上所述，在試驗(yàn)條件下，施用腐植酸鉀在增加土壤中氮磷鉀含量的同時(shí)，可提高煙葉中性致香物質(zhì)的含量，且以施用常規(guī)+150 kg/hm2腐植酸鉀的處理中效果最好。

[1]張玉樹(shù)，丁 洪，盧春生，等.控釋肥料對(duì)花生產(chǎn)量、品質(zhì)以及養(yǎng)分利用率的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2007，13（4）：700-706.

[2]武雪萍，劉增俊，趙躍華.施用芝麻餅肥對(duì)植煙根際土壤酶活性和微生物碳、氮的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2005，11（4）：541-546.

[3]徐東耀，徐小方，王 巖，等.提取褐煤中腐殖酸的新方法[J].煤炭加工與綜合利用，2007，（2）：29-33.

[4]王日鑫，秦會(huì)娟.腐植酸的增氮解磷促鉀作用[J].腐植酸，2008，（4）：32-37.

[5]李廣才，李富欣，王留河.餅肥、腐殖酸對(duì)植煙土壤養(yǎng)分及烤煙生長(zhǎng)的影響[J].煙草科技，1999，（3）：39-40.

[6]時(shí)向東，劉國(guó)順，李廣才，等.不同類(lèi)型肥料對(duì)烤煙發(fā)育過(guò)程中土壤養(yǎng)分狀況的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，33（3）：235-237.

[7]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1981.

[8] 閆克玉、趙銘欽.煙草原料學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

[9]王家盛，石學(xué)勇.用過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)腐植酸系復(fù)合（混）肥水溶磷退化的現(xiàn)象和機(jī)理分析[J].腐植酸，2011，（3）：42.

[10]羅建新，肖漢乾，彭建偉，等.施鉀方法對(duì)土壤供鉀能力及烤煙鉀累積的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000，26（5）：352-354.

（責(zé)任編輯：成 平）

EffectofPotassiuMHumateon SoilN PK and NeutralAroma Constituentsof Flue-cured Tobacco

ZHANGWen-jing1，HUANG Jian2，WANG Xun1，LILi1，LU Di1，ZHU Bo1，YAN Kai-Long1，YU Jian-Jun1
（1.National Tobacco Cultivation&Biochemistry Research Center,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,PRC; 2.Jiangxi Provincial Tobacco Company,Nanchang 330096,PRC）

In order to improve the characteristic of full aroma of flue-cured tobacco and prevent soil harden in Henan,the test took Zhongyan 100 asmaterial,studied the effect of potassiuMhumate on soil NPK and neutral aroma constituents of flue-cured tobacco in Yancheng.The results showed that the application of potassiuMhumate could improve the content of NPK in soil and in favor of the generation of neutral aroma constituents of flue-cured tobacco,and disposing the fertilizing amountof conventional fertilizing+150 kg/hm2had thebestresult.

potassiuMhumate;alkali-hydrolyzable nitrogen;available phosphorus;rapidly available potassium;neutral aroma constituents

TQ447.3

A

1006-060X（2015）04-0060-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.04.020

2015-03-20

江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司資助項(xiàng)目（2013年）

張文靜（1990-），女，河南中牟縣人，碩士研究生，研究方向?yàn)闊熑~質(zhì)量評(píng)價(jià)。

于建軍