生物鉀肥對烤煙含鉀量及品質(zhì)影響的研究進(jìn)展

蔡永占，韓小女

（1曲靖市煙草公司宣威分公司，云南宣威655400；2宣威市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南宣威655400）

生物鉀肥對烤煙含鉀量及品質(zhì)影響的研究進(jìn)展

蔡永占1，韓小女2

（1曲靖市煙草公司宣威分公司，云南宣威655400；2宣威市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南宣威655400）

鉀是烤煙生長和發(fā)育必不可少的元素之一，煙葉含鉀量是評價煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，煙葉含鉀量偏低已嚴(yán)重制約國內(nèi)煙葉生產(chǎn)的發(fā)展。因此，提高煙葉含鉀量對改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)具有重要的現(xiàn)實意義。筆者綜述了鉀元素的生理功能、鉀元素對煙葉品質(zhì)影響、生物鉀肥對烤煙生長發(fā)育、煙葉含鉀量、煙葉品質(zhì)的影響以及生物鉀肥有效施用條件等方面的研究進(jìn)展，歸納了生物鉀肥對烤煙生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)具有重要決定作用，在此基礎(chǔ)探討了提高煙葉含鉀量的有效途徑及措施，認(rèn)為施用生物鉀肥是進(jìn)一步提高中國煙葉內(nèi)在品質(zhì)的有效途徑之一，最后對生物鉀肥今后研究方向進(jìn)行了展望。

烤煙；生物鉀肥；含鉀量；煙葉品質(zhì)

0 引言

煙草是中國重要經(jīng)濟(jì)作物之一，種植面積和總產(chǎn)量均居世界前列。鉀是烤煙生長發(fā)育必不可少大量元素之一，是煙草公認(rèn)的“品質(zhì)因素”。煙葉鉀含量與煙葉品質(zhì)、卷煙制品的安全性密切相關(guān)[1]。因此，提高煙葉鉀含量對促進(jìn)煙草發(fā)展具有重要的意義。生物鉀肥是可以將土壤積存不能被植物吸收利用的鉀元素轉(zhuǎn)化為能被植物吸收利用的速效鉀，以促進(jìn)煙株生長發(fā)育，提高煙葉產(chǎn)量，改善煙葉品質(zhì)[2-5]。烤煙是典型的“喜鉀作物”，每生產(chǎn)100 kg干煙葉就需要吸收9.88 kg鉀元素[6]。煙葉中鉀含量的高低是衡量煙葉品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)[7]，但是多數(shù)作物對鉀肥的利用效率僅在35%～55%，而利用效率低的作物僅為10%～20%[8]，而在烤煙生產(chǎn)上，一般是通過增加化學(xué)鉀肥的施用量來提高煙葉品質(zhì)，而化學(xué)鉀肥施用量過多不但會造成烤煙生產(chǎn)成本增加，還會造成土壤板結(jié)等環(huán)境污染問題。國際上優(yōu)質(zhì)煙葉的含鉀量一般超過2.5%，而國內(nèi)煙葉含鉀量在1%～2%，一般不會超過2%[9]，煙葉含鉀量較低一直制約著國內(nèi)煙葉生產(chǎn)的發(fā)展。而生物鉀肥作為一種新型鉀肥，具有成本低、施用操作簡便、提鉀效果明顯、無副作用等諸多優(yōu)點，已在其它作物上推廣運用，并取得了顯著效果。因此，生物鉀肥是改善土壤鉀素營養(yǎng)，提高煙葉含鉀量及改善煙葉品質(zhì)的新途徑。筆者綜述了鉀元素以及生物鉀肥對煙葉含鉀量及煙葉品質(zhì)影響的相關(guān)研究進(jìn)展，以期為解決當(dāng)?shù)責(zé)熑~含鉀量普遍偏低的問題，提高當(dāng)?shù)責(zé)熑~含鉀量及改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)提供參考。

1 鉀元素生理功能及對煙葉品質(zhì)影響

1.1 鉀元素生理功能

鉀元素主要以離子形態(tài)存在于植物體內(nèi)，是促進(jìn)各種代謝過程順利進(jìn)行的不同酶類活化劑，鉀元素促進(jìn)葉綠素的合成、穩(wěn)定，從而提高植物的光合效率[10]；植物缺鉀時，會造成ATP合成不足，從而降低植物光合效率[11]；鉀元素通過調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，調(diào)節(jié)氣孔大小，從而調(diào)節(jié)植物體內(nèi)水分平衡[12-13[14-16]。

1.2 鉀元素對煙葉品質(zhì)影響

充足的鉀元素供應(yīng)煙葉烤后顏色鮮亮，呈金黃色，富有彈性，有光澤，填充性好[17]；國內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)區(qū)煙葉品質(zhì)與含鉀量間呈顯著正相關(guān)[18]。鉀元素能顯著減少蛋白質(zhì)、α-氨基酸等不利于提高煙草品質(zhì)相關(guān)物質(zhì)的含量[19]；含鉀量較高的煙葉，往往表現(xiàn)為香氣量足，吃味好，填充性強(qiáng)，富有彈性，陰燃持火力和燃燒性好[20]，另有研究表明，含鉀量較高的煙葉，在燃燒時能有效降低有害物質(zhì)產(chǎn)生，從而提高卷煙制品安全性[18,21]。

2 生物鉀肥對烤煙含鉀量及品質(zhì)影響

2.1 生物鉀肥對土壤養(yǎng)分影響

研究表明，生物鉀肥可以不同程度地提高土壤中有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷、堿解氮的含量[22]，使土壤速效鉀提高到30.2～48.6 mg/kg[23]；施用7.5 kg/hm2生物鉀肥后，土壤中速效鉀可增加16.7%，速效磷可增加54%[24]。生物鉀肥促進(jìn)土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，從而提高肥料利用率。

2.2 生物鉀肥對烤煙生長發(fā)育影響

施用生物鉀肥可有效改善煙株根際微生態(tài)環(huán)境，提高根系周圍礦質(zhì)元素的有效性，促進(jìn)煙株主根生長，增加側(cè)根數(shù)量，有利于促進(jìn)根系對養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)煙株生長發(fā)育，大田長勢好。增施生物鉀肥可以提高株高、莖圍、葉片數(shù)等農(nóng)藝性狀，促進(jìn)正常落黃[25]；生物鉀肥在替代50%化學(xué)鉀肥情況下，對烤煙根鮮重、莖圍、株高、葉面積也有明顯的促進(jìn)作用[25]；同時，增施生物鉀肥可以降低煙株發(fā)病率和病情指數(shù)[26]，可使煙株赤星病減少15%左右，炭疽病減少7%左右[24]。

2.3 生物鉀肥對烤煙含鉀量、經(jīng)濟(jì)性狀及品質(zhì)的影響2.3.1生物鉀肥與煙葉含鉀量的關(guān)系施用適宜生物鉀肥可以有效提高煙葉含鉀量，這在以不斷提高煙葉品質(zhì)為目標(biāo)的烤煙生產(chǎn)中尤其重要。劉國順等[4]比較分析施用生物鉀肥后不同部位煙葉鉀含量，認(rèn)為施用生物鉀肥可增大上、中、下莖部、葉脈之間鉀元素濃度梯度，為中上部葉片提供了豐富鉀源，從而顯著提高中上部葉片中含鉀量；有研究表明[25,27]，施用生物鉀肥可以提高煙葉含鉀量，鉀氯比由9.9提升到12.4。

2.3.2 生物鉀肥與煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值以及中上等煙比例等經(jīng)濟(jì)性狀的關(guān)系施用生物鉀肥在提高煙葉含鉀量的同時，也顯著提高煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值以及中上等煙比例等經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益明顯[28]。丁燦等研究了生物鉀肥對‘K326’生長發(fā)育的影響，結(jié)果表明，生物鉀肥處理的烤煙在產(chǎn)量、產(chǎn)值以及中上等煙比例均顯著高于對照，由此可見，施用生物鉀肥可以增加煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比例等經(jīng)濟(jì)性狀；同時也有類似研究表明[29,30]，施用生物鉀肥處理，上部葉片增重明顯，產(chǎn)量提高13.33%，產(chǎn)值大幅度提高，上等煙比例提高58.06%。

2.3.3 生物鉀肥與煙葉品質(zhì)的關(guān)系國內(nèi)不同煙區(qū)大田試驗示范結(jié)果表明，生物鉀肥在提高煙葉內(nèi)在品質(zhì)方面效果顯著。施用生物鉀肥后，可以提高煙葉總糖、還原糖、施木克值、鉀氯比等有利于煙葉品質(zhì)的化學(xué)成分含量，降低總氮、蛋白質(zhì)、總氯等不利于煙葉品質(zhì)的化學(xué)成分含量，使煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，從而改善煙草香吃味和燃燒性，提高煙葉品吸質(zhì)量。端永明等[31]研究表明，隨著生物鉀肥施用量增加，煙葉總糖、還原糖也會增加；施用生物鉀肥后煙葉總糖含量、還原糖含量較對照明顯提高，而煙葉蛋白質(zhì)含量、總氮含量、氯含量較對照顯著降低[22]；梁偉等[32]研究生物鉀肥對河池?zé)焻^(qū)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，結(jié)果表明，在常規(guī)施化學(xué)鉀肥的基礎(chǔ)上，增施生物鉀肥30 kg/hm2較能顯著提高煙葉產(chǎn)量，改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)；高華軍等[33]研究認(rèn)為，在適當(dāng)減少化學(xué)鉀肥的情況下，施用生物鉀肥不會降低煙葉中主要致香物質(zhì)含量和總致香物質(zhì)含量，煙葉品吸質(zhì)量和綜合效益較好。

2.4 生物鉀肥有效施用條件

施用生物鉀肥需要掌握好關(guān)鍵施用技術(shù)，才能充分發(fā)揮其在烤煙生產(chǎn)上增產(chǎn)增效的作用，改善煙葉品質(zhì)。生物鉀肥在有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷豐富的壤質(zhì)土壤上施用效果好，尤其是在土壤速效鉀含量小于100 mg/kg的缺鉀土壤中效果最好，而生物鉀肥不宜在貧瘠的沙質(zhì)土壤和保水保肥能力差的土壤中施用。與此同時，生物鉀肥不能在陽光下暴曬，要隨配隨用，特別是不要與除草劑、殺菌劑接觸或混用，如硫酸銅、多菌靈等，也不要與強(qiáng)堿肥料接觸或混用，如草木灰，以免殺死菌體，影響效果[34]。施用生物鉀肥的地塊要增施有機(jī)肥料、合理排灌、中耕松土，創(chuàng)造適宜于生物鉀肥生長繁殖的環(huán)境，以利于充分發(fā)揮生物鉀肥的肥效。

3 提高煙葉含鉀量的有效途徑及措施

3.1 培育富鉀烤煙品種

研究表明，不同烤煙品種對煙葉鉀含量的影響要遠(yuǎn)大于不同施鉀量，不同烤煙品種在鉀肥利用效率和煙葉鉀含量存在顯著差異[35]。因此，在提高煙葉含鉀量有效措施中，選擇那些對鉀元素吸收效率高和積累能力強(qiáng)的烤煙品種是最有效的措施之一。通過26個不同鉀利用率烤煙品種對鉀元素積累效率進(jìn)行差異分析，結(jié)果表明，鉀高效品種鉀吸收效率是鉀低效品種的3倍以上[36]。不同施鉀量處理與煙草基因型含鉀量相關(guān)分析表明，富鉀烤煙品種篩選以常規(guī)施鉀量最為適宜[37]。也有研究表明，將鉀離子通道基因KAT1和AKT1導(dǎo)人擬南芥和煙草中獲得一系列轉(zhuǎn)基因株系，發(fā)現(xiàn)某些株系的含鉀量和吸鉀速率均顯著增加[38]。也有研究表明，將擬南芥中的鉀離子通道基因運用分子生物學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)移到煙草中，煙葉含鉀量提高了18%～22%[39]。

3.2 物理及化學(xué)調(diào)控技術(shù)

運用物理、化學(xué)等調(diào)控技術(shù)在一定的程度上可以提高煙葉含鉀量。有研究表明，地膜覆蓋促進(jìn)中前期煙葉含鉀量的提高，打頂后揭膜促進(jìn)后期煙葉含鉀量的積累[40-41]，打頂后使用生長素處理莖斷面，也可提高煙葉含鉀量[42]；不同煙草品種經(jīng)不同劑量的輻射或者氮離子束脈沖處理后，得出不同烤煙品種煙葉含鉀量能明顯提高的最佳輻射劑量[43]；打頂后施用IAA和IBA處理，可促進(jìn)煙株對鉀元素吸收，提高了煙葉含鉀量，降低了煙堿含量，從而改善煙葉品質(zhì)[44]。

3.3 配套栽培技術(shù)

根據(jù)植物吸收礦質(zhì)元素規(guī)律及煙草對鉀元素吸收利用規(guī)律，通過合理配套的栽培技術(shù)，在一定程度上也可以提高煙葉含鉀量。通過深栽、高培土、綜合培根等栽培措施，提高了煙株對鉀元素的利用率，從而提高煙葉含鉀量[45]。也有研究表明，通過平衡施肥和水肥調(diào)控技術(shù)，在一定程度可提高煙葉含鉀量[46]。通過提高鉀肥追施比例和次數(shù)，在一定程度有助于提高煙葉含鉀量、改善煙葉品質(zhì)[47]；在施鉀量相同的條件下，增加追施比例和追施次數(shù)，可提高中上部煙葉含鉀量[48]。

4 生物鉀肥研究展望

綜上所述，鉀元素對促進(jìn)煙株生長發(fā)育、提高煙葉含鉀量及品質(zhì)具有重要的作用，而生物鉀肥通過活化土壤養(yǎng)分，均衡土壤養(yǎng)分供給，提高肥料利用效率，促進(jìn)煙株正常生長發(fā)育，提高煙葉含鉀量，改善煙葉品質(zhì)。因此，針對國內(nèi)煙葉含鉀量普遍偏低，開展生物鉀肥相關(guān)研究，在烤煙生產(chǎn)中，運用新型生物鉀肥不斷提高當(dāng)?shù)責(zé)熑~含鉀量及內(nèi)在品質(zhì)具有重要意義。目前，生物鉀肥已較多運用在糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物上[34,49]，在烤煙生產(chǎn)上研究目前主要集中在對烤煙生長發(fā)育、經(jīng)濟(jì)性狀、常規(guī)化學(xué)成分的影響，而生物鉀肥對提高煙葉含鉀量、改善煙葉品質(zhì)的內(nèi)在機(jī)制等方面還需深入研究。

4.1 針對主栽品種及富鉀基因型品種開展生物鉀肥種類篩選

要有針對性地對國內(nèi)或者省內(nèi)主栽品種，如“云煙87”、“云煙97”等云煙系列以及新選育出來的富鉀烤煙品種開展不同的試點，將室內(nèi)實驗和大田試驗有機(jī)結(jié)合，研究不同種類生物鉀肥對土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、煙株生長發(fā)育、抗逆性、煙葉含鉀量、煙葉品質(zhì)等方面的影響，揭示不同種類生物鉀肥對烤煙生長發(fā)育的影響機(jī)制，不斷篩選出適宜當(dāng)?shù)乜緹熒a(chǎn)的新型生物鉀肥種類。

4.2 生物鉀肥有效施用關(guān)鍵技術(shù)研究

生產(chǎn)實踐表明，適宜的生物鉀肥必須在一定的條件下施用，才能充分發(fā)揮其增產(chǎn)增效的作用。通過不同小區(qū)試驗和大田示范，針對不同生物鉀肥種類，開展不同土壤條件、水利條件、氣候條件、發(fā)育時期以及施用方式等方面開展生物鉀肥關(guān)鍵施用技術(shù)研究，不斷優(yōu)化施用技術(shù)，以期不斷降低烤煙生產(chǎn)成本，改善煙葉品質(zhì)，充分挖掘生物鉀肥在烤煙生產(chǎn)上的潛力。

4.3 開展生物鉀肥與植物生長調(diào)節(jié)劑互作方面的研究

植物生長調(diào)節(jié)劑具有植物激素作用，它們在較低濃度下就能促進(jìn)或者抑制植物生命過程某些環(huán)節(jié)，改善植物與環(huán)境的互作關(guān)系，增強(qiáng)作物的抗逆性，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)，使之向人們需要的方面發(fā)展。目前，在烤煙生產(chǎn)上有關(guān)生物鉀肥與植物生長調(diào)劑互作方面研究很少，尤其是在提高煙葉含鉀量及改善煙葉品質(zhì)方面。因此，在烤煙生產(chǎn)上很有必要開展生物鉀肥與植物生長調(diào)節(jié)劑互作方面的研究，不斷揭示生物鉀肥與植物生長調(diào)節(jié)劑互作對提高煙葉含鉀量、改善煙葉品質(zhì)的內(nèi)在機(jī)制，以期有助于解決國內(nèi)煙葉含鉀量偏低的問題。

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Advance in Effect of Biotic Potassium Application on Potassium Content and Quality of Flue-cured Tobacco

Cai Yongzhan1,Han Xiaonv2

(1Xuanwei Tobacco Company of Qujing Prefecture,Xuanwei 655400,Yunnan,China；2Agro-Technology Extension Center of Xuanwei County,Xuanwei 655400,Yunnan,China)

Potassium is one of the elements essential for the growth and development of flue-cured tobacco, potassium content is an important indicator of quality of flue-cured tobacco,low potassium content of fluecured tobacco severely restricts the development of tobacco production.Therefore,it is of great practical significance to improve the potassium content of flue-cured tobacco to enhance the quality of flue-cured tobacco in China.The authors reviewed the effect of potassium on physiological function and quality of fluecured tobacco,effect of biological potassium fertilizer on development,potassium content,quality of flue-cured tobacco and conditions for effective application of biological potassium fertilizer.The effects of biological potassium fertilizer on the growth,yield and quality of flue-cured tobacco were summarized.On the basis of the above discussion,the techniques for increasing the potassium content of flue-cured tobacco were proposed. It was believed that biological potassium fertilizer was one of the effective ways to improve the quality of fluecured tobacco in China.The authors made an outlook on the future research of biological potassium fertilizer.

Flue-Cured Tobacco；Biotic Potassium；Potassium Content；Quality of Flue-cured Tobacco

S-1

A論文編號：cjas16080001

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金(CARS-10-03A)。

蔡永占，男，1984年出生，河南開封人，農(nóng)藝師，博士，從事煙草栽培生理研究。通信地址：655400云南省宣威市建設(shè)西街72號曲靖市煙草公司宣威分公司，E-mail：caiyongzhan2010@163.com。

韓小女，女，1982年出生，河南南陽人，農(nóng)藝師，碩士，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣應(yīng)用研究。通信地址：655400云南省宣威市振興街574號宣威市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，E-mail：hanxiaonv6203@163.com。

2016-08-02，

2016-09-26。