枸溶性鉀肥與硫酸鉀配施對烤煙-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響

王 曉 ，王 豐，劉光快，李 鑫

(1.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽 550025； 2.貴州省黔西南州煙草公司，貴州 興義 562400；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草研究院，湖南 長沙410128)

枸溶性鉀肥與硫酸鉀配施對烤煙-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響

王 曉1，王 豐2*，劉光快2，李 鑫3

(1.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽 550025； 2.貴州省黔西南州煙草公司，貴州 興義 562400；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草研究院，湖南 長沙410128)

為探明枸溶性鉀肥配施在烤煙栽培上的應(yīng)用效果，通過連續(xù)種植2季烤煙的盆栽試驗，研究了枸溶性鉀肥與硫酸鉀配施對烤煙生物量、鉀素吸收量、烤煙-土壤系統(tǒng)鉀素平衡以及土壤速效鉀、緩效鉀含量變化的影響。結(jié)果表明，枸溶性鉀肥配施硫酸鉀較單施硫酸鉀顯著提高2季烤煙生物量和鉀素吸收量，以T3處理(75%枸溶性鉀肥+25%硫酸鉀)效果較好，其中鉀素吸收總量比單施硫酸鉀增加33.05%；枸溶性鉀肥配施硫酸鉀處理烤煙生長后期枸溶態(tài)鉀的分解供應(yīng)緩解了土壤鉀素虧缺，維持土壤鉀素平衡，有利于烤煙生長，其中T3處理鉀素平衡系數(shù)為1.06，優(yōu)于其他配施比例；2季烤煙收獲后，枸溶性鉀肥配施硫酸鉀處理土壤速效鉀和緩效鉀含量均高于單施硫酸鉀肥處理。因此，枸溶性鉀肥配施硫酸鉀能更好地補充土壤中的有效鉀素，緩解土壤鉀素不足，促進烤煙生長，建議烤煙生長連作時配施一定比例的枸溶性鉀肥，尤以75%枸溶性鉀肥+25%硫酸鉀配施比例較好。

枸溶性鉀肥； 硫酸鉀； 烤煙； 土壤； 鉀素平衡

鉀對于改善煙草品質(zhì)作用十分顯著，鉀含量是評價煙葉質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[1-3]。目前，我國烤煙生產(chǎn)中施用的鉀肥普遍為水溶性鉀肥，如硫酸鉀、硝酸鉀等。水溶性鉀肥的增產(chǎn)效果顯著，增產(chǎn)率達10%～18%，但我國的水溶性鉀素資源儲量少，鉀肥需求量又大，是世界鉀肥進口大國[4-5]。加之目前我國煙葉鉀含量普遍較低，生產(chǎn)上多通過增施鉀肥提高煙葉鉀含量，加劇水溶性鉀素資源短缺的同時也產(chǎn)生了很多環(huán)境問題。

我國非水溶性鉀礦資源分布廣泛、種類繁多，探索開發(fā)利用非水溶性鉀礦資源成為解決我國水溶性鉀肥不足的有效途徑。近年來，研究工作者利用鉀長石等非水溶性鉀礦資源生產(chǎn)出鉀硅肥、鉀鈣硅肥、含鉀復(fù)合肥等新型鉀肥[6-7]。其中鉀硅肥是以含有鉀、硅及多種元素的天然礦石為原材料生產(chǎn)出的一種新型枸溶性鉀肥[6]。研究表明，施用鉀硅肥可以顯著提高水稻產(chǎn)量，促進花生營養(yǎng)生長和生殖生長，增強冬小麥根系活力[8-10]。枸溶性鉀肥對作物-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響研究表明，枸溶性鉀肥和水溶性鉀肥均能補充土壤的有效鉀素，緩解土壤鉀素的消耗，維持土壤鉀素肥力水平的穩(wěn)定，有利于作物增產(chǎn)[11]。已有枸溶性鉀肥在烤煙栽培上的應(yīng)用研究表明，枸溶性鉀肥的緩釋性能滿足烤煙生育后期吸鉀量較大的需求，促進烤煙生長，與常規(guī)施用硫酸鉀相比效果較為明顯，且枸溶性鉀肥與硫酸鉀不同配施比例的促進效果不同[12]。作物對肥料中鉀素的吸收情況以及肥料中鉀素的釋放情況是開發(fā)新型鉀肥的一個重要依據(jù)，目前，枸溶性鉀肥配施對烤煙生長、土壤鉀素含量以及烤煙-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響尚未見系統(tǒng)報道，鑒于此，進行連續(xù)種植2季烤煙的盆栽試驗，比較枸溶性鉀肥與硫酸鉀不同配施比例對烤煙生物量、鉀素吸收量以及烤煙-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響，以探明枸溶性鉀肥配施在烤煙栽培上的應(yīng)用效果。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為K326，供試硫酸鉀為煙草專用硫酸鉀復(fù)合肥(K2O，51%)，均由貴州省煙草科學(xué)研究院提供；供試枸溶性鉀肥含100%枸溶性鉀(K2O，27%)，購于山西紫光鉀業(yè)有限公司；氮肥為尿素(N，46%)，磷肥為過磷酸鈣(P2O5，14%)。供試土壤為黃壤，非植煙土壤，pH值5.8，有機質(zhì)含量18.3 g/kg、堿解氮含量97.0 mg/kg、有效磷含量14.7 mg/kg、速效鉀含量105.5 mg/kg、緩效鉀含量166.7 mg/kg、全鉀含量25.4 g/kg。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2015年3—12月在貴州省煙草科學(xué)研究院采用盆栽方式進行。試驗共設(shè)5個處理，CK：不施鉀肥；T1：100%枸溶性鉀肥；T2：100%硫酸鉀；T3：75%枸溶性鉀肥+25%硫酸鉀；T4：50%枸溶性鉀肥+50%硫酸鉀；T5：25%枸溶性鉀肥+75%硫酸鉀，除CK外，所有處理每盆K2O含量均為6.63 g。試驗中所有肥料均作基肥于第1季烤煙移栽時施入到盆缽中。盆栽所用盆缽底部直徑24.5 cm，高23 cm，盆缽中裝土壤6 kg，栽煙1株。

第1季烤煙3月16日育苗，5月25日移栽，每個處理移栽8株，7月25日各處理選長勢一致具有代表性的煙株3株進行烤煙及土壤相關(guān)指標(biāo)的測定，取樣后各處理土壤混合均勻分別保存。第2季烤煙5月20日育苗，8月1日移栽至第1季各處理土壤中，10月1日各處理進行烤煙及土壤相關(guān)指標(biāo)的測定。

1.3 測定項目及方法

煙株生物量的測定方法為，取根、莖、葉分別在105 ℃殺青20 min，75 ℃烘干至恒質(zhì)量后稱量干質(zhì)量；植株鉀素含量采用1 mol/L 鹽酸浸提，土壤速效鉀采用1 mol/L 醋酸銨浸提，土壤緩效鉀采用1 mol/L 硝酸煮沸浸提，火焰光度計測定[13]。

土壤鉀素盈虧及平衡系數(shù)[14-15]的計算公式如下：

鉀素盈虧量(K2O，g/盆)=鉀素投入總量-作物吸收鉀素總量，

平衡系數(shù)=鉀素投入總量/作物吸收鉀素總量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行圖表繪制，采用SPSS 20.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 枸溶性鉀肥配施對烤煙生物量的影響

從表1可以看出，與單施硫酸鉀肥、枸溶性鉀肥相比，枸溶性鉀肥與硫酸鉀配施可提高2季烤煙的生物量，不同配施比例的效果不同。第1季烤煙生物量以T3處理最大，顯著高于其他處理，較CK增加19.77%；T4、T5處理生物量差異不顯著，分別較CK增加11.34%、8.97%。第2季烤煙數(shù)據(jù)顯示，各處理生物量均偏低，T3、T4處理烤煙生物量顯著高于其他處理，二者較CK分別增加21.13%、17.13%，增幅均大于第1季。2季烤煙總生物量以T3處理最大，但與T4處理差異不顯著。枸溶性鉀肥與硫酸鉀配施可以增加烤煙生物量，以T3處理效果最優(yōu)。

表1 不同處理對烤煙生物量的影響

注：同列不同字母表示差異達5%顯著水平。

2.2 枸溶性鉀肥配施對烤煙鉀素吸收的影響

從圖1可以看出，施用鉀肥能顯著提高2季烤煙的鉀素吸收量。與單施硫酸鉀、枸溶性鉀肥相比，枸溶性鉀肥與硫酸鉀配施能顯著提高2季烤煙鉀素總吸收量，其中T3處理2季烤煙鉀素總吸收量最高，為6.24 g/盆，分別較T1、T2處理提高52.36%、33.05%，但與T4處理差異不顯著。第1季烤煙鉀素吸收量以T4處理最大，為4.09 g/盆，比T2處理提高1.19 g/盆；第2季烤煙鉀素吸收量各處理均較第1季減少，但配施枸溶性鉀肥的處理仍高于T2處理，以T3處理鉀素吸收量最大。

同一季圖柱不同小寫字母表示處理間差異達5%顯著水平，下同圖1 不同處理對烤煙鉀素吸收量的影響

2.3 枸溶性鉀肥配施對烤煙-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響

作物-土壤系統(tǒng)養(yǎng)分平衡一般以投入量和輸出量進行比較，以盈虧量表示平衡程度，平衡系數(shù)是投入的養(yǎng)分量與作物帶走養(yǎng)分量之比，是衡量養(yǎng)分平衡的指標(biāo)之一[16]。從表2可以看出，枸溶性鉀肥與硫酸鉀不同比例配施對作物-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響不同。2季烤煙收獲后，配施枸溶性鉀肥的處理烤煙帶走的鉀素均高于CK、T1和T2，以T3處理最高，烤煙帶走鉀素量為6.24 g/盆，鉀素盈余0.39 g/盆，平衡系數(shù)為1.06。枸溶性鉀肥的投入降低了土壤鉀素的虧缺程度，提高了土壤肥力，有利于烤煙吸收利用，對緩解土壤鉀素含量的下降以及作物-土壤鉀素的平衡起到重要作用。

表2 不同處理對烤煙-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響

2.4 枸溶性鉀肥配施對土壤鉀素含量的影響

由圖2可以看出，第1季烤煙收獲后，CK的土壤速效鉀含量低于土壤基礎(chǔ)含量，T3與T2處理相比差異不顯著，但顯著高于CK和T1處理，T4、T5處理土壤速效鉀含量分別為190.6、206.3 mg/kg，顯著高于其他處理；第2季烤煙收獲后，各處理土壤速效鉀含量較第1季明顯下降，其中T3處理下降幅度最小，為31.7 mg/kg，土壤速效鉀含量為124.6 mg/kg，與T4處理差異不顯著，但顯著高于T5處理。第1季烤煙收獲后各處理土壤緩效鉀含量差異較大，施用枸溶性鉀肥處理的土壤緩效鉀含量顯著高于CK，T1處理最高(481.2 mg/kg)；第2季烤煙收獲后，各處理土壤緩效鉀含量較第1季明顯下降，其中T3處理下降137.9 mg/kg，T1處理仍最高，為349.4 mg/kg。

圖2 不同處理對土壤速效鉀、緩效鉀含量變化的影響

3 結(jié)論與討論

我國南方地區(qū)高溫多雨，土壤分解和礦化過程加快，土壤中元素的遷移和淋溶較強，是缺鉀最突出的地區(qū)，加之我國氮、磷、鉀肥的長期不合理施用，土壤鉀素平衡遭到破壞，缺鉀進一步加劇，補充鉀素是提高缺鉀地區(qū)土壤鉀素含量的有效措施。由于我國水溶性鉀素資源短缺，研究、開發(fā)利用我國豐富的非水溶性鉀素資源成為農(nóng)用鉀肥研究的熱點[17]?？緹熒a(chǎn)上多使用水溶性鉀肥，生長后期不追施鉀肥易導(dǎo)致土壤鉀素供應(yīng)不足，煙葉中積累的鉀素重新分配而轉(zhuǎn)移?？緹熢耘嗌厦媾R我國水溶性鉀素資源短缺和煙葉鉀含量低的雙重困境，開發(fā)利用非水溶性鉀素資源的同時，研究其對烤煙鉀素營養(yǎng)以及烤煙-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響,對于研發(fā)適合烤煙栽培中應(yīng)用的新型鉀肥有重要意義。

在本試驗條件下，與單施硫酸鉀相比，枸溶性鉀肥配施硫酸鉀能夠增加2季烤煙的生物量和鉀素吸收量，因為枸溶性態(tài)鉀素是靠烤煙根系分泌的有機酸分解的，肥效持久，與易隨水流失的水溶性鉀肥相比，更能保證烤煙生長后期的鉀素供應(yīng)，因此，枸溶態(tài)鉀肥與水溶態(tài)鉀肥配合施用更有利于烤煙的生長。但100%枸溶性鉀肥處理的鉀素分解緩慢，不能滿足烤煙生長前期對鉀素的需求，因此，T1處理生物量較低。枸溶態(tài)鉀肥與水溶態(tài)鉀肥不同配施比例的效果不同，其中T3處理效果較好，2季烤煙的生物量均最大，總生物量達139.32 g/盆，2季烤煙鉀素總吸收量最高，為6.24 g/盆?？緹煹拟浰胤e累高峰期在生長后期[16]，試驗中枸溶性鉀素分解慢，對烤煙前期生長貢獻較小，而烤煙的鉀素吸收高峰又在旺長后期，大量枸溶態(tài)鉀素的分解供應(yīng)可以更好地滿足烤煙的生長需求。因此，枸溶態(tài)鉀肥用量相對較高的配施處理T3效果優(yōu)于處理T4、T5。施鉀處理2季烤煙鉀素總輸出量均顯著高于CK，但平衡系數(shù)均大于1，即鉀素投入量大于烤煙的吸收量，原因可能是2季烤煙盆栽栽培周期較短，且在烤煙生長鉀素積累高峰期進行收獲測定相關(guān)指標(biāo)，造成施入鉀素未被充分利用，系統(tǒng)處于鉀素盈余狀態(tài)。孫浩燕等[11]關(guān)于枸溶性鉀肥對作物生物量及作物-土壤系統(tǒng)鉀素平衡的影響研究中，高強度連續(xù)種植3季作物，施用鉀硅肥處理的平衡系數(shù)為0.79，施入土壤的鉀素得到充分利用。本研究中，單施硫酸鉀肥處理的鉀素平衡系數(shù)為1.41，與T1處理差異不顯著，原因可能是栽培中灌溉水施入過多，水溶性鉀素隨水流失較多。硫酸鉀肥配施枸溶性鉀肥處理中，T3處理鉀素平衡系數(shù)最小，說明在此配施比例下，烤煙對鉀素的吸收利用較好。2季烤煙收獲后，CK土壤速效鉀和緩效鉀含量均低于試驗前土壤基礎(chǔ)含量；硫酸鉀肥配施枸溶性鉀肥處理，土壤速效鉀含量趨于試驗前，枸溶態(tài)鉀素的轉(zhuǎn)化補充了土壤的速效鉀含量；配施枸溶性鉀肥處理土壤緩效鉀含量均高于試驗前，即施入的枸溶態(tài)鉀肥在2季烤煙收獲后未被充分利用，因此，土壤鉀素盈余量較高，平衡系數(shù)較大，其中以配施75%枸溶性鉀肥+25%硫酸鉀的T3處理最高。

本試驗條件下，配施枸溶鉀肥能更好地補充土壤有效鉀素，緩解土壤肥力的下降程度，有利于烤煙生長和鉀素的吸收，其中T3處理鉀素平衡系數(shù)較好。由于是盆栽試驗，烤煙生長周期短，烤煙收獲后土壤鉀素仍處于盈余狀態(tài)，對于枸溶性鉀肥配施在烤煙生長中的應(yīng)用效果，仍需在此研究基礎(chǔ)上實施大田試驗進行驗證，為枸溶性鉀肥的開發(fā)及其在烤煙生產(chǎn)中的應(yīng)用提供依據(jù)。

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Effects of Combined Application of Citrate Soluble Potash and Potassium Sulfate on Potassium Equilibrium of Flue-cured Tobacco-Soil System

WANG Xiao1,WANG Feng2*,LIU Guangkuai2,LI Xin3

(1.Agricultural College,Guizhou University,Guiyang 550025,China; 2.Southwest of Guizhou Tobacco Company,Xingyi 562400,China; 3.College of Tobacco Research,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)

In order to define the application effect of combined application of citrate soluble potash on tobacco culture，the effects of combined application of citrate soluble potash and potassium sulfate on biomass，potassium uptake，potassium equilibrium of flue-cured tobacco-soil system and content change of available potassium and slowly available potassium of soil were studied under the successive planting of two seasons flue-cured tobacco.The results showed that compared with the single application of potassium sulfate，combined application of citrate soluble potash and potassium sulfate could significantly increase biomass and potassium uptake of two seasons flue-cured tobacco,among which the treatment T3(75% citrate soluble potash+25% potassium sulfate) had better effect，the potassium uptake increased by 33.05% in comparison with the single potassium sulfate treatment；the treatments with citrate soluble potash and potassium sulfate at late grow stage could relieve the deficiency of potassium in soil，keep potassium equilibrium，facilitate the growth of flue-cured tobacco.The equilibrium coefficient of T3 treatment was 1.06，which was better than others proportional applications.After harvest of two seasons flue-cured tobacco，the contents of available potassium and slowly available potassium of soil of the treatments with citrate soluble potash and potassium sulfate was higher.Therefore，the combined application of citrate soluble potash and potassium sulfate could supplement the potassium in the soil，relieve the deficiency of potassium effectively，promote the growth of flue-cured tobacco，so suggesting that applying citrate soluble potash in a certain proportion when flue-cured tobacco was cropped continuously，the proportion of 75% citrate soluble potash+25% potassium sulfate was better.

citrate soluble potash; potassium sulfate; flue-cured tobacco; soil; potassium equilibrium

2016-12-07

黔西南州煙草公司應(yīng)用推廣項目(2015-6)

王 曉(1991-)，女，河南平頂山人，在讀碩士研究生，研究方向：工業(yè)原料作物生產(chǎn)。E-mail:983971550@qq.com

*通訊作者：王 豐(1979-)，男，湖北荊州人，研究員，主要從事作物生理生態(tài)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及煙葉栽培與生理研究。 E-mail:yancaowangfeng@163.com

S572

A

1004-3268(2017)04-0044-05