鉀肥施用量對不同烤煙品種鉀素吸收和積累的影響

王根發(fā)，張月華，袁岐山，馬一瓊，劉向真，彭玉富，趙森森，楊永峰，張東豫，馬波波

河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)開發(fā)分公司，鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)南三環(huán)南經(jīng)開第五大街西 450000

品種是影響煙葉鉀含量的主要因素之一［1-4］，不同烤煙品種對鉀素的吸收積累能力不同。鉀肥用量與煙草鉀素吸收積累的關(guān)系密切，鐘曉蘭等［5］研究認(rèn)為，在一定鉀用量范圍內(nèi)，隨著鉀肥用量的增加煙葉含鉀量逐漸增加，但施鉀量超過一定量時煙葉鉀含量增速變緩，最終趨于平穩(wěn)。周冀衡等［6］對不同品種烤煙苗期對鉀素的響應(yīng)試驗(yàn)表明，隨著施鉀量的提高，K326、NC82 和 NC89 烤煙品種間對鉀素的響應(yīng)能力差異逐漸減弱?？緹煂︷B(yǎng)分的吸收速率隨移栽期的推進(jìn)呈現(xiàn)“慢—快—慢”的“S”形曲線變化［7-8］。移栽后7 周內(nèi)，煙草鉀積累量達(dá)到全生育期鉀總積累量的70%～80%。但當(dāng)煙葉進(jìn)入成熟期，鉀積累減緩甚至出現(xiàn)負(fù)增長現(xiàn)象［9］，原因之一是打頂后煙株體內(nèi)的鉀素通過根系外排［10-11］。針對這一問題，目前采取的措施主要有環(huán)剝韌皮部、適當(dāng)斷根以及培育鉀高效基因型烤煙品種等［12-14］。但張翔等［15］研究發(fā)現(xiàn)，烤煙在生育后期仍有一定的鉀素吸收能力，在煙株打頂后追施一定量的鉀肥能有效提高成熟期煙葉鉀含量和鉀肥利用率。另外，鉀肥用量與煙草對鉀素的吸收有直接關(guān)系［16］。因此，研究烤煙在生長發(fā)育過程中鉀素的吸收積累特征，并配套適宜的鉀肥施用方法，實(shí)施適時適量的鉀肥供應(yīng)，是提高煙葉鉀含量的重要措施之一［17］。

豫中煙區(qū)是我國優(yōu)質(zhì)濃香型烤煙的重要產(chǎn)區(qū)之一。其中河南省郟縣是河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司“黃金葉”品牌的基地單元，當(dāng)?shù)乜緹熅哂邢銡鉂庥簟⑽洞己鸵约按碳ば暂^大等特點(diǎn)［18］，但同時存在著煙葉鉀含量低，達(dá)不到優(yōu)質(zhì)烤煙煙葉指標(biāo)要求的問題［19］。為此，在豫中煙區(qū)河南省郟縣“黃金葉”品牌基地單元設(shè)置了主栽烤煙品種中煙100、K326 和豫煙12號的不同鉀肥用量試驗(yàn)，旨在揭示烤煙大田生育期中煙株鉀素吸收積累的動態(tài)變化規(guī)律，為不同烤煙品種的鉀肥合理施用以及提高煙葉鉀含量提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年在河南省平頂山市郟縣李口鎮(zhèn)白龍廟村（E113.17°，N33.45°）進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為石灰性褐土，有機(jī)質(zhì)12.5 g/kg，全氮1.03 g/kg，堿解氮76.2 mg/kg，速效磷12.4 mg/kg，速效鉀109.4 mg/kg，氯離子13.7 mg/kg。供試肥料為煙草專用復(fù)合肥（N-P2O5-K2O 為10-10-20，河南省火車頭農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司）、重過磷酸鈣（P2O5，44%）、硫酸鉀（K2O，50%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

采用裂區(qū)設(shè)計，設(shè)置品種和鉀肥用量雙因子試驗(yàn)。主區(qū) A 為品種，A1 為中煙 100，A2 為 K326，A3為豫煙12號；副區(qū)K為鉀肥用量，K1為180 kg·hm-2，K2 為 210 kg·hm-2，K3 為 240 kg·hm-2。共設(shè)置 9 個處理，每處理3 次重復(fù)，見表1。每處理種植1 個小區(qū)，小區(qū)面積666.67 m2，隨機(jī)排列。各處理氮用量60 kg/hm2，全部肥料用量的70%作基肥于起壟時條施，其余30%肥料于移栽后30 d 追施。株行距為50 cm×120 cm，煙株初花期打頂，其他栽培措施按照當(dāng)?shù)責(zé)熑~生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范實(shí)施。

表1 試驗(yàn)處理組合Tab.1 Experimental treatments

1.3 測定方法

各處理于移栽后30～90 d，每隔15 d 分別隨機(jī)選取各小區(qū)長勢一致的3株煙，整株挖出，將根系沖洗干凈，根、莖、葉分開，分別在105 ℃下殺青30 min，60 ℃烘干至恒質(zhì)量，粉碎過 60 目（300 μm）篩備用。采用火焰光度計法［20］測定煙株根、莖和葉的鉀含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 SPSS 17.0 和 Microsoft Excel 2003 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，LSD 法進(jìn)行處理間差異的多重比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 鉀肥用量對不同烤煙品種煙株干物質(zhì)積累的影響

由表2 可知，移栽后30～45 d，不同烤煙品種在3 個鉀肥用量水平下煙株干物質(zhì)積累量較低。移栽后45～75 d 煙株進(jìn)入旺長期，根、莖、葉以及整株煙草干物質(zhì)積累速率加快，達(dá)到積累高峰。從整個大田生長期來看，3 個烤煙品種在不同鉀肥施用量條件下，煙株干物質(zhì)積累量除個別處理外，整體上均表現(xiàn)出隨鉀肥用量提高而增加的趨勢。3 個品種間以中煙100 的干物質(zhì)積累量最多，K326 和豫煙12號品種在不同生育期表現(xiàn)差異較大。

2.2 鉀肥用量對不同烤煙品種根系鉀含量和積累量的影響

由圖1 可知，3 個烤煙品種在不同鉀肥施用量下，煙株根系鉀含量隨生育期的推進(jìn)整體呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。不同品種下降幅度不同，其中豫煙 12號 K1 和 K3 處理在移栽后 45～60 d 時有所提高。相同鉀肥用量處理的根系鉀含量全生育期均以中煙 100 最低，K1 和 K2 處理以 K326 最高；K3處理移栽后 30～45 d 以 K326 最高，移栽后 60 d 以豫煙12號最高。同一品種不同鉀肥用量處理的3個品種根系鉀含量全生育期均以K1 處理最低；中煙100 根系鉀含量在移栽后30 d 以K2 處理最高；K326 根系鉀含量以 K2 和 K3 處理較高；豫煙 12號在移栽后30、45 和75 d 時根系鉀含量以K2 處理最高，其余時期根系鉀含量以K3 處理最高。

表2 不同處理烤煙煙株干物質(zhì)積累量的比較①Tab.2 Dry matter accumulation of flue-cured tobacco plants under different treatments

圖1 不同鉀肥用量水平下中煙100、K326 和豫煙12號品種烤煙根系鉀含量和積累量的動態(tài)變化Fig.1 Dynamic variations of K content and accumulation in roots of cv.Zhongyan100，K326 and Yuyan12 at different K application rates

不同烤煙品種在不同鉀肥施用量水平下，煙株根系鉀積累量隨移栽期的推進(jìn)整體上表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，在移栽后75 d 均達(dá)到峰值；其中中煙100 品種在移栽后45～60 d 增速較快，K326和豫煙12號品種在移栽后60～75 d 增速較快。

2.3 鉀肥用量對不同烤煙品種莖部鉀含量和積累量的影響

由圖2 可知，3 個鉀肥用量水平下，中煙100 和豫煙12號品種煙株莖部鉀含量隨移栽期的推進(jìn)整體均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，K326 品種煙株莖部鉀含量則表現(xiàn)為隨移栽推進(jìn)逐漸降低而后趨于穩(wěn)定的變化趨勢。3 個烤煙品種莖部鉀含量整體上以中煙100 品種較低。3 個品種不同鉀用量處理間莖部鉀含量整體表現(xiàn)為K1 處理較低。

3 個烤煙品種在不同鉀肥量水平下，煙株莖部的鉀積累量隨移栽期的推進(jìn)整體均表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢，均在移栽后45～60 d 增加最快，其中豫煙12號品種的3 個處理在移栽后60～75 d 仍增加較快。3 個品種不同施鉀量處理間莖部鉀積累量在移栽后60 d 前差異不大，在移栽后75～90 d 以K1 處理莖部鉀積累量較低；其他兩個施鉀量水平下，中煙 100 和 K326 在移栽后 75～90 d 莖部鉀積累量表現(xiàn)不同，但是整體差異不大，僅K3 處理豫煙12號莖部鉀積累量在移栽后90 d 增加幅度較大。

2.4 鉀肥用量對不同烤煙品種葉片鉀含量和積累量的影響

由圖3 可以看出，3 個烤煙品種在不同鉀肥用量水平下，隨移栽期的推進(jìn)煙葉鉀含量整體均呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢。其中中煙100 和K326 品種K3 處理煙葉鉀含量峰值出現(xiàn)在移栽后45 d；其他兩個鉀肥用量處理煙葉鉀含量的峰值則均出現(xiàn)在移栽后60 d。另外，這兩個烤煙品種的煙葉鉀積累峰值均為K2 處理最高，且在煙葉成熟期（移栽后90 d）煙葉鉀含量也表現(xiàn)為K2 處理最高，說明施鉀量210 kg/hm2的處理有利于促進(jìn)中煙100和K326 烤煙煙葉鉀的吸收和積累。豫煙12號的3 個處理煙葉鉀含量均在移栽后60 d 出現(xiàn)峰值，在移栽后90 d 時以K2 處理最高。

3 個烤煙品種在不同鉀肥用量水平下，隨移栽期的推進(jìn)煙株葉片鉀積累量變化與莖部鉀積累量變化規(guī)律相似，也表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，最大增幅中煙 100 出現(xiàn)在移栽后 45～75 d，K326 和豫煙 12號出現(xiàn)在移栽后45～60 d。中煙100 在3 個鉀肥用量水平下煙葉鉀積累量在移栽后30～45 d 差異不大，在移栽后60 d 表現(xiàn)為K1 處理較低，K2 處理較高。K326 的3 個鉀肥處理間葉片鉀積累量在移栽后 60 d 之前差異不大，在移栽后 60～90 d 以 K2 處理較高，K3 處理較低。豫煙12號在移栽后30～45 d 3 個處理間差異不大，移栽后60 d 時以K3 處理較高，移栽后 75～90 d 以 K2 處理較高，其中 K3 處理在移栽后90 d 表現(xiàn)出降低的趨勢。因鉀在植物體內(nèi)屬于易遷移的離子，葉片中鉀有向莖部轉(zhuǎn)移的可能［10］。

本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)3 個烤煙品種在3 個鉀肥用量水平下，隨著移栽期的推進(jìn)根系鉀含量整體呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，莖和葉鉀含量表現(xiàn)出隨移栽期的推進(jìn)先增加后降低的趨勢。其原因：一是隨著移栽期的推進(jìn)，煙株各器官的干物質(zhì)積累量逐漸增加，當(dāng)其增速快于煙株鉀積累量的增速時，會對煙株鉀含量產(chǎn)生稀釋效應(yīng)［19］；二是烤煙在移栽后60 d 左右打頂，煙株的頂端效應(yīng)被消除，煙株體內(nèi)的物質(zhì)代謝方向發(fā)生了改變，而K+在植物體內(nèi)屬于易遷移元素，通常向生長旺盛的部位移動，因此出現(xiàn)了K+向根系遷移的現(xiàn)象。而根系鉀含量在該時期并沒有增加，可能是K+又從根系外溢至土壤中所致［10-11］。

圖2 不同鉀肥用量水平下中煙100、K326 和豫煙12號品種烤煙莖部鉀含量和鉀積累量的動態(tài)變化Fig.2 Dynamic variations of K content and accumulation in stalks of cv.Zhongyan100，K326 and Yuyan12 at different K application rates

圖3 不同鉀肥用量水平下中煙100、K326、豫煙12號品種烤煙葉片鉀含量和鉀積累量的動態(tài)變化Fig.3 Dynamic variations of K content and accumulation in leaves of cv.Zhongyan100，K326 and Yuyan12 at different K application rates

2.5 烤煙鉀含量和積累量的影響因素分析

煙株根、莖、葉鉀含量的方差分析（F 檢驗(yàn)）結(jié)果（表3）表明，3 個品種間及3 個施鉀量間均存在顯著差異，其中除施鉀量對煙葉鉀含量的影響達(dá)到顯著水平外，兩個因素對其他指標(biāo)的影響均達(dá)到了極顯著水平；品種和施鉀量的交互作用對烤煙根部鉀含量有顯著影響，對煙株莖和葉鉀含量的影響不明顯。說明不同品種烤煙的根、莖和葉鉀含量間差異顯著，不同施鉀量烤煙的根、莖、葉鉀含量間差異明顯。王勇等［17］和李靜等［21］的研究也表明，不同品種烤煙中后期煙葉鉀含量和鉀積累量之間存在顯著差異，不同鉀肥用量對云煙85煙葉的鉀含量和積累量也有顯著影響，這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果基本一致。

表3 煙葉鉀含量和鉀積累量各因子主效應(yīng)及交互作用的方差分析①Tab.3 Variance analysis of main factors and interactive actions for K content and accumulation in tobacco leaves

烤煙根、莖、葉鉀積累量的方差分析結(jié)果（表3）表明，3 個施鉀量水平間差異均達(dá)到顯著水平，不同品種及品種和施鉀量的交互作用間差異不顯著。

3 結(jié)論

3 個烤煙品種的干物質(zhì)積累量總體隨鉀肥用量的增加而增加，同一施鉀量水平下，品種間以中煙100 的干物質(zhì)積累量較大。品種和鉀肥用量兩因素均對烤煙鉀素吸收和積累有顯著影響，3 個烤煙品種在不同鉀肥用量水平下，莖和葉鉀積累量隨移栽期的推進(jìn)逐漸增加，并整體呈現(xiàn)“慢—快—慢”的變化規(guī)律；根系鉀積累量在移栽后75 d 之前與莖和葉變化規(guī)律一致，但在移栽后75～90 d 出現(xiàn)降低的趨勢?？緹煾碘浐侩S移栽期的推進(jìn)逐漸降低，莖和葉鉀含量則隨移栽期的推進(jìn)表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢。通過對烤煙煙葉鉀含量的動態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，施鉀量210 kg/hm2時有利于提高3個烤煙品種成熟期煙葉鉀含量以及鉀的積累量。