?鉀肥追施對植煙紅壤供鉀能力及煙葉鉀含量的影響?

摘要：為探討鉀肥類型及不同用量追施對植煙紅壤鉀素供應、烤煙生長以及煙葉含鉀量的影響，采用田間小區(qū)試驗，在鉀肥常規(guī)施用量和減施50%條件下，設置揭膜上廂肥（120 kg/hm2）、包膜硫酸鉀（120 kg/hm2）、包膜硫酸鉀（60 kg/hm2）、炭載揭膜上廂肥（60 kg/hm2）和炭載硫酸鉀（60 kg/hm2）5個處理，研究了不同類型鉀肥及用量對烤煙農藝性狀、干物質量、煙葉含鉀量以及土壤水溶性鉀、速效鉀和緩效鉀供應的影響。結果表明：在常規(guī)施肥水平下，包膜硫酸鉀具有明顯的緩釋效果，提高煙葉鉀含量效果明顯；在鉀肥減施50%條件下，包膜硫酸鉀和炭載揭膜上廂肥均能有效促進煙株生長發(fā)育，提高煙株干物質積累，且炭載揭膜上廂肥能有效提高土壤鉀素有效性，其烤煙中、下部葉含鉀量顯著提高19.38%～40.15%、12.94%～32.49%。綜上，在減量鉀肥追施50%條件下（60 kg/hm2），炭載揭膜上廂肥是鉀肥追施最佳方案，可在生產中推廣應用。

關鍵詞：鉀肥；減量；烤煙；煙葉鉀含量

中圖分類號： S143.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）08-0036-05

Effects of Topdressing Potassium Fertilizer on Potassium Supply of Red Soil and Potassium Content in Tobacco Leaves

YE Tian-hui1，CHEN Hong2，FENG Chang-chun3，CHEN Pei2，YANG Jun-wei1，HUANG Rong2，

WANG Chang-quan2，LI Bing2

（1. Panzhihua Branch of Sichuan Tobacco Company， Panzhihua 617000， PRC; 2. College of Resources， Sichuan Agricultural University， Chengdu 611130， PRC; 3. Sichuan Tobacco Company， Chengdu 610000， PRC）

Abstract： A field plot experiment was conducted to investigate the effects of different types and application rates of potassium fertilizer on potassium supply in red soil， tobacco growth， and potassium content in tobacco leaves. Considering the conventional and 50% reduced application rates of potassium fertilizer， we designed five treatments： application of fertilizer at 120 kg/hm2 during film uncovering and hilling， application of coated potassium sulfate at 120 kg/hm2， application of coated potassium sulfate at 60 kg/hm2， application of charcoal-loaded fertilizer at 60 kg/hm2 during film uncovering and hilling， and application of charcoal-loaded potassium sulfate （60 kg/hm2）. The agronomic traits， dry matter accumulation， and potassium content in leaves of tobacco， as well as the water-soluble potassium， available potassium， and slow-release potassium supply in soil， were studied. The results showed that under the conventional application rate， coated potassium sulfate presented significant slow release and increased the potassium content in tobacco leaves. Under 50% reduced application， both coated potassium sulfate and charcoal-loaded fertilizer applied during film uncovering and hilling promoted the growth and development of tobacco plants and increased dry matter accumulation. Moreover， the application of charcoal-loaded fertilizer during film uncovering and hilling effectively improved the potassium availability in soil and increased the potassium content in the middle and lower leaves of tobacco by 19.38%-40.15% and 12.94%-32.49%， respectively. In summary， under the 50% reduced application of potassium fertilizer （60 kg/hm2）， the best solution for potassium fertilizer application was charcoal-loaded fertilizer applied during film uncovering and hilling， which can be promoted and applied in production.

Key words：potassium fertilizer; reduced application; flue-cured tobacco; potassium content in tobacco leaves

鉀是煙草生長發(fā)育需求量最多的一種營養(yǎng)元素[1]，幾乎參與了煙株體內所有的代謝過程，能夠改善煙葉內在品質，如降低煙堿、氰化物和煙霧微粒物質總量等對烤煙品質不利的物質含量，還能提高煙葉燃燒性和安全性[2]。然而我國烤煙的鉀含量普遍較低，平均含量為1%～2%，低于國際優(yōu)質煙草鉀含量的標準[3]，這已成為制約我國優(yōu)質煙葉生產的重要因素之一。

土壤是煙株吸收鉀元素的主要來源，在煙葉生產中，主要通過大量鉀肥來補充土壤鉀含量。目前，我國煙區(qū)施用的鉀肥主要是速效肥料如硫酸鉀。作為一種水溶性肥料，硫酸鉀容易被淋失，有研究證明[4]單施硫酸鉀的利用率較低，僅為15.37%，且容易帶來許多環(huán)境問題[5]。相較于硫酸鉀，控釋鉀肥如包膜硫酸鉀能有效減少營養(yǎng)元素的損失，提高肥料利用率，以及土壤速效鉀含量[6-7]。近年來，以生物炭為載體，與其他類型肥料混合制成的炭基肥研究較多，此類型肥料可彌補生物炭有效養(yǎng)分含量低的不足，同時可改善土壤理化性質，提高作物對養(yǎng)分的吸收利用及其品質[8-11]。因此，篩選出高效的鉀肥種類，對提高煙葉含鉀量，改善煙葉品質尤為重要。目前，我國過量施肥的問題也比較突出。盡管施肥可以提高作物產量，但也會造成嚴重的資源浪費和環(huán)境問題[12]。近年來，許多學者對減少化肥施用是否會減少作物產量進行了研究，發(fā)現適當減少化肥用量不會顯著減低作物產量。Luo等[13]研究發(fā)現，減量施肥處理與常規(guī)施肥處理相比對棉花產量沒有顯著影響?？姾胫镜萚14]研究發(fā)現，減量施肥處理的前茬小麥籽粒產量和雜草生物量未見顯著減低，同時還緩解了常規(guī)施肥對農田雜草生物多樣性和生態(tài)化學計量特征的影響。然而，減量施肥是否會對烤煙品質產生影響的研究還比較少，因此，筆者選取不同鉀肥類型并通過減量處理，研究不同類型鉀肥對土壤供鉀水平及其對煙株生長、煙葉含鉀量的影響，旨在篩選出適宜植煙紅壤烤煙生產的鉀肥類型及用量，為提高烤煙鉀含量，降低生產成本提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于四川省攀枝花市米易縣灣丘鄉(xiāng)（北緯26°42'～27°10'，東經101°44'～102°15'）。研究區(qū)域平均海拔1 836.2 m，屬于亞熱帶干熱河谷氣候，全年無冬，四季不明顯，年均氣溫19.7℃，光照充足，雨量充沛，全年基本無霜。當地土壤類型多為紅壤、紫色土，試驗選取紅壤為供試土壤。

1.2 供試材料

供試烤煙品種為云煙87。供試肥料主要有揭膜上廂肥（K2O=40%，煙農常用追肥）；包膜硫酸鉀（K2O=50%，市售商品包膜鉀肥）；炭載揭膜上廂肥（K2O=20%，生物炭與揭膜上廂肥混勻高溫下負載烘干后制得）；炭載硫酸鉀（K2O=12%，生物炭與硫酸鉀混勻高溫下負載烘干后制得）。

1.3 試驗設計

試驗共設置5個處理，T1，揭膜上廂肥120"kg/hm2；T2，包膜硫酸鉀120 kg/hm2；R1，包膜硫酸鉀60 kg/hm2；R2，炭載揭膜上廂肥60 kg/hm2；R3，炭載硫酸鉀60 kg/hm2；各處理肥料用量均為K2O用量。小區(qū)面積40 m2，隨機區(qū)組排列，重復3次。所有處理肥料均于2021年6月23日烤煙大田生產揭膜時作為追肥施入土壤，田間生產管理均按當地實際生產措施進行。

1.4 測定指標及方法

烤煙的農藝性狀測定于烤煙生長時期的旺長期和成熟期，依據YC/T 142—2010煙草農藝性狀調查方法[15]分別用卷尺、游標卡尺測量株高、莖圍、葉長、葉寬、葉片數。另外將采集的煙株于105℃烘箱中殺青20 min，然后置于75℃烘箱中烘干至恒重，稱量其干質量后用塑封袋密封保存[4]。參照當地葉位區(qū)分標準將每張煙葉分為上部葉、中部葉、下部葉，然后將煙葉上部葉、中部葉和下部葉分離，采用H2SO4–H2O2消煮，最后用火焰分光光度法分別測定其鉀含量[16]。

采集烤煙旺長期、成熟期和收獲后0～20 cm土壤，并將土壤樣品去除植物殘體、根系和可見的土壤動物（如蚯蚓等），然后將其放在通風處自然風干、過篩，用塑封袋密封保存。土壤樣品需測定水溶性鉀、速效鉀以及緩效鉀含量[17]，其中土壤水溶性鉀采用水浸提–火焰光度法測定；土壤速效鉀采用NH4OAc浸提–火焰光度法測定；土壤緩效鉀采用1 mol/L熱HNO3浸提–火焰光度法測定。

1.5 數據統(tǒng)計及分析方法

采用Excel 2022進行數據處理與表格繪制。采用SPSS 26.0進行數據分析，指標差異比較采用單因素方差分析，指標差異顯著性校驗采用Duncan analysis。

2 結果與分析

2.1 鉀肥追施對煙株農藝性狀的影響

由表1可知，在旺長期時，高量鉀肥處理下，T2處理下的株高、莖圍、葉寬較T1處理有顯著優(yōu)勢，葉片數差異不明顯；在減量施肥處理下，R1、R2處理下的煙葉株高長勢較好，R1處理的莖圍、葉長、葉寬和葉片數均大于R2處理，但差異不明顯。成熟期時，在高量鉀肥處理下，T2處理的株高、葉長、葉寬、葉片數均明顯高于T1處理；在減量施肥處理下，R1處理后的農藝性狀最佳，但R2與R1處理差異不明顯，R3處理的煙株葉片數量最高，但其余農藝性狀均處于較低水平。綜合來看，煙株長勢以T2處理最好，減量處理后，包膜硫酸鉀與炭載揭膜上廂肥效果差異不明顯。

2.2 鉀肥追施對煙株干物質積累的影響

由表2可見，隨著煙株生長發(fā)育的推進，各處理的干物質量有明顯增加。在旺長期，高量鉀肥處理下，T2處理的根、莖、葉干物質量均顯著高于T1處理；減量施肥處理下，R2處理的根、莖、葉干物質量均明顯高于其余2個處理。在成熟期，高量鉀肥處理下，T2處理的根、莖干物質質量顯著高于T1處理；減量施肥處理下，根干物質量以R1處理最高，為69.00 g/株，莖、葉干物質量以R2處理最高，分別較R1和R3處理提高了8.62%～13.05%和7.70%～9.98%。整體比較來看，高量鉀肥處理下，T2處理的煙株干物質積累最多；減量處理后，R2處理的煙株干物質積累最多。

2.3 鉀肥追施對烤煙不同部位鉀含量的影響

由圖1可見，在高量鉀肥處理下，T1處理的煙葉鉀含量在上部葉、下部葉中均高于T2處理。在減量鉀肥處理下，上部葉中，R3處理的煙葉鉀含量最大，可達4.47%，較其余2個處理分別增加了78.21%、11.29%；中、下部葉中，R2處理煙葉鉀含量最大，分別可達5.15%、4.89%，較R3和R1處理分別顯著提高了19.38%～40.15%和12.94%～32.49%?？傮w來看，R2處理的煙葉含鉀量最高，R3處理次之。

2.4 鉀肥追施對土壤有效態(tài)鉀含量變化的影響

由圖2可見，土壤水溶性鉀、緩效鉀含量隨煙株生育期的推進總體呈先上升后下降的趨勢，土壤速效鉀含量隨煙株生育期的推進均呈下降趨勢。在高量鉀肥處理下，旺長期時，T1處理下的水溶性鉀含量、緩效鉀含量均高于T2處理；旺長期至成熟期，T2處理的水溶性鉀含量下降幅度最大，為77.5%，而緩效鉀含量上升幅度最大，為15.42%；成熟期至收獲后，T1處理與T2處理相比，水溶性鉀和速效鉀含量下降幅度最大，分別為70.21%和38.51%，而緩效鉀有小幅上升。在減量鉀肥處理下，旺長期時，水溶性鉀含量表現為R2＞R3＞R1，速效鉀含量表現為R3＞R2＞R1，緩效鉀含量表現為R2＞R1＞R3；旺長期至成熟期，R3處理的水溶性鉀上升幅度最大，為69.63%，而速效鉀含量下降幅度最大，為21.75%；成熟期至收獲后，R2處理的水溶性鉀含量下降幅度最大，為68.34%，但速效鉀、緩效鉀含量維持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。總體而言，在減量施肥水平下，R2處理的水溶性鉀含量、緩效鉀含量較其余處理含量更高，并在后續(xù)的生育期中土壤速效鉀含量相對穩(wěn)定，且具有更高水平，說明施用炭載型肥料更有利于耕作層對速效鉀的供應，能夠保障耕作層以下土壤鉀素供應水平。

3 討論與結論

研究發(fā)現，在高量鉀肥水平中，與揭膜上廂肥相比，施用包膜硫酸鉀處理能夠較為顯著得改善烤煙的農藝性狀。其原因可能是緩釋鉀肥能夠更加契合烤煙生長過程中對鉀肥的需求變化，提高烤煙近根區(qū)土壤速效鉀含量，彌補了土壤鉀素的虧缺，使土壤鉀素供應始終維持在一個穩(wěn)定的較高水平，這與葉赟[18]研究結果一致。

在減量水平下，炭載揭膜上廂肥與包膜硫酸鉀均能有效改善烤煙的農藝性狀，且炭載肥料對提升煙葉鉀含量的效果更加明顯。其原因可能是炭載揭膜上廂肥本身含有大量的氮、鉀元素，兩者協(xié)同作用，促進烤煙根系生長和地上部發(fā)育[19]。炭載肥料處理后的煙葉鉀含量較高，這可能是因為生物炭可以通過陽離子交換吸附銨根離子和鉀離子，從而提高了烤煙對鉀素的吸收[20-21]。另外烤煙不同部位鉀含量有所不同，可能是因為煙葉表面孔隙具有吸附作用，生物炭對鉀素有阻控行為[22]。而鉀素在煙草體內主要以離子狀態(tài)存在，且具有較強移動性[23]，在煙草生長后期，鉀素一部分會移動到新生組織，另一部分會通過根系分泌從而降低煙葉鉀含量，因此在煙草生長后期需要供應充足的鉀素。而炭載肥料能夠有效提高土壤速效鉀含量，減緩土壤緩效鉀的消耗，更有利于植物吸收鉀離子，這與陳明婉等[24]研究結果一致。其原因可能是由于生物炭具有疏松多孔結構能夠吸附水分子，減緩水分子滲濾速度，并增強土壤對溶液中易淋失、移動性強的鉀離子的吸附能力[25]。叢銘等[26]的研究也證實，施用生物炭型肥料能夠快速地滿足植物對速效鉀的吸收與利用。

綜上，在鉀肥追施用量減施50%條件下，炭載揭膜上廂肥對土壤供鉀能力、植煙農藝性狀以及煙葉鉀含量的提升效果最優(yōu)，可以在生產實踐中加以推廣應用。

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（責任編輯：肖彥資）