幾種緩釋鉀肥對烤煙鉀含量及產量產值的影響.

劉 金，李進平，涂書新*，陳振國，彭孟祥，魏文娟

（1.華中農業大學資源與環境學院，武漢 430070；2.湖北省煙草科研所，武漢 430030）

煙草鉀含量一般為 2%～4%[1]，是煙草吸收最多的元素之一。施用鉀肥促進煙草的生長代謝，同時也影響煙草的品質[2-3]。研究表明，提高煙葉的鉀含量不僅可改善煙葉的色澤、燃燒性和持火力[4]，還有利于煙葉中糖的積累和煙葉香氣的形成[5-6]。我國煙葉鉀含量相對較低，多在1%～2%，而優質煙葉鉀含量多在 2.5%以上[7-8]。煙葉鉀含量過低已成為限制我國煙葉質量的重要因子之一。

為提高煙葉鉀含量，我國研究人員做了大量工作，也取得很大的進展[9]，但主要集中在鉀肥施用量[10]、常規鉀肥的施用品種[11]和鉀肥追肥次數和時期[12-13]等方面的研究。新型的緩/控釋肥料能夠有效地延長肥料養分的釋放，滿足作物特定生育期的養分需求[14-15]。但我國緩/控釋肥的研究是主要針對氮肥[16]，對緩/控釋鉀肥的研究[17]，特別是對煙草鉀含量影響的研究較少[18-19]。

因此，筆者在實驗室和大田條件下，對不同種類緩釋鉀肥的鉀素養分釋放特征及其對烤煙鉀含量及產量產值的影響進行了研究，試圖通過研究合理施用緩釋鉀肥，改善烤煙的鉀營養狀況，有效提高烤煙鉀素含量，為烤煙品質的提高提供理論依據和技術手段。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試鉀肥品種包括硝酸鉀肥，包膜硝酸鉀肥，氯化鉀肥，腐植酸氯化鉀肥，包膜腐植酸氯化鉀肥。腐植酸氯化鉀肥由湖北奧佳肥業提供，以腐植酸為包膜材料；包膜硝酸鉀和包膜腐植酸氯化鉀，設計控釋期為70 d，由山東農業大學張民教授提供，以聚乙烯聚合物為包膜材料；其他肥料為普通商品肥。其中硝磷銨含N 30%、含P2O56%，過磷酸鈣含P2O512%，硝酸鉀含K2O 38%，包膜硝酸鉀含K2O 35%，氯化鉀含K2O 60%，腐植酸包膜氯化鉀含K2O 38%，包膜腐植酸氯化鉀含K2O 36%。

1.2 緩釋鉀肥靜水釋放試驗

按照緩釋肥料國家標準（GB/T 23348—2009），準確稱取包膜硝酸鉀、腐植酸氯化鉀、包膜腐植酸氯化鉀各10.00 g，放入100目尼龍網做成的小袋中，置于250 mL三角瓶中，加蒸餾水200 mL，加塞密封，于25 ℃恒溫下靜置，3個重復。取樣時間為1、3、5、7、14、28、42、56、84 d。取樣時將瓶內溶液混勻，使溶液濃度一致，完全移入250 mL容量瓶中，定容。每次取樣后準確加入200 mL蒸餾水繼續培養。采用火焰光度計（Cole-Parmer M410）測定鉀的含量。

1.3 緩釋鉀肥土壤釋放試驗

試驗于 2011年在湖北省恩施市咸豐縣高樂山鎮小模村大田進行。該地東經 109°06′11″，北緯29°28′34″，海拔814 m。試驗地前茬為休閑田，土壤為黃棕壤，土壤pH 5.71，有機質19.91 g/kg，堿解氮111.74 mg/kg，速效磷34.18 mg/kg，全鉀11.78 g/kg，速效鉀110.9 mg/kg。供試品種為云煙87。

準確稱取包膜硝酸鉀、腐植酸氯化鉀、包膜腐植酸氯化鉀各15.00 g，放入100目尼龍網做成的小袋中，封口后肥料顆粒均勻平鋪于尼龍網中，并于2011年5月17日（煙苗移栽時）埋入試驗田15 cm耕層土壤中。分別于埋后14、42、70、98 d取樣，每種肥料每次取3袋。取樣方法：拆開尼龍袋，將肥料完全轉移到 20目土壤篩中，用自來水沖洗，小心將肥料表面粘附的土壤洗凈，再用蒸餾水沖洗2次，然后用吸水紙吸干肥料表面的水分，并置于預先稱量好的小鋁盒中，在 60 ℃烘箱中干燥至恒重，冷卻后稱量。樣品稱取0.300 g，采用硫酸-高氯酸消化后上機測定鉀含量。

1.4 大田試驗

試驗地點、土壤與環境均與緩釋鉀肥土壤釋放試驗一致。試驗為單因素大田試驗，共6個處理，分別為CK（不施鉀肥）、硝酸鉀、包膜硝酸鉀、氯化鉀、腐殖酸氯化鉀、包膜腐殖酸氯化鉀。每個處理設置3個重復，隨機區組排列。每處理施用等量的氮、磷肥做肥底，按 m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=1∶1.2∶2.5，氮肥用量 87 kg/hm2，其中氮肥、磷肥按照當地常規方法施用，鉀肥硝酸鉀處理和氯化鉀處理70%基施，30%移栽2周后開溝追施覆土。包膜硝酸鉀、腐植酸氯化鉀、包膜腐植酸氯化鉀處理100%基施。4月28日施底肥，條施后覆蓋起壟。

小區長5.5 m，寬4.8 m，行距1.2 m，株距0.55 m，每小區40株煙。采用漂浮育苗，4月25日成苗，5月17日移栽。

試驗按當地優質煙生產規范管理，于打頂前和烤后取不同部位植物樣，于團棵期、打頂前、成熟期取烤煙根際土壤樣品。煙葉成熟后分次烘烤，烤后統計每小區產量產值。兩期植物樣均分上、中、下部葉等3個部分，105 ℃殺青0.5 h，70 ℃烘干后粉碎，測定全鉀含量。土壤樣品在室內風干后過20目篩，測定土壤中速效鉀含量。

1.5 煙樣和土樣的分析測定

烤煙植物鉀含量的測定采用濃 H2SO4-H2O2消化，火焰光度法測定。土壤速效鉀的測定采用了1 mol/L醋酸銨法。有機質測定采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法，pH為電位法，有效氮為堿解擴散法，有效磷為0.5 mol/LNaHCO3法。

1.6 數據統計分析

數據統計分析采用DPS 7.05軟件進行。

2 結 果

2.1 緩釋鉀肥鉀釋放特征

在 25 ℃靜水條件下，緩釋鉀肥的養分釋放速率各不相同（圖1）。包膜硝酸鉀中鉀的釋放曲線呈“L”型，42 d以前為養分快速釋放的線性期，42 d以后為養分減速釋放的減衰期。初期（1 d）鉀養分釋放率和 28 d養分累積釋放率分別為 5.9%與69.2%，K累積釋放率達到80%的時間約為40 d。符合緩釋肥料國家標準（GB/T 23348—2009）的規定行業標準的規定。

包膜腐植酸氯化鉀釋放曲線亦呈“L”型，但是其初期釋放率為30.1%（國家標準為≤15%），28 d K累積釋放率為87.5%（國家標準為≤80%），具有緩釋作用但是沒有達到緩控釋肥料國家標準。腐植酸氯化鉀初期釋放率即達到87%，本試驗條件下緩釋效應不明顯。

圖1 靜水中3種緩釋鉀肥鉀的釋放特征Fig.1 K release from three slowly-released K fertilizers in water

田間條件下土培試驗結果表明（圖2），包膜硝酸鉀與包膜腐植酸氯化鉀的養分釋放趨勢基本相同，但是70 d內包膜腐植酸氯化鉀的鉀釋放更多。在土壤培養后14 d、42 d包膜腐植酸氯化鉀的鉀素釋放率分別較包膜硝酸鉀高20.65%和20.99%。70 d后包膜硝酸鉀的鉀素釋放速率更高。

同 25 ℃水中包膜硝酸鉀鉀養分的釋放曲線比較可以發現，土培法中緩釋肥鉀的釋放與其趨勢基本相同，但是由于田間土壤環境復雜，土壤水分不穩定等因素，土培法中緩釋肥料鉀素釋放速率要比水中包膜緩釋鉀肥鉀的釋放速率低。在42 d時，土培法中包膜硝酸鉀和包膜腐植酸氯化鉀的鉀素釋放率分別比靜水試驗中低31.02%、15.21%，說明土壤水分含量等環境條件是影響緩釋肥養分釋放的重要因素。但2種方法中肥料的鉀的總釋放率基本相同，總釋放率為94%～98%。

圖2 土壤培養法測定的3種緩釋鉀肥鉀的釋放特征Fig.2 K release from three slowly-released potassium fertilizers under field conditions

2.2 烤煙打頂前各部位鉀含量

大田試驗結果表明，施鉀肥可以提高烤煙打頂前各部位的鉀含量，而緩釋鉀肥的效果較普通鉀肥更為明顯（圖3）。包膜硝酸鉀處理上、中、下部葉鉀含量分別為3.34%、3.08%、3.88%，較普通硝酸鉀處理分別提高了 19.83%、8.45%、7.08%。腐植酸氯化鉀和包膜腐植酸氯化鉀處理烤煙各部位鉀含量基本持平，較氯化鉀處理的烤煙各部位鉀含量分別提高達15.30%、29.09%、50.63%和17.15%、36.20%、53.46%。統計分析表明，與對照相比，包膜硝酸鉀處理可顯著提高烤煙打頂前上部葉的鉀含量，而腐植酸氯化鉀和包膜腐植酸氯化鉀處理可顯著提高烤煙打頂前上、中、下部葉的鉀含量。

圖3 打頂前不同鉀肥處理烤煙各部位鉀含量Fig.3 Leaf K content before topping with various K fertilizer treatments

2.3 烤后煙葉鉀含量

大田試驗結果表明（圖4），與對照相比，各施肥處理煙葉鉀含量均明顯提高。而緩釋鉀肥處理煙葉鉀含量較普通鉀肥處理也都有不同程度的提高。包膜硝酸鉀處理的烤煙上、中、下部葉鉀含量分別達2.49%、2.61%、2.88%，均高于硝酸鉀處理，增幅分別為15.70%、17.55%和12.93%，其中中部葉達到顯著水平。腐植酸氯化鉀和包膜腐植酸氯化鉀處理烤煙各部位煙葉鉀含量明顯高于普通氯化鉀處理，腐植酸氯化鉀處理中、下部葉和包膜腐植酸氯化鉀處理的下部葉達到顯著水平，分別提高了26.69%、25.11%和 38.99%，但是包膜腐植酸氯化鉀處理中部葉鉀含量略有降低。

各緩釋鉀肥處理對中、下部葉鉀含量影響比上部葉大。上部葉中包膜硝酸鉀處理，中部葉包膜硝酸鉀、腐植酸氯化鉀處理，下部葉各緩釋肥處理煙葉鉀含量大于2.5%，達到優質煙葉鉀含量標準。

圖4 施用不同鉀肥烤煙不同部位煙葉烤后鉀含量Fig.4 Cured leaf K content of plants treated with various K fertilizers

2.4 土壤速效鉀含量

所有鉀肥處理都提高土壤速效鉀含量，但其變化趨勢存在顯著差別（圖5）。在烤煙不同生育期取樣的結果表明，不施鉀肥的對照土壤速效鉀含量基本無變化，施用硝酸鉀和氯化鉀的土壤隨著烤煙的生長土壤速效鉀含量在不斷降低。這表明施用鉀肥后可以為土壤提供高濃度的鉀營養，但是未被烤煙利用的鉀會被土壤固定或者隨雨水淋失導致土壤速效鉀含量降低。

而施用緩釋肥處理，烤煙采收后的土壤速效鉀含量同團棵期并沒有降低，特別是腐植酸氯化鉀、包膜腐植酸氯化鉀處理的速效鉀含量明顯增加，這與緩釋肥料在后期能夠緩慢釋放鉀營養有關。

圖5 烤煙不同生育期不同鉀肥處理土壤速效鉀含量Fig.5 Soil available K content in different growth stages of tobacco plant treated with various K fertilizers

2.5 烤煙產量和產值

本試驗表明，施用緩釋鉀肥可顯著提高煙葉的產量和產值（表1）。這說明，施用緩釋鉀肥不僅對烤煙生長過程和煙葉的化學成分產生影響，而且對烤煙的產量、煙葉等級和產值產生影響。與硝酸鉀處理相比，包膜硝酸鉀處理的產量和產值都有顯著提高，其增幅分別為32.08%和34.30%。包膜硝酸鉀處理上等煙葉率略高于硝酸鉀，但差異不明顯。

本試驗各氯化鉀肥處理中，以腐植酸氯化鉀處理效果最好，各項指標都大于氯化鉀處理，其中產值達到了顯著水平。同各硝酸鉀肥處理相比，各氯化鉀肥處理的產量、產值相比有明顯降低。硝酸鉀肥比氯化鉀肥更適宜于煙草的生長，可以提高烤煙的產量。

表1 不同鉀肥處理烤煙的產量和產值Table1 Tobacco yield and output value with various K fertilizer treatments

3 討 論

烤煙中鉀含量的高低影響烤煙的品質[2]。目前，我國烤煙生產過程中存在不能有效提高烤煙鉀含量的問題[4]。施用緩釋鉀肥成為提高烤煙鉀含量的一種新的重要措施[19]。從本試驗的結果來看，緩釋鉀肥可以提高烤煙煙葉的鉀含量，施用緩釋鉀肥后煙葉鉀含量在1.84%～3.27%，比施用常規鉀肥提高12.93%～38.99%。杜志勇等[20]研究表明，緩控釋肥能夠顯著提高烤煙的鉀含量，是相同施鉀水平條件下常規鉀肥處理的1.8～2.3倍。張翔等[21]研究發現，同常規鉀肥比，利用豆油及添加劑為包膜材料的控釋硫酸鉀肥也能較好地提高煙葉鉀含量。已有的研究結果和本試驗都能表明緩釋鉀肥能夠提高煙葉鉀含量。

烤煙打頂后煙葉鉀含量會下降，但有研究表明，多次追施鉀肥可以提高烤后煙葉的鉀含量[12-13]。打頂后土壤鉀素的持續供應可以顯著影響成熟期烤煙對鉀的吸收[22]，并且可以提高烤煙的根系活力，增強烤煙對養分和水分的吸收[23]，故提高烤煙生長后期土壤的速效鉀含量有著重要意義。已有研究結果表明[18,20-22]，緩釋鉀肥的釋放特征可以與烤煙的生長過程中需鉀規律相一致，緩釋鉀肥中鉀養分在烤煙生育中前期快速釋放，在后期緩慢釋放，這樣可以降低鉀流失和土壤固定等損失，即保證烤煙旺長期鉀的需求，也能夠明顯提高打頂后土壤速效鉀含量，保持土壤中較高的鉀離子濃度[24]。本試驗結果表明，包膜硝酸鉀肥和包膜腐植酸氯化鉀肥鉀的釋放可以較好的與烤煙生育過程的需鉀規律相匹配。通過土壤速效鉀的變化也可以看出，緩釋鉀肥處理中土壤速效鉀在生育后期并未降低，保證了生育后期烤煙鉀的需求。

有研究表明[18,21]，在同樣的施鉀水平下，與常規鉀肥比，緩釋鉀肥能夠提高烤煙的產量和產值，部分研究發現[21]，緩釋肥可以提高烤煙中上等煙比率。緩/控釋肥不僅可以提高烤煙的鉀含量，也可提高烤煙抗性，降低氣候斑、野火病、TMV、CMV等病情指數[25-26]，從而提高煙葉的品質。計玉等[27]研究發現，緩/控釋肥對烤煙各化學成分有明顯改善作用，比例較協調。本研究表明，緩釋鉀肥能夠提高烤煙的產量、產值和經濟效益。同常規鉀肥相比，包膜硝酸鉀肥處理產量和產值分別提高 32.08%和34.30%，而本試驗中緩釋鉀肥對烤煙上等煙比率影響不明顯。

4 結 論

緩釋鉀肥中鉀養分緩慢釋放，土壤中速效鉀含量提高，保證了烤煙生長后期鉀的吸收和需求。緩釋鉀肥能夠提高烤煙各部位煙葉鉀含量，且能提高烤煙的產量和經濟效益，可以在生產中推廣應用。

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