鉀肥用量對烤煙光合特性和產質量的影響

吳 濤，白羽祥，王 戈*，楊煥文，徐照麗，李正風

(1.云南中煙工業有限責任公司，云南 昆明 650231； 2.云南農業大學 煙草學院，云南 昆明 650201； 3.云南省煙草農業科學院，云南 昆明 650201)

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鉀肥用量對烤煙光合特性和產質量的影響

吳 濤1，白羽祥2，王 戈2*，楊煥文2，徐照麗3，李正風1

(1.云南中煙工業有限責任公司，云南 昆明 650231； 2.云南農業大學 煙草學院，云南 昆明 650201； 3.云南省煙草農業科學院，云南 昆明 650201)

為探究不同鉀肥水平對烤煙光合特性和產質量的影響，以烤煙紅花大金元為研究對象，采用雙曲線修正模型對光響應曲線進行擬合，得出了烤煙成熟期中部葉的光合特征參數，通過對光合特征參數和產質量的對比，選出適宜當地的鉀肥施用水平。結果表明，隨著鉀肥適量的增施，光合特征參數有所上升，烤煙葉片的光合能力有明顯的提高，產質量有較大的提升。因此，在本試驗條件下，鉀肥施用量為270 kg·hm-2的處理能較為顯著的提高烤煙的光合特征參數和產質量。

烤煙； 鉀肥； 光合特性； 產質量

鉀元素是植物生長發育進程中最重要的元素之一，其對植物生理代謝和產質量的形成具有重要的影響[1-4]。充足的鉀對烤煙生長發育進程及產質量的形成具有重要的影響[5]，不僅能夠增強煙株的抗逆能力，提高葉片光合速率，還對烤煙香氣物質的形成有著極其重要的作用[6-7]。缺鉀可以通過影響烤煙光合作用，進而對煙株的生長發育進程產生消極影響[8-9]。黃瓜、水稻、油菜、小麥等作物缺鉀均會出現葉片失綠、葉綠素含量下降、凈光合速率降低、干物質積累減少、產量和品質降低等現象[10-14]。

植物光響應曲線描述了光合有效輻射與植物凈光合速率之間的關系，對進一步了解植物生長規律及光合特性具有重要的作用[15]。常用的光響應曲線擬合模型為雙曲線修正模型，其不僅能夠如實反映出光響應曲線的趨勢，而且可以較為準確的擬合出暗呼吸速率和光飽和點等光合特征參數[16]。烤煙的光響應曲線可以反映其在不同光照強度下的光合作用規律，在不同鉀肥水平下進行研究，更能從生理機制上反映出烤煙對鉀脅迫的適應及其自身的調節[17]。目前，有關鉀肥與烤煙光合作用的研究頗多[18]，而利用光響應曲線研究鉀素水平與烤煙光合特性的研究在國內則鮮見報道。本試驗以烤煙紅花大金元為研究對象，在其他條件一致的情況下，采用雙曲線修正模型對葉片光響應曲線進行擬合，從不同供鉀水平下研究煙株成熟期中部葉的光合作用光響應特征和產質量的差異，為研究烤煙鉀素營養生理和栽培提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

大田試驗于2015年4月在云南省曲靖市陸良縣小百戶鎮進行。試驗田土壤為紅壤土，前茬作物為小麥，供試烤煙品種為紅花大金元，種植密度為13 890株·hm-2。移栽前，按S形9點取樣法采集試驗田基礎土樣，風干后測定土壤樣品的理化性狀。pH值為7.77，有機質、全氮、全鉀分別為24.77、1.77和13.95 g·kg-1；水解性氮、有效磷、速效鉀分別為98.66、44.69和178.07 mg·kg-1。

1.2 處理設計

試驗以鉀肥施用量為因素，共設4個處理。T1為當地常規施肥，T2為當地常規施肥+20%常規鉀施用量，T3為當地常規施肥+40%常規鉀施用量，T4為當地常規施肥+60%常規鉀施用量，重復3次，隨機區組排列。株行距1.20 m×0.60 m，每小區栽煙50株，小區之間設保護行。各處理氮、磷用量相同，均為45 kg·hm-2(當地常規)。當地常規施鉀量為180 kg·hm-2，增加的施鉀量采用硫酸鉀于移栽前基施，基肥采用復合肥按當地常規施肥方法進行。采用優質煙栽培技術措施，漂浮育苗，地膜覆蓋栽培。施肥方法采用60%做基肥，40%做追肥。煙試驗T1～T4各處理鉀施肥量分別為180、210、240和270 kg·hm-2。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農藝性狀

打頂后，每小區隨機選取6株煙，測定其株高、莖圍、最大葉長葉寬等農藝性狀。

1.3.2 SPAD值

每小區隨機選取一株煙，用日本產SPAD-502型葉綠素計定點測定一片中部葉的3個部位的SPAD值，然后取平均值便于統計分析。

1.3.3 光響應曲線

于移栽后90 d，在晴朗的上午9：00—12：00，每小區選取3株生長一致的烤煙，每株烤煙中部定點選取1片葉片，用軟毛刷刷去中部葉表面的灰塵，然后用LI-6400型便攜式光合作用測定儀(Li-COR Inc，美國)并應用Li-6400-02B藍紅光源探頭進行測定，設置光合有效輻射強度(PAR)為1 500、1 200、900、600、300、150、50、0 μmol·m-2·s-1，CO2注入系統設定值為400 μmol·mol-1，氣體流速為500 mmol·s-1，設置葉溫為25 ℃。在測量前先將葉室的PAR設為1 500 μmol·m-2·s-1對葉片進行誘導，待讀數穩定后進入自動測量程序，將3次測定結果取平均值，便于分析。

1.3.4 產量

以小區為單位單獨采收烘烤、分級計產，將各小區測得值進行平均計算，便于統計分析。

1.3.5 煙葉品質

每個處理選取C3F各3.0 kg，按國家標準分析其常規化學成分，包括煙堿含量、鉀含量、氯含量、還原糖含量、總糖含量、總氮含量。

1.4 雙曲線修正模型

雙曲線修正模型的表達式為：

式中,β和γ為系數;Pn為凈光合速率(μmol·m-2·s-1)；α是表觀量子效率；I為光量子通量密度(μmol·m-2·s-1)；Rd是暗呼吸速率(μmol·m-2·s-1)。參數初始值及限制設定范圍為：α=0.01，β=0.000 1，γ=0.001，Rd=0.3；α≤1，β≤1，γ≤1，Rd≤1.5[19-21]。

1.5 數據處理

試驗數據采用Excel 2013進行初步處理，并采用SPSS 22.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同鉀肥水平對成熟期烤煙農藝性狀的影響

隨著鉀肥的增施，烤煙的株高、葉長、葉寬和莖圍大致呈依次增加的趨勢(表1)。其中T4顯著高于其他處理，T2和T3的農藝性狀沒有顯著差異。以上結果表明，增施適量的鉀肥，在一定程度上有利于提高烤煙的生長。

表1 各處理對成熟期烤煙農藝性狀的影響

注：同列無相同小寫字母表示處理間差異顯著，表2、4同。

2.2 不同鉀肥水平對成熟期烤煙中部葉SPAD值的影響

隨著鉀肥的增施，烤煙成熟期葉片的SPAD值逐漸增加(表2)。其中，T4的SPAD值顯著高于其他處理，T1最低，具體表現為T4>T3>T2>T1。以上結果說明，增施適量的鉀肥可以提高烤煙葉片的葉綠素含量。

表2 各處理對成熟期烤煙中部葉SPAD值的影響

2.3 雙曲線修正模型對光響應曲線擬合

雙曲線修正模型對4個處理的擬合效果均與測量值相似(圖1)。其中，由于T3和T4處理施用的鉀肥充足，葉片的光合作用較強，在設定測量的光照強度內還未達到光飽和點，擬合出的光響應曲線一直處于上升趨勢符合實際情況；而T1和T2處理鉀肥施用量較少，在設定的光照強度內已達到光飽和點，擬合出的光響應曲線呈現出先上升后下降的趨勢，即隨著光照強度的增加，光合作用強度先升高后降低。

圖1 雙曲線修正模型對不同處理烤煙光響應曲線的擬合

雙曲線修正模型對4個處理光響應曲線擬合的決定系數分別為0.995、0.993、0.995、0.993(表3)，說明該模型較為適合不同鉀肥水平下烤煙光合作用光響應曲線的擬合。由實測值可以看出，隨著鉀肥施用量的提高，最大凈光合速率(Pn max)、光飽和點(LSP)、Rd等參數依次呈現出增大的趨勢，其中T4最高，T1最低，說明增施適量的鉀肥，可以提高烤煙的光飽和點，促進烤煙光合作用的進行。由擬合出的不同處理間的光合參數可以看出，增施適量的鉀肥，可以提高烤煙的α等光合特征參數，從而會進一步加快光合作用。以上結果表明，隨著施鉀量的增加，烤煙的光合特征參數逐漸增加，表現為T4>T3>T2>T1。

2.4 不同鉀肥水平對烤煙凈光合速率和產量的影響

表4表明，增施鉀肥能顯著提高烤煙產量，且隨施鉀量增加呈先增加后減小趨勢，其中T3處理產量最高。同時，增施適量的鉀肥也提高凈光合速率，且隨施鉀量增加而增加。以上結果說明，適量增施鉀肥可以促進烤煙的光合速率，進一步提高了產量。

表3 雙曲線修正模型對各處理光響應曲線的擬合值與測量值的對比

表4 各處理對烤煙凈光合速率和產量的影響

2.5 不同鉀肥水平對烤煙化學品質的影響

一般認為優質煙葉的總糖含量要求達到18%～22%，還原糖16%～18%，總氮含量1.5%～3.5%，煙堿1.5%～3.5%，鉀2%以上，氯1%以下，糖堿比以10左右為好，氮堿比以1左右為好，鉀氯比以4～10為宜。

由表5可知，各處理的總糖和還原糖含量均高于優質煙葉標準，其中T1處理最低，T3處理最高；總氮和煙堿含量處于適宜范圍內，其中總氮含量以T4最高，T1最低，煙堿含量大小順序為T3>T1>T2>T4；各處理鉀含量均低于標準，氯含量處在優質煙葉氯含量最適宜范圍內，其中鉀含量以T1為最高，T2最低，氯含量以T3最高，T1最低；各處理糖堿比均高于優質煙葉標準，以T4為最高；各處理氮堿比均小于1，T4最接近于1；各處理鉀氯比均低于標準4～10，以T1為最高。綜合分析可知，化學成分以處理T4較好，化學成分較為協調。

表5 各處理對烤煙C3F化學成分的影響

3 小結與討論

本試驗中的雙曲線修正模型能很好的擬合出4個處理的光響應曲線，這與王帥等[11]在玉米上的研究結果基本一致，且該模型能夠直觀的擬合出烤煙的光飽和點和暗呼吸速率等光和特性參數[22]，建議在研究不同鉀肥水平下烤煙光響應曲線特征時采用此模型進行擬合。

植物葉綠素含量及光合作用的強弱對煙株生長發育進程及產質量形成具有重要作用[23]，提高鉀肥施用量，葉綠素含量增加，植物光合速率增加，產質量都有明顯的提高[24]。本研究得出了相同的結果，即隨著鉀肥的增施，烤煙的長勢、SPAD值、光飽和點、暗呼吸速率、凈光合速率等光合特性以及烤煙產量和化學品質均呈現增加的趨勢。因此，在本試驗條件下，鉀肥施用量為270 kg·hm-2的處理能較為顯著的提高烤煙的凈光合速率和產質量。

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(責任編輯：張瑞麟)

2017-02-12

云南中煙工業有限責任公司科技項目(滇煙工科[2013]494號)；云南省應用基礎研究計劃項目(2015FB145)；云南省煙草公司資助項目(2015YN03)；中國煙草總公司云南省公司科技計劃項目(2014YN12)

吳 濤(1982—)，湖南常德人，農藝師，碩士，從事煙葉原料品質分析和煙草生理生化研究工作，E-mail：396616494@qq.com。

王 戈，E-mail：wangge302@126.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170713

S572

A

0528-9017(2017)07-1136-04

文獻著錄格式：吳濤，白羽祥，王戈，等. 鉀肥用量對烤煙光合特性和產質量的影響[J].浙江農業科學，2017，58(7)：1136-1139.