施用黃腐酸鉀對打頂烤煙干物質和鉀素累積的影響

陳亞茹，陳增敏，趙正雄，林云紅，熊 茜，甘影秋，李麗華

（1.云南農業大學煙草學院，云南 昆明 650201；2.紅塔（煙草）集團楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

【研究意義】云南省是全國重要的優質煙葉生產基地。據相關統計，2017 年云南省共有13個州市103個縣2 000 余萬農戶種植煙葉，煙葉生產一直是云南省農村經濟的重要支柱產業［1-2］。鉀含量是烤煙重要的品質指標之一。鉀含量高的煙葉色澤呈深桔黃色，富有彈性和韌性，填充性強，陰燃持火力和燃燒性好［3］。而且鉀能通過增強煙葉中糖類、色素類、芳香類等與品質有關的物質合成和積累，影響烤煙的香氣質和香氣量［4-5］。從對云南烤煙鉀含量特征的分析結果來看，云南煙區烤煙鉀含量平均為1.96%，僅有13.24%的煙葉鉀含量大于2.5%，且烤煙鉀含量區域差異巨大［6］。打頂是煙草種植過程中一項重要的農藝措施，打頂會導致植株頂端產生的生長素減少，影響植株對同化物和礦質養分的吸收、運輸和分配［7-9］。已有研究表明，打頂會導致烤煙葉片含鉀量下降［10］。劉彥中等［11］研究表明，烤煙成熟期鉀吸收積累減緩甚至下降,是云南烤煙煙葉鉀含量較低的關鍵。可見，在土壤供鉀水平并非為煙葉鉀含量限制因子的條件下,調控煙株生育后期對鉀素的吸收、積累能力具有重要意義。【前人研究進展】腐殖酸類物質是動、植物殘骸通過微生物經一系列化學反應分解形成的具有多種性質和結構的復雜性有機大分子［12-14］。研究發現，腐殖酸可以顯著促進重茬烤煙根系生長和氮素吸收，顯著提高煙株地上部各器官內氮積累量，提高氮在上部葉和莖部中的分配比例［15］。焦玉生等［16］研究發現增施腐殖酸可以顯著提高烤煙葉片和莖中煙堿積累量，并降低煙堿在莖內的分配比例、提高下部葉煙堿的分配比例。【本研究切入點】黃腐酸鉀是一種常見的腐殖酸肥料，黃腐酸鉀中的黃腐酸成分具有優良的生物活性，能夠增強作物體內諸多生物酶的活性,調節作物體內的代謝活動,增強作物對營養物質的吸收轉化及合成,促進作物生長并改善作物品質［17-19］。【擬解決的關鍵問題】為了探明黃腐酸鉀對烤煙生育后期干物質和鉀素累積的調控作用，為本地區推廣應用提供試驗依據，于2018年在楚雄州牟定縣開展了烤煙根區施用黃腐酸鉀技術研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試煙草品種為K326，黃腐酸鉀為云南尼昂生物科技開發有限公司產品，其主要成分為黃腐酸（以干基計）≥60%，全氮含量≥3.0%、全磷含量≥0.4%、全鉀含量≥11.3%。

試驗于2018 年4—9月在云南省楚雄州牟定縣共和鎮進行。試驗田塊地勢相對平坦，試驗所在地位于101°51′51″N、25°33′49″E，海拔1 786 m。前茬作物為蠶豆，土壤類型為粘壤土，其土壤基礎肥力狀況為：pH 6.11，速效鉀238.95 mg/kg，緩效鉀362.71 mg/kg，土壤全鉀2.57%，交換性鈣37.75 cmol/kg，交換性鎂2.57 cmol/kg，陽離子交換量19.03 cmol/kg。

1.2 試驗方法

田間試驗設施用黃腐酸鉀0（對照）、75、150、225 kg/hm24個處理。施肥方法：移栽時拌塘施用煙草專用復合肥（15-15-18）450 kg/hm2和黃腐酸鉀，移栽后10 d、25 d分別追施煙草復合肥（12.5-0-22.5）各150 kg/hm2。試驗采用隨機區組設計，每個處理3次重復，小區面積40 ㎡。在試驗過程中，除了施肥以外，其他管理均按照當地生產情況進行。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 干物質量和鉀含量測定 每個小區于煙株打頂后各取樣2株，按照上部葉、中部葉、下部葉、莖部、根部分部位殺青烘干（105 ℃殺青0.5 h，65 ℃烘干至恒重）并測量干重。煙樣粉碎過篩后測量鉀含量，鉀含量參照《煙草及煙草制品鉀的測定連續流動法》（YC/T 217—2007）測定。

1.3.2 經濟效益 煙葉成熟時按小區正常采收和烘烤，根據2018年楚雄州牟定縣煙葉收購價格和煙葉分級標準參照《烤煙》（GB 2635—1992）計算各處理煙葉產量、產值、均價、上等煙比例及中上等煙比例。

1.3.3 煙葉化學成分檢測 選取各處理中橘三（C3F）等級煙葉各2 kg，測定其化學成分，其中總糖、還原糖含量參照《煙草及煙草制品水溶性糖測定》（YC/T 32—1996）測定，煙堿含量參照《煙草及煙草制品總植物堿的測定光度法》（GB/T 23225—2008）測定，總氮的含量參照標準《煙草及煙草制品總氮的測定連續流動法》（YC/7561—2002）測定，鉀含量參照《煙草及煙草制品鉀的測定連續流動法》（YC/T 217—2007）測定。

試驗數據采用Excel、SPSS 23.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 黃腐酸鉀對打頂時烤煙干物質累積的影響

試驗結果表明，與對照相比，施用黃腐酸鉀可以顯著增加打頂時煙株干物質累積量。黃腐酸鉀施用量為75、150、225 kg/hm2時煙株干物質積累量分別比對照高9.7%、20.44%和16.44%。從表1可以看出，施用黃腐酸鉀煙株中部葉、下部葉及莖部干物質累積量顯著高于對照煙株，且隨著黃腐酸鉀施用量的增加，煙株干物質累積量呈現先升高后降低的趨勢。當黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時，煙株上部葉、中部葉、下部葉及莖部干物質累積量最高，分別比對照煙株高45.16%、25.81%、36.46%和24.62%。說明黃腐酸鉀對烤煙有很好的肥效。

2.2 黃腐酸鉀對打頂時烤煙鉀含量的影響

從表2可以看出，與對照相比，施用黃腐酸鉀對打頂時煙株上部葉鉀含量影響不大，但是煙株中部葉、下部葉和莖部鉀含量得到明顯提高。黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時，煙株中部葉鉀含量最高。黃腐酸鉀施用量為75 kg/hm2時，煙株下部葉和莖部鉀含量最高。與對照相比，黃腐酸鉀施用量為150、225 kg/hm2時，煙株根部鉀含量顯著增加。說明施用黃腐酸鉀可以有效提高煙株中部葉、下部葉鉀含量，改善煙葉品質。

表1 打頂時煙株體內干物質累積量（g/株）Table 1 Dry matter accumulation in tobacco plants during topping (g/plant)

表2 打頂時煙株體內鉀含量Table 2 Potassium content in tobacco plants during topping (%)

2.3 黃腐酸鉀對打頂時烤煙鉀素累積的影響

從表3可以看出，施用黃腐酸鉀可以提高煙株的鉀素累積量。與對照相比，黃腐酸鉀施用量為75、150、225 kg/hm2時煙株鉀素累積量分別提高27.62%、38.12%和38.12%。施用黃腐酸鉀煙株葉片及莖部鉀素累積量明顯高于對照煙株，且葉片鉀素累積量隨著黃腐酸鉀施用量的增加呈現先增加后降低的趨勢。黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時，煙株上部葉鉀素累積量顯著高于75、225 kg/hm2處理，中部葉鉀素累積量顯著高于75 kg/hm2處理。相比中上部葉片，黃腐酸鉀對提高下部葉鉀素累積量的作用更為明顯，黃腐酸鉀施用量為75、150、225 kg/hm2處理煙株下部葉鉀素累積量分別比對照煙株高49.30%、54.23%和26.76%。

表3 打頂時煙株體內鉀素累積量（g/株）Table 3 Accumulation of potassium in tobacco plants during topping (g/plant)

2.4 黃腐酸鉀對烤煙經濟性狀的影響

產量、產值、均價、上等煙比例、中上等煙比例是煙葉的主要經濟性狀，綜合反映了煙葉的質量和經濟效益。從表4可以看出，施用黃腐酸鉀能提高煙葉產量、產值和均價，且黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時效益最好，產量和產值相比于對照分別提高30.64%和57.64%。與對照相比，黃腐酸鉀施用量為75 kg/hm2時，提高了上等煙葉的比例，隨著黃腐酸鉀施用量的增加，上等煙葉比例顯著下降。

表4 煙葉經濟性狀比較Table 4 Comparison of economic characteristics of tobacco leaves

2.5 黃腐酸鉀對初烤煙葉化學成分的影響

煙葉中各項化學成分指標含量適宜、成分之間協調是形成優質煙葉的前提。從化學成分分析結果來看，施用黃腐酸鉀有利于提高煙葉中總糖、還原糖、煙堿和全鉀的含量，總氮含量和糖堿比略有降低。黃腐酸鉀施用量為225 kg/hm2時，煙葉還原糖含量顯著高于其他處理。煙葉中的鉀是影響燃燒性的重要礦質元素。從表5可以看出，施用黃腐酸鉀可以提高煙葉鉀含量，且黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時作用最明顯。黃腐酸鉀施用量為75 kg/hm2時，煙葉中氮堿比和兩糖差顯著高于對照，隨著黃腐酸鉀施用量的增加，煙葉氮堿比下降且低于對照。

表5 初烤煙葉化學成分比較Table 5 Comparison of chemical compositions of flue-cured tobacco leaves

3 討論

3.1 施用黃腐酸鉀對烤煙干物質累積的作用

干物質積累量可以反映煙株生長發育狀況。研究表明，黃腐酸鉀可以有效提高土壤中有效氮供應量，改善土壤通透性和根際營養狀況，增強根系對水分和礦質養分的吸收利用［20］。配施黃腐酸鉀能加快肥料的肥效釋放速度，有利于煙株生長發育和干物質積累。烤煙干物質的90%以上來源于光合作用，肖瑤等［21］研究表明適量的腐殖酸肥料可以提高烤煙葉綠素含量和光合性能。本試驗結果表明，施用黃腐酸鉀可以顯著提高打頂后煙株干物質累積量，這與霍昭光等［20-22］的研究結果相似。

3.2 施用黃腐酸鉀對烤煙鉀素累積的作用

黃腐酸鉀是一種腐殖酸肥料，內核含有許多具有高生物活性的未知促長因子。嚴格意義上說黃腐酸鉀不含激素類物質，但使用過程中卻表現出與化學合成的生長素、細胞分類素、脫落酸等多種植物激素相類似的作用且對植物的生長發育起著全面的調節作用［23］。研究發現，增施腐殖酸可以顯著提高芹菜和平邑甜茶各個器官氮素的含量和累積量［24-25］，促進玉米對K2O的吸收，提高氮素和鉀素在莖部和葉片中的分配［26］。本試驗結果表明，塘施黃腐酸鉀能明顯提高煙株葉片和莖部鉀素累積量，同時打頂時煙株中下部葉片鉀含量也均高于對照煙株，這與賴洪敏等［27］的研究結果一致。周爽等［28］研究發現，腐殖酸鉀的水溶性很好，不會限制植物吸收，使鉀素肥效更持久，腐殖酸進入土壤后可以活化被固定的鉀素，促進緩效鉀等其他形態向速效鉀轉化。且黃腐酸鉀具有改良土壤、刺激根部生長發育、活化土壤中的養分等優點，這些因素都有利于煙株對鉀素的吸收和累積。

3.3 施用黃腐酸鉀對烤煙產質量的影響

黃腐酸鉀作為一種新型肥料，在小麥、玉米等作物［29-31］上研究較多且應用廣泛，并被多次證明具有提高作物產量的作用。研究發現，腐殖酸肥可促進烤煙生育期腺毛密度和石油醚提取物含量的增加，可促進煙葉油分及香氣物質的生成，進一步提升煙葉品質［32］。本試驗結果表明，塘施黃腐酸鉀可以提高初烤煙葉總糖、還原糖和氧化鉀含量，且當黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時，煙葉中鉀含量是最高的。適量施用黃腐酸鉀能夠提高煙葉產量、產值和上等煙比例, 使煙葉化學成分更加協調，這與陳澤斌、王金星等［33-34］的研究結果一致。本試驗結果發現，黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2和225 kg/hm2時，上等煙葉比例反而下降，從田間觀察現象來看，這兩個處理的煙株下部葉到成熟期時落黃較早，煙葉后期干物質消耗過多，導致葉片身份較薄、質量欠缺，這可能是由于施用過多的黃腐酸鉀會加快煙株生育前期肥料的釋放速度，導致成熟期煙株脫肥下部葉早熟引起的。

4 結論

黃腐酸鉀作為一種腐殖酸肥料，可以有效促進煙株生長后期對干物質和鉀素的積累，改善鉀素營養。黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時，煙株干物質量和鉀素累積量最高，分別比空白對照高20.44%和38.12%。

黃腐酸鉀施用量為150 kg/hm2時效益最好，產量和產值比空白對照分別提高30.64%和57.64%，初烤煙葉含鉀量也最高，達到2.36%。適量施用黃腐酸鉀可改善煙葉品質，提高經濟效益，建議在當地推廣使用。