優化施鉀對煙-稻輪作區不同質地土壤煙葉鉀含量及產質量的影響

章 程，李 波，姜超強，祖朝龍，鄭天軍，章友愛，吳晶晶，閻軼峰，沈 嘉*

(1.浙江中煙工業有限責任公司，浙江杭州 310006；2.安徽省農業科學院煙草研究所，安徽合肥 230031)

鉀是烤煙生長發育的必需營養元素，也是煙葉重要的品質元素。鉀含量偏低會嚴重降低煙葉品質，而優質煙葉的鉀含量通常要求較高，如國外優質煙葉中含鉀量通常在3%以上，我國優質煙葉也要求鉀含量達到2%。但目前我國烤煙煙葉鉀含量相對較低，平均在2%以下，因此提高煙葉鉀含量對提升煙葉質量至關重要。

皖南煙區是我國典型的濃香型產區，煙葉具有獨特的焦甜香風格，深受卷煙工業企業的青睞。但也存在煙葉鉀含量偏低的問題。為了提高皖南煙葉鉀含量，諸多研究者從篩選鉀高效品種、增施鉀肥和優化施鉀方法等方面進行了較為全面的探討，也取得了一些成效。如通過增加鉀肥施用量和優化鉀肥施用位置，郇威威等研究發現，高鉀用量和根區施肥可提升皖南不同質地土壤煙葉鉀含量。通過調整基肥和追肥的比例，張士榮等研究發現增加追肥鉀肥的比例，鉀肥后移能夠提高煙葉鉀含量，并改善煙葉尤其是上部煙葉的品質。通過分次施鉀調整鉀肥施用時間，呂大樹等研究發現，分3次施用鉀肥能夠提高煙葉鉀含量。目前，我國烤煙鉀肥的施用以基肥為主，皖南烤煙的鉀肥施用基本采用一次性基施的方式，在烤煙移栽時條施全部鉀肥，生育期內不再追施鉀肥，煙葉鉀含量基本能夠滿足優質煙葉的要求。但長期單一的鉀肥配方和施肥模式下，近年來皖南煙葉鉀含量有下降趨勢。如何穩定和提高煙葉鉀含量是皖南煙葉生產急需解決的問題。因此，筆者采用大田試驗，探索優化鉀肥配方和施鉀模式對煙葉鉀含量、產質量以及經濟效益的影響，以優化烤煙鉀肥施用管理，為煙葉提鉀增質提供科學依據。

1 材料與方法

試驗于2018年3—8月在安徽省烤煙主產區宣城市進行。3種不同質地土壤的試驗煙田分別位于楊柳、黃渡和文昌，根據美國制土壤分類標準，3個區域的土壤質地分別為黏壤土、壤土和砂壤土。供試土壤基本理化性狀見表1。

表1 供試土壤基本理化性狀Table 1 Basic physical and chemical properties of tested soil

每個試驗點分別設置2種施鉀處理，即農戶常規施鉀和優化施鉀，采用田間小區試驗法，每個處理重復3次，小區面積48 m(4.8 m×10.0 m)。每個小區4行區，長10 m，行距1.2 m，株距0.5 m，植煙80株。根據當地優質烤煙生產技術標準，氮肥和磷肥用量選擇當地最佳用量，楊柳、黃渡和文昌氮肥施用量分別為97.5、105.0和105.0 kg/hm，磷肥施用量均為150 kg/hm。

農戶常規施鉀方法及鉀肥種類：在施肥前將所需的所有肥料采用人工的方式進行充分混勻，然后采用條施的方式施肥，即起壟前將肥料以條狀方式施在土壤表面，經過起壟，肥料被覆蓋在壟體的正下方15 cm左右的位置。所需肥料共6種：煙草專用肥(9-13.5-22.5)、硝酸鉀肥、硫酸鉀、鈣鎂磷肥、磷酸二氫鉀肥和磷酸二銨。

優化鉀肥方法及鉀肥配方：采用條施的方式施肥，即起壟前將肥料以條狀方式施在土壤表面，經過起壟，肥料被覆蓋在壟體正下方15 cm左右的位置。僅施用一種肥料，即由筆者所在研究團隊提供肥料配方，委托安徽紅四方股份有限公司生產的煙草專用肥(硫酸鉀、磷酸一銨、硝酸鉀混勻造粒制成)。

肥料全部一次性基施，起壟后肥料位于壟體正下方，其他田間管理技術措施均一致。供試烤煙品種為云煙97，3月中旬煙苗移栽，7月下旬煙葉采烤結束。

產量、產值。煙葉成熟采烤期按小區單獨采收，分別掛牌烘烤，烤后煙葉按照烤煙分級進行分級，統計每個小區的產量，并計算產值和均價等。

外觀和感官質量。選取具有代表性的烤后C3F和B2F煙葉，參照Karaivazoglou等和Jiang等的方法進行外觀和感官質量評價，外觀質量和感官質量滿分均為10分。

煙葉化學成分。選取具有代表性的烤后C3F和B2F煙葉，烘干至恒重，研磨粉碎過篩，采用連續流動化學分析儀測定總氮、煙堿、總糖、還原糖、鉀等常規化學成分，并計算糖堿比(還原糖/煙堿)。

采用Microsoft Excel 2013和SPSS 19.0軟件進行數據統計和分析，采用檢驗進行數據顯著性檢測。

2 結果與分析

由表2可知，優化施鉀與農戶施鉀煙葉的產量無顯著差異，且在3種質地土壤上表現一致；3種質地土壤優化施鉀與農戶施鉀煙葉產值均無顯著差異。黏壤土和砂壤土優化施鉀煙葉均價均顯著高于農戶施鉀處理。在優化施鉀與農戶施鉀條件下，黏壤土煙葉的產量和產值均最低，3種質地土壤煙葉產量和產值差異表現為壤土≈砂壤土>黏壤土。通過整合分析，優化施鉀煙葉產值和均價顯著高于農戶施鉀處理。

表2 施鉀對不同質地土壤煙葉產量和產值的影響Table 2 Effect of potassium application on yield and output value of tobacco leaf in different texture soils

由表3和表4可知，施鉀方式顯著影響烤煙中部葉和上部葉的鉀含量。優化施鉀對壤土烤煙中部葉鉀含量提升幅度最大(提高14.8%)，且顯著提升黏壤土和壤土烤煙上部葉鉀含量。綜合3種質地土壤，優化施鉀烤煙中部葉和上部葉鉀含量平均分別為2.16%和1.78%；與農戶施鉀處理相比，中部葉和上部葉鉀含量分別增加13.7%和11.3%。煙葉總氮含量除壤土施鉀處理間中部葉有差異外，其他處理均無顯著差異。各處理中部葉和上部葉煙堿含量分別為2.13%～2.78%和3.04%～3.45%，優化施鉀顯著降低了壤土和砂壤土上部葉煙堿含量。3種質地土壤上，優化施鉀烤煙中部葉和上部葉總糖均顯著高于農戶施鉀處理。綜合3種質地土壤分析表明，優化施鉀中部葉和上部葉總糖含量比農戶施鉀分別提高11.5%和17.0%。優化施鉀中部葉和上部葉還原糖含量比農戶施鉀分別提高25.0%和9.7%；糖堿比則分別增加34.7%和15.4%。與農戶施鉀相比，優化施鉀對中部葉還原糖和糖堿比的提升幅度比對上部葉的提升幅度更大。

表3 施鉀對不同質地土壤烤煙中部葉常規化學成分的影響Table 3 Effects of potassium application on conventional chemical components of middle leaves of flue-cured tobacco in different soil textures

表4 施鉀對不同質地土壤烤煙上部葉常規化學成分的影響Table 4 Effects of potassium application on conventional chemical components of upper leaves of flue-cured tobacco in different soil textures

由表5可知，與農戶施鉀處理相比，優化施鉀顯著提升黏壤土中部葉和砂壤土上部葉的外觀質量；3種不同質地土壤的綜合分析發現，優化施鉀能夠顯著提升上部葉外觀質量，但對中部葉外觀質量的提升作用不顯著。與農戶施鉀處理相比，優化施鉀顯著提升黏壤土和砂壤土中部葉和上部葉的感官質量；3種不同質地土壤的綜合分析發現，優化施鉀能夠顯著提升中部葉和上部葉感觀質量。優化施鉀對不同質地土壤煙葉感官質量的提升作用表現為砂壤土>黏壤土>壤土，優化施鉀對上部葉感官和外觀的提升作用較中部葉明顯。

3 討論

不同肥料種類在土壤中的遷移、轉化、固定、流失以及被植物吸收的效率差異較大。適宜的鉀肥種類能夠提高吸收利用率，在同等施肥量的條件下，吸收利用高，煙葉中的積累增加，煙葉鉀含量相對較高。該研究結果發現，新型鉀肥種類(處理)，成熟采烤后的煙葉鉀含量比常規施鉀(CK)顯著提高。皖南煙區鉀肥施用種類包括硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸二氫鉀，種類多、用量大，且由于該地區肥料在烤煙移栽時一次性條施入土，為了節省勞務用工農民施肥前習慣把鉀肥與其他肥料拌勻、裝袋，這一方面施肥前操作增加了用工，另一方面多種肥料摻拌難以拌勻，施肥準確性較差，肥料利用率低。由于不同肥料的顆粒和密度有一定的差異，難以充分拌勻，田間施肥很難做到均勻，有的肥料多、有的肥

表5 施鉀對不同質地土壤煙葉外觀和感官質量的影響Table 5 Effect of potassium application on appearance quality and sensory quality of tobacco leaf in different soil textures

料偏少，甚至部分土壤只施入了某種肥料，導致烤煙缺素，煙葉產量和品質難以保障。因此，皖南煙區烤煙目前習慣的施肥種類、施肥方式急需改進優化。不僅要減少施肥種類，將多種肥料制成多元復合肥，而且肥料施用位置也要進行更加精準的調控，如改變現有的條施，采用段施或者段條施的方式。郇威威等發現增加肥料集中地的根區施鉀能夠提高皖南煙葉鉀含量。如果研制成1種或者2種的多元復合新型烤煙專用肥，不僅能夠減少施肥的勞務用工，并且田間烤煙的肥料供應也將更加均勻，煙葉產質量也將有所提升。

改變施鉀模式增加煙葉產量、提升煙葉鉀含量。改進鉀肥配方、優化施鉀方式能夠促進烤煙生長發育，增加產量。另外，優化鉀肥配方，更好供應鉀素，提高了烤后煙葉鉀含量，改善煙葉品質。優化鉀肥施用，在移栽后70 d追施20%的鉀肥可以大幅度提高上部煙葉中鉀含量和鉀積累量。通過改變鉀肥配方和施用方式，增加鉀肥在烤煙根區土壤的集中度和均勻度，促進根系對鉀素的吸收，提高煙葉鉀含量。該研究發現，改進施鉀模式能夠顯著提高煙葉的外觀和感官質量。研究表明，在同等施鉀量的條件下，增加追肥比例更有利于中部葉各類香氣物質的形成和品質提升。劉國順等研究表明，NPK配施對烤煙中性致香物質含量具有增效作用，提高鉀肥施用量可提高中部葉總中性致香物質含量。

鉀肥配方的改進，有助于推進烤煙機械化施肥。該研究優化鉀肥配方，鉀肥種類簡單，比當地常規的施肥模式明顯減少，減少了施肥用工。鉀肥配方的改進，改變原來的多種肥料，研制一種烤煙專用復合肥有助于推進烤煙施肥的機械化，原有的肥料種類多、肥料粒徑大小不一，多種肥料一次施用時機械施肥難以做到均勻，分次施用則增加施肥成本和勞務用工，烤煙施肥機械化難以實現。隨著農業機械化進程的推進，單一種類、養分齊全的烤煙專用肥勢在必行。該研究為皖南烤煙優化施肥種類和推進機械化施肥提供了參考。另外，該研究結果表明，不同種類土壤下優化鉀肥施用效果有一定差異，因此不同土壤類型的鉀肥施用量仍需要進一步探討和優化，有的可以降低鉀肥用量，有的可能需要增加施鉀量來進一步提升產量和品質。

4 結論

優化施鉀煙葉產值和均價顯著高于農戶施鉀處理，3種質地土壤煙葉產量和產值差異表現為壤土≈砂壤土>黏壤土。與農戶施鉀處理相比，優化施鉀處理中部葉和上部葉鉀含量分別增加13.7%和11.3%，總糖含量分別提高11.5%和17.0%，還原糖含量則分別提高25.0%和9.7%。優化施鉀能夠顯著提升中部葉和上部葉感觀質量，就3種不同質地土壤而言，優化施鉀對砂壤土煙葉感官質量的提升作用最為明顯。可見，該研究的優化鉀肥施用方式能夠顯著增加煙葉產量和產值，提高煙葉鉀、總糖和還原糖含量，提升煙葉感官質量。