施鉀水平對甘肅烤煙鉀含量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

胡娟，邱慧珍＊，何秀成，張文明，李亞娟，張春紅

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州730070）

我國煙草（Nicotiana）的種植面積和產(chǎn)量均居世界首位，在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位［1］。然而，與津巴布韋和美國等國家相比，我國的煙草行業(yè)大而不強(qiáng)，表現(xiàn)為產(chǎn)量高、出口量低、種植效益差［2－4］。我國煙葉的總體質(zhì)量與世界優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)國家有較大差距，主要原因之一是煙葉鉀含量低［1，5］。一般認(rèn)為，烤煙煙葉鉀含量的正常值是2%～8%［6］，最低含鉀量不小于2%［7－9］，而我國13個主要煙區(qū)煙葉鉀含量普遍偏低，一般為2%左右，北方煙區(qū)煙葉鉀含量多在1%～2%［5，10］。因此，通過營養(yǎng)調(diào)控提高煙葉鉀含量對中國煙葉品質(zhì)的改善具有十分重要的意義［11－14］。

鉀是植物生長的必需營養(yǎng)元素，也是所有活有機(jī)體必需的一價陽離子，鉀的某些生理功能是其他一價陽離子無法代替的［14］。對于煙草而言，鉀不僅是吸收量較大的元素，其吸鉀量一般是吸氮量的1.35倍，吸磷量的3.5倍［5］，同時鉀還是煙草最重要的品質(zhì)元素之一，在煙株體內(nèi)參與幾乎所有的代謝過程，并對煙葉的品質(zhì)起著十分重要的作用［7，8，15，16］。煙葉的鉀含量直接影響其香氣的質(zhì)和量［16］，也與燃燒性和?；鹦悦芮邢嚓P(guān)［17，18］。鉀含量高的煙葉油分足、富有彈性和韌性，加工后的煙絲燃燒性好［19］，而且陰燃持火力大，從而可減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生，提高卷煙制品的安全性［20］。因此，為了提高煙葉鉀含量，改善烤煙品質(zhì)，煙農(nóng)常采用高于最高產(chǎn)量施肥量的鉀肥用量。有學(xué)者認(rèn)為，必須施用高于2～3倍最佳產(chǎn)量需鉀量的鉀肥，才能獲得優(yōu)質(zhì)煙葉［18］。然而，在實際生產(chǎn)中肥料施用量必須考慮到施肥對作物經(jīng)濟(jì)效益的影響［21］，許多研究表明在某種程度上，肥料投入與經(jīng)濟(jì)效益呈負(fù)相關(guān)［22，23］。因此前人對烤煙氮磷鉀的合理用量及其配比，特別是對最佳鉀肥施用量的研究較多［24］。

烤煙種植區(qū)位于甘肅省慶陽地區(qū)南部的正寧縣，屬優(yōu)質(zhì)烤煙種植適宜區(qū)，許多氣象因子接近或優(yōu)于全國著名烤煙生產(chǎn)基地云南玉溪，烤煙栽培歷史悠久，且烤煙生產(chǎn)已成為富民強(qiáng)縣的一大支柱產(chǎn)業(yè)。然而，由于不合理施肥及長期連作等原因造成煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)持續(xù)下降，煙葉含鉀量僅為0.75%，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)乜緹熒a(chǎn)向規(guī)?；?、優(yōu)質(zhì)化和高效化的方向發(fā)展［25］。因此，如何通過提高烤煙鉀含量改善品質(zhì)，已成為該縣烤煙種植中亟待解決的問題，而有關(guān)正寧烤煙的相關(guān)研究鮮見報道。為此，通過田間試驗，以期通過配方施肥和營養(yǎng)調(diào)控等措施提高烤煙的鉀含量，為指導(dǎo)當(dāng)?shù)氐目緹熒a(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

田間試驗于2007年在甘肅省慶陽市正寧縣進(jìn)行。正寧縣地處黃土高原溝壑區(qū)，屬于黃淮海第3大煙區(qū)，渭北高塬陜北丘陵溝壑第2烤煙小區(qū)，屬于優(yōu)質(zhì)烤煙種植的適宜區(qū)。全縣烤煙主產(chǎn)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)海拔一般處于1 177～1 250 m，全年日照2 447.4 h，日照率55%，烤煙生育期≥10℃積溫為2 900℃，降水量約630 mm，蒸發(fā)量1 500 mm，無霜期180 d左右。光照充足，熱量富裕。供試土壤為黑壚土，基本理化性狀見表1。

表1 供試土壤的基本理化性狀Table 1 Basic physicochemical properties of soil used

1.2 試驗設(shè)計與方法

本研究是“慶陽市優(yōu)質(zhì)烤煙測土配方施肥和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)集成研究與示范推廣”田間試驗的一部分，是農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》中“3414”完全方案中的鉀組處理，共4個水平：K0：不施鉀肥，K1：K2水平×0.5，K2：當(dāng)?shù)刈罴咽┾浟?，K3：K2水平×1.5（該水平為過量施鉀水平）。

每一水平的施鉀量（K2O）分別為0，90，180，270 kg／hm2。每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積66 m2（12.0×5.5），行距1.1 m，株距0.6 m，種植密度為1.653×104株／hm2。供試品種為當(dāng)?shù)禺?dāng)家品種CV70，由正寧縣煙葉生產(chǎn)管理局提供，煙苗采用切塊育苗。

所有小區(qū)不施有機(jī)肥，氮肥用量為60N kg／hm2，N∶P2O5∶K2O比例為1∶1.5∶3，氮肥用硝銨磷（N含量32%，P2O5含量4.4%），磷肥用過磷酸鈣（P2O5含量16%），鉀肥用硫酸鉀（K2O含量50%）。施肥和起壟同步進(jìn)行，采用雙層施肥技術(shù)，下層肥料于4月10日起壟前用犁開出深0.2 m的溝，并將氮肥的85%，磷肥和鉀肥的70%施入溝中，之后起壟，壟高0.1 m，壟寬0.55 m，起壟后覆膜；上層肥料于5月12日移栽時施入，用打窩器在壟面上打出深0.15 m的移栽穴，將剩余的氮磷鉀肥施入穴中，覆土后栽上煙苗，窄膜單行。

1.3 樣品采集與分析

根據(jù)“生不采，熟不漏”的原則，成熟一片采收一片，分小區(qū)單獨采烤、單獨記產(chǎn)、計值，烘烤后按小區(qū)分下部葉（從下至上第1～7位葉，去掉1～2片無效葉，共采收5片有效煙葉）、中部葉（第8～14位葉）和上部葉（第15～20位葉）各取混合樣300 g，75℃烘干，粉碎過1 mm篩待用。

樣品鉀含量的測定：濃H2SO4－H2O2消煮，火焰光度計測定［26］。起壟前采集土壤基礎(chǔ)土樣，測定土樣的基本理化性狀［27］。

1.4 試驗數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用 EXCEL 2003和SPSS 11.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，用新復(fù)極差法進(jìn)行平均數(shù)的顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 施鉀水平對烤煙不同葉位鉀含量的影響

試驗結(jié)果表明，隨施鉀水平的提高，烤煙葉片的鉀含量明顯增加（表2）。

表2 施鉀水平對烤煙葉片鉀含量的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）Table 2 Effects of potassium fertilizer rates on potassium content in flue－cured tobacco leaves（Mean±SD）

烤煙葉片鉀含量隨施鉀水平的提高而增加，以K3水平增加的幅度最大，上、中、下部葉片鉀含量分別比對照增加了55%，80%，56%（表2）。由此可見，增施鉀肥是提高烤煙葉片鉀含量的有效途徑［1，28，29］。在本試驗條件下，當(dāng)施鉀量為K3水平，即270 kg／hm2時，中部葉片鉀含量可達(dá)2.11%，不僅遠(yuǎn)高于我國北方煙區(qū)煙葉鉀含量的平均水平，而且接近云南和貴州煙區(qū)煙葉的鉀含量［30］。

試驗結(jié)果也表明，烤煙不同葉位葉片的鉀含量對施鉀水平的的反應(yīng)明顯不同。

不同葉位中以中部葉片鉀含量的增幅最大。與K0相比，中部葉在K1、K2、K3處理中的鉀含量分別增加了39%，69%，80%，上部葉和下部葉分別增加了21%，42%，55%和23%，50%，56%。

當(dāng)施用鉀肥后，不同葉位葉片的鉀含量高低順序發(fā)生了變化。在K0處理中，以中部葉的鉀含量最低，當(dāng)施用鉀肥后，中部葉片鉀含量明顯高于上部葉和下部葉，尤其是在高鉀水平處理中，說明中部葉鉀含量對鉀肥的敏感程度最高，其可能的原因是中部葉的生長時期正是煙葉鉀素吸收積累的高峰期［31，32］。

在收獲的18片煙葉中，中部葉為第8～14片葉，占收獲葉片的39%，中部葉鉀含量的提高對增加單位面積的產(chǎn)值有重要意義。因為煙葉鉀含量越高，品質(zhì)越好，中上等煙比例也越高，因而單位面積的煙葉產(chǎn)值也高［33］。

2.2 施鉀水平對烤煙產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

試驗結(jié)果表明，烤煙產(chǎn)量、均價、中上等煙比例和產(chǎn)值等經(jīng)濟(jì)效益參數(shù)均隨施鉀水平的提高而增加（表3）。

表3 施鉀水平對烤煙產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響Table 3 Effects of potassium rates on yield and economic benefit in flue－cured tobacco

隨施鉀水平的提高，烤煙產(chǎn)量隨之增加，說明鉀素可增強(qiáng)烤煙對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，同時促進(jìn)生物量增加及干物質(zhì)積累，因而，增施鉀肥可提高烤煙產(chǎn)量。與K0相比，K1、K2和K3處理的產(chǎn)量分別增加了2%，13%和19%，但K1和K0間的差異不顯著（表3）。出現(xiàn)這一結(jié)果的原因之一是供試土壤的速效鉀含量僅為150 mg／kg，這一水平在我國植煙土壤鉀素分級指標(biāo)中屬于缺鉀水平［18］，說明本試驗的施鉀水平設(shè)置偏低，施鉀水平和產(chǎn)量之間關(guān)系的分析結(jié)果（圖1）也說明了這一點。

在本試驗條件下，無法用經(jīng)典的一元二次肥料效應(yīng)模型擬合施鉀水平與產(chǎn)量之間的關(guān)系，由于施鉀水平與烤煙產(chǎn)量之間的關(guān)系屬非典型模型，因此，在本試驗條件下，無法計算相應(yīng)的施肥參數(shù)，推測經(jīng)濟(jì)最佳施鉀量與最高產(chǎn)量施鉀量可能在K3水平以上（圖1）。這一水平高于我國黃淮煙區(qū)鉀肥推薦用量180～225 K2O kg／hm2［19］，因此，有關(guān)當(dāng)?shù)剽浄适┯昧繀?shù)的確定有待于進(jìn)一步試驗。

圖1 施鉀水平對烤煙產(chǎn)量的增產(chǎn)效應(yīng)Fig.1 Effects of potassium fertilizer rates on the yield flue－cured tobacco

隨施鉀水平的提高，烤煙的均價、中上等煙比例和產(chǎn)值也隨之增加。與K0相比，K1、K2和K3處理的均價分別提高了0.77，1.48和1.79元／kg，中上等煙比例分別提高了5.99%，14.22%和14.06%，產(chǎn)值分別增加了2 110，5 793和7 743元／hm2（表3），說明施鉀量越高，產(chǎn)值越高。

盡管均價和中上等煙比例在K2和K3水平間的差異不顯著，但是二者間的產(chǎn)值差異顯著。綜合肥料成本的經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果表明，單位面積的純收入K3比K2增加了1 300元／hm2（表3），由此可見，增施鉀肥不僅可明顯提高烤煙產(chǎn)量，同時通過增加葉片的鉀含量改善煙葉的品質(zhì)，從而對提高單位面積的產(chǎn)值有重要意義。

3 小結(jié)

煙葉鉀含量隨施鉀水平的提高而增加，以K3水平增加的幅度最大，中部葉鉀含量達(dá)2.11%。

烤煙不同葉位葉片鉀含量對施鉀的反應(yīng)明顯不同，隨施鉀量的提高，中部葉鉀含量增加幅度最大。

施用鉀肥后，煙株上、中、下部葉片鉀含量的高低順序發(fā)生改變。

隨施鉀水平的提高，烤煙產(chǎn)量隨之增加，但可能由于本試驗的處理水平不夠，推測經(jīng)濟(jì)最佳施鉀量與最高產(chǎn)量施鉀量可能在K3水平以上。

隨施鉀水平的提高，烤煙均價、中上等煙比例和產(chǎn)值均隨之增加。

在正寧縣目前的生產(chǎn)條件下，在氮、磷肥用量為60 N kg／hm2和90 P2O5kg／hm2的基礎(chǔ)上，當(dāng)施鉀量為K3水平，即270 K2O kg／hm2（N∶P2O5∶K2O比例為1.0∶1.5∶3.0）時即可獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益。

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