優(yōu)化施鉀對(duì)煙-稻輪作區(qū)不同質(zhì)地土壤煙葉鉀含量及產(chǎn)質(zhì)量的影響

章 程，李 波，姜超強(qiáng)，祖朝龍，鄭天軍，章友愛，吳晶晶，閻軼峰，沈 嘉*

(1.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，浙江杭州 310006；2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，安徽合肥 230031)

鉀是烤煙生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素，也是煙葉重要的品質(zhì)元素。鉀含量偏低會(huì)嚴(yán)重降低煙葉品質(zhì)，而優(yōu)質(zhì)煙葉的鉀含量通常要求較高，如國外優(yōu)質(zhì)煙葉中含鉀量通常在3%以上，我國優(yōu)質(zhì)煙葉也要求鉀含量達(dá)到2%。但目前我國烤煙煙葉鉀含量相對(duì)較低，平均在2%以下，因此提高煙葉鉀含量對(duì)提升煙葉質(zhì)量至關(guān)重要。

皖南煙區(qū)是我國典型的濃香型產(chǎn)區(qū)，煙葉具有獨(dú)特的焦甜香風(fēng)格，深受卷煙工業(yè)企業(yè)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(yōu)化施鉀方法等方面進(jìn)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(yōu)化鉀肥施用位置，郇威威等研究發(fā)現(xiàn)，高鉀用量和根區(qū)施肥可提升皖南不同質(zhì)地土壤煙葉鉀含量。通過調(diào)整基肥和追肥的比例，張士榮等研究發(fā)現(xiàn)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(zhì)。通過分次施鉀調(diào)整鉀肥施用時(shí)間，呂大樹等研究發(fā)現(xiàn)，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(shí)條施全部鉀肥，生育期內(nèi)不再追施鉀肥，煙葉鉀含量基本能夠滿足優(yōu)質(zhì)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(wěn)定和提高煙葉鉀含量是皖南煙葉生產(chǎn)急需解決的問題。因此，筆者采用大田試驗(yàn)，探索優(yōu)化鉀肥配方和施鉀模式對(duì)煙葉鉀含量、產(chǎn)質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，以優(yōu)化烤煙鉀肥施用管理，為煙葉提鉀增質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2018年3—8月在安徽省烤煙主產(chǎn)區(qū)宣城市進(jìn)行。3種不同質(zhì)地土壤的試驗(yàn)煙田分別位于楊柳、黃渡和文昌，根據(jù)美國制土壤分類標(biāo)準(zhǔn)，3個(gè)區(qū)域的土壤質(zhì)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(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別設(shè)置2種施鉀處理，即農(nóng)戶常規(guī)施鉀和優(yōu)化施鉀，采用田間小區(qū)試驗(yàn)法，每個(gè)處理重復(fù)3次，小區(qū)面積48 m(4.8 m×10.0 m)。每個(gè)小區(qū)4行區(qū)，長10 m，行距1.2 m，株距0.5 m，植煙80株。根據(jù)當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，氮肥和磷肥用量選擇當(dāng)?shù)刈罴延昧?，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(nóng)戶常規(guī)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(jìn)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(jīng)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(yōu)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(jīng)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(tuán)隊(duì)提供肥料配方，委托安徽紅四方股份有限公司生產(chǎn)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(shù)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(jié)束。

產(chǎn)量、產(chǎn)值。煙葉成熟采烤期按小區(qū)單獨(dú)采收，分別掛牌烘烤，烤后煙葉按照烤煙分級(jí)進(jìn)行分級(jí)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)小區(qū)的產(chǎn)量，并計(jì)算產(chǎn)值和均價(jià)等。

外觀和感官質(zhì)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(jìn)行外觀和感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量滿分均為10分。

煙葉化學(xué)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(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀測定總氮、煙堿、總糖、還原糖、鉀等常規(guī)化學(xué)成分，并計(jì)算糖堿比(還原糖/煙堿)。

采用Microsoft Excel 2013和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，采用檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性檢測。

2 結(jié)果與分析

由表2可知，優(yōu)化施鉀與農(nóng)戶施鉀煙葉的產(chǎn)量無顯著差異，且在3種質(zhì)地土壤上表現(xiàn)一致；3種質(zhì)地土壤優(yōu)化施鉀與農(nóng)戶施鉀煙葉產(chǎn)值均無顯著差異。黏壤土和砂壤土優(yōu)化施鉀煙葉均價(jià)均顯著高于農(nóng)戶施鉀處理。在優(yōu)化施鉀與農(nóng)戶施鉀條件下，黏壤土煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值均最低，3種質(zhì)地土壤煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值差異表現(xiàn)為壤土≈砂壤土>黏壤土。通過整合分析，優(yōu)化施鉀煙葉產(chǎn)值和均價(jià)顯著高于農(nóng)戶施鉀處理。

表2 施鉀對(duì)不同質(zhì)地土壤煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)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(yōu)化施鉀對(duì)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(zhì)地土壤，優(yōu)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(nóng)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(yōu)化施鉀顯著降低了壤土和砂壤土上部葉煙堿含量。3種質(zhì)地土壤上，優(yōu)化施鉀烤煙中部葉和上部葉總糖均顯著高于農(nóng)戶施鉀處理。綜合3種質(zhì)地土壤分析表明，優(yōu)化施鉀中部葉和上部葉總糖含量比農(nóng)戶施鉀分別提高11.5%和17.0%。優(yōu)化施鉀中部葉和上部葉還原糖含量比農(nóng)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(nóng)戶施鉀相比，優(yōu)化施鉀對(duì)中部葉還原糖和糖堿比的提升幅度比對(duì)上部葉的提升幅度更大。

表3 施鉀對(duì)不同質(zhì)地土壤烤煙中部葉常規(guī)化學(xué)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(duì)不同質(zhì)地土壤烤煙上部葉常規(guī)化學(xué)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(nóng)戶施鉀處理相比，優(yōu)化施鉀顯著提升黏壤土中部葉和砂壤土上部葉的外觀質(zhì)量；3種不同質(zhì)地土壤的綜合分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化施鉀能夠顯著提升上部葉外觀質(zhì)量，但對(duì)中部葉外觀質(zhì)量的提升作用不顯著。與農(nóng)戶施鉀處理相比，優(yōu)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(zhì)量；3種不同質(zhì)地土壤的綜合分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化施鉀能夠顯著提升中部葉和上部葉感觀質(zhì)量。優(yōu)化施鉀對(duì)不同質(zhì)地土壤煙葉感官質(zhì)量的提升作用表現(xiàn)為砂壤土>黏壤土>壤土，優(yōu)化施鉀對(duì)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(zhuǎn)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(duì)較高。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新型鉀肥種類(處理)，成熟采烤后的煙葉鉀含量比常規(guī)施鉀(CK)顯著提高。皖南煙區(qū)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(qū)肥料在烤煙移栽時(shí)一次性條施入土，為了節(jié)省勞務(wù)用工農(nóng)民施肥前習(xí)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(zhǔn)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(duì)不同質(zhì)地土壤煙葉外觀和感官質(zhì)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(dǎo)致烤煙缺素，煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)難以保障。因此，皖南煙區(qū)烤煙目前習(xí)慣的施肥種類、施肥方式急需改進(jìn)優(yōu)化。不僅要減少施肥種類，將多種肥料制成多元復(fù)合肥，而且肥料施用位置也要進(jìn)行更加精準(zhǔn)的調(diào)控，如改變現(xiàn)有的條施，采用段施或者段條施的方式。郇威威等發(fā)現(xiàn)增加肥料集中地的根區(qū)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(fù)合新型烤煙專用肥，不僅能夠減少施肥的勞務(wù)用工，并且田間烤煙的肥料供應(yīng)也將更加均勻，煙葉產(chǎn)質(zhì)量也將有所提升。

改變施鉀模式增加煙葉產(chǎn)量、提升煙葉鉀含量。改進(jìn)鉀肥配方、優(yōu)化施鉀方式能夠促進(jìn)烤煙生長發(fā)育，增加產(chǎn)量。另外，優(yōu)化鉀肥配方，更好供應(yīng)鉀素，提高了烤后煙葉鉀含量，改善煙葉品質(zhì)。優(yōu)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(qū)土壤的集中度和均勻度，促進(jìn)根系對(duì)鉀素的吸收，提高煙葉鉀含量。該研究發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)施鉀模式能夠顯著提高煙葉的外觀和感官質(zhì)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(zhì)的形成和品質(zhì)提升。劉國順等研究表明，NPK配施對(duì)烤煙中性致香物質(zhì)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(zhì)含量。

鉀肥配方的改進(jìn)，有助于推進(jìn)烤煙機(jī)械化施肥。該研究優(yōu)化鉀肥配方，鉀肥種類簡單，比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)的施肥模式明顯減少，減少了施肥用工。鉀肥配方的改進(jìn)，改變?cè)瓉淼亩喾N肥料，研制一種烤煙專用復(fù)合肥有助于推進(jìn)烤煙施肥的機(jī)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(shí)機(jī)械施肥難以做到均勻，分次施用則增加施肥成本和勞務(wù)用工，烤煙施肥機(jī)械化難以實(shí)現(xiàn)。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程的推進(jìn)，單一種類、養(yǎng)分齊全的烤煙專用肥勢在必行。該研究為皖南烤煙優(yōu)化施肥種類和推進(jìn)機(jī)械化施肥提供了參考。另外，該研究結(jié)果表明，不同種類土壤下優(yōu)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(jìn)一步探討和優(yōu)化，有的可以降低鉀肥用量，有的可能需要增加施鉀量來進(jìn)一步提升產(chǎn)量和品質(zhì)。

4 結(jié)論

優(yōu)化施鉀煙葉產(chǎn)值和均價(jià)顯著高于農(nóng)戶施鉀處理，3種質(zhì)地土壤煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值差異表現(xiàn)為壤土≈砂壤土>黏壤土。與農(nóng)戶施鉀處理相比，優(yōu)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(yōu)化施鉀能夠顯著提升中部葉和上部葉感觀質(zhì)量，就3種不同質(zhì)地土壤而言，優(yōu)化施鉀對(duì)砂壤土煙葉感官質(zhì)量的提升作用最為明顯。可見，該研究的優(yōu)化鉀肥施用方式能夠顯著增加煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，提高煙葉鉀、總糖和還原糖含量，提升煙葉感官質(zhì)量。