生物钾肥对烤烟含钾量及品质影响的研究进展

蔡永占，韩小女

（1曲靖市烟草公司宣威分公司，云南宣威655400；2宣威市农业技术推广中心，云南宣威655400）

生物钾肥对烤烟含钾量及品质影响的研究进展

蔡永占1，韩小女2

（1曲靖市烟草公司宣威分公司，云南宣威655400；2宣威市农业技术推广中心，云南宣威655400）

钾是烤烟生长和发育必不可少的元素之一，烟叶含钾量是评价烟叶品质的重要指标，烟叶含钾量偏低已严重制约国内烟叶生产的发展。因此，提高烟叶含钾量对改善烟叶内在品质具有重要的现实意义。笔者综述了钾元素的生理功能、钾元素对烟叶品质影响、生物钾肥对烤烟生长发育、烟叶含钾量、烟叶品质的影响以及生物钾肥有效施用条件等方面的研究进展，归纳了生物钾肥对烤烟生长发育、产量、品质具有重要决定作用，在此基础探讨了提高烟叶含钾量的有效途径及措施，认为施用生物钾肥是进一步提高中国烟叶内在品质的有效途径之一，最后对生物钾肥今后研究方向进行了展望。

烤烟；生物钾肥；含钾量；烟叶品质

0 引言

烟草是中国重要经济作物之一，种植面积和总产量均居世界前列。钾是烤烟生长发育必不可少大量元素之一，是烟草公认的“品质因素”。烟叶钾含量与烟叶品质、卷烟制品的安全性密切相关[1]。因此，提高烟叶钾含量对促进烟草发展具有重要的意义。生物钾肥是可以将土壤积存不能被植物吸收利用的钾元素转化为能被植物吸收利用的速效钾，以促进烟株生长发育，提高烟叶产量，改善烟叶品质[2-5]。烤烟是典型的“喜钾作物”，每生产100 kg干烟叶就需要吸收9.88 kg钾元素[6]。烟叶中钾含量的高低是衡量烟叶品质优劣的重要指标[7]，但是多数作物对钾肥的利用效率仅在35%～55%，而利用效率低的作物仅为10%～20%[8]，而在烤烟生产上，一般是通过增加化学钾肥的施用量来提高烟叶品质，而化学钾肥施用量过多不但会造成烤烟生产成本增加，还会造成土壤板结等环境污染问题。国际上优质烟叶的含钾量一般超过2.5%，而国内烟叶含钾量在1%～2%，一般不会超过2%[9]，烟叶含钾量较低一直制约着国内烟叶生产的发展。而生物钾肥作为一种新型钾肥，具有成本低、施用操作简便、提钾效果明显、无副作用等诸多优点，已在其它作物上推广运用，并取得了显著效果。因此，生物钾肥是改善土壤钾素营养，提高烟叶含钾量及改善烟叶品质的新途径。笔者综述了钾元素以及生物钾肥对烟叶含钾量及烟叶品质影响的相关研究进展，以期为解决当地烟叶含钾量普遍偏低的问题，提高当地烟叶含钾量及改善烟叶内在品质提供参考。

1 钾元素生理功能及对烟叶品质影响

1.1 钾元素生理功能

钾元素主要以离子形态存在于植物体内，是促进各种代谢过程顺利进行的不同酶类活化剂，钾元素促进叶绿素的合成、稳定，从而提高植物的光合效率[10]；植物缺钾时，会造成ATP合成不足，从而降低植物光合效率[11]；钾元素通过调节细胞渗透压，调节气孔大小，从而调节植物体内水分平衡[12-13[14-16]。

1.2 钾元素对烟叶品质影响

充足的钾元素供应烟叶烤后颜色鲜亮，呈金黄色，富有弹性，有光泽，填充性好[17]；国内大多数产区烟叶品质与含钾量间呈显著正相关[18]。钾元素能显著减少蛋白质、α-氨基酸等不利于提高烟草品质相关物质的含量[19]；含钾量较高的烟叶，往往表现为香气量足，吃味好，填充性强，富有弹性，阴燃持火力和燃烧性好[20]，另有研究表明，含钾量较高的烟叶，在燃烧时能有效降低有害物质产生，从而提高卷烟制品安全性[18,21]。

2 生物钾肥对烤烟含钾量及品质影响

2.1 生物钾肥对土壤养分影响

研究表明，生物钾肥可以不同程度地提高土壤中有机质、速效钾、有效磷、碱解氮的含量[22]，使土壤速效钾提高到30.2～48.6 mg/kg[23]；施用7.5 kg/hm2生物钾肥后，土壤中速效钾可增加16.7%，速效磷可增加54%[24]。生物钾肥促进土壤中养分的转化，从而提高肥料利用率。

2.2 生物钾肥对烤烟生长发育影响

施用生物钾肥可有效改善烟株根际微生态环境，提高根系周围矿质元素的有效性，促进烟株主根生长，增加侧根数量，有利于促进根系对养分的吸收，促进烟株生长发育，大田长势好。增施生物钾肥可以提高株高、茎围、叶片数等农艺性状，促进正常落黄[25]；生物钾肥在替代50%化学钾肥情况下，对烤烟根鲜重、茎围、株高、叶面积也有明显的促进作用[25]；同时，增施生物钾肥可以降低烟株发病率和病情指数[26]，可使烟株赤星病减少15%左右，炭疽病减少7%左右[24]。

2.3 生物钾肥对烤烟含钾量、经济性状及品质的影响2.3.1生物钾肥与烟叶含钾量的关系施用适宜生物钾肥可以有效提高烟叶含钾量，这在以不断提高烟叶品质为目标的烤烟生产中尤其重要。刘国顺等[4]比较分析施用生物钾肥后不同部位烟叶钾含量，认为施用生物钾肥可增大上、中、下茎部、叶脉之间钾元素浓度梯度，为中上部叶片提供了丰富钾源，从而显著提高中上部叶片中含钾量；有研究表明[25,27]，施用生物钾肥可以提高烟叶含钾量，钾氯比由9.9提升到12.4。

2.3.2 生物钾肥与烟叶产量、产值以及中上等烟比例等经济性状的关系施用生物钾肥在提高烟叶含钾量的同时，也显著提高烟叶产量、产值以及中上等烟比例等经济性状指标，经济效益明显[28]。丁灿等研究了生物钾肥对‘K326’生长发育的影响，结果表明，生物钾肥处理的烤烟在产量、产值以及中上等烟比例均显著高于对照，由此可见，施用生物钾肥可以增加烟叶产量、产值、中上等烟比例等经济性状；同时也有类似研究表明[29,30]，施用生物钾肥处理，上部叶片增重明显，产量提高13.33%，产值大幅度提高，上等烟比例提高58.06%。

2.3.3 生物钾肥与烟叶品质的关系国内不同烟区大田试验示范结果表明，生物钾肥在提高烟叶内在品质方面效果显著。施用生物钾肥后，可以提高烟叶总糖、还原糖、施木克值、钾氯比等有利于烟叶品质的化学成分含量，降低总氮、蛋白质、总氯等不利于烟叶品质的化学成分含量，使烟叶化学成分更加协调，从而改善烟草香吃味和燃烧性，提高烟叶品吸质量。端永明等[31]研究表明，随着生物钾肥施用量增加，烟叶总糖、还原糖也会增加；施用生物钾肥后烟叶总糖含量、还原糖含量较对照明显提高，而烟叶蛋白质含量、总氮含量、氯含量较对照显著降低[22]；梁伟等[32]研究生物钾肥对河池烟区烤烟产质量的影响，结果表明，在常规施化学钾肥的基础上，增施生物钾肥30 kg/hm2较能显著提高烟叶产量，改善烟叶内在品质；高华军等[33]研究认为，在适当减少化学钾肥的情况下，施用生物钾肥不会降低烟叶中主要致香物质含量和总致香物质含量，烟叶品吸质量和综合效益较好。

2.4 生物钾肥有效施用条件

施用生物钾肥需要掌握好关键施用技术，才能充分发挥其在烤烟生产上增产增效的作用，改善烟叶品质。生物钾肥在有机质、碱解氮和速效磷丰富的壤质土壤上施用效果好，尤其是在土壤速效钾含量小于100 mg/kg的缺钾土壤中效果最好，而生物钾肥不宜在贫瘠的沙质土壤和保水保肥能力差的土壤中施用。与此同时，生物钾肥不能在阳光下暴晒，要随配随用，特别是不要与除草剂、杀菌剂接触或混用，如硫酸铜、多菌灵等，也不要与强碱肥料接触或混用，如草木灰，以免杀死菌体，影响效果[34]。施用生物钾肥的地块要增施有机肥料、合理排灌、中耕松土，创造适宜于生物钾肥生长繁殖的环境，以利于充分发挥生物钾肥的肥效。

3 提高烟叶含钾量的有效途径及措施

3.1 培育富钾烤烟品种

研究表明，不同烤烟品种对烟叶钾含量的影响要远大于不同施钾量，不同烤烟品种在钾肥利用效率和烟叶钾含量存在显著差异[35]。因此，在提高烟叶含钾量有效措施中，选择那些对钾元素吸收效率高和积累能力强的烤烟品种是最有效的措施之一。通过26个不同钾利用率烤烟品种对钾元素积累效率进行差异分析，结果表明，钾高效品种钾吸收效率是钾低效品种的3倍以上[36]。不同施钾量处理与烟草基因型含钾量相关分析表明，富钾烤烟品种筛选以常规施钾量最为适宜[37]。也有研究表明，将钾离子通道基因KAT1和AKT1导人拟南芥和烟草中获得一系列转基因株系，发现某些株系的含钾量和吸钾速率均显著增加[38]。也有研究表明，将拟南芥中的钾离子通道基因运用分子生物学技术转移到烟草中，烟叶含钾量提高了18%～22%[39]。

3.2 物理及化学调控技术

运用物理、化学等调控技术在一定的程度上可以提高烟叶含钾量。有研究表明，地膜覆盖促进中前期烟叶含钾量的提高，打顶后揭膜促进后期烟叶含钾量的积累[40-41]，打顶后使用生长素处理茎断面，也可提高烟叶含钾量[42]；不同烟草品种经不同剂量的辐射或者氮离子束脉冲处理后，得出不同烤烟品种烟叶含钾量能明显提高的最佳辐射剂量[43]；打顶后施用IAA和IBA处理，可促进烟株对钾元素吸收，提高了烟叶含钾量，降低了烟碱含量，从而改善烟叶品质[44]。

3.3 配套栽培技术

根据植物吸收矿质元素规律及烟草对钾元素吸收利用规律，通过合理配套的栽培技术，在一定程度上也可以提高烟叶含钾量。通过深栽、高培土、综合培根等栽培措施，提高了烟株对钾元素的利用率，从而提高烟叶含钾量[45]。也有研究表明，通过平衡施肥和水肥调控技术，在一定程度可提高烟叶含钾量[46]。通过提高钾肥追施比例和次数，在一定程度有助于提高烟叶含钾量、改善烟叶品质[47]；在施钾量相同的条件下，增加追施比例和追施次数，可提高中上部烟叶含钾量[48]。

4 生物钾肥研究展望

综上所述，钾元素对促进烟株生长发育、提高烟叶含钾量及品质具有重要的作用，而生物钾肥通过活化土壤养分，均衡土壤养分供给，提高肥料利用效率，促进烟株正常生长发育，提高烟叶含钾量，改善烟叶品质。因此，针对国内烟叶含钾量普遍偏低，开展生物钾肥相关研究，在烤烟生产中，运用新型生物钾肥不断提高当地烟叶含钾量及内在品质具有重要意义。目前，生物钾肥已较多运用在粮食作物、经济作物上[34,49]，在烤烟生产上研究目前主要集中在对烤烟生长发育、经济性状、常规化学成分的影响，而生物钾肥对提高烟叶含钾量、改善烟叶品质的内在机制等方面还需深入研究。

4.1 针对主栽品种及富钾基因型品种开展生物钾肥种类筛选

要有针对性地对国内或者省内主栽品种，如“云烟87”、“云烟97”等云烟系列以及新选育出来的富钾烤烟品种开展不同的试点，将室内实验和大田试验有机结合，研究不同种类生物钾肥对土壤养分转化、烟株生长发育、抗逆性、烟叶含钾量、烟叶品质等方面的影响，揭示不同种类生物钾肥对烤烟生长发育的影响机制，不断筛选出适宜当地烤烟生产的新型生物钾肥种类。

4.2 生物钾肥有效施用关键技术研究

生产实践表明，适宜的生物钾肥必须在一定的条件下施用，才能充分发挥其增产增效的作用。通过不同小区试验和大田示范，针对不同生物钾肥种类，开展不同土壤条件、水利条件、气候条件、发育时期以及施用方式等方面开展生物钾肥关键施用技术研究，不断优化施用技术，以期不断降低烤烟生产成本，改善烟叶品质，充分挖掘生物钾肥在烤烟生产上的潜力。

4.3 开展生物钾肥与植物生长调节剂互作方面的研究

植物生长调节剂具有植物激素作用，它们在较低浓度下就能促进或者抑制植物生命过程某些环节，改善植物与环境的互作关系，增强作物的抗逆性，提高产量，改善品质，使之向人们需要的方面发展。目前，在烤烟生产上有关生物钾肥与植物生长调剂互作方面研究很少，尤其是在提高烟叶含钾量及改善烟叶品质方面。因此，在烤烟生产上很有必要开展生物钾肥与植物生长调节剂互作方面的研究，不断揭示生物钾肥与植物生长调节剂互作对提高烟叶含钾量、改善烟叶品质的内在机制，以期有助于解决国内烟叶含钾量偏低的问题。

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Advance in Effect of Biotic Potassium Application on Potassium Content and Quality of Flue-cured Tobacco

Cai Yongzhan1,Han Xiaonv2

(1Xuanwei Tobacco Company of Qujing Prefecture,Xuanwei 655400,Yunnan,China；2Agro-Technology Extension Center of Xuanwei County,Xuanwei 655400,Yunnan,China)

Potassium is one of the elements essential for the growth and development of flue-cured tobacco, potassium content is an important indicator of quality of flue-cured tobacco,low potassium content of fluecured tobacco severely restricts the development of tobacco production.Therefore,it is of great practical significance to improve the potassium content of flue-cured tobacco to enhance the quality of flue-cured tobacco in China.The authors reviewed the effect of potassium on physiological function and quality of fluecured tobacco,effect of biological potassium fertilizer on development,potassium content,quality of flue-cured tobacco and conditions for effective application of biological potassium fertilizer.The effects of biological potassium fertilizer on the growth,yield and quality of flue-cured tobacco were summarized.On the basis of the above discussion,the techniques for increasing the potassium content of flue-cured tobacco were proposed. It was believed that biological potassium fertilizer was one of the effective ways to improve the quality of fluecured tobacco in China.The authors made an outlook on the future research of biological potassium fertilizer.

Flue-Cured Tobacco；Biotic Potassium；Potassium Content；Quality of Flue-cured Tobacco

S-1

A论文编号：cjas16080001

现代农业产业技术体系专项资金(CARS-10-03A)。

蔡永占，男，1984年出生，河南开封人，农艺师，博士，从事烟草栽培生理研究。通信地址：655400云南省宣威市建设西街72号曲靖市烟草公司宣威分公司，E-mail：caiyongzhan2010@163.com。

韩小女，女，1982年出生，河南南阳人，农艺师，硕士，从事农业技术推广应用研究。通信地址：655400云南省宣威市振兴街574号宣威市农业技术推广中心，E-mail：hanxiaonv6203@163.com。

2016-08-02，

2016-09-26。