钾肥施用量对不同烤烟品种钾素吸收和积累的影响

王根发，张月华，袁岐山，马一琼，刘向真，彭玉富，赵森森，杨永峰，张东豫，马波波

河南中烟工业有限责任公司技术开发分公司，郑州经济技术开发区南三环南经开第五大街西 450000

品种是影响烟叶钾含量的主要因素之一［1-4］，不同烤烟品种对钾素的吸收积累能力不同。钾肥用量与烟草钾素吸收积累的关系密切，钟晓兰等［5］研究认为，在一定钾用量范围内，随着钾肥用量的增加烟叶含钾量逐渐增加，但施钾量超过一定量时烟叶钾含量增速变缓，最终趋于平稳。周冀衡等［6］对不同品种烤烟苗期对钾素的响应试验表明，随着施钾量的提高，K326、NC82 和 NC89 烤烟品种间对钾素的响应能力差异逐渐减弱。烤烟对养分的吸收速率随移栽期的推进呈现“慢—快—慢”的“S”形曲线变化［7-8］。移栽后7 周内，烟草钾积累量达到全生育期钾总积累量的70%～80%。但当烟叶进入成熟期，钾积累减缓甚至出现负增长现象［9］，原因之一是打顶后烟株体内的钾素通过根系外排［10-11］。针对这一问题，目前采取的措施主要有环剥韧皮部、适当断根以及培育钾高效基因型烤烟品种等［12-14］。但张翔等［15］研究发现，烤烟在生育后期仍有一定的钾素吸收能力，在烟株打顶后追施一定量的钾肥能有效提高成熟期烟叶钾含量和钾肥利用率。另外，钾肥用量与烟草对钾素的吸收有直接关系［16］。因此，研究烤烟在生长发育过程中钾素的吸收积累特征，并配套适宜的钾肥施用方法，实施适时适量的钾肥供应，是提高烟叶钾含量的重要措施之一［17］。

豫中烟区是我国优质浓香型烤烟的重要产区之一。其中河南省郏县是河南中烟工业有限责任公司“黄金叶”品牌的基地单元，当地烤烟具有香气浓郁、吸味醇和以及刺激性较大等特点［18］，但同时存在着烟叶钾含量低，达不到优质烤烟烟叶指标要求的问题［19］。为此，在豫中烟区河南省郏县“黄金叶”品牌基地单元设置了主栽烤烟品种中烟100、K326 和豫烟12号的不同钾肥用量试验，旨在揭示烤烟大田生育期中烟株钾素吸收积累的动态变化规律，为不同烤烟品种的钾肥合理施用以及提高烟叶钾含量提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年在河南省平顶山市郏县李口镇白龙庙村（E113.17°，N33.45°）进行。试验地土壤为石灰性褐土，有机质12.5 g/kg，全氮1.03 g/kg，碱解氮76.2 mg/kg，速效磷12.4 mg/kg，速效钾109.4 mg/kg，氯离子13.7 mg/kg。供试肥料为烟草专用复合肥（N-P2O5-K2O 为10-10-20，河南省火车头农业技术有限公司）、重过磷酸钙（P2O5，44%）、硫酸钾（K2O，50%）。

1.2 试验设计

采用裂区设计，设置品种和钾肥用量双因子试验。主区 A 为品种，A1 为中烟 100，A2 为 K326，A3为豫烟12号；副区K为钾肥用量，K1为180 kg·hm-2，K2 为 210 kg·hm-2，K3 为 240 kg·hm-2。共设置 9 个处理，每处理3 次重复，见表1。每处理种植1 个小区，小区面积666.67 m2，随机排列。各处理氮用量60 kg/hm2，全部肥料用量的70%作基肥于起垄时条施，其余30%肥料于移栽后30 d 追施。株行距为50 cm×120 cm，烟株初花期打顶，其他栽培措施按照当地烟叶生产技术规范实施。

表1 试验处理组合Tab.1 Experimental treatments

1.3 测定方法

各处理于移栽后30～90 d，每隔15 d 分别随机选取各小区长势一致的3株烟，整株挖出，将根系冲洗干净，根、茎、叶分开，分别在105 ℃下杀青30 min，60 ℃烘干至恒质量，粉碎过 60 目（300 μm）筛备用。采用火焰光度计法［20］测定烟株根、茎和叶的钾含量（质量分数）。

1.4 数据处理

采用 SPSS 17.0 和 Microsoft Excel 2003 软件对数据进行统计分析，LSD 法进行处理间差异的多重比较。

2 结果与讨论

2.1 钾肥用量对不同烤烟品种烟株干物质积累的影响

由表2 可知，移栽后30～45 d，不同烤烟品种在3 个钾肥用量水平下烟株干物质积累量较低。移栽后45～75 d 烟株进入旺长期，根、茎、叶以及整株烟草干物质积累速率加快，达到积累高峰。从整个大田生长期来看，3 个烤烟品种在不同钾肥施用量条件下，烟株干物质积累量除个别处理外，整体上均表现出随钾肥用量提高而增加的趋势。3 个品种间以中烟100 的干物质积累量最多，K326 和豫烟12号品种在不同生育期表现差异较大。

2.2 钾肥用量对不同烤烟品种根系钾含量和积累量的影响

由图1 可知，3 个烤烟品种在不同钾肥施用量下，烟株根系钾含量随生育期的推进整体呈现逐渐降低的趋势。不同品种下降幅度不同，其中豫烟 12号 K1 和 K3 处理在移栽后 45～60 d 时有所提高。相同钾肥用量处理的根系钾含量全生育期均以中烟 100 最低，K1 和 K2 处理以 K326 最高；K3处理移栽后 30～45 d 以 K326 最高，移栽后 60 d 以豫烟12号最高。同一品种不同钾肥用量处理的3个品种根系钾含量全生育期均以K1 处理最低；中烟100 根系钾含量在移栽后30 d 以K2 处理最高；K326 根系钾含量以 K2 和 K3 处理较高；豫烟 12号在移栽后30、45 和75 d 时根系钾含量以K2 处理最高，其余时期根系钾含量以K3 处理最高。

表2 不同处理烤烟烟株干物质积累量的比较①Tab.2 Dry matter accumulation of flue-cured tobacco plants under different treatments

图1 不同钾肥用量水平下中烟100、K326 和豫烟12号品种烤烟根系钾含量和积累量的动态变化Fig.1 Dynamic variations of K content and accumulation in roots of cv.Zhongyan100，K326 and Yuyan12 at different K application rates

不同烤烟品种在不同钾肥施用量水平下，烟株根系钾积累量随移栽期的推进整体上表现为先增加后降低的趋势，在移栽后75 d 均达到峰值；其中中烟100 品种在移栽后45～60 d 增速较快，K326和豫烟12号品种在移栽后60～75 d 增速较快。

2.3 钾肥用量对不同烤烟品种茎部钾含量和积累量的影响

由图2 可知，3 个钾肥用量水平下，中烟100 和豫烟12号品种烟株茎部钾含量随移栽期的推进整体均表现为先增加后降低的趋势，K326 品种烟株茎部钾含量则表现为随移栽推进逐渐降低而后趋于稳定的变化趋势。3 个烤烟品种茎部钾含量整体上以中烟100 品种较低。3 个品种不同钾用量处理间茎部钾含量整体表现为K1 处理较低。

3 个烤烟品种在不同钾肥量水平下，烟株茎部的钾积累量随移栽期的推进整体均表现为逐渐增加的趋势，均在移栽后45～60 d 增加最快，其中豫烟12号品种的3 个处理在移栽后60～75 d 仍增加较快。3 个品种不同施钾量处理间茎部钾积累量在移栽后60 d 前差异不大，在移栽后75～90 d 以K1 处理茎部钾积累量较低；其他两个施钾量水平下，中烟 100 和 K326 在移栽后 75～90 d 茎部钾积累量表现不同，但是整体差异不大，仅K3 处理豫烟12号茎部钾积累量在移栽后90 d 增加幅度较大。

2.4 钾肥用量对不同烤烟品种叶片钾含量和积累量的影响

由图3 可以看出，3 个烤烟品种在不同钾肥用量水平下，随移栽期的推进烟叶钾含量整体均呈现先增高后降低的趋势。其中中烟100 和K326 品种K3 处理烟叶钾含量峰值出现在移栽后45 d；其他两个钾肥用量处理烟叶钾含量的峰值则均出现在移栽后60 d。另外，这两个烤烟品种的烟叶钾积累峰值均为K2 处理最高，且在烟叶成熟期（移栽后90 d）烟叶钾含量也表现为K2 处理最高，说明施钾量210 kg/hm2的处理有利于促进中烟100和K326 烤烟烟叶钾的吸收和积累。豫烟12号的3 个处理烟叶钾含量均在移栽后60 d 出现峰值，在移栽后90 d 时以K2 处理最高。

3 个烤烟品种在不同钾肥用量水平下，随移栽期的推进烟株叶片钾积累量变化与茎部钾积累量变化规律相似，也表现出逐渐增加的趋势，最大增幅中烟 100 出现在移栽后 45～75 d，K326 和豫烟 12号出现在移栽后45～60 d。中烟100 在3 个钾肥用量水平下烟叶钾积累量在移栽后30～45 d 差异不大，在移栽后60 d 表现为K1 处理较低，K2 处理较高。K326 的3 个钾肥处理间叶片钾积累量在移栽后 60 d 之前差异不大，在移栽后 60～90 d 以 K2 处理较高，K3 处理较低。豫烟12号在移栽后30～45 d 3 个处理间差异不大，移栽后60 d 时以K3 处理较高，移栽后 75～90 d 以 K2 处理较高，其中 K3 处理在移栽后90 d 表现出降低的趋势。因钾在植物体内属于易迁移的离子，叶片中钾有向茎部转移的可能［10］。

本试验中发现3 个烤烟品种在3 个钾肥用量水平下，随着移栽期的推进根系钾含量整体呈现逐渐降低的趋势，茎和叶钾含量表现出随移栽期的推进先增加后降低的趋势。其原因：一是随着移栽期的推进，烟株各器官的干物质积累量逐渐增加，当其增速快于烟株钾积累量的增速时，会对烟株钾含量产生稀释效应［19］；二是烤烟在移栽后60 d 左右打顶，烟株的顶端效应被消除，烟株体内的物质代谢方向发生了改变，而K+在植物体内属于易迁移元素，通常向生长旺盛的部位移动，因此出现了K+向根系迁移的现象。而根系钾含量在该时期并没有增加，可能是K+又从根系外溢至土壤中所致［10-11］。

图2 不同钾肥用量水平下中烟100、K326 和豫烟12号品种烤烟茎部钾含量和钾积累量的动态变化Fig.2 Dynamic variations of K content and accumulation in stalks of cv.Zhongyan100，K326 and Yuyan12 at different K application rates

图3 不同钾肥用量水平下中烟100、K326、豫烟12号品种烤烟叶片钾含量和钾积累量的动态变化Fig.3 Dynamic variations of K content and accumulation in leaves of cv.Zhongyan100，K326 and Yuyan12 at different K application rates

2.5 烤烟钾含量和积累量的影响因素分析

烟株根、茎、叶钾含量的方差分析（F 检验）结果（表3）表明，3 个品种间及3 个施钾量间均存在显著差异，其中除施钾量对烟叶钾含量的影响达到显著水平外，两个因素对其他指标的影响均达到了极显著水平；品种和施钾量的交互作用对烤烟根部钾含量有显著影响，对烟株茎和叶钾含量的影响不明显。说明不同品种烤烟的根、茎和叶钾含量间差异显著，不同施钾量烤烟的根、茎、叶钾含量间差异明显。王勇等［17］和李静等［21］的研究也表明，不同品种烤烟中后期烟叶钾含量和钾积累量之间存在显著差异，不同钾肥用量对云烟85烟叶的钾含量和积累量也有显著影响，这与本试验的研究结果基本一致。

表3 烟叶钾含量和钾积累量各因子主效应及交互作用的方差分析①Tab.3 Variance analysis of main factors and interactive actions for K content and accumulation in tobacco leaves

烤烟根、茎、叶钾积累量的方差分析结果（表3）表明，3 个施钾量水平间差异均达到显著水平，不同品种及品种和施钾量的交互作用间差异不显著。

3 结论

3 个烤烟品种的干物质积累量总体随钾肥用量的增加而增加，同一施钾量水平下，品种间以中烟100 的干物质积累量较大。品种和钾肥用量两因素均对烤烟钾素吸收和积累有显著影响，3 个烤烟品种在不同钾肥用量水平下，茎和叶钾积累量随移栽期的推进逐渐增加，并整体呈现“慢—快—慢”的变化规律；根系钾积累量在移栽后75 d 之前与茎和叶变化规律一致，但在移栽后75～90 d 出现降低的趋势。烤烟根系钾含量随移栽期的推进逐渐降低，茎和叶钾含量则随移栽期的推进表现出先增加后降低的趋势。通过对烤烟烟叶钾含量的动态分析发现，施钾量210 kg/hm2时有利于提高3个烤烟品种成熟期烟叶钾含量以及钾的积累量。