不同缓释硝酸钾对烤烟生长和产质量的影响

郭金平，陈顺辉，李文卿，李春英，陈 祥

(1.福建省烟草专卖局 烟草科学研究所，福建 福州 350003；2.中国烟叶购销公司，北京 100055)

合理施肥是提高烤烟产量和质量的重要措施之一，施氮过低容易造成烟叶脱肥，导致烟叶产量降低、香气不足等问题；施氮过高容易造成烟叶贪青晚熟，叶片变厚，烟碱太高，烟气粗糙，严重影响烟叶的工业可用性[1-4]。合理施肥不仅要控制施氮总量，还要注重肥料之间的合理平衡，包括氮磷钾的平衡、无机肥与有机肥的平衡、大量元素与中微量元素的平衡、基追肥比例的平衡、硝态氮肥与铵态氮肥的平衡和肥料释放量与烟株吸收量的平衡等[5-8]。由于硝酸钾既能为烤烟提供硝态氮肥，又能为烤烟提供钾源，因此，硝酸钾的合理施用对提高烟叶产质量具有比较重要的作用。由于控缓释肥具有养分释放与作物需求同步、一次性施用可以满足作物整个生育期需求的特点，国内已对控释钾肥开展了一定研究[9-13]。控缓释肥技术是提高肥料利用率的关键环节，对提高作物产值和质量具有较好的效果。控缓释肥在农业生产中广泛应用，在烟草上应用研究较少。丁洪等[14-18]研究认为，控缓释烟草专用肥对提高肥料利用率和提高产质量具有较好的综合效应，可在烟叶生产中推广应用。

目前，控释烟草专用肥在烟草上应用研究有一些报道，但是控释硝酸钾肥在烟草上的研究报道较少。本试验在田间生产条件下探讨了控缓释硝酸钾对烤烟生长的综合效应，旨在为硝酸钾肥的合理施用提供实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2012年在福建省福州市晋安区宦溪镇烟科所试验基地进行。试验田土壤pH为5.59，有机质含量23.33 mg/kg，碱解氮含量106.82 mg/kg，速效磷含量15.81 mg/kg，速效钾含量23.33 mg/kg。供试烤烟品种为翠碧1号。

1.2 试验设计

试验共设3个处理，T1：施用缓释期为30 d的控缓释硝酸钾225 kg/hm2，与基肥一起施用；T2：施用缓释期为60 d的控缓释硝酸钾225 kg/hm2，与基肥一起施用；T3：施用常规硝酸钾225 kg/hm2，在烟株大开盘时双侧条施。移栽后10～15 d进行第一次追肥(浇施)，在20～25 d进行第二次追肥(浇施)，烟株大开盘时进行第3次追肥(双侧条施)。除试验处理不同外，其余栽培措施均同生产上常规方法。每处理移栽前条施450 kg/hm2烟草专用肥(N∶P2O5∶K2O=12∶8∶22)和375 kg/hm2饼肥(全氮50.36 g/kg、全磷10.18 g/kg、全钾11.86 g/kg)作基肥；移栽时穴施钙镁磷肥225 kg/hm2和复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)30 kg/hm2；移栽后8 d和20 d分别浇施30 kg/hm2碳铵和30 kg/hm2过磷酸钙作提苗肥；移栽后79 d烟株团棵时进行大培土，双侧条施150 kg/hm2硫酸钾作追肥。每个处理种植96株，随机区组排列，重复3次。

1.3 取样与测定

1.3.1 烤烟生物量的测定 分别在移栽后3周、6周、9周和12周，每小区取两株烟株，分别测定叶片数、茎围、根系和地上部干鲜重。

1.3.2 烤烟经济性状的测定 采收烘烤期按小区单收，分开挂竿烘烤。烟叶烘烤结束后，测定烟叶产量、产值、上等烟比例、上中等烟比例和均价，并测定各小区B2F、C3F和X2F 3个等级的单叶重。

1.3.3 烤烟内在化学成分的测定 分别选取各个小区的烤后烟叶B2F、C3F和X2F各1 kg，经粉碎机粉碎后过60目筛，用于测定烟叶内在常规化学成分。烟叶内在化学成分采用近红外分析仪测定。

1.3.4 土壤有效氮的测定 分别于移栽后24、42、54、84、105、146 d，取各处理烟畦纵切面的土壤样品各2处，过1 cm筛，混匀后称取新鲜土壤12 g，用0.01 mol/L无水氯化钙溶液震荡(转速190 r/min)浸提30 min，采用Merck公司生产的反射仪RQflex2进行铵态氮和硝态氮含量的测定。

1.4 数据统计分析

试验数据统计分析和图表制作采用SPSS 18.0和Excel 2010，显著性检验的多重比较采用Duncan新复极差法(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 土壤无机氮含量

由图1可知，不同处理土壤硝态氮含量随着移栽时间的变化呈现先升后降的趋势。移栽后56 d烟株团棵期土壤硝态氮含量达到最高，移栽后150 d左右即烟叶采摘结束后土壤硝态氮含量降为0；移栽后56 d，所有处理土壤硝态氮含量达到最高值，其中，T3处理土壤硝态氮含量峰值最低，其次为T2处理，T1处理土壤硝态氮含量峰值最高。总体上，常规施用硝酸钾处理T3的硝态氮含量低于控缓释硝酸钾的两个处理，说明常规施用硝酸钾供应硝态氮能力较弱，而T1处理前期供应硝态氮较快，后期硝态氮含量下降较快；T2处理打顶前期供应硝态氮比较平稳，有利于烟株对肥料的持续利用和烟株物质积累。由图2可知，不同处理土壤铵态氮含量随着移栽时间的变化呈现先急速下降后缓慢下降的趋势，在移栽后28～35 d前土壤铵态氮含量下降最快，在移栽49 d后土壤铵态氮含量下降较为缓慢。其中T2处理在移栽28 d时土壤铵态氮含量最高，其次为T1处理，T3处理最低。由图1和图2可知，烟株在移栽49 d以前氮源是以土壤铵态氮为主，移栽49 d后氮源是以硝态氮为主。

图1 不同处理土壤硝态氮含量的变化

图2 不同处理土壤铵态氮含量的变化

由图3可知，不同处理随着移栽后天数的增加土壤无机氮含量呈现下降的趋势，各处理在大田生育期内出现两次峰值，一次在移栽后28 d左右，另一次出现在移栽后56 d左右，T1、T2、T3处理在烟株移栽后28 d左右土壤无机氮含量达到最高值，无机氮含量峰值最高的是T2处理，最低的是T3处理，因此T3处理土壤无机氮供应能力弱于T1处理和T2处理。土壤无机氮含量第二次峰值出现时间与土壤硝态氮含量峰值出现的时间一致，而且峰值变化规律相似。

图3 不同移栽后天数土壤无机氮含量的变化

2.2 不同处理对烟株生物量积累的影响

2.2.1 移栽后3周的烤烟生物量 由表1可知，不同肥料处理在移栽3周后，叶片数和茎围没有显著差异，说明不同处理对叶片数和茎围没有显著影响；地下部分干重和整株干重T3处理显著高于T1、T2处理，T1与T2处理之间差异不显著；T3处理地上部分干重显著高于T2处理，与T1处理差异不显著，而T1处理和T2处理间没有显著差异，说明施肥方式不同对烟叶干物质的积累具有重要影响，移栽后3周T3处理对烟株干物质的积累效果最好。

表1 移栽后3周不同处理对烤烟生物量的影响

2.2.2 移栽后6周的烤烟生物量 由表2可知，不同肥料处理在移栽6周后，叶片数、茎围差异不显著，即不同处理对烟株农艺性状没有显著影响；地上部分干重T1处理显著高于T3处理， T2处理与T1和T3处理均无显著差异，各处理之间地下部分和整株干重差异不显著。说明移栽后6周，T1和T2处理的烤烟生长发育较快，地上部分、根系和整株干重均较快地超过了T3处理，且T1处理地上部分干重与T3处理差异达到显著水平。T1处理地下部分与整株干重分别超出T3处理50.00%和64.65%；T2处理地下部分与整株干重分别超出T3处理31.25%和31.31%，但差异都没有达到显著水平。因此，移栽后3至6周，T1和T2处理对烟株干物质的积累效果显著。

表2 移栽后6周不同处理对烤烟生物量的影响

2.2.3 移栽后9周的烤烟生物量 由表3可知，不同肥料处理在移栽9周后，叶片数、茎围、地上部分干重、地下部分干重和整株干重都没有达到显著差异，说明移栽后9周，各处理对烤烟烟株生物量的影响不显著。但是从绝对生物量来看，T2处理地上部分干重、地下部分干重和整株干重高于其他两个处理。地上部分干重，T2处理分别高于T1和T3处理51.10%和49.18%；地下部分干重，T2处理分别高于T1和T3处理97.83%和22.06%；整株干重，T2处理分别高于T1处理和T3处理55.40%和24.72%。

表3 移栽后9周不同处理对烤烟生物量的影响

2.2.4 移栽后12周的烤烟生物量 由表4可知，不同肥料处理在移栽12周后，地上部分干重、地下部分干重和整株干重没有显著差异，说明移栽后12周各处理对烟株生物量没有显著影响。但从绝对生物量来看，T2处理地上部分干重、地下部分干重和整株干重高于其他处理；地上部分干重，T2处理分别高于T1和T3处理15.83%、11.53%；地下部分干重，T2处理分别高于T1和T3处理4.20%、10.01%；整株干重，T2处理分别高于T1和T3处理14.03%、11.73%。移栽后12周的烤烟生物量在处理间的差距明显比移栽后9周缩小。

表4 移栽后12周不同处理对烤烟生物量的影响 g

2.3 不同处理对烤后烟叶经济性状的影响

由表5可知，不同处理对烟叶产量影响差异不显著，最高为T2处理，分别高于T1和T3处理3.70%、20.61%。就烟叶而言，施控缓释硝酸钾处理(T1、T2)的产值、均价和上中等烟比例显著好于常规作追肥施用硝酸钾处理(T3)；在上等烟比例方面，控缓释硝酸钾T2处理显著高于常规施用硝酸钾处理(T3)，但与控缓释硝酸钾T1处理差异不显著。由此可见，控缓释硝酸钾对提高烟叶的经济效益具有显著的效果，其中控释缓硝酸钾T2处理的效果好于控缓释硝酸钾T1处理。

表5 不同处理对烤烟经济性状的影响

2.4 不同处理对烤后烟叶平均单叶重的影响

从图4可知，不同处理对中部烟叶单叶重的影响不显著，但是控缓释肥时间对上、下部烟叶单叶重有显著影响。控缓释硝酸钾T2处理的上下部烟叶单叶重显著高于控缓释硝酸钾T1处理的，说明T2处理的烟叶单叶重具有明显的优势。T2处理与对照T3处理的平均单叶重虽然没有显著差异，但T2处理X2F、X3F和B2F的平均单叶重分别比T3处理提高了6.71%、7.31%和14.04%。

2.5 不同处理对烤后烟叶化学成分的影响

由表6可知，不同处理对烟叶烟碱的影响表现为：常规施用硝酸钾T3处理各部位烟碱都高于控缓释硝酸钾处理(T1、T2)；其中，中上部烟叶烟碱差异不明显，下部叶常规施用硝酸钾处理T3烟碱显著高于控缓释硝酸钾处理T1、T2，说明控缓释硝酸钾处理有利于降低烟叶烟碱含量。不同处理对烟叶总糖和还原糖的影响表现为：常规施用硝酸钾T3处理各部位总糖与还原糖平均含量都低于控缓释硝酸钾处理(T1、T2)；其中，上部叶总糖和还原糖含量以施缓释期为60 d的控缓释硝酸钾T2处理显著高于常规施用硝酸钾处理T3；中下部烟叶总糖和还原糖含量控缓释硝酸钾处理(T1、T2)都显著高于常规施用硝酸钾处理，说明控缓释硝酸钾有利于提高烟叶总糖和还原糖含量。相应地，控缓释硝酸钾对糖碱比的影响表现为：控缓释硝酸钾处理各部位糖碱比高于常规硝酸钾处理；其中，中、上部烟叶以T2处理显著高于T3处理；下部叶控缓释硝酸钾处理(T1、T2)显著高于常规硝酸钾处理。不同处理对烟叶钾含量的影响表现为：上部叶以施控缓释硝酸钾(T1、T2)处理高于常规硝酸钾T3处理；其中T2处理显著高于T3处理；中部叶以T1、T2低于T3处理，但处理之间差异不显著；下部叶以T1、T2处理显著低于T3处理；不同部位烟叶钾含量表现为：下部叶>中部叶>上部叶。由此可见，施控缓释硝酸钾有利于平衡各部位烟叶钾含量。不同处理对总氮、pH、两糖比、氮碱比和两糖差等指标影响差异不显著。总之，与常规施用硝酸钾处理相比，控缓释硝酸钾处理(T1、T2)特别是T2处理能显著增加烟叶总糖和还原糖含量，降低烟叶烟碱含量，显著提高烟叶糖碱比，但是对烟叶钾含量的影响因部位而有所不同。

3 讨论与结论

3.1 缓释硝酸钾对土壤无机氮含量的影响

秦艳青等[13]研究表明，栽后30～60 d，整株烟氮素累积占全生育期累积总量的41.2%～81.8%。福建翠碧一号烤烟移栽时间较早，一般在移栽60 d达到团棵期[16]。因此，翠碧一号烟株一般在60 d后开始进行氮和钾的大量吸收和积累。烤烟生产上常规硝酸钾一般在烟株团棵前大培土时进行施用，施用后受降雨和灌溉影响较大。本试验3个处理均在烟株移栽后60 d左右土壤硝态氮和土壤无机氮达到最高值，但是各处理的峰值存在差异，常规硝酸钾作追肥施用处理土壤无机氮含量峰值为68.44 mg/kg，可能出现土壤有效氮水平偏低的问题，不利于烟叶的正常成熟；30 d缓释期硝酸钾处理和60 d缓释期硝酸钾处理土壤无机氮含量峰值分别为99.84 mg/kg和90.46 mg/kg。从土壤无机氮变化进程看，施常规硝酸钾处理烟株伸根期和旺长期土壤无机氮供应均低于施缓释硝酸钾处理，特别是T2处理的无机氮下降较慢，比较符合烟株氮素积累动态，达到了养分释放与作物需求基本同步的目标。另外，缓释硝酸钾施基肥时与其它条沟肥一起施用，若将缓释硝酸钾结合进烟草专用肥配方，还可以做到减工降本。

3.2 缓释硝酸钾对烟株干物质积累、单叶重和产量的影响

本试验研究表明：缓释硝酸钾对烟株干物质积累、单叶重和产量影响不明显，可能与缓释氮肥量有关，硝酸钾的含氮量为13.5%左右，225 kg/hm2的缓释硝酸钾含氮量为2.25 kg，占总施氮量的30%左右，因此对烟株干物质积累影响有限，而烟株干物质积累与烟叶单叶重和产量具有一定的正相关。此结果与丁洪[14]和张雪芹等[19]的研究结果“控缓释肥可以显著增加烤烟干物质的积累”并不一致，可能与控缓释氮肥占总施氮量的比例不同有关。王茂福等[20]研究发现，不同地点施用烟草控释肥，有的地点表现出显著的增产效果，有的地点还有一定的减产效益，这可能与试验地点的土壤和气候条件，以及肥料缓释规律是否与烟株生长过程的需肥规律吻合有关。

3.3 缓释硝酸钾对烤烟经济性状的影响

虽然缓释硝酸钾对烟叶产量影响不显著，但是，缓释硝酸钾对烤烟其他经济性状影响较显著。施缓释硝酸钾处理的烟叶产值、均价和上中等烟比例显著高于常规施用硝酸钾处理，上等烟比例高于常规施用硝酸钾处理11.08%～15.21%；其中，缓释期60 d硝酸钾处理的上等烟比例显著高于常规施用硝酸钾处理。在产量差异不明显的情况下，施缓释硝酸钾处理的产值、均价和上中等烟比例都显著提高，说明缓释硝酸钾尤其是缓释期60 d的控缓释硝酸钾对提高翠碧一号烟叶外观等级质量和经济效益具有较显著的作用，这可能与控缓施肥可以较好地满足烤烟生长中期中、上部烟叶对养分的需求，促进中、上部烟叶的开面有关。此结果与不少研究认为的控缓释肥能提高烟叶外观等级质量，增加中上等烟比例，从而增加烟叶产值[18,21-23]的结果基本一致。

3.4 缓释硝酸钾对烤烟化学成分的影响

缓释硝酸钾对烟叶化学成分烟碱、钾、总糖和还原糖的影响因烟叶部位不同而有所差异。总体来看，控缓释肥能降低烟叶烟碱含量，增加烟叶总糖和还原糖含量，提高烟叶糖碱比，还能提高上部烟叶钾含量，这与有关学者[8-9,14,20-21]的研究结果一致。说明控缓释肥能提高烟叶化学成分的协调性和燃烧性，促进烟叶内在品质的提高，这可能与缓释硝酸钾更能满足烤烟在生长发育过程中对钾素和其他营养元素的需求有关。