龙岩烟区烤烟磷钾养分配比优化研究

蒋代兵 卢彬荣 李明 吴树松 李钦书 周道金 廖学文 曾文龙

摘  要：為探明龙岩烟区有效磷含量较丰富植烟土壤上适宜的磷钾施用比例，采用田间试验，在氮肥用量8.5 kg/666.7 m2条件下，设计了磷肥3水平（P9、P7、P5，P2O5施用量分别为7.65、5.95、4.25 kg/666.7 m2）和钾肥3水平（K21、K18、K15，K2O施用量分别为17.85、15.30、12.75 kg/666.7 m2）的不同配比处理，以目前生产中配比P9K21为对照，研究了不同磷钾配比对烤烟生长发育和产质量的影响。结果表明，P7K18、P7K21处理综合农艺性状较好，株高显著高于P9K18、P7K15、P5K15处理，P7K21处理有效叶数显著高于P9K18、P5K18、P5K15。各处理间均价和中上等烟比例无明显差异，但P7K18、P7K21的产量、产值均最高，P9水平各处理烤烟产值显著低于施磷量为P5、P7的各处理，P5水平各处理上等烟比例均较高。各处理下部叶总氮含量及氮碱比偏高，上、中、下部烟叶总糖、总钾含量基本适宜。P7K18处理的上部烟叶烟碱、总糖、还原糖含量均在适宜范围，糖碱比、氮碱比等化学成分较协调。综上，烤烟专用肥N、P2O5、K2O比例由10∶9∶21调整为10∶7∶18，P2O5施用量由7.65 kg/666.7 m2调整为5.95 kg/666.7 m2，K2O施用量由17.85 kg/666.7 m2调整为15.30 kg/666.7 m2，烟株生长较好，化学成分较协调，经济性状最优。

关键词：烤烟；专用肥；磷钾配比；烟叶质量

中图分类号：S572.01                    文献标识码：A                    文章编号：1007-5119（2023）02-0022-05

Abstract： To determine the appropriate ratio of phosphorus and potassium application for tobacco soils with high available phosphorus content in the Longyan tobacco area， a field experiment was conducted including 3 levels of phosphorus fertilizer （P9， P7， P5， indicating P2O5 application rate of 7.65， 5.95， 4.25 kg/666.7 m2， respectively） and 3 levels of potassium fertilizer （K21， K18， K15， indicating K2O application rate of 17.85， 15.30， 12.75 kg/666.7 m2， respectively）. The nitrogen fertilizer was applied at 8.5 kg/666.7 m2 in all treatments， and P9K21 was treated as the control. The results showed that P7K18 and P7K21 had better comprehensive agronomy traits， of which the plant height were significantly higher than that of P9K18， P7K15， P5K15 treatment， and the effective leaf number of P7K21 was significantly higher than that of P9K18， P5K18， P5K15. There was no significant difference in the average price and the proportion of middle and upper grade tobacco among all treatments， but the yield and output value of P7K18 and P7K21 were the highest. Furthermore， the output value of P9 level was significantly lower and the upper grade tobacco proportion of P5 level was relatively higher among three phosphorus fertilizer treatments. The total nitrogen content and nitrogen–alkaloid ratio were relatively high in lower tobacco leaves， and the content of total sugar and total potassium were appropriate in the upper， middle and lower tobacco leaves. For P7K18 treatment， the nicotine， total sugar and reducing sugar contents of the upper leaves were in the suitable range， and the sugar-alkaloid ratio and nitrogen-alkaloid ratio were well coordinated. In conclusion， as the ratio of N， P2O5， and K2O in tobacco special fertilizer was adjusted from 10：9：21 to 10：7：18， indicating P2O5 application reduced from 7.65 kg/666.7 m2 to 5.95 kg/666.7 m2， and K2O application reduced from 17.85 kg/666.7 m2 to 15.30 kg/666.7 m2 with the nitrogen fertilizer applied at 8.5 kg/666.7 m2， the tobacco in Longyan area could get better tobacco plant growth， more harmonious chemical composition and the optimal economic character.

Keywords： flue-cured tobacco; specific fertilizer; phosphorus and potassium ratio; tobacco quality

磷钾是烤烟生长发育所需的重要营养元素，合理的磷钾养分供给有利于烟叶产质量的形成。烤烟过量吸收磷使烤烟营养生长期缩短，成熟期提前，还会引起镁的缺乏。磷素过量的烟叶，调制后缺乏油分和弹性，易破碎，吃味变差[1]。钾是影响烤烟品质的关键元素，一般要求烟叶含钾量不低于2%，为了提高烟叶的含钾量，烤烟生产中钾肥的施用比例较高。但施钾量过高会导致氮钾比例失调，无益于烟叶含钾量的提高，反而造成钾肥资源的浪费[2]。

目前，关于烤烟氮磷钾配比方面的研究已比较多[3-10]，但是，由于各地土壤生态条件和生产目标不同，在烤烟施肥中存在较大差异性。2000—2020年，龙岩烤烟专用肥中N、P2O5和K2O的质量比例稳定在10∶9∶21，多年来烟农在不同肥力的植烟土壤上施肥模式基本相同，氮磷钾配比和用量也基本相似。而据本课题组测定，2014年龙岩烟区土壤有效磷含量的平均值为48.9 mg/kg，与第二次土壤普查（1980年）的11 mg/kg相比增加了37.9 mg/kg。据研究，富磷土壤上过多施用磷肥，烤烟各部位干物质积累量下降，上部叶的油分和中部叶的香气量也下降[11]。在土壤有效磷较丰富的条件下，再施用较多的磷肥会影响作物生长，对土壤生态环境也会产生不良影响[12-13]。为此，开展龙岩烟区烤烟专用肥磷钾适宜配比的研究，旨为烤烟专用肥配方的优化和降低肥料投入成本提供科学依据。

1  材料与方法

1.1  试验材料

试验在龙岩市新罗区龙门镇进行，选择有代表性的黄底灰泥田进行试验，土壤碱解氮131.7 mg/kg，有效磷30.4 mg/kg，速效钾52.0 mg/kg。供试品种为云烟87。

1.2  试验设计

田间试验在氮素施用量相同（8.50 kg/666.7 m2）的基础上，以现行烤烟专用肥氮磷钾比例[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶9∶21]为对照，分2个梯度逐步降低磷肥和钾肥的配施量和比例。共设置9个处理，氮磷钾比例及实际施用量见表1。每一处理3次重复，共27个小区，每个小区栽烟65株（行距120 cm，株距50 cm），随机区组排列。

烤烟于2020年2月1日移栽，4月6日打顶，打顶时，将花蕊以下长度不足 15 cm的叶片摘除。

1.3  测定项目

1.3.1  农艺性状  在烟苗移栽后90 d，每个小区选择有代表性的烟株6株， 观察记载烟株的株高、节距、茎围、有效叶数、最大叶长和最大叶宽。

1.3.2  经济性状  各小区分别标记烘烤后各处理烟叶产量、产值、上等烟和中等烟比例等。

1.3.3  化学成分  烘烤结束后采集上、中、下部烟叶样品，测定烟叶的全氮、全磷、全钾、总糖、还原糖、总烟碱、总氯等含量。烟叶全磷含量的测定，采用H2SO4-H2O2联合消煮，钼锑抗比色法测定；烟叶总糖、还原糖、总烟碱、全氮、全钾、总氯和pH的测定采用近红外自动分析仪测定。

1.4  数据处理与分析

数据统计分析、图标制作应用Microsoft Excel 16、SPSS 25软件完成。

2  结  果

2.1  磷钾配比对烟株农艺性状的影响

在施磷水平为P7及P5时，烟株高度随着钾肥施用量的增加而提高（表2）。P7K21处理的烟株最高，其次是P7K18处理，这2个处理的株高与P9K18、P7K15、P5K15处理的差异达显著水平，而与其他处理的株高差异不显著。P9K15处理烟株节距最大，与P9K18、P5K15处理烟株节距差异达显著水平，其余处理间的节距差异不显著。各处理烟株茎围差异不显著。最大叶长以P5K15处理烟株较大，但与P9K15、P7K18、P5K18处理的差异不显著。P5K15处理烟株的最大叶宽也最大，P7K15处理的叶宽最 小。P7K21处理烟株的有效叶数显著多于P9K18、P5K18、P5K15处理，而与其他处理的有效叶数差异不显著。从各处理烟株田间整体生长状况看，以P7K18、P7K21处理的烟株長势较好。

2.2  磷钾配比对烟叶化学成分的影响

表3结果表明，下部叶的总氮含量总体偏高，氮碱比偏高，上部叶、中部叶的氮碱比总体在适宜范围内。在施磷量相同的条件下，烟叶中的总磷含量有随施钾量的增加而减少的趋势，但各处理间烟叶的总磷含量无显著差异。各处理3个部位烟叶总钾含量均在适宜的范围，上部叶、下部叶总钾含量处理间差异不显著，中部叶P9K21、P7K15钾含量显著高于其他处理。在本试验条件下，磷肥用量相同时，增加施钾比例，并不能提高烟叶的钾含量水平。烟叶的总氯含量偏低，导致烟叶钾氯比偏高，钾氯比上部叶＞下部叶＞中部叶。P9K21、P7K21、P7K15、P5K15处理的上部叶总烟碱含量超过3.5%，其余处理烟叶的总烟碱都在适宜范围内。各处理烟叶总糖含量基本在适宜范围。烟叶还原糖含量偏低，导致糖碱比总体偏低。综合来看，以P7K18处理较为适宜。

2.3  磷钾配比对烟叶经济性状的影响

表4结果表明，P7K21处理的烟叶产量最高，比P9K21、P9K18、P7K15、P5K15处理的烟叶产量分别高21.78%、21.87%、13.49%和13.27%，烟叶产量差异达显著水平，而与其他处理差异不显著。说明高施磷量和低施钾量都明显降低烟叶产量。烟叶均价最高的是P7K18处理，为17.67元/kg；烟叶均价最低的是P9K18，为15.03元/kg，但各处理烟叶均价差异不显著。P5水平处理上等烟比例均较高，其中P5K15处理最高，为33.65%，与P9K15、P7K21、P7K15和P7K18处理的差异显著，而与其他处理的差异不显著。各处理烟叶中上等烟比例差异不显著。烟叶产值最高的是P7K18处理，显著高于P9K21、P9K18、P9K15处理，分别高出17.89%、26.42%和15.41%，而与其他处理差异不显著。施磷量为P9水平的各处理烤烟单位面积产值显著低于施磷量为P5、P7的各处理。说明磷肥用量比常规施用量减少22.2%、钾肥用量比规施用量减少14.3%的处理烟叶产值最高。

3  讨  论

磷素是植物中许多化合物的重要组成成分，适宜的磷素营养供应是烤烟优质、高产的主要措施之一。生产上所施入的磷肥超出作物需求会引起土壤中磷素的积累，对烤烟产量和品质产生不良影响[14]。目前龙岩烟区植烟土壤的有效磷已达较高水平，而烤烟专用肥中N、P2O5、K2O比例（10∶9∶21）多年保持一致。通过降低烤烟专用肥P、K比例的田间试验表明，在土壤有效磷含量30.42 mg/kg水平下，P9K18处理的烟株长势较差，而P7K18处理的烟株田间长势较好，适当降低P的施用比例有利烟株生长，这与龙梦洁等[11]的研究结果相一致。在氮磷适宜配比条件下，适当减少钾肥用量也有利于烟株生长。赵久明等[15]研究得出，过量施用钾肥可能会造成植株奢侈性吸收而使养分失衡，从而影响烟株生长。在施磷量为P5和P7时，烟株高度随着钾肥施用量的增加而提高，这可能是因为龙岩烟区烤烟生长期雨量较多，烟田土壤含水量较高，促进了土壤溶液中阳离子的交换及有效性[ 16-17]，从而促进了根系对钾离子的吸收和烟株地上部生长。

烟叶单位面积产量以P7K21处理的最高，其次是P7K18处理，但两个处理间的单位面积产量无明显差异。P9K21、P9K18处理的烟叶单位面积产量最低，说明在土壤有效磷较高的条件下，再施用较多的磷肥，不利于烟叶干物质的积累。据研究，在土壤有效磷含量丰富条件下，过量施用磷肥使作物吸收过多磷素，体内碳水化合物消耗过快，会使作物产量下降[11，15] 。P7K18处理的烟叶均价和单位面积产值最高，说明龙岩烤烟专用肥中P的比例从P9降至P7，K的比例从K21降至K18，有利于烟叶均价和产值的提升。我国2020年10月以来，化肥价格大幅上涨，根据当前化肥价格计算，烤烟专用肥中钾的比例降低1百分点，每吨专用肥的生产成本下降105～110元；烤烟专用肥中磷的比例降低1百分点，每吨专用肥的生产成本下降85～90元。因此，适当降低烤烟专用肥的磷钾比例可减少肥料施用成本。

我国优质烟叶的化学成分指标一般认为：总糖18%～24%，还原糖16%～22%，烟碱1.5%～3.5%，总氮1.5%～3.0%。P7K18处理的上部烟叶烟碱（2.49%）、总糖（21.71%）、还原糖（19.08%）含量均在适宜范围，糖碱比（7.66）、氮碱比（0.88）较协调，工业可用性较高。P7K18处理中部叶的内在化学成分也较协调。说明磷钾适宜配比有利于烟叶内在化学成分的平衡协调，提高烟叶内在品质。

4  结  论

结果表明，在龙岩市有效磷较丰富的植烟土壤上，P7K18处理的烟株大田长势较好，产量以P7K21处理最高，其次是P7K18处理。P7K18处理的经济性状最好，其烟叶均价和单位面积产值最高，化学成分也更为协调。根据田间试验结果综合分析得出，在土壤有效磷较丰富的土壤，烤烟专用肥N、P2O5、K2O的比例由10∶9∶21调整为10∶7∶18，磷肥（P2O5）施用量由7.65 kg/666.7 m2调整为5.95 kg/666.7 m2，钾肥（K2O）施用量由17.85 kg/666.7 m2调整为15.30 kg/666.7 m2，更有利于优质烟叶的形成和降低肥料投入成本。为优化調整龙岩烟区烤烟专用肥磷钾比例，将继续进行多点田间试验验证。

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