不同品种烤烟中后期钾素吸收和积累特征差异

王 勇，杨 欢，陈光登，李廷轩*，陈玉蓝，孟 霖

（1.四川农业大学资源学院，成都 611130；2.四川省烟草公司凉山州公司，四川 西昌 615000；3.中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101）

不同品种烤烟中后期钾素吸收和积累特征差异

王 勇1,2，杨 欢1，陈光登1，李廷轩1*，陈玉蓝2，孟 霖3

（1.四川农业大学资源学院，成都 611130；2.四川省烟草公司凉山州公司，四川 西昌 615000；3.中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101）

为了探明不同烤烟品种生育中后期叶片中钾素的吸收和积累动态特征，2015年在四川省西昌市采用大田试验，以9个烤烟品种为研究对象，研究了其钾素积累动态。结果表明，移栽后烟叶钾素含量和累积量随时间的变化总体呈先下降再上升，最后又下降的“驼峰”型曲线变化趋势；烤烟品种间、烟叶部位间钾含量和累积量存在显著差异，品种×部位交互作用效果显著。下部叶存在1个钾积累峰，中、上部烟叶有2个积累峰。在施用钾肥时，应考虑品种、叶位差异以及他们之间的交互作用。

烤烟；品种；叶位；钾

烟叶含钾量是评定烤烟品质的重要指标之一[1]，与烟叶的燃烧性、香吃味、安全性及可用性高度相关[2-3]。FARROKH等[4]提出烟叶含钾量至少应达到2.0%～2.5%，美国、津巴布韦等优质烟草生产国的烟叶含钾量可达4%以上；而我国烟叶含钾量普遍偏低，尤其是北方烟区[5]，难以达到2%，严重制约着烟叶品质的提升与卷烟对外出口[6]。要提高烟叶含钾量，需充分考虑土壤的供钾能力以及不同烤烟品种对钾的吸收和积累特征。

前人研究表明，烟株体内干物质和养分积累遵循“慢-快-慢”的变化规律[9-11]，移栽后7周烟草对钾的吸收和积累量即可达全生育期的70%～80%[12]，而到成熟期时对钾的积累减缓或下降，且钾素在烟叶中的分配率降低，在非经济器官中的分配率升高[13-14]，导致中后期烟叶含钾量偏低。而美国烟株在成熟期干物质继续积累的同时对钾仍能以较高速率持续吸收积累[12]，其原因至今仍未探明。因此，明确烤烟在生长发育中钾素的积累特征，以烤烟的钾素吸收动态为依据，配套相应的钾肥施用技术[7]，实现适时适量的供应钾素，是稳定烟叶产量和提高品质的重要措施之一[8]。

近年来，学者们针对烤烟吸收钾的问题进行了大量研究，如张翔等[7]通过田间试验研究了烤烟氮磷钾吸收分配规律，发现烟株移栽后前期吸收氮磷钾较少，60～75 d后对氮磷钾的积累强度最高，之后开始下降。李静等[15]在四川凉山通过盆栽和大田试验，研究了不同施肥量下云烟85对钾的积累和分配特征，发现钾积累高峰出现在旺长后期和中部叶成熟期，并确定了云烟85的最佳钾肥用量。然而，这些研究主要集中在土壤肥力水平，种植模式及栽培环境对钾素吸收的影响[7,15-19]等方面，不同烤烟品种，尤其集中于烟叶对钾素的积累特征的相关研究鲜见报道，且对于烤烟生育中后期时钾素在烟叶中的积累规律尚未有统一的认识。本研究旨在分析不同品种烤烟烟叶钾素积累在烟株生育中后期的变化规律，为烟区钾肥的合理施用与烤烟的高产高质栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1供试材料

试验于2015年在西昌市大兴乡中国农业科学院西南试验基地（102°21′36″E，27°49′48″N）进行。供试土壤为紫色土，其有机质含量为38.72 g/kg、全氮2.15 g/kg、碱解氮146 mg/kg、有效磷18 mg/kg、速效钾45 mg/kg、缓效钾298 mg/kg、pH 5.43。烤烟品种包括秦烟96、DelGold、云烟97、长脖黄、RG8、豫烟11号、川烟1号、Coker176、 CF986等9个。种子由中国农业科学院烟草研究所及四川省凉山州烟草公司提供。供试肥料为硝酸磷铵（含N 30%、P2O56%）、过磷酸钙（含P2O512%）、硫酸钾（含K2O 50%），均为商品肥料。

1.2试验设计与处理

采用随机区组试验设计，小区面积18 m2，3次重复，肥料用量为N 90 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2、K2O 300 kg/hm2。全部磷肥、50%的氮肥与40%的钾肥作为基肥施入，移栽后15 d追施10%钾肥，30 d追施50%的氮肥与钾肥。采用漂浮育苗，待烟苗长至6叶1心时选择长势一致的30株无病烟苗移栽至小区，行株距为1.2 m×0.5 m。高垄单行栽培，试验田四周设保护行。其余按当地优质烟生产规范进行栽培管理。

1.3样品采集与测定

试验期间未进行成熟采收和烘烤，烟株主要用于采样。于移栽后第62天（旺长后期）开始采样，此后每隔7 d进行1次取样。每个小区随机间隔取样，选择无病烟株3株，每次整株采取，按根、茎、叶（分上、中、下部叶）分开。样品经洗净擦干后于105 ℃下杀青30 min，75 ℃烘干至恒重，粉碎过筛待测。烟叶钾含量采用火焰光度计法进行测定[20]。

1.4数据处理与统计分析

钾积累量＝生物量（kg/株）×含钾量（mg/kg）[15]。采用SAS 9.4按具有重复测量的3因素随机区组设计定量资料一元方差分析进行统计分析，其中品种为处理因子，取样部位和取样时间为重复测量因子，品种为9个处理水平，取样部位为上、中、下叶位3个处理水平，取样时间为9个水平。

2 结 果

2.1烟叶含钾量的动态变化

从图1可以看出，不同品种烤烟的上、中、下部烟叶含钾量随时间的变化总体趋势大致相同，即先下降再上升，最后又下降，呈“驼峰”状。移栽后83 d前，所有品种上、中、下部烟叶含钾量均表现出随移栽后时间延长而下降的趋势，移栽后83 d（打顶后1周）达最低值。圆顶后，烟叶含钾量回升，在104 d（中部叶成熟期）左右出现峰值后再次下降。各个品种和部位间，这种趋势存在差异，如各品种前期下降幅度不同，下降速度也不同，上升后烟叶含钾量最高值也不同。

2.2烟叶钾积累量的动态变化

各品种烟叶钾积累量均呈现不规则的“驼峰”形状（图2），两个积累高峰分别位于移栽后69～76 d（现蕾期）和97～104 d（中部叶成熟期）左右，说明在生育后期，烟株对钾仍存在较强的吸收积累能力；积累低谷则位于移栽后83～97 d（打顶后1～2周）。另外，品种川烟1号与CF986的第2个积累高峰强于第1个，说明这2个品种在生育后期对钾的吸收积累能力强于前期。

不同叶位烟叶对钾的积累中，除品种秦烟96外，其余品种在移栽后83～97 d（打顶后1～2周），下部烟叶对钾的积累量随着移栽后时间的延长呈下降的趋势。圆顶后，下部烟叶对钾的积累量开始上升。移栽后97～104 d（中部叶成熟期）左右，下部烟叶对钾的积累达到峰值后再次下降。

不同品种烤烟中部烟叶钾积累量均呈现不规则的驼峰曲线，其2个积累高峰分别位于69～76 d（现蕾期）及移栽后97～104 d（中部叶成熟期）。除品种长脖黄、RG8、豫烟11号外，其余品种第2个积累高峰的积累量强于前一个积累峰，说明在烟草生育后期，烤烟的中部烟叶对钾仍有较强的吸收积累能力，且积累能力强于前期。

图1烤烟叶片含钾量Fig.1 K content of flue-cured tobacco leaves

图2烤烟叶片钾积累量Fig. 2 K accumulation of flue-cured tobacco leaves

上部烟叶对钾的积累规律与中部烟叶相同，均存在2个积累高峰且波峰与波谷的出现时间基本一致。其中，品种云烟97、豫烟11号、川烟1号及CF986的上部烟叶钾积累曲线均表现为第2个积累峰强高于第1个，而品种秦烟96、DelGold、长脖黄、RG8、Coker176则表现相反。说明不同烤烟品种上部烟叶对钾的最大积累值出现时间有所差异。

2.3烟叶钾含量和累积量的影响因素分析

烟叶含钾量方差分析（F检验）结果表明（表1），9个品种间、3个叶片部位间、9个不同取样时期间都存在极显著差异，品种和叶片部位之间的交互作用、品种和取样时期之间的交互作用、叶片部位和取样时期之间的交互作用也都达到了1%极显著水准。说明品种不同，烟叶含钾量存在差异，这种差异会因为叶片部位不同而异，且随着烤烟生长的进程也不同；烤烟上、中、下3个叶片部位间含钾量不同，这种差异随时间的变化也不同。

烟叶钾积累量F检验结果表明（表1），9个品种间、3个叶片部位间、9个不同取样时期间都存在极显著差异，品种和叶片部位之间的交互作用、品种和取样时期之间的交互作用、叶片部位和取样时期之间的交互作用也都达到了1%极显著水准。说明品种不同，烟叶钾积累量存在差异，这种差异会因为叶片部位不同而异，且随着烤烟生长的进程也不同；烤烟上、中、下3个叶片部位间钾积累量不同，这种差异随时间的变化也不同。

表1烟叶含钾量和钾累积量各因子的主效应及其交互作用效应Table 1 The main and interaction effects of the 3 factors on K content and accumulation

2.4品种间烟叶钾含量差异

从表2可以进一步看出，各品种上、中、下部叶含钾量存在较大差异，生长期间变化幅度差异也较大，其含量范围分别为0.56%～4.00%（CV26.11%～48.18%）、0.48%～4.06%（CV27.18%～53.49%）和0.19%～3.69%（CV29.93%～62.33%），其最高值分别为最低值的7.14、8.46和19.42倍，变异程度大。表明各品种烟叶含钾量随取样部位的变化而变化，且不同品种变化程度存在差异。

2.5品种间烟叶钾积累量的差异

从表3可以看出，各品种烤烟上、中、下部烟叶的钾积累量的变幅较大，其变化范围分别是73.51～1780.91 mg/株（CV30.14%～66.42%）、93.58～1767.11 mg/株（CV23.79%～51.61%）和66.16～1503.50 mg/株（CV34.88%～69.64%），其最高值可达最低值的18倍。不同叶位的变异系数均达23.79%以上，最高可达66.42%，说明各品种烤烟烟叶对钾的积累能力存在明显差异。

3 讨 论

本研究结果表明，烟叶含钾量随生育期的推进表现为“驼峰”型，转折点分别位于打顶期与中部叶成熟期，此与杨铁钊等[21]的试验结果类似。究其原因，可能是由于烤烟生育前期干物质量快速增长，所造成的稀释效应使烟株含钾量下降，圆顶后烟株对钾的大量吸收积累使得烟叶含钾量回升；而打顶削弱了烟株的顶端优势，顶端优势被削弱，根系生长加快，代谢方向发生改变，而K+在植物体内属于易移动的离子，总是向生长最旺盛的植物部分移动，因此，打顶后K+从地上部转移至根部，导致烟叶含钾量下降。杨铁钊等[24]和代晓燕等[25]通过研究，也发现了这种K+从地上部向根系的转移现象。郑宪滨等[16]也发现，烤烟打顶后10 d内，烟株有大量K+由地上部回流到根中，造成叶片中的钾含量下降。洪丽芳等[23]的研究也证明，打顶后5～35 d 内根系明显外泄K+。这些研究结果很好地支持了我们对本研究打顶后钾含量下降所做的解释。

表2各品种烤烟不同叶位烟叶含钾量Table 2 The K content in different leaf positions and cultivars

表3各品种烤烟不同叶位烟叶钾积累量Table 3 The K accumulation in different leaf positions and cultivars

有研究表明，不同作物类型或同种作物不同品种间对钾素的吸收利用积累能力存在显著差异[17-19]。本研究证实，含钾量与钾积累量在不同烟草品种间均存在差异。供试的9个烤烟品种对钾的积累均呈不规则的 “驼峰”曲线，积累高峰位于现蕾期及中部叶成熟期，在生育中前期，烟叶对钾的积累持续增加，在现蕾期时达到峰值，打顶后下降，此与李静等[15]的研究结果相似。

多数研究认为，烤烟的钾积累量随时间的变化规律均呈“S”型曲线，遵循“慢-快-慢”的变化规律[11,23-26]，即烤烟在移栽后前3周的吸收速率极低，从第4周开始对钾的积累速率增快，并在6～8周达到最大吸收速率，之后急剧下降，钾的吸收和积累量在移栽后7周达到全生育期的70%～80%，在11周时吸钾量达到最大值，然后开始下降[12,16]。在本研究同样发现烟叶对钾的第1个吸收积累量高峰位于移栽后69～76 d左右，不同品种烤烟对钾素的积累在下部叶成熟期后逐渐上升，中部叶成熟期时的钾积累量相对较高，可能此阶段内其对钾素的积累速率大于外排速率，此时烟株对钾素仍存在较强的吸收能力且钾素能大量积累于叶片。若在烤烟生育后期，第2个钾积累高峰出现之前追施适量钾肥，则有望提高烟叶成熟期的含钾量，达到高产优质的目的[28]。因此必须重视烤烟生育中后期钾素的充足供应，提倡钾肥分次施用[28-29]。此外，不同品种烤烟的2个积累高峰出现时间略有差异，其主要由品种自身特性决定，也可能与土壤、气候及栽培条件等有关[19]。

4 结 论

9个品种各部位烟叶含钾量和钾的累积量随移栽后时间的变化总体趋势大致相同，呈先下降再上升，最后又下降的“驼峰”状；烟叶含钾量和钾的累积量在烤烟品种间、烟叶部位间，以及品种×部位交互作用效果，这种“驼峰”型趋势存在显著差异；下部叶钾的积累存在1个积累峰，在中部叶成熟期；中、上部烟叶有2个积累峰，分别在现蕾期及中部叶成熟期，其积累峰的出现时间在品种间存在差异。

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A Study on Potassium Uptake and Accumulation Characteristic Differences in Leaves among Different Flue-cured Tobacco Cultivars during Middle and Late Growth Stages

WANG Yong1,2, YANG Huan1, CHEN Guangdeng1, LI Tingxuan1*, CHEN Yulan2, MENG Lin3
(1. College of Resource Sciences, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China; 2. Liangshan Tobacco Company of Sichuan Province, Xichang, Sichuan 615000, China; 3. Tobacco Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Qingdao 266101, China)

the purpose of the study was to explore the characteristics of potassium (K) uptake and dynamic accumulation in leaves among different tobacco cultivars during middle and late growth stage. A field experiment was conducted by using 9 flue-cured tobacco cultivars in Xichang city of Sichuan province in 2015. The results showed that, overall, leaf K content and accumulation changed as a camel hump shape, which declined first, then increased and finally decreased again. However, there were significant differences in the leaf K contents and K accumulation among different cultivars, among leaf position, and cultivar×leaf position interaction. For K accumulation, there was only one peak in lower position leaves, while there were two peaks for middle and upper position leaves. Therefore, it is reasonable that we should concern these difference among cultivars, leaf positions, and their interaction on K accumulation for K fertilizer application. The results are significant in making K fertilization plans for tobacco production.

flue-cured tobacco; cultivar; leaf position; potassium

S572.01

1007-5119（2017）03-0030-07 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2017.03.006

四川省烟草公司凉山州公司科技项目“植烟土壤钾素动态变化与烟草钾吸收分配规律研究”（2011-02）

王 勇，男（1982-），在读博士研究生，主要从事烟草栽培方面的研究。E-mail：wy269405@sohu.com。*通信作者，E-mail：litinx@263.net

2017-02-21

2017-06-10