碱性枸溶性钾肥与硫酸钾配施对烤烟抗性及根系生长的影响

刘光快，王 丰*，陈维林，韦建玉，李 鑫

(1.贵州省烟草公司黔西南州公司，贵州 兴义 562400； 2.广西中烟工业有限责任公司，广西 南宁 530001； 3.湖南农业大学 生物科学技术学院，湖南 长沙410128)

碱性枸溶性钾肥与硫酸钾配施对烤烟抗性及根系生长的影响

刘光快1，王 丰1*，陈维林1，韦建玉2，李 鑫3

(1.贵州省烟草公司黔西南州公司，贵州 兴义 562400； 2.广西中烟工业有限责任公司，广西 南宁 530001； 3.湖南农业大学 生物科学技术学院，湖南 长沙410128)

为探明枸溶性钾肥对烤烟抗病性、抗旱性和根系生长的影响，采用盆栽试验，研究了枸溶性钾肥与硫酸钾不同比例配施对烤烟病害情况、抗旱性相关生理指标及根系生长的影响。结果表明：T2处理(75%枸溶性钾肥+25%硫酸钾)烤烟对野火病和烟草花叶病的抗性最强，病情指数最低，分别为4.63和3.52，较T1处理(100%硫酸钾)分别下降69.80%和52.62%；气候自然斑发病率最低，为4.55%，较T1处理降低66.64%；烟叶脯氨酸、可溶性糖含量在干旱48 h内一直呈增加趋势，且在5个处理中最高；MDA含量最低且与其他处理差异显著；烤烟总根长、根总表面积最大，根尖数最多，与其他处理差异显著，分别较T1处理增加81.58%、91.98%、133.45%。总体而言，75%枸溶性钾+25%硫酸钾处理烤烟的抗病性和抗旱性及根系生长表现最好，建议在保水能力差、土壤酸化严重的植烟土壤或降雨量少的烟区采用该配施比例。

烤烟； 抗病性； 抗旱性； 根系生长； 枸溶性钾肥

钾是烤烟生长发育所需的三大主要营养元素之一，不仅对烤烟生长发育至关重要，是烟叶的主要品质指标[1-2]，而且对烤烟抗病、抗旱具有重要的调节作用[3]。现阶段，烤烟大田生产中施用的钾肥主要是硫酸钾、硝酸钾等水溶性无机肥料，但长期单纯施用无机肥易造成烟田土壤板结、有机质含量下降、烤烟化学成分比例失调及香气不足，难以满足卷烟工业的需求[4-5]，对提高烟叶钾含量的效果也不明显，且投入成本较高。枸溶性钾肥的钾素释放规律与作物需求同步，可以很好地满足作物各个生长时期对钾素的需求，且能减少钾肥的施用次数、降低钾肥使用成本，成为肥料领域研究的热点之一[6]。近年来，关于枸溶性钾肥对烤烟[7]、小麦[8]、水稻[9]、油菜[10]等作物生理生化方面的影响研究已有较多报道，其中，在烤烟上的研究主要集中在其对烤烟生长发育[11]、经济性状[12]、钾含量[13]的影响以及与其他钾肥配施对烤烟香气物质含量的影响[14]方面，而关于枸溶性钾肥与硫酸钾配施对烤烟抗病性、抗旱性的影响研究鲜见报道。鉴于此，采用盆栽试验探讨了硫酸钾、枸溶性钾肥不同配施比例对烤烟抗病性、抗旱性及根系生长的影响，旨在为优质烤烟的栽培提供理论依据和技术支撑。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试烤烟品种为K326，由湖南农业大学烟草研究院提供。供试硫酸钾(K2O，51%)由罗平县烟草公司提供；枸溶性钾肥(以2%的柠檬酸浸提后用肥料钾标准方法测定，含有效钾25%、有效二氧化硅20%、全钙和镁4%，pH值为11)购于山西紫光钾业有限公司。氮肥为尿素(N，46%)，磷肥为过磷酸钙(P2O5，14%)。

供试土壤为旱地黄壤土，pH 值为6.82，土壤含有机质17.38 g/kg、全氮1.61 g/kg、有效磷7.19 mg/kg、速效钾72.40 mg/kg，土壤最大田间持水量为25.8%。

1.2 试验设计

2015年5月于云南省曲靖市大水井烟叶基地单元中进行常规漂浮育苗，育苗50 d后选取长势良好、未染病、生长一致的烟苗移栽至试验盆中，试验盆内径15 cm、深18 cm，每盆装土4 kg，栽烟1株。5月25日开始盆栽试验。试验共设5个处理：CK(不施钾肥)、T1(100%硫酸钾)、T2(75%枸溶性钾肥+25%硫酸钾)、T3(50%枸溶性钾肥+50%硫酸钾)、T4(25%枸溶性钾肥+75%硫酸钾)。纯N、P2O5、K2O用量分别为6.8、2.3、25.3 g/株，均作为基肥。每个处理90株，其中45株喷波尔多液进行防病处理，剩余45株正常生长(自然感病，即收集病叶均匀放置正常烟株旁边)，共450株。各处理在移栽35 d内保持土壤含水量为最大持水量的80%，分别在烤烟移栽后10、20、35 d对自然染病处理的烟株进行病害调查，烤烟发病率调查以自然染病为依据，并在烤烟移栽后35 d测量5个处理喷波尔多液防病烟株的根系生长相关指标。移栽35 d后对喷波尔多液的烟株进行干旱处理(停止浇水)，分别于停止浇水30、36、42、48 h测量烟叶上部起第6～8片叶的相关生理指标。其他同大田管理措施。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 烤烟病害发生情况 于烤烟移栽后10、20、35 d观察烤烟发病情况，分别记录病害种类、叶片总数、染病叶片数、染病株数和染病程度。分级标准按YC/T 39—1996执行。

平均发病叶片数(片/株)=发病叶片数/调查总叶片数，

发病率=发病株数/调查总株数×100%，

病情指数=∑(各级病叶数×该病级值)/(调查总叶数×最高级值)×100。

1.3.2 抗旱生理指标 脯氨酸、丙二醛(MDA)含量采用试剂盒(南京建成生物工程研究所提供)测定，可溶性糖含量采用植物可溶性糖含量测试盒(上海诗溪化工科技有限公司提供)测定。

1.3.3 根系生长相关指标 取各处理鲜根系，先用自来水冲洗干净，再用蒸馏水漂洗，采用WinRHIZO植物根系扫描系统测定根系构型参数指标(包括总根长、根总表面积、根平均直径和根尖数)；然后用吸水纸吸干水分；测量根系生物量时其鲜质量用去离子水将根系洗净后吸水纸吸干在天平上测量，干质量在烘箱中杀青(75 ℃，30 min)，然后烘干(105 ℃)至恒质量并称量。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2003软件进行数据处理，用SAS 8.0 软件进行数据统计和方差分析，多重比较采用Duncan’s 新复极差法。

2 结果与分析

2.1 枸溶性钾肥与硫酸钾配施对烤烟抗病性的影响

由表1看出，随着移栽后时间的增加，各处理烤烟野火病和烟草花叶病的染病率和病情指数均增加，且总体上野火病的发病率和病情指数高于烟草花叶病，气候斑在不同处理中的自然发病率也存在较大差异。CK烟株的野火病、烟草花叶病、气候斑自然发病率的发病率最高；T2处理野火病、烟草花叶病的发病率和病情指数最低，分别是CK的21.43%和11.74%、18.15%和21.67%，病情指数较T1处理分别下降69.80%、52.62%；气候斑自然发病率也是最低，由CK的31.82%降低到4.55%，较T1处理下降66.64%；枸溶性钾肥配施硫酸钾处理间比较，T2处理烤烟在移栽35 d时的野火病、烟草花叶病的发病率和病情指数较T3处理分别降低24.97%和68.76%、42.76%和46.50%。由此可见，T2处理可以有效降低野火病、烟草花叶病和气候斑自然发病率，其中对烟草花叶病的防治效果优于野火病。

表1 枸溶性钾肥与硫酸钾不同配施比例对烤烟病害的影响

2.2 枸溶性钾肥与硫酸钾配施对烤烟抗旱性的影响

2.2.1 脯氨酸含量 由图1可知，随着干旱时间的延长，各处理烟株叶片的脯氨酸含量首先表现为增加的趋势；CK、T1、T3、T4处理在干旱42 h时达到最大，然后下降，而T2处理在干旱48 h内一直呈增加趋势，且不同干旱时间该处理烟株叶片的脯氨酸含量均较高，说明T2处理抗旱能力最强。

2.2.2 可溶性糖含量 由图2可知，CK、T1、T3和T4处理烟株叶片的可溶性糖含量随干旱时间的延长呈先增加后降低的趋势，在干旱42 h时达到最大，之后降低，且CK的可溶性糖含量降低速率最快，达到0.27%；而T2处理可溶性糖含量在干旱48 h内呈一直增加的趋势，说明T2处理抗旱能力最强。

图1 枸溶性钾肥与硫酸钾不同配施比例对烟叶脯氨酸含量的影响

2.2.3 MDA含量 由图3可知，处理间比较，CK烟株叶片的MDA含量在干旱48 h内一直最高，T2处理烟株叶片的MDA含量在各干旱时间均最低；同一干旱时间T2处理的烤烟MDA含量低于T1处理的烤烟。烟株叶片MDA含量越低，表明烟株受到干旱胁迫的伤害越小，说明烟株的抗旱性越强。根据烤烟叶片的MDA含量可以看出，各处理烟株以T2处理抗旱效果最优，CK处理抗旱效果最差，其他处理抗旱效果居中。

图2 枸溶性钾肥与硫酸钾不同配施比例对烟叶可溶性糖含量的影响

图3 枸溶性钾肥与硫酸钾不同配施比例对烟叶MDA含量的影响

2.3 枸溶性钾肥与硫酸钾配施对烤烟根系生长的影响

2.3.1 根系干、鲜质量 由表2可以看出，T2处理的烤烟根干质量和根鲜干比最大，鲜干比越大，说明根系物质代谢能力和运输能力越强；T3处理与T1处理的根干质量和鲜干比无差异。

表2 枸溶性钾肥与硫酸钾不同配施比例对烤烟根系干、鲜质量的影响

注:同列不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。

2.3.2 根系构型参数 由表3可知，与单施硫酸钾相比，配施一定比例的枸溶性钾肥显著增加了烤烟总根长、根总表面积和根尖数。其中，以T2处理效果最显著，分别较T1处理增加81.58%、91.98%、133.45%，而根平均直径无显著增加。

表3 枸溶性钾肥与硫酸钾不同配施比例对烤烟根系构型参数的影响

3 结论与讨论

钾是植物体内含量最丰富的主要营养元素之一，不仅可以促进植物蛋白质的合成、作物体内同化产物的运输和能量转化，增加植物的抗逆性及对病虫害的抵抗力，而且在维持作物高产和优质方面起着重要作用[15]。本试验条件下，以75%枸溶性钾肥+25%硫酸钾配施处理的烤烟抗病性、抗旱性及根系活力最强，野火病、烟草花叶病的发病率和病情指数分别是CK(不施钾)的21.43%和11.74%、18.15%和21.67%，气候斑自然发病率也由CK的31.82%降低到4.55%；与单施硫酸钾相比，烤烟发病率和病情指数降低幅度较大。钾素可以影响酚类代谢中相关酶的活性[16]，其中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)等防御酶的活性与植物的抗病能力呈正相关[17]。本研究结果表明，不同形态钾素配施比例处理的烤烟抗旱程度有所差异，以不施钾肥处理抗旱性最差，75%枸溶性钾肥+25%硫酸钾配施处理抗旱性最强，干旱处理2 d出现萎蔫，脯氨酸、可溶性糖和MDA含量变化明显，而不施钾处理和单施硫酸钾处理在缺水2～3 d时就会出现严重萎蔫现象，可以看出，通过配施一定比例的枸溶性钾肥可以有效提高烤烟抗旱性，延长烤烟在缺水情况下的正常生长。施钾可促进植物碳氮代谢，提高组织含糖量[18]，并影响与活性氧代谢相关酶的活性[19]。

综上所述，75%枸溶性钾肥+25%硫酸钾处理可以提高烤烟抗病性、抗旱性，促进烤烟根系生长，是最优的施钾处理，烤烟实际生产中建议在保水能力差、土壤酸化严重的植烟土壤或降雨量少的烟区配施枸溶性钾肥。

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Effects of Combined Application of Citrate Soluble Potassium Fertilizer and Potassium Sulfate Fertilizer on Resistance and Root Growth of Flue-cured Tobacco

LIU Guangkuai1，WANG Feng1*，CHEN Weilin1，WEI Jianyu2，LI Xin3

(1.Qianxinan Tobacco Company of Guizhou Province,Xingyi 562400,China;2.China Tobacco Guangxi Industrial Co.,Ltd.,Nanning 530001,China;3.College of Biological Science and Technology,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)

In order to explore the effect of citrate-soluble potassium fertilizer on disease resistance,drought resistance and root growth of tobacco,the effect of different proportion of combined application of citrate-soluble potassium fertilizer and potassium sulfate fertilizer on disease situation,physiological index of drought resistance and root growth of tobacco by potted plant.The results showed that the T2 treatment with 75% citrate-soluble potassium fertilizer and 25% potassium sulfate fertilizer had the strongest resistance to wildfire and tobacco mosaic,the disease index was the lowest with 4.63 and 3.52 respectively,which decreased by 69.80% and 52.62% compared with T1 treatment(100% potassium sulfate fertilizer);the natural spot incidence of T2 treatment was the lowest with 4.55%,which decreased by 66.64% compared with T1 treatment;the proline and soluble sugar contents of T2 treatment in tobacco leaves showed an increasing trend in 48 h under drought stress,and were the highest among five treatments;the MDA content of T2 treatment was the lowest,and the difference was significant with the other treatments; the total root length and total surface area of T2 treatment were the highest,the root number of T2 treatment was the most,and and the difference was significant with the other treatments,which increased by 81.58%,91.98%,133.45% respectively compared with T1 treatment.Generally speaking,the T2 treatment behaved the best in disease resistance,drought resistance and root growth of tobacco,so this proportion was suggested to be applied in tobacco area where the water conservation capacity was bad,soil was acidification and rainfall was less.

tobacco; disease resistance; drought resistance; root growth; citrate soluble potassium fertilizer

2017-01-03

贵州省烟草公司黔西南州公司科技项目(201606)

刘光快(1987-)，男，广西百色人，农艺师，硕士，主要从事烤烟生产管理。E-mail:liukuai2006@163.com

*通讯作者：王 丰(1979-)，男，湖北荆州人，研究员，博士，主要从事作物生理生态、现代农业及烟叶栽培与生理研究工作。 E-mail:yancaowangfeng@163.com

S572

A

1004-3268(2017)06-0043-05