施用黄腐酸钾对打顶烤烟干物质和钾素累积的影响

陈亚茹，陈增敏，赵正雄，林云红，熊 茜，甘影秋，李丽华

（1.云南农业大学烟草学院，云南 昆明 650201；2.红塔（烟草）集团楚雄卷烟厂，云南 楚雄 675000）

【研究意义】云南省是全国重要的优质烟叶生产基地。据相关统计，2017 年云南省共有13个州市103个县2 000 余万农户种植烟叶，烟叶生产一直是云南省农村经济的重要支柱产业［1-2］。钾含量是烤烟重要的品质指标之一。钾含量高的烟叶色泽呈深桔黄色，富有弹性和韧性，填充性强，阴燃持火力和燃烧性好［3］。而且钾能通过增强烟叶中糖类、色素类、芳香类等与品质有关的物质合成和积累，影响烤烟的香气质和香气量［4-5］。从对云南烤烟钾含量特征的分析结果来看，云南烟区烤烟钾含量平均为1.96%，仅有13.24%的烟叶钾含量大于2.5%，且烤烟钾含量区域差异巨大［6］。打顶是烟草种植过程中一项重要的农艺措施，打顶会导致植株顶端产生的生长素减少，影响植株对同化物和矿质养分的吸收、运输和分配［7-9］。已有研究表明，打顶会导致烤烟叶片含钾量下降［10］。刘彦中等［11］研究表明，烤烟成熟期钾吸收积累减缓甚至下降,是云南烤烟烟叶钾含量较低的关键。可见，在土壤供钾水平并非为烟叶钾含量限制因子的条件下,调控烟株生育后期对钾素的吸收、积累能力具有重要意义。【前人研究进展】腐殖酸类物质是动、植物残骸通过微生物经一系列化学反应分解形成的具有多种性质和结构的复杂性有机大分子［12-14］。研究发现，腐殖酸可以显著促进重茬烤烟根系生长和氮素吸收，显著提高烟株地上部各器官内氮积累量，提高氮在上部叶和茎部中的分配比例［15］。焦玉生等［16］研究发现增施腐殖酸可以显著提高烤烟叶片和茎中烟碱积累量，并降低烟碱在茎内的分配比例、提高下部叶烟碱的分配比例。【本研究切入点】黄腐酸钾是一种常见的腐殖酸肥料，黄腐酸钾中的黄腐酸成分具有优良的生物活性，能够增强作物体内诸多生物酶的活性,调节作物体内的代谢活动,增强作物对营养物质的吸收转化及合成,促进作物生长并改善作物品质［17-19］。【拟解决的关键问题】为了探明黄腐酸钾对烤烟生育后期干物质和钾素累积的调控作用，为本地区推广应用提供试验依据，于2018年在楚雄州牟定县开展了烤烟根区施用黄腐酸钾技术研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试烟草品种为K326，黄腐酸钾为云南尼昂生物科技开发有限公司产品，其主要成分为黄腐酸（以干基计）≥60%，全氮含量≥3.0%、全磷含量≥0.4%、全钾含量≥11.3%。

试验于2018 年4—9月在云南省楚雄州牟定县共和镇进行。试验田块地势相对平坦，试验所在地位于101°51′51″N、25°33′49″E，海拔1 786 m。前茬作物为蚕豆，土壤类型为粘壤土，其土壤基础肥力状况为：pH 6.11，速效钾238.95 mg/kg，缓效钾362.71 mg/kg，土壤全钾2.57%，交换性钙37.75 cmol/kg，交换性镁2.57 cmol/kg，阳离子交换量19.03 cmol/kg。

1.2 试验方法

田间试验设施用黄腐酸钾0（对照）、75、150、225 kg/hm24个处理。施肥方法：移栽时拌塘施用烟草专用复合肥（15-15-18）450 kg/hm2和黄腐酸钾，移栽后10 d、25 d分别追施烟草复合肥（12.5-0-22.5）各150 kg/hm2。试验采用随机区组设计，每个处理3次重复，小区面积40 ㎡。在试验过程中，除了施肥以外，其他管理均按照当地生产情况进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 干物质量和钾含量测定 每个小区于烟株打顶后各取样2株，按照上部叶、中部叶、下部叶、茎部、根部分部位杀青烘干（105 ℃杀青0.5 h，65 ℃烘干至恒重）并测量干重。烟样粉碎过筛后测量钾含量，钾含量参照《烟草及烟草制品钾的测定连续流动法》（YC/T 217—2007）测定。

1.3.2 经济效益 烟叶成熟时按小区正常采收和烘烤，根据2018年楚雄州牟定县烟叶收购价格和烟叶分级标准参照《烤烟》（GB 2635—1992）计算各处理烟叶产量、产值、均价、上等烟比例及中上等烟比例。

1.3.3 烟叶化学成分检测 选取各处理中橘三（C3F）等级烟叶各2 kg，测定其化学成分，其中总糖、还原糖含量参照《烟草及烟草制品水溶性糖测定》（YC/T 32—1996）测定，烟碱含量参照《烟草及烟草制品总植物碱的测定光度法》（GB/T 23225—2008）测定，总氮的含量参照标准《烟草及烟草制品总氮的测定连续流动法》（YC/7561—2002）测定，钾含量参照《烟草及烟草制品钾的测定连续流动法》（YC/T 217—2007）测定。

试验数据采用Excel、SPSS 23.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 黄腐酸钾对打顶时烤烟干物质累积的影响

试验结果表明，与对照相比，施用黄腐酸钾可以显著增加打顶时烟株干物质累积量。黄腐酸钾施用量为75、150、225 kg/hm2时烟株干物质积累量分别比对照高9.7%、20.44%和16.44%。从表1可以看出，施用黄腐酸钾烟株中部叶、下部叶及茎部干物质累积量显著高于对照烟株，且随着黄腐酸钾施用量的增加，烟株干物质累积量呈现先升高后降低的趋势。当黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2时，烟株上部叶、中部叶、下部叶及茎部干物质累积量最高，分别比对照烟株高45.16%、25.81%、36.46%和24.62%。说明黄腐酸钾对烤烟有很好的肥效。

2.2 黄腐酸钾对打顶时烤烟钾含量的影响

从表2可以看出，与对照相比，施用黄腐酸钾对打顶时烟株上部叶钾含量影响不大，但是烟株中部叶、下部叶和茎部钾含量得到明显提高。黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2时，烟株中部叶钾含量最高。黄腐酸钾施用量为75 kg/hm2时，烟株下部叶和茎部钾含量最高。与对照相比，黄腐酸钾施用量为150、225 kg/hm2时，烟株根部钾含量显著增加。说明施用黄腐酸钾可以有效提高烟株中部叶、下部叶钾含量，改善烟叶品质。

表1 打顶时烟株体内干物质累积量（g/株）Table 1 Dry matter accumulation in tobacco plants during topping (g/plant)

表2 打顶时烟株体内钾含量Table 2 Potassium content in tobacco plants during topping (%)

2.3 黄腐酸钾对打顶时烤烟钾素累积的影响

从表3可以看出，施用黄腐酸钾可以提高烟株的钾素累积量。与对照相比，黄腐酸钾施用量为75、150、225 kg/hm2时烟株钾素累积量分别提高27.62%、38.12%和38.12%。施用黄腐酸钾烟株叶片及茎部钾素累积量明显高于对照烟株，且叶片钾素累积量随着黄腐酸钾施用量的增加呈现先增加后降低的趋势。黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2时，烟株上部叶钾素累积量显著高于75、225 kg/hm2处理，中部叶钾素累积量显著高于75 kg/hm2处理。相比中上部叶片，黄腐酸钾对提高下部叶钾素累积量的作用更为明显，黄腐酸钾施用量为75、150、225 kg/hm2处理烟株下部叶钾素累积量分别比对照烟株高49.30%、54.23%和26.76%。

表3 打顶时烟株体内钾素累积量（g/株）Table 3 Accumulation of potassium in tobacco plants during topping (g/plant)

2.4 黄腐酸钾对烤烟经济性状的影响

产量、产值、均价、上等烟比例、中上等烟比例是烟叶的主要经济性状，综合反映了烟叶的质量和经济效益。从表4可以看出，施用黄腐酸钾能提高烟叶产量、产值和均价，且黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2时效益最好，产量和产值相比于对照分别提高30.64%和57.64%。与对照相比，黄腐酸钾施用量为75 kg/hm2时，提高了上等烟叶的比例，随着黄腐酸钾施用量的增加，上等烟叶比例显著下降。

表4 烟叶经济性状比较Table 4 Comparison of economic characteristics of tobacco leaves

2.5 黄腐酸钾对初烤烟叶化学成分的影响

烟叶中各项化学成分指标含量适宜、成分之间协调是形成优质烟叶的前提。从化学成分分析结果来看，施用黄腐酸钾有利于提高烟叶中总糖、还原糖、烟碱和全钾的含量，总氮含量和糖碱比略有降低。黄腐酸钾施用量为225 kg/hm2时，烟叶还原糖含量显著高于其他处理。烟叶中的钾是影响燃烧性的重要矿质元素。从表5可以看出，施用黄腐酸钾可以提高烟叶钾含量，且黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2时作用最明显。黄腐酸钾施用量为75 kg/hm2时，烟叶中氮碱比和两糖差显著高于对照，随着黄腐酸钾施用量的增加，烟叶氮碱比下降且低于对照。

表5 初烤烟叶化学成分比较Table 5 Comparison of chemical compositions of flue-cured tobacco leaves

3 讨论

3.1 施用黄腐酸钾对烤烟干物质累积的作用

干物质积累量可以反映烟株生长发育状况。研究表明，黄腐酸钾可以有效提高土壤中有效氮供应量，改善土壤通透性和根际营养状况，增强根系对水分和矿质养分的吸收利用［20］。配施黄腐酸钾能加快肥料的肥效释放速度，有利于烟株生长发育和干物质积累。烤烟干物质的90%以上来源于光合作用，肖瑶等［21］研究表明适量的腐殖酸肥料可以提高烤烟叶绿素含量和光合性能。本试验结果表明，施用黄腐酸钾可以显著提高打顶后烟株干物质累积量，这与霍昭光等［20-22］的研究结果相似。

3.2 施用黄腐酸钾对烤烟钾素累积的作用

黄腐酸钾是一种腐殖酸肥料，内核含有许多具有高生物活性的未知促长因子。严格意义上说黄腐酸钾不含激素类物质，但使用过程中却表现出与化学合成的生长素、细胞分类素、脱落酸等多种植物激素相类似的作用且对植物的生长发育起着全面的调节作用［23］。研究发现，增施腐殖酸可以显著提高芹菜和平邑甜茶各个器官氮素的含量和累积量［24-25］，促进玉米对K2O的吸收，提高氮素和钾素在茎部和叶片中的分配［26］。本试验结果表明，塘施黄腐酸钾能明显提高烟株叶片和茎部钾素累积量，同时打顶时烟株中下部叶片钾含量也均高于对照烟株，这与赖洪敏等［27］的研究结果一致。周爽等［28］研究发现，腐殖酸钾的水溶性很好，不会限制植物吸收，使钾素肥效更持久，腐殖酸进入土壤后可以活化被固定的钾素，促进缓效钾等其他形态向速效钾转化。且黄腐酸钾具有改良土壤、刺激根部生长发育、活化土壤中的养分等优点，这些因素都有利于烟株对钾素的吸收和累积。

3.3 施用黄腐酸钾对烤烟产质量的影响

黄腐酸钾作为一种新型肥料，在小麦、玉米等作物［29-31］上研究较多且应用广泛，并被多次证明具有提高作物产量的作用。研究发现，腐殖酸肥可促进烤烟生育期腺毛密度和石油醚提取物含量的增加，可促进烟叶油分及香气物质的生成，进一步提升烟叶品质［32］。本试验结果表明，塘施黄腐酸钾可以提高初烤烟叶总糖、还原糖和氧化钾含量，且当黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2时，烟叶中钾含量是最高的。适量施用黄腐酸钾能够提高烟叶产量、产值和上等烟比例, 使烟叶化学成分更加协调，这与陈泽斌、王金星等［33-34］的研究结果一致。本试验结果发现，黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2和225 kg/hm2时，上等烟叶比例反而下降，从田间观察现象来看，这两个处理的烟株下部叶到成熟期时落黄较早，烟叶后期干物质消耗过多，导致叶片身份较薄、质量欠缺，这可能是由于施用过多的黄腐酸钾会加快烟株生育前期肥料的释放速度，导致成熟期烟株脱肥下部叶早熟引起的。

4 结论

黄腐酸钾作为一种腐殖酸肥料，可以有效促进烟株生长后期对干物质和钾素的积累，改善钾素营养。黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2时，烟株干物质量和钾素累积量最高，分别比空白对照高20.44%和38.12%。

黄腐酸钾施用量为150 kg/hm2时效益最好，产量和产值比空白对照分别提高30.64%和57.64%，初烤烟叶含钾量也最高，达到2.36%。适量施用黄腐酸钾可改善烟叶品质，提高经济效益，建议在当地推广使用。