喷施6种叶面钾肥对烤烟上部叶生长发育及质量的影响

韩玉环，王祎，高强，王玉军，张丽，孙光伟，于涛

（1.山东农业大学植物保护学院，山东 泰安 271018；2.临沂烟草有限公司，山东 临沂 276007；3.湖北省烟草科学研究院，湖北 武汉 430030）

烟草收获叶片中，上部叶约占30%～45%，但我国上部叶的工业可用性较低，普遍存在开片较差、结构紧密、化学成分不协调的问题，限制了上部叶的使用，也影响烟农收益［1－4］。前人研究发现，适宜充足的钾肥供应能促进烟叶生长发育、改善其物理化学特性，提升烟叶质量［5］。但我国大部分烟区与国外优质烟区相比，土壤钾素含量不足、肥料流失率高，限制烟叶的高质量发展［6－9］。大田生产中，喷施叶面钾肥是向植物提供钾素的重要农艺措施，可以避免肥料在土壤中的浪费，使植物缺肥现象快速改善，具有见效快、省时省力等特点。

前人研究表明，喷施叶面钾肥可促进烟叶开片，改善烟叶的农艺性状［10］；同时增加烟株的抗逆性，镉胁迫时可提高烟株超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性，降低丙二醛（MDA）含量，缓解镉对烟草的抑制作用［11，12］。此外，喷施叶面钾肥可提高烤后烟叶颜色、成熟度、油分等外观质量指标，增加烟叶干物质积累量，改善烟叶的化学成分［13］。然而，关于叶面钾肥对烤烟上部叶光合性能及碳氮代谢等生长质量方面的研究还鲜见报道。本试验设置磷酸二氢钾、磷酸二氢钾＋氯化钾、磷酸二氢钾＋氯化钙、柠檬酸钾、硫酸钾、硝酸钾6个处理，研究叶面喷施下其对烤烟上部叶光合性能、碳氮代谢、生长发育及质量等指标的影响，旨在为提高上部叶的可用性提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地与供试材料

试验于2020年在山东省沂水县现代烟草科技园进行。试验地为砂质棕壤土，有机质含量2.41%、速效氮87.00 mg·kg－1、有效磷45.82 mg·kg－1、速效钾147.00 mg·kg－1，pH值6.20。

供试烤烟品种NC102，由沂水县现代烟草科技园提供。

1.2 试验设计与田间管理

试验设置7个处理，其中T1：喷施0.06 mol·L－1磷酸二氢钾；T2：喷施0.03 mol·L－1磷酸二氢钾＋0.03 mol·L－1氯化钾；T3：喷施0.06 mol·L－1磷酸二氢钾＋0.015 mol·L－1氯化钙；T4：喷施0.02 mol·L－1柠檬酸钾；T5：喷施0.03 mol·L－1硫酸钾；T6：喷施0.06 mol·L－1硝酸钾；CK：喷施蒸馏水。随机区组排列，重复3次。

打顶当天（7月5日），烟株喷施6种叶面钾肥，使叶片正反两面均匀润湿。小区面积为7.5 m×7.2 m＝54 m2。每小区6行，每行15株。烟株种植规格为1.2 m×0.5 m。其它田间管理措施按常规方式进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 农艺性状 喷施叶面钾肥后45 d，每小区随机选取3株烤烟上部叶（上数第4叶位），测定叶长和叶宽，计算长宽比与叶面积。叶面积＝叶长×叶宽×0.6345。

1.3.2 光合参数 喷施叶面钾肥后20 d，每小区随机选取3株，于晴天上午9时后使用Li－6400光合仪测定上部叶光合参数［14］，包括净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度。

1.3.3 化学成分 上部叶烘烤结束后，每处理随机选取3片B2F等级烟叶，采用烟草及烟草制品化学成分连续流动法（YC／T 159—2002，YC／T 160—2002）测定烟碱、还原糖、总糖含量；钾含量按照YC／T 173—2003烟草及烟草制品钾的测定标准使用火焰光度法测定。

1.3.4 酶类活性及物质含量 喷施叶面钾肥后35 d，每处理随机选取3片上部叶基部2、3叶脉之间部分按照试剂盒（南京建成生物工程研究所）法测定叶片SOD、POD、CAT、硝酸还原酶（NR）、中性转化酶（NI）、α淀粉酶、β淀粉酶、总淀粉酶活性及MDA、过氧化氢（H2O2）、蔗糖含量。

1.3.5 感官品质评价 感官质量由山东中烟工业有限责任公司技术中心评吸专家按YC／T 138—1998标准进行鉴定评分，指标包括香气质、香气量、杂气、刺激性、余味、燃烧性、灰色。

1.3.6 经济性状评价 各小区烟叶采用常规三段式烘烤后经回潮，按GB／T 2635—1992标准进行烤烟分级，计算产值。

1.4 数据处理

试验数据用Microsoft Excel 2019和SPSS 19.0软件进行统计分析，多重比较采用Duncan’s法。

2 结果与分析

2.1 6种叶面钾肥对烤烟上部叶农艺性状的影响

由表1可知，与CK相比，各处理叶长和叶宽均有所增加，其中T3处理叶长显著增加3.02%，T4、T5叶宽分别显著增加16.80%、11.90%。各处理长宽比均低于CK，其中T4、T5处理差异显著，分别较CK降低12.54%、10.93%。各处理叶面积均高于CK，其中T4处理差异显著，较CK增加19.66%。综合来看，喷施6种叶面钾肥可影响上部叶的农艺性状，T4处理改善上部叶农艺性状的效果较好。

表1 6种叶面钾肥对烤烟上部叶农艺性状的影响

2.2 6种叶面钾肥对烤烟上部叶光合参数的影响

由表2可知，与CK相比，各处理上部叶净光合速率大多有所提高，其中T3、T4处理较CK分别显著增加13.80%、15.63%。T2、T3、T4处理蒸腾速率较CK显著增加15.74%、19.51%、13.30%。气孔导度仅T3处理较CK差异显著，提高29.17%。各处理胞间二氧化碳浓度均低于CK，其中T3、T4处理差异显著。综合来看，喷施6种叶面钾肥多能提高上部叶净光合速率，改善光合性能，促进烟叶光合产物积累，其中T4处理效果较好。

表2 6种叶面钾肥对烤烟上部叶光合参数的影响

2.3 6种叶面钾肥对烤烟上部叶过氧化指标的影响

由表3可知，T2、T3处理烤烟上部叶POD活性显著高于CK，分别提高8.84%、12.71%。T3、T4处理SOD活性显著高于CK，分别提高11.68%、14.54%。T6处理CAT活性较CK显著提高6.21%。MDA含量除T1外其它处理均显著低于CK。H2O2含量除T6外其它处理均显著低于CK。以上说明喷施6种叶面钾肥能提高烤烟上部叶发育过程中的保护酶活性，以T4处理较好。

表3 6种叶面钾肥对烤烟上部叶过氧化指标的影响

2.4 6种叶面钾肥对烤烟上部叶碳氮代谢指标的影响

由表4可知，各处理烤烟上部叶NR酶活性均高于CK，其中T2、T3、T4及T6差异显著。T3、T4处理α淀粉酶活性显著高于CK。除T5外，各处理β淀粉酶活性均显著高于CK。除T6外，各处理总淀粉酶活性均显著高于CK，以T4最高，比CK提高32.55%。除T5外，各处理NI活性均显著高于CK，以T4最高，比CK提高23.95%。T3、T4处理较CK显著增加蔗糖含量，分别增加3.86%、3.07%。综合来看，喷施6种叶面钾肥提高上部叶碳氮代谢关键酶活性，加快烟叶碳氮代谢，其中T4处理效果较好。

表4 6种叶面钾肥对烤烟上部叶碳氮代谢指标的影响

2.5 6种叶面钾肥对烤烟上部叶化学成分的影响

由表5可知，各处理与CK相比均可提高上部叶钾含量，以T4最高，较CK显著增加20.22%。各处理均可降低上部叶烟碱含量，其中T1、T3、T4、T6与CK差异显著。各处理较CK均提高上部叶还原糖及总糖含量，以T4最高，较CK分别显著增加14.18%、16.36%。各处理较CK均显著增加糖碱比。综合来看，喷施6种叶面钾肥均可不同程度降低上部叶烟碱含量，增加还原糖含量，协调烟叶糖碱比，改善烟叶内在化学成分，其中T4处理效果较好。

表5 6种叶面钾肥对烤烟上部叶化学成分的影响

2.6 6种叶面钾肥对烤烟上部叶感官质量的影响

由表6可知，各处理与CK相比香气质、香气量均有所提高，以T4较优，分别显著增加5.59%、3.73%。T3处理杂气得分最高，较CK显著增加5.20%。余味各处理较CK均有所提升，其中T4处理差异显著。燃烧性各处理较CK均显著提高。刺激性与灰色各处理之间无显著差异。综合来看，喷施6种叶面钾肥可提升烤烟上部叶感官质量，提高香气质和香气量，总体以T4处理较优。

表6 6种叶面钾肥对烤烟上部叶感官质量的影响 （分）

2.7 6种叶面钾肥对烤烟经济性状的影响

由表7可知，与CK相比，T4处理上等烟比例最大，比CK显著提高25.82%；产量为2093.55 kg·hm－2，较CK增产8.01%；产值最高，较CK提高19.14%。综合来看，T4处理对烤烟经济性状提升效果较好，产量产值最高。

表7 6种叶面钾肥对烤烟经济性状的影响

3 讨论

长期以来，烟草生产中上部叶普遍存在开片不充分、组织结构紧密等问题，农艺性状较差。研究发现，农艺性状的优劣依赖于烟株对肥料的吸收利用［15，16］，喷施叶面肥可改善烟株的农艺性状，促进生长发育［17］。本试验表明，喷施6种叶面钾肥后烤烟上部叶叶面积均有所增加，长宽比均小于对照，烟株农艺性状显著改善，其中以喷施0.02 mol·L－1柠檬酸钾处理效果较好。研究发现，上等烟叶的形成离不开充足的光合产物，适宜浓度的叶面肥能提高烟叶净光合速率，改善光合性能［18，19］。与前人研究结果相似，本试验中喷施6种叶面钾肥可不同程度提高上部叶净光合速率，降低胞间二氧化碳浓度，改善光合性能，为干物质的积累与转化奠定重要基础，其中以喷施0.02 mol·L－1柠檬酸钾处理的效果较好。

植物生长发育过程中涉及多种化学反应及其代谢产物，为保障植物的正常生长，细胞需要提供充足的反应原料和稳定的代谢场所。前人研究表明，喷施叶面肥显著影响烟草的生理生化代谢活动［20］。周冀衡等［21］研究指出，叶面钾肥可调控烟叶内源保护酶活性和脂质过氧化产物含量，增强烟叶抗病性。刘国顺等［22］研究认为，施用特制钾肥可提高烟叶硝酸还原酶和转化酶活性，提高烟叶两糖比，使烟叶化学成分更加协调。本试验结果表明，喷施6种叶面钾肥均可有效提高上部叶SOD、POD、CAT活性，降低MDA、H2O2含量，有利于维持细胞环境稳定性，为其多种生理过程的进行奠定重要基础［23］。此外，喷施6种叶面钾肥还可提高上部叶NR、NI、淀粉酶活性，加快碳氮代谢效率，促进烟叶内物质转化与积累，最终增加烤后上部叶钾及糖分含量，降低烟碱含量，优化糖碱比，使烟叶化学成分更加协调，香气质和香气量增加，余味改善，感官质量提高。同时，本试验结果还表明，喷施6种叶面钾肥提高烤烟均价和上等烟收购率，增加烟叶产量与产值，与胡玲等［24］的研究结果一致。

4 结论

本试验中，喷施6种叶面钾肥可不同程度增加上部叶叶面积，促进开片，改善烟叶农艺性状和光合性能，提高叶片内源保护酶活性和碳氮代谢效率，使上部叶钾及还原糖含量增加、烟碱含量减少，糖碱比提高，烤后烟叶化学成分协调，最终提高感官质量及烟叶产量和产值。其中T4处理，即喷施0.02 mol·L－1柠檬酸钾叶面肥综合表现最好，产量产值最高。