施鉀水平對甘肅烤煙鉀含量及經濟效益的影響

胡娟，邱慧珍＊，何秀成，張文明，李亞娟，張春紅

（1.甘肅農業大學資源與環境學院，甘肅 蘭州730070；2.甘肅農業大學草業學院，甘肅 蘭州730070）

我國煙草（Nicotiana）的種植面積和產量均居世界首位，在我國國民經濟中占有重要地位［1］。然而，與津巴布韋和美國等國家相比，我國的煙草行業大而不強，表現為產量高、出口量低、種植效益差［2－4］。我國煙葉的總體質量與世界優質煙生產國家有較大差距，主要原因之一是煙葉鉀含量低［1，5］。一般認為，烤煙煙葉鉀含量的正常值是2%～8%［6］，最低含鉀量不小于2%［7－9］，而我國13個主要煙區煙葉鉀含量普遍偏低，一般為2%左右，北方煙區煙葉鉀含量多在1%～2%［5，10］。因此，通過營養調控提高煙葉鉀含量對中國煙葉品質的改善具有十分重要的意義［11－14］。

鉀是植物生長的必需營養元素，也是所有活有機體必需的一價陽離子，鉀的某些生理功能是其他一價陽離子無法代替的［14］。對于煙草而言，鉀不僅是吸收量較大的元素，其吸鉀量一般是吸氮量的1.35倍，吸磷量的3.5倍［5］，同時鉀還是煙草最重要的品質元素之一，在煙株體內參與幾乎所有的代謝過程，并對煙葉的品質起著十分重要的作用［7，8，15，16］。煙葉的鉀含量直接影響其香氣的質和量［16］，也與燃燒性和保火性密切相關［17，18］。鉀含量高的煙葉油分足、富有彈性和韌性，加工后的煙絲燃燒性好［19］，而且陰燃持火力大，從而可減少有害物質的產生，提高卷煙制品的安全性［20］。因此，為了提高煙葉鉀含量，改善烤煙品質，煙農常采用高于最高產量施肥量的鉀肥用量。有學者認為，必須施用高于2～3倍最佳產量需鉀量的鉀肥，才能獲得優質煙葉［18］。然而，在實際生產中肥料施用量必須考慮到施肥對作物經濟效益的影響［21］，許多研究表明在某種程度上，肥料投入與經濟效益呈負相關［22，23］。因此前人對烤煙氮磷鉀的合理用量及其配比，特別是對最佳鉀肥施用量的研究較多［24］。

烤煙種植區位于甘肅省慶陽地區南部的正寧縣，屬優質烤煙種植適宜區，許多氣象因子接近或優于全國著名烤煙生產基地云南玉溪，烤煙栽培歷史悠久，且烤煙生產已成為富民強縣的一大支柱產業。然而，由于不合理施肥及長期連作等原因造成煙葉產量和品質持續下降，煙葉含鉀量僅為0.75%，嚴重制約當地烤煙生產向規模化、優質化和高效化的方向發展［25］。因此，如何通過提高烤煙鉀含量改善品質，已成為該縣烤煙種植中亟待解決的問題，而有關正寧烤煙的相關研究鮮見報道。為此，通過田間試驗，以期通過配方施肥和營養調控等措施提高烤煙的鉀含量，為指導當地的烤煙生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

田間試驗于2007年在甘肅省慶陽市正寧縣進行。正寧縣地處黃土高原溝壑區，屬于黃淮海第3大煙區，渭北高塬陜北丘陵溝壑第2烤煙小區，屬于優質烤煙種植的適宜區。全縣烤煙主產區鄉鎮海拔一般處于1 177～1 250 m，全年日照2 447.4 h，日照率55%，烤煙生育期≥10℃積溫為2 900℃，降水量約630 mm，蒸發量1 500 mm，無霜期180 d左右。光照充足，熱量富裕。供試土壤為黑壚土，基本理化性狀見表1。

表1 供試土壤的基本理化性狀Table 1 Basic physicochemical properties of soil used

1.2 試驗設計與方法

本研究是“慶陽市優質烤煙測土配方施肥和標準化生產技術集成研究與示范推廣”田間試驗的一部分，是農業部《測土配方施肥技術規范》中“3414”完全方案中的鉀組處理，共4個水平：K0：不施鉀肥，K1：K2水平×0.5，K2：當地最佳施鉀量，K3：K2水平×1.5（該水平為過量施鉀水平）。

每一水平的施鉀量（K2O）分別為0，90，180，270 kg／hm2。每處理3次重復，隨機區組排列，小區面積66 m2（12.0×5.5），行距1.1 m，株距0.6 m，種植密度為1.653×104株／hm2。供試品種為當地當家品種CV70，由正寧縣煙葉生產管理局提供，煙苗采用切塊育苗。

所有小區不施有機肥，氮肥用量為60N kg／hm2，N∶P2O5∶K2O比例為1∶1.5∶3，氮肥用硝銨磷（N含量32%，P2O5含量4.4%），磷肥用過磷酸鈣（P2O5含量16%），鉀肥用硫酸鉀（K2O含量50%）。施肥和起壟同步進行，采用雙層施肥技術，下層肥料于4月10日起壟前用犁開出深0.2 m的溝，并將氮肥的85%，磷肥和鉀肥的70%施入溝中，之后起壟，壟高0.1 m，壟寬0.55 m，起壟后覆膜；上層肥料于5月12日移栽時施入，用打窩器在壟面上打出深0.15 m的移栽穴，將剩余的氮磷鉀肥施入穴中，覆土后栽上煙苗，窄膜單行。

1.3 樣品采集與分析

根據“生不采，熟不漏”的原則，成熟一片采收一片，分小區單獨采烤、單獨記產、計值，烘烤后按小區分下部葉（從下至上第1～7位葉，去掉1～2片無效葉，共采收5片有效煙葉）、中部葉（第8～14位葉）和上部葉（第15～20位葉）各取混合樣300 g，75℃烘干，粉碎過1 mm篩待用。

樣品鉀含量的測定：濃H2SO4－H2O2消煮，火焰光度計測定［26］。起壟前采集土壤基礎土樣，測定土樣的基本理化性狀［27］。

1.4 試驗數據處理

試驗數據采用 EXCEL 2003和SPSS 11.5軟件進行統計分析，用新復極差法進行平均數的顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 施鉀水平對烤煙不同葉位鉀含量的影響

試驗結果表明，隨施鉀水平的提高，烤煙葉片的鉀含量明顯增加（表2）。

表2 施鉀水平對烤煙葉片鉀含量的影響（平均值±標準差）Table 2 Effects of potassium fertilizer rates on potassium content in flue－cured tobacco leaves（Mean±SD）

烤煙葉片鉀含量隨施鉀水平的提高而增加，以K3水平增加的幅度最大，上、中、下部葉片鉀含量分別比對照增加了55%，80%，56%（表2）。由此可見，增施鉀肥是提高烤煙葉片鉀含量的有效途徑［1，28，29］。在本試驗條件下，當施鉀量為K3水平，即270 kg／hm2時，中部葉片鉀含量可達2.11%，不僅遠高于我國北方煙區煙葉鉀含量的平均水平，而且接近云南和貴州煙區煙葉的鉀含量［30］。

試驗結果也表明，烤煙不同葉位葉片的鉀含量對施鉀水平的的反應明顯不同。

不同葉位中以中部葉片鉀含量的增幅最大。與K0相比，中部葉在K1、K2、K3處理中的鉀含量分別增加了39%，69%，80%，上部葉和下部葉分別增加了21%，42%，55%和23%，50%，56%。

當施用鉀肥后，不同葉位葉片的鉀含量高低順序發生了變化。在K0處理中，以中部葉的鉀含量最低，當施用鉀肥后，中部葉片鉀含量明顯高于上部葉和下部葉，尤其是在高鉀水平處理中，說明中部葉鉀含量對鉀肥的敏感程度最高，其可能的原因是中部葉的生長時期正是煙葉鉀素吸收積累的高峰期［31，32］。

在收獲的18片煙葉中，中部葉為第8～14片葉，占收獲葉片的39%，中部葉鉀含量的提高對增加單位面積的產值有重要意義。因為煙葉鉀含量越高，品質越好，中上等煙比例也越高，因而單位面積的煙葉產值也高［33］。

2.2 施鉀水平對烤煙產量和經濟效益的影響

試驗結果表明，烤煙產量、均價、中上等煙比例和產值等經濟效益參數均隨施鉀水平的提高而增加（表3）。

表3 施鉀水平對烤煙產量及經濟效益的影響Table 3 Effects of potassium rates on yield and economic benefit in flue－cured tobacco

隨施鉀水平的提高，烤煙產量隨之增加，說明鉀素可增強烤煙對營養物質的吸收，同時促進生物量增加及干物質積累，因而，增施鉀肥可提高烤煙產量。與K0相比，K1、K2和K3處理的產量分別增加了2%，13%和19%，但K1和K0間的差異不顯著（表3）。出現這一結果的原因之一是供試土壤的速效鉀含量僅為150 mg／kg，這一水平在我國植煙土壤鉀素分級指標中屬于缺鉀水平［18］，說明本試驗的施鉀水平設置偏低，施鉀水平和產量之間關系的分析結果（圖1）也說明了這一點。

在本試驗條件下，無法用經典的一元二次肥料效應模型擬合施鉀水平與產量之間的關系，由于施鉀水平與烤煙產量之間的關系屬非典型模型，因此，在本試驗條件下，無法計算相應的施肥參數，推測經濟最佳施鉀量與最高產量施鉀量可能在K3水平以上（圖1）。這一水平高于我國黃淮煙區鉀肥推薦用量180～225 K2O kg／hm2［19］，因此，有關當地鉀肥施用量參數的確定有待于進一步試驗。

圖1 施鉀水平對烤煙產量的增產效應Fig.1 Effects of potassium fertilizer rates on the yield flue－cured tobacco

隨施鉀水平的提高，烤煙的均價、中上等煙比例和產值也隨之增加。與K0相比，K1、K2和K3處理的均價分別提高了0.77，1.48和1.79元／kg，中上等煙比例分別提高了5.99%，14.22%和14.06%，產值分別增加了2 110，5 793和7 743元／hm2（表3），說明施鉀量越高，產值越高。

盡管均價和中上等煙比例在K2和K3水平間的差異不顯著，但是二者間的產值差異顯著。綜合肥料成本的經濟效益分析結果表明，單位面積的純收入K3比K2增加了1 300元／hm2（表3），由此可見，增施鉀肥不僅可明顯提高烤煙產量，同時通過增加葉片的鉀含量改善煙葉的品質，從而對提高單位面積的產值有重要意義。

3 小結

煙葉鉀含量隨施鉀水平的提高而增加，以K3水平增加的幅度最大，中部葉鉀含量達2.11%。

烤煙不同葉位葉片鉀含量對施鉀的反應明顯不同，隨施鉀量的提高，中部葉鉀含量增加幅度最大。

施用鉀肥后，煙株上、中、下部葉片鉀含量的高低順序發生改變。

隨施鉀水平的提高，烤煙產量隨之增加，但可能由于本試驗的處理水平不夠，推測經濟最佳施鉀量與最高產量施鉀量可能在K3水平以上。

隨施鉀水平的提高，烤煙均價、中上等煙比例和產值均隨之增加。

在正寧縣目前的生產條件下，在氮、磷肥用量為60 N kg／hm2和90 P2O5kg／hm2的基礎上，當施鉀量為K3水平，即270 K2O kg／hm2（N∶P2O5∶K2O比例為1.0∶1.5∶3.0）時即可獲得最高的經濟效益。

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