緩控釋肥對煙草生長和煙葉品質(zhì)的影響研究進(jìn)展

朱換換　符雷　曾代龍　等

摘要：本文綜述了緩控釋肥對土壤養(yǎng)分有效性、煙草生長和煙葉品質(zhì)的影響，并對緩控釋肥在未來的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：緩控釋肥；煙草；生長；品質(zhì)

中圖分類號：S572.062文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2014）10-0144-05

緩釋肥也稱控釋肥，就是在化肥顆粒表面包上一層很薄的疏水物質(zhì)制成包膜化肥，水分可以進(jìn)入多孔的半透膜，溶解的養(yǎng)分向膜外擴(kuò)散，不斷供給作物，即對肥料養(yǎng)分釋放速度進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)作物需求釋放養(yǎng)分，達(dá)到元素供肥強(qiáng)度與作物生理需求的動(dòng)態(tài)平衡。緩釋肥早在20世紀(jì)初就被提出來，隨后在發(fā)達(dá)國家逐漸被生產(chǎn)、運(yùn)用。我國從20世紀(jì)70年代開始研究緩釋肥料，主要集中在水稻、玉米、大豆、蔬菜、花卉等方面[1，2]。緩控釋肥能夠在一定程度上根據(jù)作物的需肥規(guī)律釋放養(yǎng)分，避免了常規(guī)化肥使用過程中肥料的淋失和揮發(fā)，提高肥料的利用率。目前，國內(nèi)外學(xué)者加強(qiáng)了緩控釋肥在煙草方面的研究，并取得了一些進(jìn)展，本文綜述了緩控釋肥對煙草生長和品質(zhì)的影響，以期為緩控釋肥的研發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1緩控釋肥對植煙土壤養(yǎng)分有效性的影響

土壤養(yǎng)分的有效性直接影響作物對養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而影響其生長發(fā)育。土壤向根系供應(yīng)養(yǎng)分的速率和根系吸收養(yǎng)分的速率決定了根際養(yǎng)分的富集與虧缺[3]。Oertli[4]研究發(fā)現(xiàn)，控釋鉀肥緩慢釋放養(yǎng)分有利于根系生長，排除了局部施肥量過大造成的燒苗現(xiàn)象，可以將養(yǎng)分直接駐留于根際。陳峰[5]在煙草育苗過程中發(fā)現(xiàn)，控釋肥處理下的育苗基質(zhì)中的有效氮、有效磷、速效鉀含量變化與煙苗需肥特性相一致，更能夠提高肥料的利用率，其中氮素的釋放速率最快、鉀素次之、磷素最慢，養(yǎng)分在14～56 d釋放速率最快，大約占全部養(yǎng)分的50%。杜志勇[6]通過對普通鉀肥和控釋鉀肥的比較發(fā)現(xiàn)，在煙草大田生長后期，施用控釋鉀肥的土壤養(yǎng)分有效性顯著高于普通鉀肥，且使煙葉生長過程中的鉀素“稀釋效應(yīng)”減弱。其次，常規(guī)鉀肥在某種程度上可以提高根際速效鉀的含量，但其近根區(qū)土壤速效鉀顯著低于非根區(qū)，易造成鉀素虧缺；而控釋鉀肥由于養(yǎng)分釋放緩慢不易淋失，根際有效鉀的含量明顯高于非根區(qū)，有利于煙株的吸收[7]。陳劍秋[8]通過不同控釋鉀肥的試驗(yàn)有相似的發(fā)現(xiàn)， 0～20 cm土層中的NO-3顯著高于對照；團(tuán)棵期后， 0～20 cm土壤的速效鉀含量顯著增加。陳宏坤等[9]研究發(fā)現(xiàn)，控釋肥能降低K+與Mg2+、Ca2+的拮抗作用，提高土壤鉀離子的有效性。大多數(shù)控釋肥的釋放高峰在60 d，為保證煙株生長后期的養(yǎng)分不被淋溶，控釋肥量的1/3可在旺長期追施，此施肥條件下土壤有效養(yǎng)分能夠持續(xù)供應(yīng)煙株的生長。施用緩控釋肥能顯著改善土壤的供肥特性，提高耕層土壤的堿解氮、速效磷、速效鉀含量和養(yǎng)分的空間有效性。

2緩控釋肥對煙草生長發(fā)育的影響

2.1緩控釋肥對煙株生育期和農(nóng)藝性狀的影響

煙葉成熟度與土壤肥力有一定關(guān)聯(lián)，土壤肥力較好的田塊煙株的生育期較長。有研究發(fā)現(xiàn)，施用控釋肥的田塊，煙苗移栽后緩苗快，團(tuán)棵期后煙株仍能保持旺盛的生長勢，生育期延長；施用常規(guī)化肥的田塊緩苗慢，由于后期土壤養(yǎng)分供應(yīng)不足，頂葉提前成熟，生育期較短[10～12]。

煙草生長過程中合理的養(yǎng)分供給能夠促進(jìn)煙株的生長。陳峰[5]研究發(fā)現(xiàn)，與普通化肥養(yǎng)分含量相同的控釋肥處理下煙草幼苗的出苗率高，對出苗較安全，不易燒苗；在幼苗生長前期，普通化肥的株高顯著高于控釋肥處理，隨著幼苗生長普通化肥淋失，控釋肥釋放量達(dá)到高峰，控釋肥處理下煙苗養(yǎng)分充足，株高顯著高于普通化肥；莖圍、葉面積均以控釋時(shí)間為90 d、穴施量為0.6 g控釋肥處理下最大。大量研究發(fā)現(xiàn)，施用控釋肥處理下，成熟期的煙草株高、莖圍、節(jié)距、葉長、最大葉面積有效葉數(shù)顯著高于常規(guī)化肥[8，13，14]，但王鵬[11]、王少先等[15]等有不同的發(fā)現(xiàn)，他們認(rèn)為施用控釋硝酸鉀、高效BD肥的煙株株高、最大葉長、最大葉寬等農(nóng)藝性狀雖優(yōu)于常規(guī)鉀肥處理，但差異不顯著；其次，控釋肥條件下的煙株有效葉數(shù)顯著少于常規(guī)鉀肥。王先偉等[10]研究發(fā)現(xiàn)，煙株進(jìn)入團(tuán)棵期以后，控釋肥（N∶P∶K為15∶15∶20，控釋時(shí)間3個(gè)月）用量為690 kg/hm2處理下的煙株長勢最好，進(jìn)入旺長期，施用控釋肥的各處理間長勢均顯著優(yōu)于對照，但各處理間差異不明顯。研究人員還統(tǒng)計(jì)了圓頂時(shí)煙株各部位葉大小，頂葉和腰葉以控釋肥量為532.5、585 kg/hm2時(shí)最大，690 kg/hm2時(shí)最小。總體來說，控釋肥的養(yǎng)分釋放特性與煙草的需肥規(guī)律相協(xié)調(diào)促進(jìn)了煙株的生長發(fā)育。

2.2緩控釋肥對煙葉產(chǎn)量的影響

煙葉的產(chǎn)量形成依賴外界的養(yǎng)分供應(yīng)和光合作用，緩控釋肥能在一定程度上提高土壤的養(yǎng)分供給能力，并改善煙株的長勢、光合性能，進(jìn)而提高煙葉的產(chǎn)量。眾多試驗(yàn)表明，同一施肥水平下，控釋肥處理的煙葉產(chǎn)量、總生物量都顯著高于普通化肥[14～17]。林昌華等[18]研究發(fā)現(xiàn)，控釋肥與常規(guī)鉀肥配合施用，煙葉產(chǎn)量顯著高于其他處理，其中上部葉、下部葉增產(chǎn)效果最為顯著。杜志勇[6]、王鵬[11]、王先偉[10]等認(rèn)為，控釋鉀肥可以提高煙葉產(chǎn)量，但與常規(guī)化肥差異不顯著，中、上等煙葉比例提高顯著。厲昌坤等[13]通過專用控釋肥與常規(guī)化肥的對比則認(rèn)為，常規(guī)化肥處理煙葉產(chǎn)量高于控釋肥處理。

2.3緩控釋肥對煙株抗病性的影響

植物的抗病性既受其本身的遺傳機(jī)制影響，又受外界環(huán)境的影響。煙株的健康狀況與其養(yǎng)分供給有直接聯(lián)系，養(yǎng)分過多過少都會對煙草生長造成影響，適量的緩控釋肥施入土壤，可以保證煙株整個(gè)生育期養(yǎng)分的合理供應(yīng)，使煙株生長更為健壯。研究人員在煙田病害發(fā)病盛期進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，施用控釋肥的處理比常規(guī)化肥處理煙株病毒病發(fā)病率低[10，12]。大田期施用專用控釋肥可降低氣候斑、野火病的病情指數(shù)[13]，更有利于優(yōu)質(zhì)煙葉的形成。

2.4緩控釋肥對煙株生理特性的影響

2.4.1緩控釋肥對煙株根系活力的影響植物根系是活躍的吸收器官和代謝器官，根系活力是反映根對營養(yǎng)物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)運(yùn)能力的重要指標(biāo)，其活力強(qiáng)弱直接影響地上部的生長和營養(yǎng)狀況。煙株地上部鉀含量與根系活力呈顯著正相關(guān)，健壯、發(fā)達(dá)的根系有利于提高煙葉的鉀含量。陳峰[5]研究發(fā)現(xiàn)，控釋肥處理的煙苗根系活力、根系吸收面積、活躍吸收面積所占比例和比表面積均顯著高于常規(guī)化肥處理。大田試驗(yàn)表明，控釋肥處理下的煙株根系活力較強(qiáng)，保障了煙株對養(yǎng)分的吸收和運(yùn)輸[8，9]。張雪芹等[19]通過盆栽試驗(yàn)有相似的結(jié)論，相同用量的煙草緩釋肥可明顯提高根系活力。

傷流是從受傷或折斷的植物組織溢出液體的現(xiàn)象。傷流說明根壓的存在，植物根系生理活動(dòng)強(qiáng)弱、根系有效吸收面積大小都直接影響傷流液的多少。傷流液的數(shù)量和成分，可作為根系活動(dòng)能力強(qiáng)弱的指標(biāo)[20]。有研究表明，控釋肥處理下煙株的傷流量可達(dá)29.6 g，比常規(guī)化肥處理高9.5 g，控釋肥能顯著提高煙株成熟期傷流液中的磷和鉀的積累量，對氮的累積量影響不大。由于K+和Mg2+、Ca2+存在拮抗作用，在鉀離子含量高的傷流液中鎂離子和鈣離子的積累量較小，但控釋肥處理能顯著降低這種拮抗作用[8，9]。

2.4.2緩控釋肥對煙葉光合特性的影響光合作用是植物有機(jī)物質(zhì)積累的關(guān)鍵，提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的根本途徑是改善煙草的光合性能[21]。陳峰[5]研究發(fā)現(xiàn)，控釋肥能使煙苗的凈光合速率提高9.4%～24.7%，說明在一定范圍內(nèi)，控釋肥可以提高成苗期煙苗的光合特性，有利于為移栽后緩苗提供充足的有機(jī)物質(zhì)，提高成活率。張雪芹等[19]盆栽試驗(yàn)表明，施用緩釋肥能更好地提高煙葉的凈光合速率。韓定國[22]發(fā)現(xiàn)，緩釋肥處理下煙株中部葉在后期弱光條件下仍能保持較高的光合速率。

葉綠素含量的高低直接影響煙葉的光合能力。施用控釋肥可以有效提高苗期和大田期煙葉的葉綠素含量[5，19]。張玉樹等[14]研究發(fā)現(xiàn)，從煙草的整個(gè)生育期來看，控釋煙草專用肥處理的煙葉葉綠素和類胡蘿卜素含量相對其他處理一直表現(xiàn)平穩(wěn)而稍高的規(guī)律，即使不追肥也不影響中后期煙葉的光合能力。陳劍秋[8]有不同的發(fā)現(xiàn)，控釋肥處理下，煙葉的葉綠素含量從旺長期開始呈現(xiàn)出下降的趨勢，避免了烤煙生長后期氮素供應(yīng)過量引起的上部葉可用性差等問題。

胞間CO2濃度是光合生理生態(tài)研究的重要參數(shù)，可以間接反映煙葉的光合性能。有研究發(fā)現(xiàn)，控釋肥處理下的煙苗胞間CO2濃度與常規(guī)化肥處理差異不顯著，而盆栽試驗(yàn)表明，緩釋肥能降低胞間CO2濃度，有利于CO2同化，促進(jìn)光合產(chǎn)物形成[5，19]。

2.4.3緩控釋肥對煙株內(nèi)源激素含量的影響有研究發(fā)現(xiàn)，施用緩釋肥料可顯著提高煙株莖尖和根尖的IAA、GA3含量，降低ABA的含量。移栽45 d，莖尖和根尖IAA、GA3含量達(dá)最高值；移栽60 d，莖尖ABA含量達(dá)到峰值；打頂后根尖IAA、GA3含量稍有升高，ABA含量下降，施用緩釋肥可有效促進(jìn)煙株的生長，延緩衰老[23]。

2.4.4緩控釋肥對煙葉硝酸還原酶活性的影響硝酸還原酶是煙葉氮代謝的關(guān)鍵酶，對煙草整個(gè)生育期煙葉中含氮物質(zhì)和糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有重要作用[24]。苗期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，控釋肥處理下的煙苗硝酸還原酶活性比常規(guī)化肥高出9.12%，更有利于煙葉中氮素的同化[5]。大田試驗(yàn)表明，控釋煙草專用肥可以提高烤煙生長中后期葉片中硝酸還原酶活性，在現(xiàn)蕾期，控釋肥處理下煙葉NR活性比普通化肥提高了8.4%～25.6%；成熟期，各處理間無顯著差異，說明使用控釋煙草專用肥不會延遲煙株生長后期氮代謝過渡到以碳水化合物積累代謝為主的成熟階段[14]。

3緩控釋肥對煙葉品質(zhì)的影響

3.1緩控釋肥對煙葉外觀質(zhì)量的影響

煙葉的外觀品質(zhì)主要包括成熟度、油分、身分、葉面結(jié)構(gòu)和葉片大小等，成熟度適宜、煙葉油分足、身分好、結(jié)構(gòu)疏松并且葉片寬度約為60 cm、長度大于等于24 cm是優(yōu)質(zhì)烤煙煙葉的特征。煙葉的外觀質(zhì)量受植煙土壤水肥條件的影響很大，緩控釋肥通過影響土壤肥力情況來影響煙葉的外觀。有研究發(fā)現(xiàn)，施用高效包膜BD肥，其煙葉油分、色澤均好于未包膜BD肥[15]。王先偉等[10，12]通過對中部葉C3F原葉外觀評定發(fā)現(xiàn)，施用控釋肥煙葉均能正常落黃，隨著控釋肥施用量增加，煙葉顏色變深、色澤較強(qiáng)、身分稍厚，明顯改善了煙葉的外觀質(zhì)量。

3.2緩控釋肥對煙葉化學(xué)成分的影響

3.2.1緩控釋肥對煙葉鉀含量和鉀氯比的影響鉀是煙草的品質(zhì)元素，鉀含量高的煙葉，色澤好、富有彈性和韌性、香氣足、填充性強(qiáng)、燃燒性好，優(yōu)質(zhì)煙葉的鉀含量最低應(yīng)達(dá)2%[25，26]。張翔等[16]研究發(fā)現(xiàn)，施用包膜控釋鉀肥無論是基施+追施還是全部追施其成熟期煙葉鉀含量均顯著高于對照，提高幅度在12.5%～22.9%之間。杜志勇[6]、陳劍秋等[27]研究有相似的發(fā)現(xiàn)，中、低等控釋肥處理水平下，上部煙葉烤后鉀含量均達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙含鉀量的標(biāo)準(zhǔn)，說明控釋肥不僅能提高煙葉含鉀量，還能節(jié)約1/3～2/3的肥料資源。林昌華等[18]研究發(fā)現(xiàn)，控釋鉀肥和水溶性鉀肥配施處理下煙葉鉀含量顯著高于常規(guī)化肥處理。施衛(wèi)省等[28]發(fā)現(xiàn)，桐油控釋復(fù)合肥可使煙葉鉀含量提高12.5%。在煙草生產(chǎn)中應(yīng)用控釋肥是提高煙葉鉀含量的有效途徑。

鉀氯比是衡量煙葉燃燒性的重要指標(biāo)，K/Cl>4較為適宜。厲昌坤等[13]發(fā)現(xiàn)，控釋鉀肥處理下煙葉鉀離子含量上升、氯離子含量下降，鉀氯比提高。杜志勇[6]發(fā)現(xiàn)，控釋肥在提高上部和中部煙葉的鉀氯比上有顯著的優(yōu)勢，可改善煙葉的燃燒性。

3.2.2緩控釋肥對煙葉糖堿比的影響糖堿比是衡量煙葉香氣吸味品質(zhì)的重要指標(biāo)，主要影響煙葉的吃味和刺激性，煙葉適宜的糖堿比為6～10[29]。有研究發(fā)現(xiàn)，包膜控釋鉀肥與普通化肥相比，同一葉位總糖、還原糖含量顯著增加，總氮、煙堿含量變化不明顯，煙葉的糖堿比升高，上部葉、中部葉、下部葉分別提高了1.26、2.28、3.54[16]。陳劍秋[8]、韓定國[22]有相似的發(fā)現(xiàn)，控釋肥處理下，煙葉總糖、還原糖含量增加，煙堿、蛋白質(zhì)含量下降，糖堿比接近最適值。王少先等[15]發(fā)現(xiàn)，高效包膜BD肥處理下的上部煙葉糖堿比偏低，在6.12%～6.75%之間；中部葉（C3F）總糖、還原糖偏高，煙堿、總氮含量差異不顯著。

3.2.3緩控釋肥對煙葉石油醚提取物含量的影響一般石油醚提取物含量高的煙葉化學(xué)成分豐富、比例協(xié)調(diào)、香氣味足，綜合質(zhì)量最佳，但其含量與焦油含量呈正相關(guān)，與吸食安全性有關(guān)。杜志勇研究發(fā)現(xiàn)，控釋鉀肥能提高煙葉石油醚提取物的含量。何永秋等[30]通過不同鉀肥配方施肥試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，50% 緩釋鉀肥+50%（普通鉀肥+ 黃腐酸鉀），其中普通鉀肥與黃腐酸鉀提供的K2O 比例為14∶1的處理下，上部葉、中部葉石油醚提取物含量、各種致香成分含量均優(yōu)于其他處理，是最佳的施鉀方案。

3.3緩控釋肥對煙葉感官質(zhì)量的影響

煙葉評吸的感官質(zhì)量直接反映了煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。多位學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，施用緩控釋肥的煙葉香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、燃燒性、灰色均優(yōu)于常規(guī)化肥處理的煙葉[6，16，22]。韓定國[22]發(fā)現(xiàn)，施用1 200 kg/hm2的高效BD肥處理下的中部葉評吸分?jǐn)?shù)最高，1 500 kg/hm2處理下的上部葉評吸分?jǐn)?shù)最高。王少先等[15]發(fā)現(xiàn)，高效包膜BD肥處理下的中部葉C3F煙葉雜氣濃度較大，余味較舒適。總體來說，包膜控釋鉀肥能提高煙葉的香氣、減少雜氣，改善煙葉的感官評吸質(zhì)量。

4展望

緩控釋肥利用率高、環(huán)境污染小的特點(diǎn)將使其成為未來肥料發(fā)展的重要組成部分，但現(xiàn)在針對某一種作物獨(dú)特的吸肥規(guī)律研發(fā)出的緩控釋肥還很少，未來應(yīng)針對各種作物吸取養(yǎng)分的機(jī)理來研制適合該作物的肥料，將會促進(jìn)農(nóng)業(yè)向高效化、簡約化、專業(yè)化、集約化方向發(fā)展。

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