不同配方富鉀土壤調理劑施用對土壤鉀素及煙葉品質的影響

陶遠征，李海平，丁夢嬌，張發明，李 剛，張 毅*，范 偉，周冀衡,吳岳庭

(1. 湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128;2. 云南省煙草公司保山市公司，云南 保山 678000;3. 湖南中煙工業有限責任公司，湖南 長沙 410014)

【研究意義】植煙土壤pH值與鉀素含量是優質烤煙生長以及煙葉品質形成的重要因素，而養分投入的類型及用量會顯著影響到煙株根際pH值、土壤鉀素庫容及供鉀能力[1-2]。優質煙葉生產所需最優土壤pH值在5.5～6.5之間[3]，而云南省騰沖地區67.6 %煙田土壤呈弱酸性，31.4 %煙田土壤呈強酸性，土壤pH值更是低至4.16，這嚴重影響了優質烤煙的正常生長[4-5]。徐曉燕[6-7]等人研究了在烤煙根際土壤pH值從堿性到酸性轉變的過程中，烤煙根系的根體積、干重、根系活躍吸收面積和總吸收面積均呈下降趨勢，煙株生長受到明顯抑制。云南騰沖地區植煙土壤酸化是長期自然及人為因素疊加所造成的，酸化土壤改良是一個長期的過程，通常當季植煙土壤改良通過施用土壤調理劑來實現，既可以提高煙葉產量與品質，也可以適度緩解土壤的酸化趨勢。鉀素在烤煙生長發育及品質形成過程中發揮著重要作用，尤其是烤煙生育中后期土壤鉀素的供應能力的高低會直接影響到煙葉品質的形成[8]。土壤酸化會導致土壤鉀素供應強度降低，但隨著富鉀型土壤調理劑的出現，在解決了烤煙根區土壤酸化加劇的趨勢基礎上，還可以提高了烤煙根區土壤鉀素供應強度，為優質煙葉生產中后期植煙土壤鉀素持續供應提供庫容[6,16,20-22]?！颈狙芯壳腥朦c】本文通過在烤煙生長中耕培土時期追施基肥和追肥富鉀土壤調理劑，研究發現相關土壤調理劑在對酸性植煙土壤改良方面具有較好的效果，既可以促進煙株生長發育及烤后煙葉品質，還可以提供植煙土壤根區土壤鉀素供鉀能力。這為騰沖地區烤煙生產在中耕培土時富鉀型土壤調理劑的合理施用提供理論支持和技術指導。【擬解決的關鍵問題】為提高我國南方煙區酸化植煙土壤地區在提高根區土壤pH值及土壤供鉀能力，進而提高烤煙產值提供了選擇途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

大田試驗于2017年4月23號至9月15號在云南省保山市騰沖市界頭鎮進行，海拔1620 m，夏天平均溫度大于25 ℃，冬天1月溫度高于0 ℃，年平均氣溫14.8 ℃，年降雨量1600～1700 mm，并且集中在夏季，無霜期超過270 d，屬典型的亞熱帶季風性濕潤氣候[16]，土壤類型為水稻土，該試驗煙田土壤的理化性狀見表1。

表1 供試土壤耕層的基本性狀Table 1 Basic characters of plough horizon

1.2 供試材料

烤煙品種為K326。

石灰、鈣鎂磷肥購于云南省騰沖市當地；供試礦物鉀肥(水熱法)(27 % K2O)購于山西紫光鉀業有限公司；木本泥炭基腐植酸鉀(10 % K2O)購于北京中向利豐科技有限公司。

1.3 試驗設計

煙苗于4月23號進行移栽，100 %無病蟲壯苗移栽。株距60 cm，行距120 cm。

試驗共5個處理，所有處理氮、磷、鉀肥用量均一致，土壤調理劑以基肥的形式一次性以穴施的方式施用。試驗采用隨機區組設計，3次重復，共計15個小區，單個小區面積約75 m2。田間管理措施參照當地特色優質煙葉生產技術規程。各處理施肥用量見表2。

表2 各處理基施、追施富鉀土壤調理劑用量Table 2 Fertilization amount of potassium-rich soil conditioner of different experimental treatment at topdressing

1.4 樣品采集與分析

土壤樣品：烤煙收獲后根際土樣(煙株莖周邊5～10 cm)。每個試驗小區均利用土鉆分0～10、10～20、20～40 cm 3層取樣，土壤pH采用復合電極法，土壤速效鉀采用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定。

植株樣品：各小區煙葉采收后按三段式烘烤法烘烤，按烤煙42級國家標準(GB2635-92)分級，每個小區分別取X2F、C3F、B2F，3個等級的煙葉各1.5 kg，分別測定煙葉總氮、鉀、煙堿、總糖含量。采用煙草行業標準YC/T161-2002、YC/T173-2003、YC/T160-2002、YC/T159-2002測定。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel 2016、Prism 8.0.2和SPSS 17.0對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 烤煙根區土壤pH

由圖1所示，在中耕培土期，追施不同配方的富鉀土壤調理劑均能提高烤煙土壤pH值。0～10 cm耕層土壤，T3、T4、T5處理效果最為顯著，且3種不同配比富鉀土壤調理劑之間改良效果差異較小。10～20 cm耕層土壤，T2、T3、T4、T5處理對均可以有提高效果土壤pH值，以T5效果最明顯為5.74；20～40 cm耕層土壤，T2、T3、T5處理效果較為顯著，同樣以T5處理效果最好，土壤pH為6.11，與其他4個處理相比有顯著性差異。T2、T3、T5處理后的耕層土壤pH值均在5.5～6.5之間。各處理對植煙土壤耕層pH值影響由大到小排列為T5>T3>T4>T2>T1。

不同小寫字母表示差異達5 %顯著水平(P<0.05)，下同Different lowercase letters indicate significant differences of 5 %(P<0.05)圖1 施用不同配比富鉀土壤調理劑不同耕層植煙土壤pH變化Fig.1 Changes of pH in different tobacco planting tillage soils with different soil conditioners

2.2 烤煙根區土壤鉀含量

如表3所示，0～10和20～40 cm施用不同類型的富鉀土壤調理劑處理，土壤速效鉀含量均高于T1處理，且T4處理后的速效鉀含量最高，分別為722.22、341.88 mg/kg，高于T1處理60.95 %和77.78 %。各處理對10～20 cm植煙耕層土壤中速效鉀影響由大到小排列為T4>T2>T1>T5>T3。

烤煙根區土壤緩效鉀含量以追施木本泥炭基腐植酸鉀和礦物鉀肥的T5處理最高，T2、T3、T4、T5處理均高于T1處理，分別高于T1處理14.19 %、26.17 %、16.63 %、37.39 %(表3)。同時，土壤全鉀含量從低到高為T3>T2>T4>T5>T1。以上數據表明木本泥炭基腐植酸鉀和礦物鉀肥(水熱法)按1∶3比例施用能夠有效增加植煙土壤鉀素庫容，并且能為煙株根系提供更高的鉀素供應能力。

表3 中耕培土時期追施不同配比富鉀土壤調理劑對土壤鉀含量的影響Table 3 Effect of potassium in different tobacco planting tillage soils with topdressing potassium-rich soil conditioners during turning and overlaying soil

2.3 烤煙根區土壤養分含量

如表4所示，追施富鉀土壤調理劑會對降低烤煙根區土壤全氮含量，T1處理最高，為4.03 g/kg，T3處理最低，為3.38 g/kg，低至19.23 %；T2、T3、T5處理后的煙葉中有效磷含量均高于T1處理，其中T2處理最高，為106.09 mg/kg，高于對照68.48 %；T5處理后的煙葉中交換性鈣含量最高，為1617.02 mg/kg，高出對照18.75 %。其次是T3處理，高出對照17.18 %；追施富鉀土壤調理劑對土壤交換性鎂的提升幅度由大到小為T5>T3>T2>T1>T4。

表4 中耕培土時期施用不同配比富鉀土壤調理劑對的影響Table 4 Effect of different proportion of soil conditioner on soil nutrient during turning and overlaying soil

2.4 煙葉品質

如表5所示，不同處理下部煙葉化學成分中，T3處理總糖、還原糖含量分別顯著高于T1處理36.3 %、69.51 %；總氮含量均有不同程度的提高，其中T3處理顯著高于對照26.16 %；淀粉和水溶性氯含量以T4處理最佳；煙堿與氧化鉀含量無顯著差異。不同處理中部及上部煙葉化學成分，同樣以T3處理效果最佳，總糖含量分別高于對照21.95 %、12.44 %；還原糖含量分別高于對照30.4 %、8.2 %；施用不同富鉀土壤調理劑不僅降低了煙葉中煙堿含量，還不同程度的提高了總氮含量，達到協調煙葉中化學成分，間接提高烤煙品質及煙葉質量的目的。

表5 不同處理烤后煙葉化學成分含量分析Table 5 Statistics of chemical composition of tobacco leaf in different treatments

2.5 烤煙經濟性狀

由表6可知，與對照施用石灰處理相比，施用木本泥炭基腐植酸鉀、水熱法礦物鉀肥及鈣鎂磷肥按1∶3的比例施用處理的烤煙產量、產值、均價、中上等煙比例均有不同程度的提高，其中以追施1∶3的木本泥炭基腐殖酸鉀與水熱法礦物鉀肥的T4處理最高，T4、T5處理后的烤煙產量分別高于T1處理12.60 %、9.51 %，烤煙產值分別顯著高于T1處理17.29 %、12.71 %。不同處理間煙葉均價并無明顯差異，中上等煙比例T4、T5最高，其余兩個處理理與對照無顯著差異。

表6 中耕培土時期不同配比富鉀土壤調理劑配施對烤煙產量及中上等煙比例的影響Table 6 Effect of different proportion of soil conditioner on the yield of flue-cured tobacco and the proportion of middle and top grade tobacco during turning and overlaying soil

3 討 論

本研究表明，在烤煙生長過程中，施用含有硫酸根離子的肥料會使烤煙根區土壤酸化趨勢進一步加劇，更會最終影響到烤煙的產量與質量。施用木本泥炭基腐植酸鉀、鈣鎂磷肥和水熱法礦物鉀肥可以有效的緩解并改良土壤酸化問題，這與周杰文[24]等人研究結果一致，施用石灰等四種土壤調理劑均可以有效提高植煙酸化根際土壤pH值。本研究中，將不同富鉀型土壤調理劑進行配施結果表明，基施木本泥炭基腐植酸鉀、追施鈣鎂磷肥按1∶3施用效果最佳，對比以往單獨施用效果更為顯著。

鉀肥是烤煙生產中投入量最高、費效比最低的養分元素[9-11]，國內外許多研究表明，增施鉀肥能夠促進煙株對鉀素的吸收，提高煙葉中含鉀量及產量，從而達到改善煙葉品質的作用[12-17]。黃錦福[7]等人研究表明，基施木本泥炭基腐植酸鉀有助于促進土壤養分的吸收、改進土壤結構、提升土壤利用率，有助于烤煙根系對土壤養分的吸收。水熱法礦物鉀肥可以提供烤煙生長過程中鉀元素的供應，謝建昌[23]研究表明，水熱法礦物鉀肥提供的鉀元素優于其他土壤調理劑，并且還有增加土壤堿解氮、交換性鈣、鎂的含量等優點。

本研究表明，追施水熱法礦物鉀肥和木本泥炭基腐植酸鉀(基肥)(1∶3)、追施木本泥炭基腐植酸鉀和礦物鉀肥(基肥)(1∶3)、木本泥炭(基肥)和鈣鎂磷肥(1∶3)處理后的土壤中速效鉀含量顯著高于T1處理60.95 %、44.76 %、27.62 %；追施不同配方富鉀調理劑對土層中的緩效鉀含量也有顯著的提高，T2、T3、T4、T5處理分別高于T1處理14.19 %、26.17 %、16.63 %、37.39 %。基施木本泥炭基腐植酸鉀、追施水熱法礦物鉀肥按1∶3施用煙葉產量最高，達2190 kg/hm2，高于對照245 kg/hm2，產值高于對照7825.4元/hm2，中上等煙比例高于4.8 %，為5個不同配方中最大值。

4 結 論

綜合施用不同配方富鉀土壤調理劑對烤煙根區土壤pH值、鉀素含量以及煙葉產量和煙葉品質等影響，以基施木本泥炭基腐植酸鉀和追施水熱法礦物鉀肥按1∶3施用效果最佳。基施木本泥炭基腐植酸鉀可以促進植煙土壤養分供應能力，還能促進煙株對鉀素吸收利用；追施水熱法礦物鉀肥也可以提高烤煙生育期內土壤鉀素供應能力，通過兩種富鉀性土壤調理的配施，可以有效提高烤煙生育期根區土壤pH和鉀素供應能力，這為我國南方煙區植煙酸化土壤低鉀煙葉區域優質煙葉生產提供理論與技術支持。