氮鉀肥配施對烤煙生長及養分利用的影響

楊明華 李永東 林力 廉云 劉金亮

摘要：為了探討不同施氮量和施鉀量配比對烤煙田間生長及養分利用的影響，以烤煙品種貴煙202為試驗材料進行田間試驗，采用二因素隨機區組設計，設2個施氮水平，施氮量分別為75、105 kg/hm2（即N1、N2），每個施氮水平下設置3個施鉀水平，施鉀量分別為150、300、450 kg/hm2（即K1、K2、K3），測定不同處理下烤煙團棵期、盛花期的農藝性狀、干物質積累、養分吸收利用等性狀。隨著施鉀量的增多，團棵期株高逐漸下降，打頂后煙株高度則呈先升后降趨勢，且2個生育期施鉀量K3處理株高均下降顯著。施鉀量K3處理顯著減少團棵期的出葉數量，對盛花期葉片數無顯著影響。團棵期時，干物質積累量隨施鉀量增加而逐漸減少；盛花期時，干物質積累量隨施鉀量增加呈現先增后減趨勢，2個生育期各處理的葉片干物質分配系數差異均不顯著。團棵期時，氮、磷、鉀的積累量均隨施鉀量增加而逐漸減少，且均在施鉀量K3處理達到顯著水平；氮、磷、鉀在盛花期的積累量隨施鉀量增加均呈先增后減趨勢，差異水平不顯著。盛花期時，單株氮元素積累量2.82～3.56 g/株，N1K2處理積累量最多，葉片氮元素分配系數為0.58～0.63；單株磷元素的積累量249.80～312.10 mg/株，以N1K3處理積累量最多，葉片磷元素分配系數為0.46～0.54；單株鉀元素積累量1.77～2.23 g/株，以N1K2處理積累量最多，葉片鉀元素分配系數為0.55～0.61，N1水平下，K3處理的葉片鉀素分配系數為0.57，顯著大于K1、K2處理；N2水平下，K2處理的葉片鉀素分配系數為0.55，顯著小于K1、K3處理。氮肥的農學利用率（N1、N2水平下）、生產效率（N2水平下）均以K2處理的數值相對較大，鉀肥農學利用率在2個施氮水平下均隨著施鉀量的增加而降低；在K3處理下，鉀肥生產效率分別為36.54、34.26，較同一氮肥水平下K1、K2處理均為最小。烤煙生長離不開對肥料的使用，但過量配施鉀肥對煙株造成不利影響的同時還增加了肥料成本，建議當地以施鉀量300 kg/hm2、配施氮肥不超過105 kg/hm2為佳。

關鍵詞：烤煙；氮鉀配施；干物質積累；養分吸收

中圖分類號：S572.06? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）08-0073-07

收稿日期：2023-10-07

基金項目：貴州省煙草公司科技計劃（編號：201806）；貴州省科技計劃（編號：黔科合基礎［2019］1108號）。

作者簡介：楊明華（1996—），男，貴州黎平人，碩士研究生，主要從事烤煙綠色優質高產高效栽培理論與技術研究。E-mail：11481347154@qq.com。

通信作者：劉金亮，博士，副教授，碩士生導師，主要從事烤煙綠色優質高產高效栽培理論與技術研究。E-mail： liujinliang0827@163.com。

氮元素供應是煙株生長的基礎，施氮量影響烤煙的生理代謝進而調控煙株生長，也是決定煙葉產質量及煙葉風格的重要因素［1-5］。植株內較高濃度的鉀素有利于韌皮部薄壁細胞活動增強，提升光合效率，而鉀素缺失易導致細胞膜脂過氧化，限制葉片的光合作用［6-8］。煙葉中的鉀素具有良好的助燃作用，適當的含鉀量有提升煙葉燃燒性能的效果［9］。氮、鉀肥合理配施，是調控烤煙氮、鉀素吸收利用［10-12］、改善煙葉品質［13-14］及提升經濟效益的重要措施［15-17］。在供氮不足的情況下，增施鉀肥有利于增加煙葉的葉綠素b含量、葉面積；供鉀不足，增施氮肥可以提高煙葉實際光化學效率和對鉀的吸收量，鉀氮交互作用是研究改善煙葉品質和提高生產綜合效益的基本理論［18-20］。研究認為，持續為煙株提供鉀營養可以有效提高煙葉的鉀含量及上等煙率；也有研究認為，只要基肥和追肥用量得當，減少追肥次數有利于平衡各部位煙葉鉀素含量和提高煙葉產量；有研究發現，一次性施肥與烤煙高莖壯苗深栽結合，可有效激發根系活力，促進煙株生產和煙葉產值，同時實現降本增效［21-24］。本研究設置與生產用量接近的2個施氮量水平和3個施鉀水平，分析各處理下煙株的主要表現及差異，研究處理對不同生育期烤煙植株養分吸收的影響，以期為烤煙品種貴煙202的優質高產高效栽培提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

貴煙202由貴州大學煙草學院提供，該品種于2015年通過全國煙草品種審定委員會審定。

1.2 試驗地點

試驗于2022年4—9月在貴州省遵義市務川縣都濡街道鹿坪村（107°49′19″E，28°27′26″N，）進行，海拔高度為1 162 m，土壤為黃壤，0～10 cm土壤容重為0.95 g/cm3，10～20 cm土壤容重為1.10 g/cm3，含全氮1.58 g/kg、全磷0.45 g/kg、全鉀20.53 g/kg、堿解氮57.82 mg/kg、速效磷71.22 mg/kg、速效鉀135.55 mg/kg、有機質2.30%，pH值為6.12。

1.3 試驗方法

試驗采用二因素隨機區組設計，以純氮計，設施氮量N1（75 kg/hm2）、N2（105 kg/hm2）2個水平；以K2O計，設施鉀量K1（150 kg/hm2）、K2（300 kg/hm2）、K3（450 kg/hm2）3個水平，另設不施肥處理，每個處理重復3次。各處理的肥料一次性基施，生長過程中不再進行追肥。肥料為硫酸鉀型復合肥（N、 P2O5、K2O含量均為15%，貴州西洋實業有限公司提供）、農業用硫酸鉀肥（水溶性K2O含量≥52%、S含量≥17.5%、Cl含量≤1.0%，國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司提供）。試驗在同一地塊進行，小區面積39.6 m2，種植規格為1.1 m×0.6 m，每個小區種植60株，其他管理措施均按當地優質煙葉生產規范執行。

1.4 測試項目及方法

1.4.1 農藝性狀

移栽后35、65 d，分別在每小區隨機選取12株長勢優良且相對一致的煙株，測定其農藝性狀。

1.4.2 干物質積累及分配

在團棵期、盛花期，每小區隨機選取3株長勢優良且相對一致的完整煙株帶回實驗室，分為根、莖、葉（盛花期分為根、莖、葉、花），置于105? ℃殺青40 min，在80 ℃烘干后稱重。

1.4.3 氮、磷、鉀含量及分配

烘干后的樣品均粉碎過60目篩，稱取粉碎后的植物樣0.100 0 g置于消化管中，加入5 mL濃硫酸，采用H2SO4-H2O2法消煮，采用火焰分光光度計法測定鉀含量，采用鉬銻抗比色法測定磷含量，采用凱氏定氮法測定氮含量。根據根、莖、葉的干物質積累量及氮、磷、鉀含量，計算各器官及整株氮、磷、鉀積累量和養分利用率。

植株某養分積累量=植物干物重×某養分含量；

葉片干物質分配系數=葉片干物質量/煙株總干重；

葉片元素分配系數=葉片中元素積累量/該元素的整株積累量。

1.4.4 養分利用率

肥料農學利用率（AE）=（施肥區總干重－空白區總干重）/施肥量；

肥料生產效率（LPE）=單位面積煙葉重/單位面積煙株養分積累總量。

1.5 數據處理

試驗數據使用Excel 2019、SPSS 26.0軟件進行整理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 氮鉀肥配施對煙株農藝性狀的影響

2.1.1 對煙株高度的影響

不同施肥處理對煙株團棵期高度（莖高）產生了一定的影響。由表1可知，在團棵期，N1處理下，煙株莖高隨施鉀量的增加呈先增后降趨勢；N2處理下，煙株莖高隨著施鉀量的增加而降低。隨著煙株的生長，在打頂后，各處理的株高之間無顯著差異，2個施氮量水平下的煙株高度都隨施鉀量的增加呈先增后降趨勢，同時N1處理的煙株高度整體大于N2處理；2個施氮量水平下，K3處理的煙株平均高度顯著小于K2處理。

2.1.2 對葉片數的影響

由表2可知，在團棵期，2個施氮量水平對煙株葉片數的影響差異不顯著，但煙株葉片數隨著施鉀量的增加呈逐漸減少的趨勢。隨著煙株的生長，盛花期各處理的葉片數量無顯著差異，表明試驗處理未對煙株葉片數量產生顯著影響。

2.2 氮鉀肥配施對煙株干物質積累與分配特征的影響

由表3可知，在團棵期，N1處理下的煙株干物質積累量大于N2處理； 在相同施氮水平下，干物質

積累量隨著施鉀量的增加呈逐漸減少的趨勢，表明施用過多的氮、鉀肥不利于煙株團棵期的干物質積累。在盛花期，N1處理下煙株的干物質積累量總體大于N2處理；在相同施氮水平下，干物質積累量隨著施鉀量的增加呈先增后減的趨勢，表明氮、鉀肥用量過低或過高均不利于盛花期煙株干物質的積累。

不同施肥處理對煙株團棵期、盛花期的干物質分配有一定的影響。由表4可知，在團棵期，2個施氮水平下，根的干物質積累量均以K3處理最少，表明過多的施鉀量不利于煙株團棵期根的干物質積累。莖、葉的干物質積累量均隨施鉀量的增加而逐漸減少。從根、莖、葉的干物質積累量來看，施鉀量對煙株生長的影響在增加施氮量下更加明顯。由表5可知，在盛花期，2個施氮水平下，根、莖、葉的干物質積累量均隨施鉀量的增加呈先增后減的趨勢，根、莖、葉的干物質積累量最多的均是N1K2處理，根、莖、葉和花的干物質積累量均以N2K3處理最少。2個生長期煙株的葉片干物質分配系數均隨著施鉀量的增加呈逐漸增大的趨勢，表明增加鉀肥用量對提高葉片干物質分配系數有一定作用。

2.3 氮鉀肥配施對煙株養分積累與分配特征的影響

2.3.1 對氮素積累與分配的影響

由表6可知，在團棵期，2個施氮水平下，煙株的氮素積累量均隨著施鉀量的增加而呈逐漸減少的趨勢，表明施鉀量過高不利于煙株團棵期氮素的積累。在盛花期，2個施氮水平下，煙株的氮素積累差異不顯著，但均隨施鉀量的增加呈先增后減的趨勢，表明配施過少或

過多的鉀肥均不利于煙株氮素的積累。

由表7可知，在團棵期，煙株氮素積累量的大小表現為葉＞根＞莖。N1處理整體大于N2處理，但差異不顯著；2個施氮水平下，根的氮素積累量均隨施鉀量的增加而逐漸減少，以N2K1處理的積累量最多，N2K3處理最少。與根、葉相比，莖的氮素積累量占整株氮素積累量比重較小；2個施氮水平下，莖的氮素積累量隨施鉀量的增加均呈逐漸減少的趨勢，以N1K1處理最多，N2K3處理最少，表明施鉀量過多會減少團棵期煙株莖的氮素積累。葉的氮素積累占整株氮素積累比例最高，各處理葉片氮素分配系數均高于0.8。2個施氮水平下，葉的氮素積累均隨著施鉀量的增加而呈減少的趨勢，表明施鉀量過多會減少團棵期煙株葉的氮素積累。

由表8可知，在盛花期，根的氮素積累量明顯增加。總體來看，N1處理根的氮素積累量大于N2處理；在2個施氮水平下，根的氮素積累量隨施鉀量的增加均呈先增后減的趨勢，以N1K2處理的積累量最多，N2K3處理最少，各處理間差異不顯著，但配施鉀肥過多會減少氮素在根的積累。煙株莖的氮素積累量比根、花多，但明顯低于葉的占比。2個施氮水平下，莖的氮素積累量隨施鉀量的增加均呈先增后減的趨勢，N1K2處理的積累量最多，N1K1、N2K3處理的積累量相對較低，但各處理間差異不顯著。葉的氮素積累量占整株氮素積累比例最高，各處理葉片的氮素分配系數為0.58～0.63；N1水平下葉的氮素積累量均隨施鉀量的增加而呈先增后減的趨勢，N2水平下則先持平后減少，表明施鉀量過多或過少均會減少盛花期煙株葉的氮素積累。隨著生殖生長的進行，氮素逐漸向花器官積累，總體來看，N1處理煙株花的氮素積累量大于N2處理。N1處理下，花的氮素積累量隨著施鉀量的增加呈逐漸增多的趨勢；N2處理下，花的氮素積累量隨著施鉀量的增加呈先增后減的趨勢；以N1K3處理最多，N2K3處理最少，但各處理的積累量差異均不顯著。

2.3.2 對磷素積累與分配的影響

由表9可知，在團棵期，煙株磷素積累量最多的處理是N1K1，為38.70 mg/株；2個施氮水平下，煙株的磷素積累量均隨施鉀量的增加呈逐漸減少的趨勢。在盛花期，磷素積累量最多的處理是N1K3，為312.10 mg/株。N1處理下，磷素積累量隨著施鉀量的增加呈先減后增的趨勢；N2處理下，磷素積累量隨著施鉀量的增加呈先增后減的趨勢。2個生育期，N1處理下煙株的磷素積累量總體均高于N2處理，說明低氮和低鉀水平處理能增加煙株的磷素積累量。

由表10可知，葉片是煙株磷素的主要分布器官，不同施肥處理對煙株各器官磷素積累有一定的影響。在團棵期，根的磷素積累量大于莖但小于葉；根、莖、葉的磷素積累量在2個施氮量水平下均隨施鉀量的增加呈逐漸減少的趨勢。從整體看，N1處理各器官的磷素積累量均大于N2處理，表明低氮和低鉀組合處理能促進團棵期煙株根、莖、葉的磷素積累。

由表11可知，在盛花期，煙株的磷素積累量總體表現為葉＞莖＞花＞根；在2個施氮水平下，根、莖、葉、花的磷素積累量均隨著施鉀量的增加而基本呈先增后減的趨勢，各處理間差異不顯著，表明試驗處理未對盛花期煙株的磷素積累量產生顯著影響。但N2處理下磷素積累量整體小于N1處理，說明N1處理更有利于盛花期磷素的積累。

2.3.3 對鉀素積累與分配的影響

由表12可知，2個施氮量水平下，團棵期煙株的鉀素積累量隨施鉀量的增加均呈逐漸減少的趨勢。隨著烤煙的生長，在盛花期，煙株的鉀素積累量平均值隨著施鉀量的增加呈先增后減的趨勢，N1K1處理的積累量最少，N1K2處理積累量最多，各處理間差異不顯著。

由表13可知，在團棵期，葉片是煙株鉀素積累量最大的器官。N1水平下，根的鉀素積累量總體高于N2水平。2個施氮水平下，根、莖、葉的鉀素積累

量均隨施鉀量的增加呈逐漸減少的趨勢，表明K3施鉀水平一定程度減少了團棵期根、莖、葉的鉀素積累量。

由表14可知，在盛花期，煙株的鉀素積累量以及在根、莖、葉的分配較團棵期有一定區別。N1水平下，根、莖的鉀素積累量整體高于N2水平的各處理。2個施氮水平下，根、莖的鉀素積累量均隨施鉀量的增加均呈先增后減的趨勢。N1水平下，葉的鉀素積累量隨施鉀量增加呈先增后減的趨勢；N2水平下，葉的鉀素積累量隨著施鉀量增加呈先減后增的變化趨勢，各處理間差異不顯著。花的鉀素積累量在各處理間無顯著差異，其中N1水平下各處理的鉀素積累量高于N2水平，以N2K3處理積累量最少。

葉的鉀素分配系數從團棵期的0.83～0.86到盛花期時降低至0.55～0.61，盛花期各處理葉的鉀素分配系數存在顯著差異。N1水平下，K3水平葉片鉀素分配系數顯著變大；N2水平下，K2處理的鉀素分配系數顯著小于K1、K3處理，表明K3處理可以顯著提升盛花期葉片的鉀素分配系數。

2.3.4 氮鉀肥配施對煙株養分利用的影響

肥料農學利用率是闡述作物養分吸收利用的重要參數。由表15可知，氮肥農學利用率（AE）在2個施氮水平下，隨著施鉀量的增加均呈先增后減的變化趨勢，表明施鉀量過多或不足均會降低煙株對氮肥的利用。2個施氮水平下，鉀肥農學利用率（AE）隨著施鉀量的增加而呈逐漸降低的趨勢。氮肥和鉀肥煙葉生產效率（LPE）可反映施肥對烤煙經濟性狀的貢獻。N1水平下，氮、鉀的LPE值隨著施鉀量的增加均逐漸降低；N2水平下，氮、鉀的LPE值隨著施鉀量的增加呈先增后減的趨勢，N1K1處理的氮肥LPE值最大，N2K2處理的鉀肥LPE值最大。

3 討論與結論

適當增加鉀肥施用量可有效提高作物氮代謝關鍵酶的活性，促進蛋白質的合成與積累，進而激發作物生長并提高作物的產質量［25-26］。株高、葉片數是烤煙發育特征的重要表現，株高受施鉀量影響，配施鉀肥不足或過量均可對煙株生長造成不利影響。本研究表明，氮鉀配施對煙株團棵期的葉片數有一定影響，但隨著煙株的生長，盛花期時各處理葉片數在25張左右，表現在合理區間［27］。葉片數是核基因控制的數量性狀，受主效基因及微效多基因的共同調控，是遺傳性較強的性狀，常規栽培措施調整不易對其產生明顯的影響［28-29］。

不同土壤質地及其理化性質導致供肥能力不同，進而影響煙株生長及干物質分配，氮營養供應對煙株干物質積累的影響大于鉀，而鉀營養的供應主要是調控葉片及整株的鉀含量［30-32］。本研究表明，一定范圍增加鉀肥用量有助于提高煙株干物質積累和葉片干物質分配系數，鉀肥過量則會抑制煙株的生長，與李桂湘等的研究結果［33］類似。鉀素被稱為煙葉的“品質元素”，增加煙葉鉀素含量是提升煙葉品質的重要途徑，配施鉀肥與否對煙株的鉀素積累量和煙葉鉀素分配系數有顯著影響，但配施鉀肥后煙株鉀素積累量以及在葉片分配系數差異可能不顯著［34-35］。大田條件下，配施過量的鉀肥會在一定程度上抑制煙株生長，同時減少鉀素的積累，降低葉片的鉀素分配系數［36］。本研究表明，施氮量較低時，適當增加鉀肥用量，有利于煙株對肥料的吸收利用；而施氮量較高又配施過量鉀肥，煙株生長易受到抑制，施肥過量程度與養分報酬遞減效果顯著相關，且過量施肥造成養分利用效率降低的同時還會徒增生產成本［37］。

綜合煙株的生長情況以及對養分的吸收利用考慮，當地施鉀量450 kg/hm2時易對貴煙202的生長造成抑制，建議當地以施鉀量300 kg/hm2配施氮肥不超過105 kg/hm2為佳。

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