木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥配施對酸化植煙土壤養分與煙葉品質的影響

周杰文　李海平　肖志新　易克　張毅　周冀衡　范偉　蔣杰　陳筠

摘要：將木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥配施（比例為1 ∶3）用于降低烤煙生產中追肥的用量，研究其對土壤pH值、供鉀能力、有效養分含量以及烤后煙葉內在化學成分含量的影響。結果表明，配施土壤調理劑使煙株根際土壤pH值提高了6.71%～11.34%。調理劑能夠給土壤提高足夠的速效鉀，配施木本泥炭基腐殖酸鉀能夠提供酸化植煙土壤的鉀素供應強度，在中耕培土時施用調理劑的2個處理土壤中緩效鉀含量分別顯著提高了9.95%、12.88%，提高了土壤鉀素庫容。相比于常規施肥處理，配施了2種土壤調理劑的T1、T2、T3、T4處理煙株根際土壤有效硫含量分別顯著降低了47.00%、49.94%、47.86%、48.39%;土壤調理劑的施用能提高下部煙葉總糖、氧化鉀含量，T4處理下部葉總糖含量提升到了31.02%，T3處理下部葉氧化鉀含量提升到了5.34%。調理劑的施用還能降低中部煙葉煙堿含量，使其達到我國優質煙葉標準，且氮鉀肥的減量不會影響其余煙葉主要化學品質;煙葉產量與均價最優的處理均為T3處理，分別達到了2 061 kg/hm2與32.06元/kg。綜合土壤養分含量、煙葉品質以及產值、產量分析得出，與常規施肥處理相比較，在降低10%總鉀施用量的條件下，配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥（礦物鉀肥中耕培土施用），可以有效提高根際土壤pH值以及土壤有效養分供應強度。

關鍵詞：植煙酸化土壤;木本泥炭基腐殖酸鉀;礦物鉀肥;鉀素;煙葉品質

中圖分類號： S572.06文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）08-0112-05

煙草屬于喜鉀作物，其葉片中鉀含量的高低直接影響著煙葉品質[1]。我國煙葉中鉀含量普遍低于國外煙葉鉀含量[2]，只能達到2%左右，而國外一般能達到5%左右[3]。目前提高煙葉中鉀含量的主要措施之一是提高鉀肥的施用量[4-5]，特別是硫酸鉀、硝酸鉀的施用，但如果長期單一施用某種肥料，其所帶入的元素日積月累后將會對土壤的理化性質產生影響[6]。殘留在土壤中的酸根離子經一系列的反應后導致了土壤的酸化[7-9]。在煙草中減少硫酸鉀等生理酸性肥料的施用已經成為了趨勢[10-11]。近年來，采用新型鉀肥提高煙葉中鉀含量的研究已成為了研究熱點之一，相關研究表明，枸溶性鉀肥與硫酸鉀配施能夠提高煙葉各部位鉀含量，改善烤后煙葉內在化學成分協調性，提高中上等煙比例與產量[12-14]。施用緩釋鉀肥在一定條件下能提高土壤鉀含量，使煙葉內在化學成分協調[15-16]。有機鉀肥與鉀硅鈣礦物肥能夠提高烤煙根系活力與葉片成熟度，提升煙葉產值、產量[17-18]。木本泥炭基腐殖酸鉀中含有豐富的腐殖酸鉀，研究表明，施用木本泥炭基腐殖酸鉀或礦物鉀肥均能夠提高土壤pH值，優化煙葉品質[19]。目前關于木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥配施部分替代生理酸性肥料對植煙根際土壤理化性質與煙葉化學品質影響的研究較少，本研究將木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥2種新型鉀肥作為酸性土壤改良劑進行配施，并減少部分追肥的用量，研究其對煙株根際土壤理化性質與煙葉化學品質的影響，對如何減少煙草生產過程中生理酸性肥料的使用量進行科學探索，旨在為合理地提高我國煙葉鉀含量，阻止土壤酸化趨勢加劇提供參考。

1研究區域概況

試驗地區位于云南省騰沖市界頭鄉，土壤類型為水稻土，土壤基本理化性質見表1。

2材料與方法

2.1供試材料

供試品種為當地主栽品種K326，種植密度為 16 500株/hm2。有機無機互混肥（N ∶P2O5 ∶K2O=7 ∶12 ∶19）、氮鉀肥（N ∶P2O5 ∶K2O=16 ∶0 ∶30）以及烤煙專用肥（N ∶P2O5 ∶K2O=6 ∶8 ∶24）為云南省煙草生產指定用肥，由云南省煙草公司發放;土壤調理劑為木本泥基腐殖酸鉀、礦物鉀肥，其中木本泥炭基腐殖酸鉀購于香港中向國際有限公司，含K2O 10%;礦物鉀肥購于中科建成礦物技術（北京）有限公司，含K2O 4%;硝酸銨購于云南省騰沖市界頭鄉門市，含N 15%。

2.2試驗設計

大田試驗于2016年4—9月在云南省騰沖市界頭鄉進行。于4月底對100%無病蟲壯苗進行移栽。試驗分為5個處理，不同處理施肥情況見表2。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50 m2。田間管理措施參照當地特色優質煙葉生產技術規程。試驗結束后收集烤后煙葉樣品與根際土壤（距煙稈中心5～10 cm）樣品，其中取下橘二（X2F）、中橘三（C3F）、上橘二（B2F）3個等級煙葉樣品各1.5 kg用于煙葉化學品質分析，用土鉆鉆取根際0～15 cm土層樣品用于土壤理化性質分析。

2.3測定項目與方法

土壤中pH值的測定參照NY/T 1377—2007《土壤pH的測定》;土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定參照NY/T 889—2004《土壤速效鉀和緩效鉀的測定》;土壤有機質含量的測定參照NY/T 1121.6—2006《土壤檢測第6部分：土壤有機質的測定》;土壤有效磷含量的測定參照NY/T 1121.7—2014《土壤檢測第7部分：土壤有效磷的測定》;土壤交換性鈣、鎂含量的測定參照NY/T 1121.13—2006《土壤檢測第13部分：土壤交換性鈣和鎂的測定》;土壤有效硫含量的測定參照NY/T 1121.14—2006《土壤檢測第14部分：土壤有效硫的測定》。

3結果與分析

3.1調理劑配施對收獲后煙株根際土壤理化性質的影響

3.1.1收獲后煙株根際土壤pH值的變化

由圖1可知，配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥可以提高烤煙收獲后煙株根際土壤pH值，基礎土樣和CK處理與其余處理存在顯著差異，pH值明顯較低，僅為4.30與4.32。T3處理pH值提高最多，從4.30提高至4.81。T1、T2、T4處理相較于基礎土樣，pH值均顯著提高，T1處理提高了0.31，T2處理提高至4.66，T4處理提高至4.61，這3個處理間差異不顯著。各處理對收獲后煙株根際土壤pH值改良效果表現為T3處理>T2處理>T1處理>T4處理>CK處理。

3.1.2收獲后煙株根際土壤鉀素含量變化

由表3可知，基礎土樣速效鉀含量與各個試驗處理存在較大差異，CK處理與各試驗處理間速效鉀含量差異不顯著。CK處理土壤緩效鉀含量顯著低于其余處理，相較于基礎土樣，CK處理土壤緩效鉀含量低96.66 mg/kg。T1、T2處理土壤緩效鉀含量與基礎土樣差異不顯著，顯著高于CK處理。與T1處理相比，T2處理總施鉀量下調了10%，但這2個處理之間土壤緩效鉀含量差異并不顯著。T3、T4處理土壤緩效鉀含量分別顯著高于基礎土樣 9.95%、12.88%，顯著高于CK處理32.44%、35.97%，T4處理土壤緩效鉀含量最高，達642.67 mg/kg。與CK處理相比，T3處理施鉀量下調了10%，T4處理下調20%，礦物鉀肥在中耕培土時施用，二者之間緩效鉀含量差異不顯著。

3.1.3收獲后煙株根際土壤有效養分含量變化

由圖2可以看出，配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥并減去部分氮鉀肥施用量的T1、T2、T3、T4處理根際土壤有機質含量顯著高于常規施肥處理（CK）以及基礎土樣，分別為46.12、46.33、47.68、46.41 g/kg，這4個試驗處理間差異不顯著，CK處理與基礎土樣差異不顯著。本研究中CK處理煙株根際土壤有效磷、交換性鈣與交換性鎂等有效養分含量與其余4個試驗處理沒有顯著差異，說明氮鉀肥的減量沒有對土壤一些主要養分造成太大的影響。試驗研究時沒有施用硫酸鉀，但是烤煙收獲后煙株根際土壤有效硫含量仍然達到了極高水平，CK處理根際土壤有效硫含量顯著高于其余處理，達 101.99 mg/kg，相比于基礎土樣的15.58 mg/kg提高了554.62%，而配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥的T1、T2、T3、T4處理土壤中有效硫含量則顯著低于CK處理，且4處理沒有顯著差異。

3.2調理劑配施對烤后煙葉化學物質含量的影響

3.2.1烤后煙葉中氧化鉀含量

由表4可知，在氮鉀肥減量的前提下配施木本泥炭基腐殖酸鉀和礦物鉀肥能夠保證各處理中上部煙葉鉀含量處于我國正常水平。配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥能夠有效地提高下部煙葉鉀含量，以T3處理表現最好，煙葉鉀含量達到了5.34%，與CK、T1、T4處理差異顯著。T2處理表現稍次于T3處理，煙葉鉀含量為 4.63%，與CK處理差異也達到了顯著水平。T1、T4處理下部煙葉鉀含量均有提高，但與CK處理差異不顯著。下部葉鉀含量提升效果表現為T3處理>T2處理>T1處理>T4處理。

3.2.2烤后煙葉主要化學指標含量

烤煙的總糖、總氮、煙堿含量均與評吸質量呈相關關系，過低或過高均會對煙氣產生影響[20-21]。由表5可知，常規施肥中鉀肥減量并配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥對烤后中上部煙葉總糖含量影響不大，下部葉CK處理與其余處理差異顯著，總糖含量僅有18.78%，配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥能夠顯著提高下部葉總糖含量，煙葉總糖含量最高達到了31.02%;CK處理中下部葉總氮含量顯著高于其余處理，配施土壤調理劑降低了中下部煙葉的總氮含量，中部葉降幅為 10.97%～13.41%，下部葉降幅為13.77%～20.29%，各處理的上部葉總氮含量差異則表現為不顯著。各處理上部葉以及下部葉煙堿含量差異不顯著，基本處于我國煙葉正常煙堿含量范圍內;CK處理中部葉煙堿含量顯著高于其余配施了木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥的處理，達到了3.69%，說明配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥，減少氮鉀肥施用量能夠降低中部煙葉煙堿含量，最高降低23.58%。

3.3調理劑配施對烤煙經濟性狀的影響

對收獲后烤煙煙葉產量及經濟價值進行統計，結果見表6，CK處理產量最低，僅有1 785.0 kg/hm2，T3處理產量最高，達到了2 061.00 kg/hm2，產量由高到低排列順序為T3處理、T2處理、T4處理、T1處理、CK處理。產值最高的處理為T3處理，達到了66 075.66元/hm2，產值最低處理為CK處理，僅有 53 978.40元/hm2，產值按從高到低排列順序為T3處理、T2處理、T4處理、T1處理、CK處理。T3處理均價最高處理，達到了 32.06元/kg，煙葉均價最低為CK處理，僅有30.24元/kg，均價由高到低排列順序為T3處理、T2處理、T1處理、T4處理、CK處理。中上等煙比例直觀差異表現不明顯，各處理中上等煙比例都處于中上水平。

4討論與結論

配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥可以提高烤煙收獲后煙株根際土壤pH值，能夠對酸化土壤進行可持續的改良。T1、T2、T3、T4處理烤煙收獲后土壤pH值分別顯著高于CK處理7.18%、7.87%、11.34%、6.71%，其中總施鉀量減少10%，中耕培土時追施礦物鉀肥的T3處理pH值上升得最高，這與李海平等的研究結果[19]一致，追施木本泥炭基腐殖酸鉀后中耕培土能有效提高烤煙品質、改良土壤酸化。土壤中的鉀素主要分為速效鉀與緩效鉀2種。速效鉀是作物鉀素營養的主要來源，其供應水平和強度受土壤風化程度、耕作和施肥的影響[22]。土壤緩效鉀則是指存在于土壤固體顆粒中，且不能被某些中性陽離子代換出來的鉀[23]。緩效鉀和速效鉀之間存在著動態平衡，是土壤速效鉀的主要儲備倉庫，是土壤供鉀潛力的指標[24]。木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥配施能夠在施鉀量比常規施肥水平低10%～20%的情況下保證正常的土壤速效鉀供應，減少鉀肥施用量的T2、T3、T4處理與CK處理以及未減少鉀肥施用量的T1處理土壤速效鉀含量無顯著差異。相較于基礎土樣，CK處理土壤緩效鉀含量降低了96.66 mg/kg，表明種植煙草會使土壤鉀素耗竭與虧損。配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥的試驗處理土壤緩效鉀含量均顯著高于CK處理，表明這2種土壤調理劑能夠很好地提高土壤中鉀的庫容。在總施鉀量減少10%的情況下，相較于以基肥形式將木本泥炭基腐殖酸鉀和礦物鉀肥全部施入土壤的T2處理，在中耕培土時期施入礦物鉀肥的T3處理土壤緩效鉀含量顯著提高 17.52%，說明在中耕培土時施用礦物鉀肥型土壤調理劑能夠提高土壤緩效鉀閾值[25]，優化土壤肥力水平。本試驗T1、T2、T3、T4處理有機質含量顯著高于CK處理，表明配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥的處理能夠顯著提高收獲烤煙后土壤有機質含量，提高土壤供氮能力，同時不會顯著影響土壤中有效磷以及交換性鈣、鎂的含量，不會影響土壤保水保肥能力，也不會污染環境[20，26-27]。植煙土壤有效硫適宜含量為10～20 mg/kg，當土壤中有效硫含量過高時會導致土壤pH值下降，也會導致煙株生長過于旺盛，煙葉粗糙，顏色發暗，內在品質明顯下降[28-29]。本研究中CK處理根際土壤有效硫含量顯著高于其余處理，高達101.99 mg/kg，而配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥的T1、T2、T3、T4處理有效硫含量較低，說明配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥替代部分氮鉀肥能夠有效地降低煙株根際土壤有效硫含量，進而達到減緩土壤酸化的目的。

配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥能夠提升下部煙葉鉀含量，T3處理鉀含量相比于CK處理提高了45.9%，下部葉鉀含量提升效果表現為T3處理>T2處理>T1處理>T4處理。在追肥減少了氮鉀肥施用量的情況下，中上部烤后煙葉鉀含量仍與CK處理差異不顯著，表明木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥能夠提供足夠的鉀素來滿足煙草的生長發育，這與前人研究結果[30-32]一致。施用木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥后下部煙葉總糖含量與CK處理相比顯著增加，表明這2種土壤調理劑能夠較有效地提高下部煙葉總糖含量。中上部煙葉總糖含量各處理之間差異不顯著，說明木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥能夠保證在追肥中減少氮鉀肥用量的情況下，不影響烤后煙葉中上部總糖含量。CK處理中下部葉總氮含量顯著高于其余處理，各處理上部葉總氮含量差異不顯著，表明減少常規施肥中氮鉀肥的用量能夠降低中下部煙葉中的總氮含量而不會影響上部煙葉總氮含量。CK處理中部煙葉煙堿含量高達3.69%，與其余施用了木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥的處理差異顯著，而上部煙葉以及下部煙葉各處理差異不顯著，表明2種土壤調理劑配施能夠顯著降低中部煙葉煙堿含量而不會導致其余部位煙堿含量過低。

本研究表明，配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥并減少追肥中氮鉀肥的使用不會對烤后煙葉的產值、產量產生影響。產量最大的處理為T3處理，達到了2 061.0 kg/hm2，相比CK處理增產了15.5%，T3處理也是均價最高的處理，T3處理均價相比CK處理提高了6.0%。表明配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥（中耕培土時施入）并減去10%常規施肥中的氮鉀肥能夠達到本試驗的最大產值、產量，同樣為減去10%氮鉀肥的T2處理產值、產量稍小于T3處理，這與礦物鉀肥的施入時間有關，在中耕培土時施入礦物鉀肥能夠促進煙株不定根發育，進而促進煙株的生長發育。而減去20%氮鉀肥的T4處理產值、產量并不理想，這可能與肥料減量過多以及木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥施用量過少有關。

本研究減少了一定量常規施肥中的氮鉀肥用量，但配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥后，并未對煙草的整個生長發育過程產生影響，各項物理化學指標均與對照處理基本無顯著差異甚至優于對照處理，結合土壤養分含量、煙葉品質與烤后煙葉經濟性狀得出本研究優勢處理為配施木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥（中耕培土時施入），總鉀量減少10%的T3處理。木本泥炭基腐殖酸鉀中富含的腐殖酸與礦物鉀肥中富含的鉀元素結合起來能夠提高植煙酸性土壤的pH值、緩效鉀含量以及有機質含量，減少氮鉀肥用量能夠減少土壤中有效硫的帶入，減緩土壤酸化趨勢。煙葉內在成分方面，木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥配施并減少氮鉀肥施用量能夠提高下部煙葉氧化鉀、總糖含量，降低中下部煙葉總氮含量和中部煙葉煙堿的含量，木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥的配施還能夠提高烤后煙葉的產量與經濟性狀。本研究結果可為科學合理地提高煙葉鉀含量提供一個可行的方案。

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