余瓊　司賢宗　張翔　李亮　毛家偉　索炎炎

摘? ? 要：煙草是一種喜鉀的經(jīng)濟(jì)作物，鉀含量對(duì)其品質(zhì)形成具有重要作用，試驗(yàn)設(shè)置硫酸鉀（T2）、碳酸鉀（T3）、黃腐酸鉀（T4）和腐殖酸鉀（T5） 4個(gè)鉀肥處理，以不施鉀肥（T1）為對(duì)照，對(duì)煙株圓頂期土壤微生物以及煙葉鉀含量和烤后煙葉化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)其綜合經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行測(cè)算，探討不同鉀源在煙草上的施用效果。結(jié)果表明，與不施鉀（T1）相比，施用硫酸鉀（T2）可以顯著增加土壤微生物總數(shù)、細(xì)菌和放線菌數(shù)量，其它鉀源處理均在一定程度上降低了土壤微生物總數(shù)和細(xì)菌數(shù)量，施鉀處理的真菌數(shù)量均顯著降低;施鉀處理煙葉化學(xué)成分較協(xié)調(diào)，綜合經(jīng)濟(jì)性狀均得以提升，其中以腐殖酸鉀（T5）處理綜合效果最好，本試驗(yàn)條件下可獲得的煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值分別為3 645.00 kg·hm^-2，92 580.15 元·hm^-2，其次是碳酸鉀（T3），其產(chǎn)量和產(chǎn)值分別為3 626.48 kg·hm^-2和91 789.05 元·hm^-2。結(jié)合投入成本，推薦施用腐殖酸鉀（T5）作為煙草鉀肥，可以較好地改善煙葉的品質(zhì)并提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：烤煙;鉀源;微生物;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S572，S143.3，Q939.96 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.04.008

Effects of Different Potassium Sources on Soil Microbe and Flue-cured Tobacco Yield and Quality

YU Qiong， SI Xianzong， ZHANG Xiang， LI Liang， MAO Jiawei， SUO Yanyan

（Institute of Plant Nutrition， Resource and Environment， Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou， Henan 450002， China）

Abstract： Tobacco is an important commercial crop which likes potassium. Potassium content plays an important role in the formation of its quality. The experiment was conducted with four potassium fertilizers， which included potassium sulfate （T2）， potassium carbonate （T3）， potassium fulvic acid （T4） and potassium humate （T5）， and the treatment without potassium fertilizer （T1） was as control. The soil micro-organisms， tobacco leaf potassium and chemical components content in the dome-period were measured， and the comprehensive economic characters were analyzed， to discuss the application effect of different potassium sources on tobacco. The results showed that， compared with the control （T1）， the potassium sulfate treatment （T2） significantly increased the total number of soil microorganisms， and also the number of bacteria and actinomycetes， while the other potassium treatments（T3～T5） reduced the total number of soil microorganisms and also the bacteria number， all the 4 potassium treatments significantly decreased the soil fungi number. The tobacco leaf chemical composition in the potassium treatments was more harmonious， and the economic characters were higher than that in the control， in which the potassium humic acid treatment（T5） was the best， and the second one was the potassium carbonate treatment（T3）， the yield and the output value in the experiment conditions were 3 645.00 kg·hm^-2 and 92 580.15 yuan·hm^-2， 3 626.48 kg·hm^-2 and 91 789.05 yuan·hm^-2， respectively. Combined with the cost of input， the application of potassium humic acid （T5） was recommended as potassium fertilizer which could improve the quality and economic benefits of tobacco leaves.

Key words： flue-cured tobacco; potassium source; microbe; yield; quality

鉀在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖等生命過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作物缺鉀在世界范圍內(nèi)普遍存在，導(dǎo)致作物生長(zhǎng)受到抑制、減產(chǎn)[1-2]。煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，其產(chǎn)品質(zhì)量受可調(diào)控的因素如施肥、種植模式等的影響較為明顯，煙草也是一種喜鉀的經(jīng)濟(jì)作物。鉀是煙草最重要的品質(zhì)元素，Lu等[3]分析研究了低鉀脅迫條件下煙草幼苗的轉(zhuǎn)錄組，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于鉀的缺少，諸多基因被上調(diào)或下調(diào)了2倍以上，大量參與植物生理過(guò)程的基因表達(dá)譜在低鉀脅迫時(shí)發(fā)生顯著變化，可能會(huì)導(dǎo)致煙草植株的生理和形態(tài)學(xué)的變化。煙葉含鉀量隨著鉀施用量的增加而增加，土壤中速效鉀含量決定了鉀肥的施用效果，通常認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)煙葉鉀含量在2%以上[4-5]。

土壤微生物不僅可以活化土壤中的養(yǎng)分，對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成及穩(wěn)定性有著決定作用，同時(shí)還參與土壤中的有機(jī)代謝過(guò)程，故土壤微生物可以反映土壤肥力狀況，也是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力的重要指標(biāo)[6-9]。土壤微生物主要包括細(xì)菌、真菌、病毒等，其中土壤細(xì)菌數(shù)量最多、分布最廣，主要有硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌、鐵細(xì)菌等[10]。目前，有關(guān)不同種類(lèi)鉀肥對(duì)煙草產(chǎn)質(zhì)量的影響、有機(jī)鉀源結(jié)合無(wú)機(jī)鉀源對(duì)作物產(chǎn)量及品質(zhì)的影響方面均有報(bào)道[11-13]，但具有生物活性的鉀源結(jié)合無(wú)機(jī)鉀源對(duì)土壤微生物及烤煙產(chǎn)質(zhì)量影響的研究尚不多見(jiàn)。

本試驗(yàn)主要采用田間小區(qū)試驗(yàn)，研究不同鉀源對(duì)土壤微生物數(shù)量的變化、煙葉鉀素吸收利用及煙葉品質(zhì)的影響，為提高土壤-烤煙系統(tǒng)鉀素效應(yīng)和煙葉鉀含量、彰顯河南煙葉濃香風(fēng)格特色提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年5—9月在河南省臨潁縣固廂鎮(zhèn)大師村進(jìn)行，供試土壤為砂質(zhì)壤土，0～20 cm耕層基礎(chǔ)理化性狀為：pH值?7.16，有機(jī)質(zhì)8.0 g·kg^-1，堿解氮18.5 mg·kg^-1，速效磷8.5 mg·kg^-1，速效鉀196.8 mg·kg^-1，緩效鉀891.6 mg·kg^-1。試驗(yàn)地肥力均勻一致，地勢(shì)平坦，排灌條件良好。試驗(yàn)烤煙品種為中煙100，前茬作物為煙草。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采取田間小區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，設(shè)5個(gè)處理，分別是：T1，對(duì)照（不施鉀）;T2，常規(guī)鉀肥（硫酸鉀）;T3，碳酸鉀;T4，黃腐酸鉀;T5，腐殖酸鉀。試驗(yàn)按完全隨機(jī)排列，小區(qū)面積72 m2，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)周邊均設(shè)有保護(hù)行。行株距為120 cm×50 cm，每個(gè)小區(qū)種植煙4行，每行15 m，每行移栽煙苗30株，煙苗在育苗圃內(nèi)培育至長(zhǎng)有3～5片的時(shí)候挑選長(zhǎng)勢(shì)茁壯、大小均一的煙苗進(jìn)行移栽。試驗(yàn)各處理氮、磷、鉀與當(dāng)?shù)責(zé)熮r(nóng)常規(guī)施肥保持一致，氮、磷、鉀施用量分別為?N 67.5 kg·hm^-2、P₂O₅ 101.25 kg·hm^-2、K₂O 236.25 kg·hm^-2。供試肥料種類(lèi)有：芝麻餅肥（N 5%），磷酸一銨（N 10%、P₂O₅ 45%），硝銨磷（N 32%、P₂O₅ 4%），硫酸鉀（含鉀K₂O 50%），碳酸鉀（含鉀K₂O 67%），黃腐酸鉀（K₂O 9.0%），腐殖酸鉀（K₂O 9.0%）。芝麻餅肥375 kg·hm^-2全部條施;氮肥70%條施、30%穴施;鉀肥、磷肥全部均勻條施。試驗(yàn)煙苗于5月13日移栽，9月15日采烤結(jié)束。其他各項(xiàng)栽培措施統(tǒng)一按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)管理規(guī)范化措施進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 微生物?在煙株圓頂期時(shí)，取0～20 cm的土壤，土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量采用稀釋平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行測(cè)定。細(xì)菌總數(shù)選用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基;真菌選用馬丁氏孟加拉紅鏈霉素瓊脂培養(yǎng)基;放線菌選用改良高氏一號(hào)瓊脂培養(yǎng)基。在28～30 ℃恒溫箱中培養(yǎng)，三類(lèi)微生物分別在3，5，7 d后觀察計(jì)數(shù)[14]。每克干土中菌數(shù)=菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)/干土所占百分比。

1.3.2 煙葉鉀含量?煙葉磨碎經(jīng)濃硫酸-雙氧水消煮后，用火焰光度計(jì)法測(cè)定鉀含量。

1.3.3 烤后煙葉化學(xué)成分?選取成熟煙葉各處理中的中橘三（C3F）等級(jí)煙葉進(jìn)行化學(xué)成分分析，取烤后煙樣進(jìn)行烘干粉碎，過(guò)篩備用，煙葉化學(xué)成分測(cè)定方法參照王瑞新[15]的方法。

1.3.4 經(jīng)濟(jì)性狀?煙葉成熟后，按不同試驗(yàn)處理分開(kāi)采收并記產(chǎn)，根據(jù)國(guó)標(biāo)《烤煙》（GB2635-1992）的要求進(jìn)行分級(jí)，計(jì)算中等煙、上等煙率，并按2015年國(guó)家收購(gòu)指導(dǎo)價(jià)格計(jì)算各處理產(chǎn)值和均價(jià)。每公頃產(chǎn)量、產(chǎn)值由小區(qū)產(chǎn)量、產(chǎn)值折算?。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010和DPS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)圓頂期土壤微生物的影響

土壤微生物的活動(dòng)對(duì)土壤中的氮、磷、碳等營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)及土壤有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)的分解有著密不可分的聯(lián)系[16-17]，其中細(xì)菌是土壤微生物生命活動(dòng)的主體，是分解土壤中各物質(zhì)的主要參與者[10]。從表1可以看出，微生物總數(shù)表現(xiàn)為：T2>T1>T3>T5>T4;其中細(xì)菌數(shù)量最多，占微生物總量的63.54%～80.08%，其次為放線菌，真菌最少;各處理細(xì)菌數(shù)量與微生物總數(shù)趨勢(shì)一致，其中T1與T3、T4與T5差異均不顯著（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05），表明除施用硫酸鉀（T2）之外的鉀肥品種，均能降低土壤中細(xì)菌的數(shù)量，尤其是腐殖酸鉀（T4）和黃腐酸鉀（T5），這可能因硫酸鉀水溶液呈中性，較適宜大多數(shù)細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，腐殖酸鉀和碳酸鉀水溶液偏堿性，適宜少數(shù)耐堿性細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，而黃腐酸鉀偏酸性的緣故;與T1（不施鉀對(duì)照）相比，T2、T3、T4、T5的土壤中真菌數(shù)量分別降低87.0%、87.0%、91.35%、80.4%，差異顯著（P<0.05），表明施用鉀肥能顯著降低土壤中真菌的數(shù)量，但各施鉀處理間真菌數(shù)量差異均不顯著（P>0.05），土壤中真菌數(shù)量的增加是土壤退化的標(biāo)志[18-19]，因此，施用鉀肥可以提高土壤的肥力;放線菌的數(shù)量表現(xiàn)為：T2>T5>T1>T4>T3，表明T2（硫酸鉀）和T5（腐殖酸鉀）可以增加土壤中放線菌的數(shù)量，而T3（碳酸鉀）和T4（黃腐酸鉀）能降低土壤中放線菌的數(shù)量，其中僅T2與T1（不施鉀對(duì)照）差異顯著（P<0.05），其他處理與T1差異均不顯著（P>0.05）。因此，對(duì)于土壤微生物而言，施用硫酸鉀的T2處理可同時(shí)顯著提高微生物總量、細(xì)菌和放線菌數(shù)量，并顯著降低真菌數(shù)量。

2.2 不同處理對(duì)烤后煙葉化學(xué)成分的影響

煙葉化學(xué)成分是烤煙品質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)特征的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，優(yōu)質(zhì)煙葉還原糖含量16%～18%，總氮含量1.9%～2.1% ，氯離子含量小于0.8%，鉀氯比≥8.0[20-21]。從表2可以看出，C3F煙葉中總糖含量表現(xiàn)為T(mén)4>T5>T2>T3>T1，還原性糖含量表現(xiàn)為T(mén)4>T5>T2>T1>T3，煙堿表現(xiàn)為T(mén)1>T3>T2>T5>T4，總氮含量表現(xiàn)為T(mén)1>T3>T5>T2>T4，表明施用鉀肥能提高C3F煙葉中總糖含量，降低煙堿和總氮含量，其中T4（黃腐酸鉀）處理C3F煙葉中總糖、還原性糖的含量最高，煙堿、總氮含量最低;氯含量表現(xiàn)為T(mén)2>T3>T1>T4=T5，這表明，與不施鉀肥相比，施用無(wú)機(jī)鉀肥硫酸鉀（T2）和碳酸鉀（T3）能顯著增加C3F煙葉中氯含量，而施用黃腐酸鉀（T4）和腐殖酸鉀（T5）等有機(jī)鉀肥能顯著降低C3F煙葉中氯含量;鉀含量表現(xiàn)為T(mén)4>T5>T2>T3>T1，這表明施用鉀肥能顯著增加C3F煙葉中鉀含量，且施用有機(jī)鉀肥的效果高于無(wú)機(jī)鉀肥，其中T4（黃腐酸鉀）處理C3F煙葉中鉀含量最高。綜合而言，T4即施用黃腐酸鉀的C3F煙葉中化學(xué)成分較協(xié)調(diào)，其次為T(mén)5處理即施用腐殖酸鉀。

2.3 不同處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表3可知，不同處理烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)和上等煙葉比例均表現(xiàn)為T(mén)5>T3>T4>T2>T1，而中等煙葉比例表現(xiàn)為T(mén)3>T5>T4>T2>T1，其中除上等煙葉比例T2以及均價(jià)T2、T4與T1（不施鉀肥對(duì)照）差異不顯著（P>0.05）外，其他各指標(biāo)施用鉀肥處理（T2～T5）均顯著高于T1（不施鉀肥對(duì)照）（P<0.05），且各指標(biāo)在T3、T4、T5處理間差異均不顯著（P>0.05），說(shuō)明施用鉀肥處理均能顯著提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值及中等煙比例（P<0.05），且除T2外的其他鉀肥處理（T3～T5）亦能顯著提高上等煙葉比例（P<0.05），其中以T5（腐殖酸鉀）處理烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀最佳，其次為T(mén)3（碳酸鉀）處理。

3 結(jié)論與討論

施用硫酸鉀可以顯著提高土壤細(xì)菌數(shù)量，硫化細(xì)菌屬于細(xì)菌的一種，此細(xì)菌主要吸收硫酸鹽類(lèi)用于合成有機(jī)硫化物，硫化細(xì)菌可以將動(dòng)植物殘骸分解釋放出硫化氫等物質(zhì)，廣泛分布于土壤和水中，其氧化作用為植物提供可利用的硫酸態(tài)的硫素養(yǎng)分[19]。本試驗(yàn)中，T2（硫酸鉀）處理能顯著增加土壤中微生物總數(shù)、細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，且顯著降低真菌的數(shù)量，而其他鉀肥處理均在一定程度上降低了微生物總數(shù)、細(xì)菌和真菌的數(shù)量，這主要是由于土壤微生物系統(tǒng)環(huán)境復(fù)雜龐大，不同鉀源對(duì)微生物數(shù)量的影響不同，不同鉀源的酸堿性及微生物的可耐受度亦不同，而有關(guān)硫酸鉀增加微生物總數(shù)及細(xì)菌數(shù)量上是否主要增加了硫化細(xì)菌方面的研究還有待于進(jìn)一步深入。

不同鉀源在不同作物上施用效果不同，同一種作物不同施肥時(shí)期的施用效果亦有差異。冒辛平等[22]研究氯化鉀、硫酸鉀及硝酸鉀對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)、對(duì)鉀素吸收的影響情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施用硫酸鉀處理的番茄，番茄莖葉和根中鉀素的吸收效果優(yōu)于其他處理，番茄的糖酸比提高了37.5%，改善了番茄的風(fēng)味品質(zhì)。諶琛等[23]研究了氯化鉀和硫酸鉀對(duì)蘋(píng)果產(chǎn)量、品質(zhì)及儲(chǔ)存性的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)短期內(nèi)氯化鉀在增產(chǎn)、改善果實(shí)品質(zhì)方面效果優(yōu)于硫酸鉀，硫酸鉀在促進(jìn)蘋(píng)果樹(shù)養(yǎng)分吸收、提高果實(shí)耐存儲(chǔ)性方面的效果優(yōu)于氯化鉀。段玉等[24]研究氯化鉀、硫酸鉀和硝酸鉀3個(gè)鉀肥種類(lèi)及施用時(shí)期對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施用鉀肥可以提高馬鈴薯產(chǎn)量、比重、淀粉含量，降低炸薯片的色值，但鉀肥種類(lèi)對(duì)馬鈴薯這些特性的影響不顯著。蓋亞波等[25]發(fā)現(xiàn)腐殖酸鉀在其他作物上亦具有良好施用效果，比如生姜[26]、水稻[27] 玉米[28]等。本試驗(yàn)中，在提高煙葉鉀含量方面，與不施鉀肥處理（T1）相比較，各施鉀肥處理均有顯著的提高，其中以黃腐酸鉀（T4）效果最好，其次是腐殖酸鉀（T5），碳酸鉀（T3）處理煙葉中鉀含量是各鉀肥處理中含量最低的，但與不施鉀（T1）處理相比煙葉鉀含量亦有明顯提高，這一結(jié)果與毛家偉等[29]研究的優(yōu)質(zhì)烤煙對(duì)不同種類(lèi)鉀肥的吸收效應(yīng)中發(fā)現(xiàn)生物包膜緩釋鉀肥和碳酸鉀處理均可顯著提高煙葉鉀含量結(jié)果一致;T4處理即施用黃腐酸鉀較好地協(xié)調(diào)了C3F煙葉中的化學(xué)成分，其次為T(mén)5處理即施用腐殖酸鉀。施用鉀肥有助于提高煙葉產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀，蓋亞波等[25]采用盆栽試驗(yàn)研究硝酸鉀、硫酸鉀、檸檬酸鉀、草酸鉀以及腐殖酸鉀在云煙87的施用效果中，認(rèn)為腐殖酸鉀在增加煙葉產(chǎn)量、協(xié)調(diào)化學(xué)成分比例均較其他形態(tài)的鉀肥表現(xiàn)出不同程度的優(yōu)勢(shì);張翔等[30]在不同鉀肥種類(lèi)及追施深度對(duì)烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀和養(yǎng)分吸收的影響中，認(rèn)為腐殖酸及植物油包膜鉀肥與施硫酸鉀相比，經(jīng)濟(jì)性狀顯著提高。本試驗(yàn)中亦認(rèn)為腐殖酸鉀（T5）在煙葉產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀提升方面效果最好。

綜合而言，硫酸鉀（T2）處理有助于提高土壤中細(xì)菌和放線菌數(shù)量，降低真菌數(shù)量;各鉀肥處理均有助于烤煙化學(xué)成分的協(xié)調(diào)、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀的提升，其中以腐殖酸鉀（T5）處理在協(xié)調(diào)C3F煙葉中的化學(xué)成分，改善C3F煙葉品質(zhì)性狀，增加煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、中上等煙比例等方面綜合效果最好，其產(chǎn)量和產(chǎn)值分別為3 645.00 kg·hm^-2和92 580.15 元·hm^-2，其次是碳酸鉀（T3），分別為3 626.48 kg·hm^-2和91 789.05元·hm^-2?？紤]到不同種類(lèi)鉀肥的市場(chǎng)價(jià)格，其中以碳酸鉀最高，達(dá)8 500元·t-1，其次為硫酸鉀和腐殖酸鉀，3 000元·t-1，故推薦腐殖酸鉀（T5）處理作為在煙葉上施用的優(yōu)選鉀肥品種。

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