摘要
分析氮钾配比对烤烟养分积累及产量和质量的影响，明确四川省凉山地区最适宜的氮钾配比，为优化烤烟专用肥配方提供理论依据。在凉山会理和越西烟区进行不同氮钾配比田间试验，设置 4 个不同氮钾配比处理，分别为 1∶1.5（K1.5）、1∶2（K2）、1∶2.5（K2.5）和 1∶3（K3），分析烤烟干物质积累量、各器官养分积累量的变化。结果表明，不同氮钾比对烤烟生长发育和养分积累有较大影响，适量减小氮钾配比可以显著提高烤烟叶片干物质积累量，与 K1.5 相比，会理和越西两地 K2.5 处理叶片干物质积累量分别提高了 11% 和 15%；增强烤烟对氮磷钾的吸收能力，但氮钾比过低对于烤烟生长及养分积累无显著影响。与 K1.5 相比，提高钾肥施用量可显著提高烤烟各器官氮、磷、钾的含量，其中会理地区 K3 处理叶片氮含量、叶片磷含量、叶片钾含量较 K1.5 处理分别提升 35%、68%、5%；会理地区处理 K2.5 与处理 K3 在烤烟的养分积累上无显著性差异，而越西地区 K2.5 表现更佳。综合两地试验结果，1∶2.5 的氮钾配比为最适宜凉山烟区的施肥方案。
Abstract
The effects of nitrogen-potassium ratio on nutrient accumulation，yield，and quality of flue-cured tobacco were analyzed，and the most suitable nitrogen-potassium ratio was clarified in Liangshan area，which provided a theoretical basis for optimizing the formula of special fertilizer for flue-cured tobacco. Field experiments with different nitrogen-potassium ratios were carried out in Liangshan Huili and Yuexi tobacco areas，and four different nitrogen-potassium ratios were set up， which were 1∶1.5（K1.5），1∶2（K2），1∶2.5（K2.5）and 1∶3（K3），respectively，to analyze the changes of dry matter accumulation and nutrient accumulation in each organ of flue-cured tobacco. The experiment indicated that different nitrogen-potassium ratios had a significant impact on the growth，development，and nutrient accumulation of flue-cured tobacco. Appropriately reducing the nitrogen-potassium ratio significantly increased the dry matter accumulation in tobacco leaves. Compared to K1.5，the dry matter accumulation in leaves treated with K2.5 in Huili and Yuexi increased by 11% and 15%，respectively，enhancing the tobacco’s ability to absorb nitrogen，phosphorus，and potassium. However，too low a nitrogen-potassium ratio had no significant effect on the growth and nutrient accumulation of flue-cured tobacco. Compared with K1.5，increasing the application of potassium fertilizer significantly improved the nitrogen，phosphorus，and potassium content in various organs of flue-cured tobacco. In the Huili area，the leaf nitrogen content，leaf phosphorus content，and leaf potassium content of the K3 treatment increased by 35%，68% and 5%，respectively，compared to the K1.5 treatment. There was no significant difference in nutrient accumulation between the K2.5 and K3 treatments in the Huili area，while the K2.5 treatment performed better in the Yuexi area. Based on the results from both locations，a nitrogen-potassium ratio of 1∶2.5 could be considered the most suitable fertilization scheme for the Liangshan area.
钾是所有植物生长所必须的矿质元素。研究表明，增施钾肥可以提高烟叶含钾量，但随着施钾量的增加，烟叶含钾量的增加速度逐渐降低[1]。土壤供钾水平和钾肥吸收利用效率是制约烟叶钾含量提高的关键因素，土壤中有效钾一般不超过全钾的 2%，尚难以满足烤烟对钾的需求，因此，烤烟生产中常需投入大量钾肥[2]。目前普遍认为烤烟施氮量在 90～180 kg/hm2，施钾量在 0～360 kg/hm2 最佳[3-5]，氮钾配比在 1∶2～4 最佳[6]。
氮和钾在植物体内存在着相互作用[7]，施钾能促进氮素、钾素的吸收，增加氮素在作物体内的积累[8]。在施用氮肥的基础上施用钾肥可以提高产量，减少施氮对品质造成的不利影响[9]；氮钾配施增加叶片光合系统氮库容，实现氮光合效率的提升[10]。通过增加钾肥的追肥比例可以提高烤烟的各项经济性状[11]，综上所述，氮钾的合理配施可以提升烟叶产量，提高烟叶品质。虽然适量增施钾肥可以提高烟叶产量和质量，但不可过度施肥。有相关研究表明[12]，过量施入钾肥会导致质地较重的土壤对钾固定增多，增大土壤负荷；而质地较轻的土壤遇强降雨，则会导致钾的流失，降低钾肥利用率。钾肥的过量施用对烤烟品质的影响有限[13]，而且还会破坏土壤中钾的固定与释放平衡，容易造成植烟土壤供钾不足，导致烟株生长发育过程中缺钾，进而限制其增产效应[14]。我国目前主流的钾肥为硫酸钾，有研究表明[15]连续多年大量施用硫酸钾会导致土壤酸化，造成烟叶减产。目前，关于四川地区的烤烟肥料运筹多数集中在减氮和后期追肥比例的研究，对一次性施入肥料的氮钾配比研究较少。而当地部分地区土壤 pH 值过低，已经不能承受过量硫酸钾的施入。为此，本研究在四川省凉山的两个地区开展了不同氮钾配比的田间试验，探究氮钾配比对烤烟养分积累及产量和质量的影响，为科学制定烟草专用肥配方提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点与材料
试验于 2023 年在四川省凉山彝族自治州会理市南阁乡（26°36′41″N，102°16′4″E）和越西县城关镇（28°38′25″N，102°31′8″E）进行，两地均为中亚热带西部半湿润气候区，种植制度均为一年一熟制，年平均气温分别为 17.0 和 13.9℃，年平均降水量分别为 1000.0 和 1115.3 mm，≥ 10℃积温分别为 2093.6 和 1659.7℃。根据国家气象信息中心（http：//data.cma.cn/）数据，本年度烤烟生育期间（4 月下旬至 9 月上旬）的降水量分别为 993.3 和 940.4 mm，日均温分别为 20.0 和 18.9℃。试验品种为当地主栽品种，分别为云烟 87 和云烟 100。移栽日期为 4 月 20 日。试验地块的基础肥力指标如表1所示。
表1试验地块基础地力
1.2 试验设计
本试验采用单因素试验设计，设置 4 个氮钾配比处理，氮钾配比分别为 1∶1.5 （K1.5）、1∶2 （K2）、1∶2.5（K2.5） 和 1∶3（K3），其中 K3 处理为当地生产常规氮钾配比处理。每个处理设 3 次重复，随机区组设计。氮肥和磷肥用量同当地推荐施肥量，其中会理试验点氮肥用量为 N 45 kg/hm2，磷肥用量为 P2O5 75 kg/hm2；越西试验点氮肥用量为 N 45 kg/hm2，磷肥用量为 P2O5 90 kg/hm2。各处理均采用硝酸铵钙（27-0-0）、钙镁磷肥（0-12-0）和硫酸钾肥（K2O 50%）。会理和越西分别采用条施和穴施，所有肥料均在移栽期一次性施入。会理地区小区长 20 m，宽 4.8 m，小区面积 96 m2；越西地区小区长 15 m，宽 7.2 m，小区面积 108 m2，两地小区内行距和株距分别为 1.2 和 0.5 m。田间管理措施按照当地优质烟叶生产标准执行。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 烤烟干物质积累量
打顶后每个处理固定 5 株，分 3 次采收，分别在下部叶（4～5 片）、中部叶（7～8 片）、上部叶（5～6 片）成熟时采收，最后一次采收同时取根和茎。在 105℃下杀青 30 min，在 80℃下烘干至恒重，测量根、茎、叶的干物质重。
1.3.2 烤烟各器官养分含量
杀青烘干后的根、茎、叶样品粉碎后，参照 NY/T2419—2013 的方法用 H2SO4-H2O2 法消煮，连续流动分析仪测定氮和磷含量，火焰分光光度法测定钾含量。
1.4 数据统计分析
采用 Excel 2023 和 SAS 9.0 进行数据统计分析，处理间差异显著性均采用 LSD 法进行多重比较检验。
2 结果与分析
2.1 氮钾配比对烤烟干物质积累量的影响
氮钾配比对叶片、根系和茎的干物重均有显著影响（表2）。两个试验点 K2.5 处理的叶片干物重均显著大于 K1.5 和 K2 处理。K3 与 K2.5 处理叶片干物重的差异在不同地点间不一致，在会理，K3 处理叶片干物重显著大于 K2.5 处理，而在越西，K3 处理叶片干物重显著小于 K2.5 处理。K3 处理的根系干物重与 K1.5 处理没有显著性差异；与 K2.5 处理根系干物重的差异在不同地点间不一致， K3 的根系干物重在会理显著大于 K2.5 处理，而在越西则显著小于 K2.5 处理。K2 与 K2.5 处理茎干物重在两地无显著性差异；在会理，K3 处理茎干物重显著大于 K1.5 处理，在越西，K3 处理茎干物重则显著小于其余 3 个处理。增施钾肥对烤烟地上部干物质积累量和根冠比无显著性差异，会理地区各器官和地上部干物质积累量随钾肥施用量的增多而显著增加，而越西地区则出现了先增后减的趋势。
表2氮钾配比对烤烟各器官干物质积累量的影响
注：不同小写字母表示同一地点不同处理间的差异显著性检验达 0.05 水平。下同。
2.2 氮钾配比对烤烟各器官养分含量的影响
氮钾配比对烤烟根系、叶片的养分含量均有显著影响（表3）。在会理，K1.5 处理的根系含氮量显著小于 K3 处理，而叶片含氮量与 K3 处理无显著性差异；在越西，K1.5 处理的根系含氮量与 K3 处理无显著性差异，而叶片含氮量显著大于 K3 处理。在越西，不同处理间各器官的含磷量均无显著性差异；在会理，K3 处理根系含磷量显著大于 K2 处理，K3 处理叶片含磷量与其他处理无显著性差异，但 K2.5 处理叶片含磷量显著大于 K1.5 处理。不同处理间根系和茎的含钾量均无显著性差异；在会理，K3 处理叶片含钾量与其他处理无显著性差异，而 K1.5 处理叶片含钾量显著大于 K2 与 K2.5 处理，在越西，不同处理间叶片含钾量无显著性差异。不同氮钾配比对茎的养分含量均无显著性差异，说明增施钾肥对茎的氮、磷、钾的吸收和利用无显著性影响。
表3氮钾配比对烤烟各器官养分含量的影响
2.3 氮钾配施对烤烟各器官养分积累量的影响
氮钾配比对两地的烤烟根、茎、叶片氮积累量均有显著性影响（表4），但在不同地区表现不完全相同。氮钾配比对烤烟的茎氮积累量、氮收获系数、氮内在效率在两地的 4 个处理间均无显著性差异；在会理，K3 处理的叶片氮积累量显著高于其余 3 个处理，K3 处理的根系氮积累量显著高于 K1.5 和 K2 处理；在越西，K3 处理的叶片氮积累量则显著低于其余 3 个处理，其根系氮积累量与其余 3 个处理之间无显著性差异；K3 处理的总氮积累量显著高于 K1.5 和 K2 处理。在越西，K3 处理的总氮积累量显著低于 K2.5 处理。从整体来看，随着钾肥的增施，植株的氮积累量逐渐升高，但是增长的效率在逐步下降。越西地区烟株的氮积累量呈先增后降的趋势，拐点在 K2.5 处理附近。
表4氮钾配比对烤烟各器官氮积累量的影响
不同处理间磷内在效率和茎磷积累量均无显著性差异（表5）。在会理，K3 处理叶片磷积累量和根系磷积累量均显著大于 K2 处理；在越西，K3 处理叶片磷积累量和根系磷积累量则与其他处理无显著性差异，叶片磷积累量和根系磷积累量最大的处理分别为 K2 和 K2.5。在会理，K2.5 处理总磷积累量显著高于 K1.5 处理，K3 处理的磷收获系数显著高于 K1.5 和 K2 处理；在越西，不同处理间的总磷积累量和磷收获系数均无显著性差异。其中，会理地区叶片和茎的磷积累量随着钾肥的增施有先增后减的趋势，拐点在 K2.5 处理附近；磷收获系数和磷内在效率有逐渐增加的趋势；而越西地区烟株的磷积累量随着钾肥的增施有先增后降的趋势，拐点在 K1.5 与 K3 处理之间。
表5氮钾配比对烤烟各器官磷积累量的影响
不同处理间根系钾积累量和总钾积累量在 4 个处理间无显著差异（表6）。在会理，K3 处理叶片钾积累量显著高于 K2 处理，而与 K2.5 处理无显著性差异；在越西，不同处理叶片钾积累量无显著差异。在会理，不同处理间茎钾积累量和钾内在效率无显著差异；在越西，K3 处理茎钾积累量显著小于 K1.5 处理，K3 和 K2.5 处理的钾内在效率显著高于 K1.5 处理。在会理，K3 处理的钾收获系数显著大于 K2 和 K2.5 处理，在越西，不同处理钾收获系数无显著差异。从整体来看，虽然会理地区根系钾积累量、茎钾积累量、总钾积累量、钾内在效率均无显著性差异，但有随钾肥增施而增加的趋势。越西地区烟株的钾积累量有先增后减的趋势，拐点在 K2.5 处理附近。
表6氮钾配比对烤烟各器官钾积累量的影响
叶片干物质积累量与烤烟养分积累量显著相关 （表7）。叶片干物质积累量与烤烟总氮吸收量、总磷吸收量达到极显著正相关，与氮内在效率、磷内在效率呈极显著负相关，这表明在合理的氮钾配比下，增加氮、磷吸收量可能是干物质积累提高的主要原因之一；总氮吸收量、总磷吸收量和总钾吸收量分别与氮内在效率、磷内在效率和钾内在效率呈极显著负相关；叶片干物重与总钾吸收量无显著性关系，这说明增施钾肥可以增加干物重形成的原因是钾肥促进了植株对氮、磷等元素的吸收。
表7叶片干物质积累量同养分效率的相关分析
注：** 表示在 0.01 级别上相关性显著，* 表示在 0.05 级别上相关性显著。
3 讨论
氮素营养是决定烟草生长及产量和质量的首要元素，而钾素作为烟草的品质元素，两者之间的营养平衡及配合施用是生产优质高产烟叶的重要因素[16]。土壤中的钾和氮对植物的吸收利用存在着拮抗和促进的双重作用[17]，在本试验中，随着钾肥施用量的增加，会理烤烟各器官的氮吸收量和含氮量显著提高，说明施用钾肥可以促进烤烟对氮素的吸收利用，原因可能是增施钾肥可以促进根系对氮素的吸收和各器官之间的转运[18]。而越西地区则有先增后降的现象，各器官氮吸收量在处理 K2.5 达到最大，K3 处理的叶片氮吸收量显著小于 K2.5 处理，这与杨明华等[19]的研究结果相似。其他作物中同样出现了高钾肥施用量导致作物各器官氮吸收量和氮含量下降的现象[20]，说明过量施用钾肥可能会抑制烤烟对氮素的吸收利用。
烟叶含钾量是评价优质烤烟的重要指标之一，本研究表明，过量增施钾肥会导致叶片钾积累量下降。在本试验中，会理和越西两地烟叶含钾量随着钾肥施用量的增加而下降，会理地区 K1.5 处理的烟叶含钾量显著高于 K2 和 K2.5 处理，而两地根系含钾量则随着钾肥施用量的增加而增加，一方面可能是烟叶中的钾发生了外撤现象，烟叶中的钾通过根部排到了外界环境中[21]；另一方面可能是配施过量的钾肥会减少烤烟钾素的积累，降低叶片的钾素分配系数[22]。
磷是烟草生长不可缺少的元素之一，本试验表明，适量增施钾肥可以增加烤烟叶片和根系中的磷积累量，但并不会显著提升磷内在效率，这说明增施钾肥对磷素在植株体内的分配影响较小。总钾吸收量与总磷吸收量无显著性关系，但总氮吸收量与总磷吸收量之间显著正相关，说明氮肥对于烤烟磷素吸收的影响要大于钾肥，这与李君等[23]的研究结果一致。
烤烟干物质量是衡量烤烟产量的一个重要因素。研究表明，充足的钾素供应能够提高气孔导度，增加碳同化 CO2 的作用[24]，维持土壤钾素平衡，促进干物质的积累[25]。在本试验中，随着钾肥施用量的增加，会理和越西两地烤烟各器官干物质积累量显著上升，分别在 K3 和 K2.5 处理达到最大，但越西地区 K3 处理的烤烟干物质积累量较 K2.5 显著下降，这可能是在酸性土壤中过量施用钾肥导致了钾肥利用率降低[26]。
在本研究中，增施钾肥对越西地区的钾内在效率有显著性提升（表6），而越西地区 K3 处理叶片干物重显著小于 K2.5，说明在该条件下，增施钾肥对烤烟吸收钾素的影响显著大于对烤烟干物重形成的影响。增施钾肥对两地烟株的氮内在效率和磷内在效率以及会理地区的钾内在效率无显著影响，说明增施钾肥对烟叶中的养分分配影响不大。
在本试验中，两地基础地力相差较大可能是导致部分差异出现的根本原因，其中包括越西地区 K3 处理烤烟各器官干物质积累量显著下降和叶片氮积累量显著下降等，可在后期选择地力相近的土壤探明下降的根本原因。
4 结论
综合两地试验结果，1∶2.5 的氮钾配比可显著提高烤烟叶片干物质积累量，增加叶片氮和磷积累量，较常规生产 1∶3 的氮钾配比在烤烟生长和养分吸收上无显著性差异。在凉山烟区，调整为 1∶2.5 氮钾配比可实现钾肥减施和氮钾合理配施。