摘要
以往针对烟草黄腐酸钾施用效果的研究多以基施为主，且用量较大，同时取代了部分钾肥，但黄腐酸钾价格较高；当今工艺下的水溶性也越来越好，灌施成为一种经济高效的施用方式。因此，研究以‘云烟 87’为试验材料，在恩施地区通过先确定钾肥用量，再探究灌施小剂量黄腐酸钾对烤烟外观质量、感官质量、化学指标和经济性状的影响。结果表明：钾肥用量（K2O）270 和 405 kg/hm2 处理对烟叶糖碱比、氮碱比、钾氯比等化学性质和产值、中上等烟率等经济性状的提升作用均高于钾肥用量 135 kg/hm2 处理，根据钾肥施用量与烤烟产值的一元二次效应方程，并结合烟叶化学成分，当地钾肥施用量每公顷提高 45 kg 时可以取得更好的效果。相比钾肥用量 315 kg/hm2 处理，配施 15 或 30 kg/hm2 黄腐酸钾可进一步改善烟叶内在化学成分的协调性，提升烟叶外观质量指数和感官质量，最终使烟叶的产值比常规施肥提升 23%、中上等烟率提高 1 个百分点。综合烟叶产质量，推荐恩施地区在钾肥用量 315 kg/hm2 的基础上灌施 25 kg/hm2 黄腐酸钾。
Abstract
Previous studies on exploring the effect of potassium fulvic acid in tobacco were mainly based on basal application， and the dosage was large，which replaced part of the potassium fertilizer by the way．However，the price of potassium fulvic acid is high，and the water solubility under the current process is getting better and better，irrigation has become an economically efficient way of applying potassium fulvic acid．In this study，‘Yunyan 87’was took as the test material，the amount of potassium fertilizer was determined and then the fertigation of low dosage potassium fulvic acid on the appearance quality，sensory quality，chemical indexes and economic characteristics of flue-cured tobacco were explored in Enshi area． The results showed that the application of potassium fertilizer（K2O）270 and 405 kg/hm2 treatments had higher effects on the chemical properties of tobacco leaves，such as sugar-alkali ratio，nitrogen-alkali ratio，potassium-chloride ratio，and economic traits such as output value，medium and upper tobacco rate than the 135 kg/hm2 treatment．The effect could be better when the local potassium fertilizer application rate increased by 45 kg/hm2 according to the one-dimensional quadratic effect equation of potassium fertilizer application rate and flue-cured tobacco output value，combined with the chemical composition of tobacco leaves．Compared with the 315 kg/hm2 polassium fertilizer treatment，the combined application of 15 or 30 kg/hm2 potassium fulvic acid improved the coordination of the intrinsic chemical composition of tobacco leaves， improved the appearance quality index and sensory quality of tobacco leaves，and finally increased the output value of tobacco leaves by 23% and the rate of medium and upper grade tobacco by 1 percentage point，compared with conventional fertilization．Based on the yield and quality of tobacco leaves，it was recommended to fertigation 25 kg/hm2 potassium fulvic acid on the basis of the potassium fertilizer dosage of 315 kg/hm2 in Enshi area．
Keywords
恩施地区拥有适宜烟草生长发育的优良环境，是湖北省烟草的主要种植区。‘云烟 87’是我国优质烤烟品种之一，其拥有油分多、吃味和香气好并且抗病、适应性强等优点，在我国各烟区都有较大的种植面积[1]，因此也是恩施地区主要种植的烤烟品种之一。通过施肥措施来保证或进一步提高 ‘云烟 87’的产质量一直是恩施植烟区关注的重点。
黄腐酸钾作为一种高效的生理活性物质，它既能起到黄腐酸对植物生长的刺激作用，补充钾元素，又能改善土壤结构和功能，促进植物对养分的高效吸收[2-3]。因此，近些年，其在烟叶香气增加、品质和产量提升上的积极作用也多有报道[4-5]。但这些研究中黄腐酸钾用量普遍偏大，多以固体基施为主，用黄腐酸钾中的钾部分替代了钾肥，但黄腐酸作为一种宝贵资源，其价格不断攀升，施用量大必然导致推广应用受阻。现今随着黄腐酸钾生产工艺的改进，其水溶性越来越好，采用灌根施用即可以极大的降低施用量，也可以显著提升利用效率[6]。因此，尽可能高效的发挥黄腐酸钾的施用效果对烤烟的提质增效及应用推广就显得尤为重要。
钾肥在改善烟叶品质、提高烤烟产量方面的重要作用已被人们熟知[7-9]。实际生产中钾肥的不足或长期过多投入均会对烟草品质产生不利影响[10-11]，因此，在明确钾肥用量的基础上，探寻更加经济高效的黄腐酸钾施用方案具有重要的生产实践意义，而目前关于这方面的报道较少。因此，本研究通过分析其对烤烟品质和经济性状的影响，旨在为恩施烟区钾肥及黄腐酸钾的合理配施和推广应用提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于 2022 和 2023 年 3—11 月在湖北省恩施州利川市柏杨镇烟区进行，土壤基础理化性质为 pH 6.58、有机质含量 17.46 g/kg、碱解氮含量 105.00 mg/kg、有效磷含量 28.64 mg/kg、速效钾含量 196.50 mg/kg。
1.2 试验材料
供试烟草为‘云烟 87’，供试肥料为硝基氮磷肥（N∶P2O5=29∶7）、过磷酸钙（P2O5 12%）、硫酸钾 （K2O 50%）、烟草专用肥（N∶P2O5∶K2O=8∶12∶24） 和黄腐酸钾（黄腐酸 50%）。
1.3 试验设计
田间试验采用随机区组设计，2022 年田间试验设 4 个处理，分别为不施钾肥（K0）、K2O 135 kg/hm2 （K135）、K2O 270 kg/hm2 （K270）、K2O 405 kg/hm2 （K405）。各处理氮磷肥施用量均为 N 90 kg/hm2、 P2O5 135 kg/hm2，氮、磷、钾肥肥源分别为硝基氮磷肥、过磷酸钙、硫酸钾。
2023 年田间试验设 5 个处理，分别为常规施肥 1125 kg/hm2 （CK）、K2O 315 kg/hm2 （K315）、 K315+ 黄腐酸钾 15 kg/hm2 （FA-K15）、K315+黄腐酸钾 30 kg/hm2 （FA-K30）、K315+ 黄腐酸钾 45 kg/hm2 （FA-K45）。各处理氮磷肥施用量均为 N 90 kg/hm2、 P2O5 135 kg/hm2，常规施肥肥源为烟草专用肥，其他处理氮、磷、钾肥肥源分别为硝基氮磷肥、过磷酸钙、硫酸钾。
试验小区面积均为 33 m2，种植密度均为 50 株 / 区（按 15000 株 /hm2 计算），各处理均设置 1.5 m 保护行。每个处理 3 次重复，采用随机区组排列，在移栽前 30 d，将基肥（烟草专用肥和氮磷钾肥） 开沟条施，黄腐酸钾在移栽时灌根，烟苗于 2022 年 5 月 8 日和 2023 年 5 月 13 日分 3 垄移栽。其他田间栽培管理措施与当地优质烟叶生产栽培管理措施保持一致。
1.4 样品测定
1.4.1 烟叶内在化学成分测定
采收烘烤后，每个处理的烤后烟样选取中桔三 （C3F）级烟叶各 1 kg 在 105℃杀青 30 min 后，烘干称量样品干重，磨细、过筛（0.45 mm）后进行烟碱、总氮、还原糖、总糖、钾、氯等主要化学成分测定。总糖和还原糖含量参照《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法》（YC/T159—2019）测定，烟碱含量参照《烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动法》（YC/T160—2002）测定，氯含量参照 《烟草及烟草制品氯的测定连续流动法》（YC/T162—2011）测定，总氮含量参照《烟草及烟草制品总氮的测定连续流动法》（YC/T161—2002） 测定，总钾含量参照《烟草及烟草制品钾的测定连续流动法》（YC/T217—2007）测定，并计算糖碱比（还原糖 / 烟碱）、氮碱比（总氮 / 烟碱）和钾氯比（钾 / 氯）。
1.4.2 经济性状测定
采烤结束后，以处理为单位单独采收、分级、计产。按照 42 级国家分级标准对实验各处理进行分级计算产量，分级时按等级记载烟叶重量、产值，统计中上等烟比例及均价等经济性状。
1.4.3 外观品质测定
分别选取各处理烤制后中部 C3F 级烟叶样品 1 kg，由湖北烟草科学研究院组织专家依据《烤烟》 （GB 2635—1992）分级标准，选择油分、成熟度、柔软度、叶片结构、身份、颜色、色度等指标制定外观质量评分标准。各项外观指标质量分值为 10，专家根据视觉和触觉对烟叶进行主观评分，以 0.5 分为计分单位。采用外观质量指数对烟叶外观质量进行综合评价，烟叶外观质量评分越高，其外观质量越好。外观质量各评价指标的权重，油分、成熟度、柔软度、叶片结构、身份、颜色及色度指标的权重分别为 2.5、1.5、2.0、1.0、0.5、1.5 和 1.0，通过指数和法确定烟叶外观指数（AQI）计算公式：，其中 Ai 为外观质量评价指标的权重，Bj 为外观质量评价指标分值。评分细则如表1所示。
表1外观质量评分表
1.4.4 感官品质测定
分别选取各处理烤制后中部 C3F 等级烟叶样品 1 kg，由湖北省烟草科学研究院组织专家对烤后烟叶进行感官评吸鉴定。各质量特征满分均为 9 分，最小分值单位为 0.5 分；权重设置为香气质 0.2、香气量 0.2、杂气 0.15、刺激性 0.15、余味 0.2、燃烧性 0.05、灰色 0.05。个人计算烤烟原烟感官质量评价总分精确至 0.01。X=100/9× ∑（Ki ×Xi）式中： Xi 为某单项指标平均得分；Ki 为某单项指标对应的权重；X 为评价总分。风格特征、可用性不设权重，且不计入总分。评分细则见表2。
表2感官质量评分表
1.5 数据处理
使用 Excel 2019 进行数据整理，使用 SPSS 20.0 对数据进行显著性分析，使用 Origin 2021 对试验所得数据进行统计分析与作图。
2 结果与分析
2.1 不同钾肥用量对‘云烟 87’烤后烟叶内在化学成分的影响
钾肥过少或过多对‘云烟 87’的品质均会产生不利影响（表3）。K270 和 K405 处理的总糖和还原糖含量均不同程度的高于 K0 和 K135 处理，K270 处理的总氮和总钾含量均显著高于 K0 和 K135 处理，但总氮含量与 K405 处理无显著差异，K270 处理的烟碱和氯含量显著低于 K0 和 K135 处理，但与 K405 处理无显著差异 （表3）。不同处理的糖碱比、氮碱比和钾氯比表现均为 K270>K405>K135>K0，且各处理间的差异多达到显著水平（表3）。整体而言，适宜施钾量下‘云烟 87’ 的常规化学成分及其协调性更优。
表3不同钾肥用量对‘云烟 87’烤后烟叶内在化学成分的影响
注：表中小写字母表示不同处理间差异达 5% 显著水平。表4、5、8 同。
2.2 不同钾肥用量对‘云烟 87’经济性状的影响
施钾显著提高了‘云烟 87’的产值（表4）。不同施钾量处理下，‘云烟 87’的产值、产量、均价和中上等烟率虽然没有达到显著差异，但相比 K135 处理，K270 和 K405 处理下‘云烟 87’的各经济性状均有不同程度的提升，其中以 K270 处理的产量、产值和中上等烟率最高。根据钾肥施用量与烤烟产值一元二次效应方程（图1），并结合内在化学成分变化，可推断钾肥施用量为 315 kg/hm2 左右时效果最优。
表4不同钾肥用量对‘云烟 87’经济性状的影响
图1钾肥施用量与烤烟产值效应模型
2.3 钾肥最佳施用量配施不同用量黄腐酸钾对 ‘云烟 87’烤后烟叶内在化学成分的影响
配施黄腐酸钾可使‘云烟 87’的化学成分更加协调（表5）。相比 CK 和 K315 处理，配施黄腐酸钾显著提高了烟叶总糖和还原糖含量，虽对总氮、总钾的提升和对烟碱、氯含量的降低作用未全部达显著水平，但也表现出不同程度的正效应，其中以 FA-K30 和 FA-K15 处理的施用效果最优，糖碱比、氮碱比和钾氯比也表现为 FA-K30>FA-K15>FA-K45 （表5）。
2.4 钾肥最佳施用量配施不同用量黄腐酸钾对 ‘云烟 87’外观质量的影响
各处理烟叶成熟度、叶片结构指标评分一致，分别为 8.5、9，均达到了最高档次，表明烟叶均已成熟且叶片结构疏松（表6）。灌施黄腐酸钾对烟叶的外观质量有一定的提升作用，具体表现为相比 CK 和 K315 处理，灌施黄腐酸钾提高了‘云烟 87’的油分、颜色和色度评分，使色度档次由 “中”提升为“强”，基本不改变柔软度和身份指标的评分结果（表6）。从烟叶外观质量指数可以看出，不同黄腐酸钾配施量的表现为 FA-K15>FA-K30>FA-K45。
表5不同黄腐酸钾用量处理对烤后烟叶内在化学成分的影响
表6不同黄腐酸钾用量对烤烟烟叶外观质量的影响
2.5 钾肥最佳施用量配施不同用量黄腐酸钾对 ‘云烟 87’感官质量的影响
灌施黄腐酸钾可使‘云烟 87’的感官质量得到明显提升（表7）。相比 CK 和 K315 处理，灌施黄腐酸钾不同程度地提高了烟叶香气质、香气量、余味并降低了杂气，但随着黄腐酸钾用量的增加，这几项指标又有一定的反弹趋势。总体来看，以 FA-K15 处理的感官质量总分最高，相比 CK 感官质量总分可提高 4.7 分。
2.6 钾肥最佳施用量配施不同用量黄腐酸钾对 ‘云烟 87’经济性状的影响
灌施黄腐酸钾显著提高了‘云烟 87’的产量、产值，其中 FA-K15 处理相比 CK，产量、产值提升可分别达 19.6%、23.3%（表8）。灌施黄腐酸钾虽对均价和中上等烟率的影响未达到显著水平，但也起到了不同程度的提升作用（表8）。不同黄腐酸钾灌施量下，烟叶各经济性状指标差异较小，其中 FA-K15 的各项指标均表现较好。根据黄腐酸钾施用量与烤烟产值一元二次效应方程（图2），并结合烟叶质量，可推断黄腐酸钾灌施量为 25 kg/hm2 左右时效果最优。
表7不同黄腐酸钾用量对烤烟烟叶感官质量的影响
表8不同黄腐酸钾用量对‘云烟 87’经济性状的影响
图2黄腐酸钾施用量与烤烟产值效应模型
3 讨论
钾元素是烟株体内 60 多种酶的活化剂，参与烟株的碳氮代谢等各种生物化学过程。烟草作为高需钾植物，对烟草产质量的正效应已被烟农们普遍知晓，但烟草施钾量的确立一定要结合当地自然环境和土壤钾素水平。本研究中土壤速效钾含量为 196.50 mg/kg，也是恩施大部分烟区的土壤速效钾含量水平[12]，处在《中国植烟土壤及烟草养分综合管理》中的适宜范围[13]，因此当地烟草的施钾量多为 270 kg/hm2，从试验处理中 4 个钾水平处理可以看出，其综合表现最好。但根据一元二次效应函数，钾肥用量如果提升到 315 kg/hm2 可以取得更好的效果，这从 2023 年 CK 与 K315 处理在内在化学成分、外观质量、感官质量和经济性状等指标的对比上可以得到验证。特别是针对恩施地区降雨量丰富、烟区地形多有坡度，钾流失风险高的特点更有必要进一步提高施钾量。
黄腐酸钾在提高烤烟农艺性状、经济性状以及烟叶品质等方面突出功效已多有报道[14-17]。以基肥的方式施用黄腐酸钾 300 kg/hm2 时，能明显改善烟株农艺性状，提高烟叶品质和经济性状[18]。陈亚茹等[19]指出塘施黄腐酸钾用量为 150 kg/hm2 时能有效促进烟株对钾素的吸收，提高烤烟的产量和产值，改善烟叶品质。曾宇[20]的研究表明追肥环施黄腐酸钾用量为 450 kg/hm2 时，能显著提高烤烟农艺性状和经济性状，改善成熟度、油分等烟叶外观质量，提高烟叶内在化学成分协调性以及香气质、香气量、余味得分等评吸质量。任杰等[21]指出硫酸钾和黄腐酸钾的钾素比例为 3∶7 时，烟株发育最好，产量、产值最高，经济性状最优，烤后烟叶的外观质量最好。从这些研究可以看出，黄腐酸钾施用量普遍偏高，而其目前市场价多为 20～40 元 /kg，远高于硫酸钾 4～6 元 /kg，因此用黄腐酸钾部分替代钾肥或者大量施用黄腐酸钾都会极大地提高烟农的种植成本。当前，随着黄腐酸钾生产工艺的改进，黄腐酸钾水溶性越来越高[22]，因此，相比和复合肥一起基施，通过烤烟移栽时灌根施用，既可以极大地降低黄腐酸钾用量又可以提高施用效果，这从本研究得到了很好的验证。并且本研究发现 15～30 kg/hm2 黄腐酸钾灌根处理相比常规施肥，烤烟产值提升了 18.8%～23.3%，同时，可以明显提高烤烟内在化学成分协调性、外观质量和感官质量。
4 结论
综合分析‘云烟 87’的各质量指标及经济性状，建议恩施地区在保持现有氮磷肥用量的基础上，将钾肥用量由 270 kg/hm2 提高到 315 kg/hm2，并灌施 25 kg/hm2 黄腐酸钾，可有效提升‘云烟 87’ 的产质量。