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Effects of potassium fertiliser on potassium content in flue-cured tobacco leaves and the economic benefits in Gansu province

施钾水平对甘肃烤烟钾含量及经济效益的影响



全 文 :书施钾水平对甘肃烤烟钾含量及经济效益的影响
胡娟1,邱慧珍1,何秀成1,张文明1,李亚娟2,张春红1
(1.甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃 兰州730070;2.甘肃农业大学草业学院,甘肃 兰州730070)
摘要:针对甘肃烤烟生产中存在的烟叶钾含量低和种植效益不高等问题,于2007年在庆阳市正宁县布置大田试
验,在等氮磷用量基础上,研究了施钾水平(0,90,180,270K2Okg/hm2)对烤烟钾含量及经济效益的影响。结果表
明,烟叶钾含量随施钾水平的提高而增加,以施钾量为270K2Okg/hm2 时最高,中部叶片钾含量可达2.11%,接近
云南和贵州烟区的烟叶钾含量;不同叶位叶片钾含量对施钾水平的反应不同,以中部叶最为敏感;施用钾肥后,烟
株上、中、下部叶片钾含量的高低顺序发生改变。烟叶产量、均价、中上等烟比例和产值等经济效益参数均随施钾
水平的提高而持续增加,说明增施钾肥可通过提高产量和改善品质提高烤烟种植的经济效益。在本试验条件下,
最佳施钾量可能在270K2Okg/hm2 以上。
关键词:烤烟;钾含量;产量;经济效益
中图分类号:Q946;S572.062  文献标识码:A  文章编号:10045759(2010)05015605
  我国烟草(犖犻犮狅狋犻犪狀犪)的种植面积和产量均居世界首位,在我国国民经济中占有重要地位[1]。然而,与津巴
布韦和美国等国家相比,我国的烟草行业大而不强,表现为产量高、出口量低、种植效益差[24]。我国烟叶的总体
质量与世界优质烟生产国家有较大差距,主要原因之一是烟叶钾含量低[1,5]。一般认为,烤烟烟叶钾含量的正常
值是2%~8%[6],最低含钾量不小于2%[79],而我国13个主要烟区烟叶钾含量普遍偏低,一般为2%左右,北方
烟区烟叶钾含量多在1%~2%[5,10]。因此,通过营养调控提高烟叶钾含量对中国烟叶品质的改善具有十分重要
的意义[1114]。
钾是植物生长的必需营养元素,也是所有活有机体必需的一价阳离子,钾的某些生理功能是其他一价阳离子
无法代替的[14]。对于烟草而言,钾不仅是吸收量较大的元素,其吸钾量一般是吸氮量的1.35倍,吸磷量的3.5
倍[5],同时钾还是烟草最重要的品质元素之一,在烟株体内参与几乎所有的代谢过程,并对烟叶的品质起着十分
重要的作用[7,8,15,16]。烟叶的钾含量直接影响其香气的质和量[16],也与燃烧性和保火性密切相关[17,18]。钾含量
高的烟叶油分足、富有弹性和韧性,加工后的烟丝燃烧性好[19],而且阴燃持火力大,从而可减少有害物质的产生,
提高卷烟制品的安全性[20]。因此,为了提高烟叶钾含量,改善烤烟品质,烟农常采用高于最高产量施肥量的钾肥
用量。有学者认为,必须施用高于2~3倍最佳产量需钾量的钾肥,才能获得优质烟叶[18]。然而,在实际生产中
肥料施用量必须考虑到施肥对作物经济效益的影响[21],许多研究表明在某种程度上,肥料投入与经济效益呈负
相关[22,23]。因此前人对烤烟氮磷钾的合理用量及其配比,特别是对最佳钾肥施用量的研究较多[24]。
烤烟种植区位于甘肃省庆阳地区南部的正宁县,属优质烤烟种植适宜区,许多气象因子接近或优于全国著名
烤烟生产基地云南玉溪,烤烟栽培历史悠久,且烤烟生产已成为富民强县的一大支柱产业。然而,由于不合理施
肥及长期连作等原因造成烟叶产量和品质持续下降,烟叶含钾量仅为0.75%,严重制约当地烤烟生产向规模化、
优质化和高效化的方向发展[25]。因此,如何通过提高烤烟钾含量改善品质,已成为该县烤烟种植中亟待解决的
问题,而有关正宁烤烟的相关研究鲜见报道。为此,通过田间试验,以期通过配方施肥和营养调控等措施提高烤
烟的钾含量,为指导当地的烤烟生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
田间试验于2007年在甘肃省庆阳市正宁县进行。正宁县地处黄土高原沟壑区,属于黄淮海第3大烟区,渭
156-160
2010年10月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第19卷 第5期
Vol.19,No.5
 收稿日期:20090911;改回日期:20091027
基金项目:优质烤烟测土配方施肥项目(GK0711)资助。
作者简介:胡娟(1985),女,甘肃天水人,在读硕士。Email:hujuan505@126.com
通讯作者。Email:hzqiu@gsau.edu.cn。
北高塬陕北丘陵沟壑第2烤烟小区,属于优质烤烟种植的适宜区。全县烤烟主产区乡镇海拔一般处于1177~
1250m,全年日照2447.4h,日照率55%,烤烟生育期≥10℃积温为2900℃,降水量约630mm,蒸发量1500
mm,无霜期180d左右。光照充足,热量富裕。供试土壤为黑垆土,基本理化性状见表1。
表1 供试土壤的基本理化性状
犜犪犫犾犲1 犅犪狊犻犮狆犺狔狊犻犮狅犮犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳狊狅犻犾狌狊犲犱
pH 值
Value
有机质
Organicmatter(g/kg)
全氮
TotalN(g/kg)
碱解氮
AvailableN(mg/kg)
速效磷
AvailableP(mg/kg)
速效钾
AvailableK(mg/kg)
8.33 12.75 0.80 53.15 10.62 150.60
1.2 试验设计与方法
本研究是“庆阳市优质烤烟测土配方施肥和标准化生产技术集成研究与示范推广”田间试验的一部分,是农
业部《测土配方施肥技术规范》中“3414”完全方案中的钾组处理,共4个水平:K0:不施钾肥,K1:K2水平×0.5,
K2:当地最佳施钾量,K3:K2水平×1.5(该水平为过量施钾水平)。
每一水平的施钾量(K2O)分别为0,90,180,270kg/hm2。每处理3次重复,随机区组排列,小区面积66m2
(12.0×5.5),行距1.1m,株距0.6m,种植密度为1.653×104 株/hm2。供试品种为当地当家品种CV70,由正
宁县烟叶生产管理局提供,烟苗采用切块育苗。
所有小区不施有机肥,氮肥用量为60Nkg/hm2,N∶P2O5∶K2O比例为1∶1.5∶3,氮肥用硝铵磷(N含量
32%,P2O5 含量4.4%),磷肥用过磷酸钙(P2O5 含量16%),钾肥用硫酸钾(K2O含量50%)。施肥和起垄同步
进行,采用双层施肥技术,下层肥料于4月10日起垄前用犁开出深0.2m的沟,并将氮肥的85%,磷肥和钾肥的
70%施入沟中,之后起垄,垄高0.1m,垄宽0.55m,起垄后覆膜;上层肥料于5月12日移栽时施入,用打窝器在
垄面上打出深0.15m的移栽穴,将剩余的氮磷钾肥施入穴中,覆土后栽上烟苗,窄膜单行。
1.3 样品采集与分析
根据“生不采,熟不漏”的原则,成熟一片采收一片,分小区单独采烤、单独记产、计值,烘烤后按小区分下部叶
(从下至上第1~7位叶,去掉1~2片无效叶,共采收5片有效烟叶)、中部叶(第8~14位叶)和上部叶(第15~20
位叶)各取混合样300g,75℃烘干,粉碎过1mm筛待用。
样品钾含量的测定:浓H2SO4-H2O2 消煮,火焰光度计测定[26]。
起垄前采集土壤基础土样,测定土样的基本理化性状[27]。
1.4 试验数据处理
试验数据采用EXCEL2003和SPSS11.5软件
进行统计分析,用新复极差法进行平均数的显著性检
验。
2 结果与分析
2.1 施钾水平对烤烟不同叶位钾含量的影响
试验结果表明,随施钾水平的提高,烤烟叶片的钾
含量明显增加(表2)。
烤烟叶片钾含量随施钾水平的提高而增加,以K3
水平增加的幅度最大,上、中、下部叶片钾含量分别比
对照增加了55%,80%,56%(表2)。由此可见,增施
钾肥是提高烤烟叶片钾含量的有效途径[1,28,29]。在本
试验条件下,当施钾量为K3水平,即270kg/hm2 时,
中部叶片钾含量可达2.11%,不仅远高于我国北方烟
表2 施钾水平对烤烟叶片钾含量的影响(平均值±标准差)
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狆狅狋犪狊狊犻狌犿犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狉犪狋犲狊狅狀狆狅狋犪狊狊犻狌犿
犮狅狀狋犲狀狋犻狀犳犾狌犲犮狌狉犲犱狋狅犫犪犮犮狅犾犲犪狏犲狊(犕犲犪狀±犛犇)
处理
Treatment
钾含量 Kcontent(%)
上部叶
Upperleaves
中部叶
Middleleaves
下部叶
Bottomleaves
K3 1.95±0.015a 2.11±0.132a 1.92±0.228a
K2 1.79±0.026b 1.98±0.220b 1.84±0.187a
K1 1.53±0.014c 1.62±0.109c 1.51±0.120ab
K0 1.26±0.100d 1.17±0.124d 1.23±0.193b
 注:同列不同小写字母表示0.05水平差异显著。下同。
 Note:Thedifferentsmallettersinthesamecolumnstandforsignifi
cantdifferenceat0.05level.Thesamebelow.
751第19卷第5期 草业学报2010年
区烟叶钾含量的平均水平,而且接近云南和贵州烟区烟叶的钾含量[30]。
试验结果也表明,烤烟不同叶位叶片的钾含量对施钾水平的的反应明显不同。
不同叶位中以中部叶片钾含量的增幅最大。与K0相比,中部叶在K1、K2、K3处理中的钾含量分别增加了
39%,69%,80%,上部叶和下部叶分别增加了21%,42%,55%和23%,50%,56%。
当施用钾肥后,不同叶位叶片的钾含量高低顺序发生了变化。在K0处理中,以中部叶的钾含量最低,当施
用钾肥后,中部叶片钾含量明显高于上部叶和下部叶,尤其是在高钾水平处理中,说明中部叶钾含量对钾肥的敏
感程度最高,其可能的原因是中部叶的生长时期正是烟叶钾素吸收积累的高峰期[31,32]。
在收获的18片烟叶中,中部叶为第8~14片叶,占收获叶片的39%,中部叶钾含量的提高对增加单位面积
的产值有重要意义。因为烟叶钾含量越高,品质越好,中上等烟比例也越高,因而单位面积的烟叶产值也高[33]。
2.2 施钾水平对烤烟产量和经济效益的影响
试验结果表明,烤烟产量、均价、中上等烟比例和产值等经济效益参数均随施钾水平的提高而增加(表3)。
表3 施钾水平对烤烟产量及经济效益的影响
犜犪犫犾犲3 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狆狅狋犪狊狊犻狌犿狉犪狋犲狊狅狀狔犻犲犾犱犪狀犱犲犮狅狀狅犿犻犮犫犲狀犲犳犻狋犻狀犳犾狌犲犮狌狉犲犱狋狅犫犪犮犮狅
处理
Treatment
产量
Yield
(kg/hm2)
均价
Averageprice
(元Yuan/kg)
中上等烟比例
Ratioofmidhigh
gradeleaves
(%)
产值 Output
产值
Outputvalue
(元Yuan/hm2)
增产值
Increasedoutputvalue
(元Yuan/hm2)
增加的百分比
Increased
percentage(%)
肥料成本
Fertilizer
input
(元Yuan/hm2)
增加的纯收入
Increasednet
profit
(元Yuan/hm2)
K3 2706a 8.49a 79.50a 22958a 7743.2 50.9 2718 5533.7
K2 2567b 8.18a 79.66a 21008b 5793.0 38.1 2070 4231.0
K1 2320c 7.47b 71.43b 17325c 2109.8 13.9 1422 1195.8
K0 2271c 6.70c 65.44c 15215d - - 508 -
 注:供试肥料价格,N:6.9元/kg,P2O5:4.0元/kg,K2O:7.2元/kg。
 Note:Priceoffertilizerused,N:6.9yuanRMB/kg,P2O5:4.0yuanRMB/kg,K2O:7.2yuanRMB/kg.
随施钾水平的提高,烤烟产量随之增加,说明钾素
图1 施钾水平对烤烟产量的增产效应
犉犻犵.1 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狆狅狋犪狊狊犻狌犿犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狉犪狋犲狊狅狀
狋犺犲狔犻犲犾犱犳犾狌犲犮狌狉犲犱狋狅犫犪犮犮狅
可增强烤烟对营养物质的吸收,同时促进生物量增加
及干物质积累,因而,增施钾肥可提高烤烟产量。与
K0相比,K1、K2和 K3处理的产量分别增加了2%,
13%和19%,但K1和K0间的差异不显著(表3)。出
现这一结果的原因之一是供试土壤的速效钾含量仅为
150mg/kg,这一水平在我国植烟土壤钾素分级指标
中属于缺钾水平[18],说明本试验的施钾水平设置偏
低,施钾水平和产量之间关系的分析结果(图1)也说
明了这一点。
在本试验条件下,无法用经典的一元二次肥料效
应模型拟合施钾水平与产量之间的关系,由于施钾水
平与烤烟产量之间的关系属非典型模型,因此,在本试验条件下,无法计算相应的施肥参数,推测经济最佳施钾量
与最高产量施钾量可能在 K3水平以上(图1)。这一水平高于我国黄淮烟区钾肥推荐用量180~225K2O
kg/hm2[19],因此,有关当地钾肥施用量参数的确定有待于进一步试验。
随施钾水平的提高,烤烟的均价、中上等烟比例和产值也随之增加。与K0相比,K1、K2和K3处理的均价
分别提高了0.77,1.48和1.79元/kg,中上等烟比例分别提高了5.99%,14.22%和14.06%,产值分别增加了
851 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5
2110,5793和7743元/hm2(表3),说明施钾量越高,产值越高。
尽管均价和中上等烟比例在K2和K3水平间的差异不显著,但是二者间的产值差异显著。综合肥料成本的
经济效益分析结果表明,单位面积的纯收入K3比K2增加了1300元/hm2(表3),由此可见,增施钾肥不仅可明
显提高烤烟产量,同时通过增加叶片的钾含量改善烟叶的品质,从而对提高单位面积的产值有重要意义。
3 小结
烟叶钾含量随施钾水平的提高而增加,以K3水平增加的幅度最大,中部叶钾含量达2.11%。
烤烟不同叶位叶片钾含量对施钾的反应明显不同,随施钾量的提高,中部叶钾含量增加幅度最大。
施用钾肥后,烟株上、中、下部叶片钾含量的高低顺序发生改变。
随施钾水平的提高,烤烟产量随之增加,但可能由于本试验的处理水平不够,推测经济最佳施钾量与最高产
量施钾量可能在K3水平以上。
随施钾水平的提高,烤烟均价、中上等烟比例和产值均随之增加。
在正宁县目前的生产条件下,在氮、磷肥用量为60Nkg/hm2 和90P2O5kg/hm2 的基础上,当施钾量为K3
水平,即270K2Okg/hm2(N∶P2O5∶K2O比例为1.0∶1.5∶3.0)时即可获得最高的经济效益。
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犈犳犳犲犮狋狊狅犳狆狅狋犪狊狊犻狌犿犳犲狉狋犻犾犻狊犲狉狅狀狆狅狋犪狊狊犻狌犿犮狅狀狋犲狀狋犻狀犳犾狌犲犮狌狉犲犱狋狅犫犪犮犮狅
犾犲犪狏犲狊犪狀犱狋犺犲犲犮狅狀狅犿犻犮犫犲狀犲犳犻狋狊犻狀犌犪狀狊狌狆狉狅狏犻狀犮犲
HUJuan1,QIUHuizhen1,HEXiucheng1,ZHANGWenming1,
LIYajuan2,ZHANGChunhong1
(1.ColegeofResourcesandEnvironmentalSciences,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,
China;2.ColegeofPrataculture,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Lowpotassium(K)contentinfluecuredtobaccoleavesandtheloweconomicbenefitsoffluecured
tobaccohavebeenabigproblemintobaccoproductionbecauseofinadequatefertilizationinGansuprovince.
TheeffectsofdifferentKratesonKcontentinfluecuredtobaccoleavesandthesubsequenteconomicbenefits
werestudiedinafieldtrialinZhengningcounty,Qingyangcity,Gansuprovincein2007.ThefourKrates
were0,90,180,and270K2Okg/ha(treatmentsK0,K1,K2andK3).TheKcontentinfluecuredtobacco
leavesincreasedwithKfertilizationratesandreachedapeakattherateof270K2Okg/ha.TheresponseofK
contentinleavestoKapplicationdifferedwithleafposition,andthemostsensitiveresponsewasinthemiddle
leaves.KfertilizerapplicationhadsignificanteffectsontheorderofKcontentinupper,middle,andbottom
leaves,whichchangedinK1,K2,andK3treatmentscomparedwithK0.Thefluecuredtobaccoyield,average
price,ratioofmidhighgradeleaves,outputvalue,andothereconomicbenefitparameterswerealincreased
withincreasedKfertilizerrate.ThereforeincreasedKfertilizerapplicationcouldincreaseeconomicbenefitsof
fluecuredtobaccobyenhancingyieldandimprovingquality.Inthisfieldtrial,thebestKapplicationratewas
atleast270K2Okg/ha.
犓犲狔狑狅狉犱狊:fluecuredtobacco(犖犻犮狅狋犻犪狀犪);potassiumcontent;yield;economicbenefit
061 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5