王筱滢，刘青丽，李志宏，张美娟，王 鹏，黄纯杨，彭玉龙，张之矾，孟 源，张云贵*

（1．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，烟草行业生态环境与烟叶质量重点实验室，北京 100081；2．黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江 大庆 163319；3．贵州省烟草公司遵义市公司，贵州 遵义 563000）

钾是影响烤烟生长最重要的品质元素之一［1］，钾与烟株体内的光合作用、呼吸作用及碳水化合物、蛋白质及油脂的合成、转化等许多代谢过程有着密切关系，能促进或平衡生理活动，适量的钾可明显地增强烟株抗逆性，改善烤烟的燃烧性，提高烟叶香、吃味等［2-5］。根际作为植物根系争夺土壤中有限养分最剧烈的微区域环境［6］，与植物吸收磷和钾等养分密切相关。然而，受施肥方式和根系在土壤中非均匀分布的影响，只有局部土壤营养空间能够满足根系对养分的需求［7］，导致化肥利用率低。尽管一些研究已经证实肥料深施、穴施或条施均可以不同程度提高肥料利用率［8］，但施肥位置对提高肥料利用率还能有多大的潜力和空间有待进一步研究［9］。有研究指出，局部供应磷素可以促进小麦幼苗生长及同化物向根系的运输［10］；局部供应氮、锌元素有利于根系向养分富集区生长［11］；通过区域施肥的方式可以提高肥料利用率［12-13］。在不同施肥位点对植株养分吸收和肥料利用率影响的报道较少。本研究通过田间试验，在烤烟植株根区不同空间进行施肥，研究不同施肥位点对植烟土壤有效钾含量及烤烟钾积累的影响。旨在为烤烟栽培提供有效施肥方法和提高肥料利用率奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2017年在遵义市正安烤烟科技园进行，试验品种为云烟87。

1.2 试验设计

试验设5个处理，T1为对照，施肥条施；T2施肥直径为 15 cm，深度20 cm；T3 施肥直径为20 cm，深度 20 cm；T4施肥直径为 25 cm，深度20 cm。试验采取随机区组设计，3次重复，小区面积66.7 m2。施肥方法：为保证肥料能够均匀分布在一定空间的土体内，T2、T3、T4分别将不同管径施肥管置于土壤20 cm深，然后将肥料施于不同管径范围内的土壤中，将施入的肥料与管内20 cm土体充分混合均匀后，将施肥管取出，然后在施肥管位置的中心点种植一株烟苗。

图1 施肥空间控制示意图

基肥用烟草专用基肥（复混肥：9-9-25）、尿素、过磷酸钙、硫酸钾，追肥用烟草专用追肥（复混肥：15-0-30）。各处理氮磷钾用量均为N 90 kg/hm2，P2O590 kg/hm2，K2O 240 kg/hm2。磷肥以基肥形式施入。氮肥按基肥施入总量的60%，移栽后15 d施入氮总量的15%，移栽后35 d施入氮总量的25%。钾肥按基肥施入总量的60%，移栽后15 d施入钾总量的15%，移栽后35 d施入钾总量的25%。各处理施入量及施用方法见表1，其它田间管理相同。

表1 试验处理施肥用量及方法

1.3 田间采样与测定

1.3.1 土壤采样

烤烟成熟期，T1、T2、T3、T4的各小区内选取代表平均长势的烟株1棵，以烟株为中心沿垄体方向，长 40 cm，取 5 cm×5 cm×5 cm 立方体土壤，分别取垄体0～5、5～10、10～15、15～20 cm深度的土样（图2、3）。土样风干过2 mm筛后，测定土壤有效钾含量。

图2 土壤取样平面示意图

图3 土壤取样纵向示意图

1.3.2 植株采样与测定项目

各处理移栽后30 d，选择代表小区平均长势的烟苗挂牌为样品采集株；分别在移栽后5、7、9、11、13、15和17周取整株烟，分根、茎、叶3个部位，烟杈并入烟茎样品，烘干称重，粉碎后测试钾含量。土壤有效钾的测定采用1 mol/L的NH4OAc浸提-火焰光度法测定［14］；植株全钾含量的测定采用过氧化氢-硫酸消煮，火焰光度法测定［15］。

1.4 数据处理

试验数据经Excel 2010整理后作图，并用SPSS 11.5软件对数据进行分析，显著性检验均采用SPSS 11.5分析方法。

2 结果与分析

2.1 不同施肥位点对土壤有效钾积累的影响

从土壤有效钾含量来看（图2、3、表2），各处理当土层深度相同时，除了T1（对照）处理之外，其他3个处理总体上随着距离植株的宽度的增大而减小。当距离植株宽度一定时，除了T1（对照）处理是随着土层深度的增加而增加的，T2、T3和T4处理随着土层深度的增加，各处理土壤有效钾含量先增大后减少，T1（对照）和T2处理有效钾含量整体上高于T3和T4处理，T2、T3和T4处理的土壤有效钾含量集中分布在土层10和15 cm。

从土壤有效钾含量变化来看（图2、3、表2），不同处理存在差异。根据表2不同处理施肥后距离植株0 cm不同土层深度有效钾含量差异比较，试验结果表明：距植株0 cm处，在土层深度5 cm处土层中有效钾含量T2、T3、T4均高于T1（对照）；在土层深度10 cm处土层中有效钾含量T2、T3、T4均显著低于T1（对照）；在土层深度15 cm处有效钾含量T2显著高于T1（对照），T3和T4均显著低于T1（对照）；在土层深度20 cm处土层中有效钾含量T3、T4均显著低于对照 T1和 T2。

表2 不同处理施肥后距离植株0 cm不同土层深度有效钾含量差异比较

试验结果（表3）表明：距植株±5 cm处，在土层深度5和15 cm处土层中有效钾含量T1（对照）、T2含量显著高于T3、T4；在土层深度10 cm处土层中有效钾含量T2显著高于T1，T1显著高于T3和T4；在土层深度20 cm处土层中有效钾含量T4显著低于T1（对照）和T2。

试验结果（表4）表明：距植株±10 cm处，在土层深度5和15 cm处土层中有效钾含量T1（对照）、T2含量显著高于T3、T4；在土层深度10 cm处土层中有效钾含量T1（对照）和T2显著高于T4；在土层深度20 cm处土层中有效钾含量T1（对照）显著高于T2、T3和T4。

试验结果（表5）表明：距植株±15 cm处，在土层深度5 cm处土层中有效钾含量T1（对照）、T2含量显著高于T3、T4；在土层深度10 cm处土层中有效钾含量T1（对照）显著高于T4；在土层深度15和20 cm处土层中有效钾含量T1（对照）显著高于T2、T3和T4。

表3 不同处理施肥后距离植株±5 cm不同土层深度有效钾含量差异比较

表4 不同处理施肥后距离植株±10 cm不同土层深度有效钾含量差异比较

表5 不同处理施肥后距离植株±15 cm不同土层深度有效钾含量差异比较

试验结果（表6）表明：距植株±20 cm处，在土层深度10～15 cm处土层中T1（对照）有效钾含量显著高于T2、T3和T4；在土层深度5和20 cm处土层中T1（对照）有效钾含量显著高于T2，T2有效钾含量显著高于T3和T4处理。

表6 不同处理施肥后距离植株±20 cm不同土层深度有效钾含量差异比较

2.2 不同施肥位点对烤烟根部钾素积累的影响

研究结果显示，T2、T3和T4处理烤烟根部钾含量表现为随着生育期延长先升高后降低直到完熟期略有升高的变化趋势，有一个明显的钾积累的高峰。而对照处理的烤烟根中钾含量随着生育期延长呈现缓慢降低的变化趋势，没有明显的积累高峰。移栽后第9周T3和T4处理钾积累量达到峰值，且显著高于T2处理和对照（T1）；移栽后第11周，T2处理植株钾积累量达到峰值，T4、T3和T2处理烤烟钾积累量均显著高于对照（T1）；移栽第13～17周，T4、T3和T2处理烤烟钾积累量皆高于对照，且T4处理显著高于对照（T1）。说明不同施肥位点会影响烤烟根部钾的吸收，其中T4处理的施肥位点能够显著提高烤烟根部对钾的吸收（图4）。

图4 不同施肥位点对烤烟根部钾积累的影响

2.3 不同施肥位点对烤烟总钾素积累的影响

T1和T3处理烤烟地上部钾素积累量随着生育期的延后而增加，T2和T4处理烤烟地上部钾素积累量总体呈现先升高后降低的变化趋势，不同处理间存在差异。移栽后第5周，各处理钾积累量T4>T2>T3>T1，其中T4处理显著高于对照；移栽后第7～9周，各处理钾积累量差异不显著；移栽后第11～15周，T4处理钾积累量高于其他处理，且第11周显著高于其他处理；移栽后第17周，钾积累量为T4>T1>T3>T2，T2和T3处理钾积累量显著低于对照。总之，T4处理施肥位点在11周时较其他处理提高烤烟钾素积累，到17周时差异减小（图5）。

图5 不同施肥位点对烤烟地上部钾积累的影响

2.4 不同施肥位点对烤烟茎部钾素积累的影响

各处理烤烟茎部钾积累随着生育期的延后而一直增加，各处理茎部钾积累量在移栽后第17周达到峰值，移栽后第7～17周，T4处理钾积累量一直高于其他处理，分别高于对照6.84、2.32、4.24、2.71、0.71和2.26 kg/hm2，移栽后第7～17周，T2处理钾积累量最低。移栽后第5周，T2、T3和T4处理皆低于对照，各处理差异不显著；移栽后第13周，各处理茎部钾积累量T4>T1>T3>T2，T2处理显著低于对照；移栽后第17周，各处理茎部钾积累量T4>T1>T2>T3，T3显著低于其他处理。综上，T4处理施肥位点较其他处理提高烤烟茎部钾素积累，但差异不显著（图6）。

图6 不同施肥位点对烤烟茎部钾积累的影响

2.5 不同施肥位点对烤烟烟叶钾素积累的影响

各处理烤烟烟叶钾素积累量随着生育期的延后呈现先升高后降低的变化趋势。移栽后第5～9周，T4处理烤烟烟叶钾积累量高于对照和其他处理，但差异不显著；移栽后第11～13周，各处理烟叶钾含量均高于对照，且T4处理与对照比差异显著；移栽后第15～17周，T4处理高于其他处理积累量，但差异不显著，T2处理钾积累量显著低于其他处理和对照。综上，在烤烟生长发育时期T4处理的施肥位点较其他处理提高烤烟烟叶钾的吸收（图7）。同一施肥处理相同生育期钾素在烟株不同器官中的积累量大小顺序为叶>茎>根（图4，6，7）。

图7 不同施肥位点对烤烟烟叶钾积累的影响

3 讨论

土壤的供钾能力是烟草吸收钾的基础，主要受土壤中各形态钾的含量及其转化速率的影响［16］，不仅取决于土壤的供钾容量和强度，也取决于土壤供钾的速率，本试验结果显示，T2、T3和T4处理近根区土壤有效钾含量高于远根区，但与张淑霞等［17］研究的近根区土壤有效钾含量低于远根区不同，这个规律还有待进一验证。

移栽后根中钾含量开始增加，随后又逐渐降低，这可能是由于打顶造成烟株的生长中心由茎尖生长点向地下部根尖生长点转移，促进了钾向根中的分配；也有研究指出，在土壤供氮正常的情况下，打顶后根系会扩大10%［18］。钾积累量取决于烟株的干物重和钾含量的大小。随着生育期的延长，不同施肥位点下烤烟钾的积累量呈现先增加后减少的变化趋势，成熟期钾积累减缓的原因之一是烟株打顶后体内的钾素存在着由根系外排的现象［19-20］。本研究证实，同一施肥处理相同生育期钾素在烟株不同器官中的积累量大小顺序为叶>茎>根，且叶中钾积累量大于茎、根钾积累量之和。随着生育期的延长，不同施肥位点下烤烟茎部钾的积累量逐渐增加，这与李静等［21］研究的成熟期后，烤烟根和茎的钾分配率增大，烟叶的钾分配率降低相似。烤烟生长前期烟叶的含钾量较高，但在打顶后烟叶的含钾量迅速下降。从生理角度来看，打顶这一生产措施将会导致烟株库源关系发生剧烈变化，使本来作为钾素输入库的叶片在打顶之后，变成了钾素输出的源，即出现了钾素回流现象，从而造成了在打顶之后叶片钾含量的下降［22］。

4 结论

从土壤有效钾变化趋势上看，当土层深度相同时，T2、T3和T4处理总体上随着距离植株的宽度的增大而减小；当距离植株宽度一定时，3个处理土壤有效钾含量先增大后减少，呈现相似的变化规律；不同施肥位点会改变土壤中有效钾的含量，T4处理土壤有效钾含量低于其他处理，说明T4处理的施肥位点利于烤烟吸收土壤中的钾素，且T4的施肥位点一定程度提高烤烟植株钾素积累。移栽后第17周，T2和T3处理烤烟植株钾的积累量低于对照。说明采用直径为25 cm，深度20 cm施肥管施肥有利于烤烟植株对钾的吸收，可以考虑在烤烟生产地区试用推广。