缓控释肥对烟草生长和烟叶品质的影响研究进展

2014-11-22朱换换符雷曾代龙等

山东农业科学 2014年10期

朱换换　符雷　曾代龙　等

摘要：本文综述了缓控释肥对土壤养分有效性、烟草生长和烟叶品质的影响，并对缓控释肥在未来的发展前景进行了展望。

关键词：缓控释肥；烟草；生长；品质

中图分类号：S572.062文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）10-0144-05

缓释肥也称控释肥，就是在化肥颗粒表面包上一层很薄的疏水物质制成包膜化肥，水分可以进入多孔的半透膜，溶解的养分向膜外扩散，不断供给作物，即对肥料养分释放速度进行调整，根据作物需求释放养分，达到元素供肥强度与作物生理需求的动态平衡。缓释肥早在20世纪初就被提出来，随后在发达国家逐渐被生产、运用。我国从20世纪70年代开始研究缓释肥料，主要集中在水稻、玉米、大豆、蔬菜、花卉等方面[1，2]。缓控释肥能够在一定程度上根据作物的需肥规律释放养分，避免了常规化肥使用过程中肥料的淋失和挥发，提高肥料的利用率。目前，国内外学者加强了缓控释肥在烟草方面的研究，并取得了一些进展，本文综述了缓控释肥对烟草生长和品质的影响，以期为缓控释肥的研发提供一定的理论依据。

1缓控释肥对植烟土壤养分有效性的影响

土壤养分的有效性直接影响作物对养分的吸收，进而影响其生长发育。土壤向根系供应养分的速率和根系吸收养分的速率决定了根际养分的富集与亏缺[3]。Oertli[4]研究发现，控释钾肥缓慢释放养分有利于根系生长，排除了局部施肥量过大造成的烧苗现象，可以将养分直接驻留于根际。陈峰[5]在烟草育苗过程中发现，控释肥处理下的育苗基质中的有效氮、有效磷、速效钾含量变化与烟苗需肥特性相一致，更能够提高肥料的利用率，其中氮素的释放速率最快、钾素次之、磷素最慢，养分在14～56 d释放速率最快，大约占全部养分的50%。杜志勇[6]通过对普通钾肥和控释钾肥的比较发现，在烟草大田生长后期，施用控释钾肥的土壤养分有效性显著高于普通钾肥，且使烟叶生长过程中的钾素“稀释效应”减弱。其次，常规钾肥在某种程度上可以提高根际速效钾的含量，但其近根区土壤速效钾显著低于非根区，易造成钾素亏缺；而控释钾肥由于养分释放缓慢不易淋失，根际有效钾的含量明显高于非根区，有利于烟株的吸收[7]。陈剑秋[8]通过不同控释钾肥的试验有相似的发现， 0～20 cm土层中的NO-3显著高于对照；团棵期后， 0～20 cm土壤的速效钾含量显著增加。陈宏坤等[9]研究发现，控释肥能降低K+与Mg2+、Ca2+的拮抗作用，提高土壤钾离子的有效性。大多数控释肥的释放高峰在60 d，为保证烟株生长后期的养分不被淋溶，控释肥量的1/3可在旺长期追施，此施肥条件下土壤有效养分能够持续供应烟株的生长。施用缓控释肥能显著改善土壤的供肥特性，提高耕层土壤的碱解氮、速效磷、速效钾含量和养分的空间有效性。

2缓控释肥对烟草生长发育的影响

2.1缓控释肥对烟株生育期和农艺性状的影响

烟叶成熟度与土壤肥力有一定关联，土壤肥力较好的田块烟株的生育期较长。有研究发现，施用控释肥的田块，烟苗移栽后缓苗快，团棵期后烟株仍能保持旺盛的生长势，生育期延长；施用常规化肥的田块缓苗慢，由于后期土壤养分供应不足，顶叶提前成熟，生育期较短[10～12]。

烟草生长过程中合理的养分供给能够促进烟株的生长。陈峰[5]研究发现，与普通化肥养分含量相同的控释肥处理下烟草幼苗的出苗率高，对出苗较安全，不易烧苗；在幼苗生长前期，普通化肥的株高显著高于控释肥处理，随着幼苗生长普通化肥淋失，控释肥释放量达到高峰，控释肥处理下烟苗养分充足，株高显著高于普通化肥；茎围、叶面积均以控释时间为90 d、穴施量为0.6 g控释肥处理下最大。大量研究发现，施用控释肥处理下，成熟期的烟草株高、茎围、节距、叶长、最大叶面积有效叶数显著高于常规化肥[8，13，14]，但王鹏[11]、王少先等[15]等有不同的发现，他们认为施用控释硝酸钾、高效BD肥的烟株株高、最大叶长、最大叶宽等农艺性状虽优于常规钾肥处理，但差异不显著；其次，控释肥条件下的烟株有效叶数显著少于常规钾肥。王先伟等[10]研究发现，烟株进入团棵期以后，控释肥（N∶P∶K为15∶15∶20，控释时间3个月）用量为690 kg/hm2处理下的烟株长势最好，进入旺长期，施用控释肥的各处理间长势均显著优于对照，但各处理间差异不明显。研究人员还统计了圆顶时烟株各部位叶大小，顶叶和腰叶以控释肥量为532.5、585 kg/hm2时最大，690 kg/hm2时最小。总体来说，控释肥的养分释放特性与烟草的需肥规律相协调促进了烟株的生长发育。

2.2缓控释肥对烟叶产量的影响

烟叶的产量形成依赖外界的养分供应和光合作用，缓控释肥能在一定程度上提高土壤的养分供给能力，并改善烟株的长势、光合性能，进而提高烟叶的产量。众多试验表明，同一施肥水平下，控释肥处理的烟叶产量、总生物量都显著高于普通化肥[14～17]。林昌华等[18]研究发现，控释肥与常规钾肥配合施用，烟叶产量显著高于其他处理，其中上部叶、下部叶增产效果最为显著。杜志勇[6]、王鹏[11]、王先伟[10]等认为，控释钾肥可以提高烟叶产量，但与常规化肥差异不显著，中、上等烟叶比例提高显著。厉昌坤等[13]通过专用控释肥与常规化肥的对比则认为，常规化肥处理烟叶产量高于控释肥处理。

2.3缓控释肥对烟株抗病性的影响

植物的抗病性既受其本身的遗传机制影响，又受外界环境的影响。烟株的健康状况与其养分供给有直接联系，养分过多过少都会对烟草生长造成影响，适量的缓控释肥施入土壤，可以保证烟株整个生育期养分的合理供应，使烟株生长更为健壮。研究人员在烟田病害发病盛期进行调查发现，施用控释肥的处理比常规化肥处理烟株病毒病发病率低[10，12]。大田期施用专用控释肥可降低气候斑、野火病的病情指数[13]，更有利于优质烟叶的形成。

2.4缓控释肥对烟株生理特性的影响

2.4.1缓控释肥对烟株根系活力的影响植物根系是活跃的吸收器官和代谢器官，根系活力是反映根对营养物质吸收、转化和转运能力的重要指标，其活力强弱直接影响地上部的生长和营养状况。烟株地上部钾含量与根系活力呈显著正相关，健壮、发达的根系有利于提高烟叶的钾含量。陈峰[5]研究发现，控释肥处理的烟苗根系活力、根系吸收面积、活跃吸收面积所占比例和比表面积均显著高于常规化肥处理。大田试验表明，控释肥处理下的烟株根系活力较强，保障了烟株对养分的吸收和运输[8，9]。张雪芹等[19]通过盆栽试验有相似的结论，相同用量的烟草缓释肥可明显提高根系活力。

伤流是从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象。伤流说明根压的存在，植物根系生理活动强弱、根系有效吸收面积大小都直接影响伤流液的多少。伤流液的数量和成分，可作为根系活动能力强弱的指标[20]。有研究表明，控释肥处理下烟株的伤流量可达29.6 g，比常规化肥处理高9.5 g，控释肥能显著提高烟株成熟期伤流液中的磷和钾的积累量，对氮的累积量影响不大。由于K+和Mg2+、Ca2+存在拮抗作用，在钾离子含量高的伤流液中镁离子和钙离子的积累量较小，但控释肥处理能显著降低这种拮抗作用[8，9]。

2.4.2缓控释肥对烟叶光合特性的影响光合作用是植物有机物质积累的关键，提高烟叶产量和品质的根本途径是改善烟草的光合性能[21]。陈峰[5]研究发现，控释肥能使烟苗的净光合速率提高9.4%～24.7%，说明在一定范围内，控释肥可以提高成苗期烟苗的光合特性，有利于为移栽后缓苗提供充足的有机物质，提高成活率。张雪芹等[19]盆栽试验表明，施用缓释肥能更好地提高烟叶的净光合速率。韩定国[22]发现，缓释肥处理下烟株中部叶在后期弱光条件下仍能保持较高的光合速率。

叶绿素含量的高低直接影响烟叶的光合能力。施用控释肥可以有效提高苗期和大田期烟叶的叶绿素含量[5，19]。张玉树等[14]研究发现，从烟草的整个生育期来看，控释烟草专用肥处理的烟叶叶绿素和类胡萝卜素含量相对其他处理一直表现平稳而稍高的规律，即使不追肥也不影响中后期烟叶的光合能力。陈剑秋[8]有不同的发现，控释肥处理下，烟叶的叶绿素含量从旺长期开始呈现出下降的趋势，避免了烤烟生长后期氮素供应过量引起的上部叶可用性差等问题。

胞间CO2浓度是光合生理生态研究的重要参数，可以间接反映烟叶的光合性能。有研究发现，控释肥处理下的烟苗胞间CO2浓度与常规化肥处理差异不显著，而盆栽试验表明，缓释肥能降低胞间CO2浓度，有利于CO2同化，促进光合产物形成[5，19]。

2.4.3缓控释肥对烟株内源激素含量的影响有研究发现，施用缓释肥料可显著提高烟株茎尖和根尖的IAA、GA3含量，降低ABA的含量。移栽45 d，茎尖和根尖IAA、GA3含量达最高值；移栽60 d，茎尖ABA含量达到峰值；打顶后根尖IAA、GA3含量稍有升高，ABA含量下降，施用缓释肥可有效促进烟株的生长，延缓衰老[23]。

2.4.4缓控释肥对烟叶硝酸还原酶活性的影响硝酸还原酶是烟叶氮代谢的关键酶，对烟草整个生育期烟叶中含氮物质和糖类物质的转化有重要作用[24]。苗期试验发现，控释肥处理下的烟苗硝酸还原酶活性比常规化肥高出9.12%，更有利于烟叶中氮素的同化[5]。大田试验表明，控释烟草专用肥可以提高烤烟生长中后期叶片中硝酸还原酶活性，在现蕾期，控释肥处理下烟叶NR活性比普通化肥提高了8.4%～25.6%；成熟期，各处理间无显著差异，说明使用控释烟草专用肥不会延迟烟株生长后期氮代谢过渡到以碳水化合物积累代谢为主的成熟阶段[14]。

3缓控释肥对烟叶品质的影响

3.1缓控释肥对烟叶外观质量的影响

烟叶的外观品质主要包括成熟度、油分、身分、叶面结构和叶片大小等，成熟度适宜、烟叶油分足、身分好、结构疏松并且叶片宽度约为60 cm、长度大于等于24 cm是优质烤烟烟叶的特征。烟叶的外观质量受植烟土壤水肥条件的影响很大，缓控释肥通过影响土壤肥力情况来影响烟叶的外观。有研究发现，施用高效包膜BD肥，其烟叶油分、色泽均好于未包膜BD肥[15]。王先伟等[10，12]通过对中部叶C3F原叶外观评定发现，施用控释肥烟叶均能正常落黄，随着控释肥施用量增加，烟叶颜色变深、色泽较强、身分稍厚，明显改善了烟叶的外观质量。

3.2缓控释肥对烟叶化学成分的影响

3.2.1缓控释肥对烟叶钾含量和钾氯比的影响钾是烟草的品质元素，钾含量高的烟叶，色泽好、富有弹性和韧性、香气足、填充性强、燃烧性好，优质烟叶的钾含量最低应达2%[25，26]。张翔等[16]研究发现，施用包膜控释钾肥无论是基施+追施还是全部追施其成熟期烟叶钾含量均显著高于对照，提高幅度在12.5%～22.9%之间。杜志勇[6]、陈剑秋等[27]研究有相似的发现，中、低等控释肥处理水平下，上部烟叶烤后钾含量均达到优质烟含钾量的标准，说明控释肥不仅能提高烟叶含钾量，还能节约1/3～2/3的肥料资源。林昌华等[18]研究发现，控释钾肥和水溶性钾肥配施处理下烟叶钾含量显著高于常规化肥处理。施卫省等[28]发现，桐油控释复合肥可使烟叶钾含量提高12.5%。在烟草生产中应用控释肥是提高烟叶钾含量的有效途径。

钾氯比是衡量烟叶燃烧性的重要指标，K/Cl>4较为适宜。厉昌坤等[13]发现，控释钾肥处理下烟叶钾离子含量上升、氯离子含量下降，钾氯比提高。杜志勇[6]发现，控释肥在提高上部和中部烟叶的钾氯比上有显著的优势，可改善烟叶的燃烧性。

3.2.2缓控释肥对烟叶糖碱比的影响糖碱比是衡量烟叶香气吸味品质的重要指标，主要影响烟叶的吃味和刺激性，烟叶适宜的糖碱比为6～10[29]。有研究发现，包膜控释钾肥与普通化肥相比，同一叶位总糖、还原糖含量显著增加，总氮、烟碱含量变化不明显，烟叶的糖碱比升高，上部叶、中部叶、下部叶分别提高了1.26、2.28、3.54[16]。陈剑秋[8]、韩定国[22]有相似的发现，控释肥处理下，烟叶总糖、还原糖含量增加，烟碱、蛋白质含量下降，糖碱比接近最适值。王少先等[15]发现，高效包膜BD肥处理下的上部烟叶糖碱比偏低，在6.12%～6.75%之间；中部叶（C3F）总糖、还原糖偏高，烟碱、总氮含量差异不显著。

3.2.3缓控释肥对烟叶石油醚提取物含量的影响一般石油醚提取物含量高的烟叶化学成分丰富、比例协调、香气味足，综合质量最佳，但其含量与焦油含量呈正相关，与吸食安全性有关。杜志勇研究发现，控释钾肥能提高烟叶石油醚提取物的含量。何永秋等[30]通过不同钾肥配方施肥试验发现，50% 缓释钾肥+50%（普通钾肥+ 黄腐酸钾），其中普通钾肥与黄腐酸钾提供的K2O 比例为14∶1的处理下，上部叶、中部叶石油醚提取物含量、各种致香成分含量均优于其他处理，是最佳的施钾方案。

3.3缓控释肥对烟叶感官质量的影响

烟叶评吸的感官质量直接反映了烟叶化学成分的协调性。多位学者研究发现，施用缓控释肥的烟叶香气质、香气量、余味、杂气、燃烧性、灰色均优于常规化肥处理的烟叶[6，16，22]。韩定国[22]发现，施用1 200 kg/hm2的高效BD肥处理下的中部叶评吸分数最高，1 500 kg/hm2处理下的上部叶评吸分数最高。王少先等[15]发现，高效包膜BD肥处理下的中部叶C3F烟叶杂气浓度较大，余味较舒适。总体来说，包膜控释钾肥能提高烟叶的香气、减少杂气，改善烟叶的感官评吸质量。

4展望

缓控释肥利用率高、环境污染小的特点将使其成为未来肥料发展的重要组成部分，但现在针对某一种作物独特的吸肥规律研发出的缓控释肥还很少，未来应针对各种作物吸取养分的机理来研制适合该作物的肥料，将会促进农业向高效化、简约化、专业化、集约化方向发展。

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