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摘要：采用田间试验，以烤烟品种云烟87为材料，研究不同钾肥对烤烟主要化学成分的影响。结果表明，柠檬酸钾处理鲜烟中总氮、粗蛋白含量在各时期最为适宜，烟株的氮代谢最为协调，并提高了鲜烟中还原糖、有机钾含量。烤后烟叶化学成分及其比值中，硝酸钾处理粗蛋白含量最高；硫酸钾处理钾含量最高，但有机钾含量最少，氯离子、硫酸根含量最高；柠檬酸钾处理氯离子、粗蛋白含量最少，有机钾、还原糖、总糖含量最多，K2O/Cl 最高，烟叶的品质最好。总体来看，鲜烟和烤后烟叶在3个处理中均以柠檬酸钾的效果最好。
关键词：烟草；钾肥；生长发育；化学成分
中图分类号：S572.062文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）05-0068-04
Effects of Different Potassium Fertilizers
on Main Chemical Components of Flue-cured Tobacco
Zhang Mingqian1， Fan Jianli1，2*， Guo Chuanbin3
（1. Technology Center of China Tobacco Fujian Industrial Co.， Ltd.， Xiamen 361021， China；
2. Agronomy College， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China；
3. Queshan Branch of Zhumadian Tobacco Company， Queshan 463200， China）
AbstractWith the tobacco （Nicotiana tabacum L.） cultivar Yunyan 87 as material， the effects of different varieties of potash fertilizer on the main chemical components of flue-cured tobacco were studied by field experiments. The results showed that under the potassium citrate treatment the total nitrogen and protein content had the most suitable value in each period of fresh tobacco， and the nitrogen metabolism was the most coordinating in tobacco plants； the content of reducing sugar and organic potassium of fresh tobacco were also improved. Among the chemical compositions and their ratio in flue-cured leaves， the protein content was the highest under the KNO3 treatment. The potassium content， chloride ion and sulfate content were the highest under the K2SO4 treatment， but the organic potassium content was the lowest. Under the potassium citrate treatment， the chloride ion and protein content was the lowest， while the content of organic potassium， reducing sugar and total sugar， and the ratio of K2O/Cl were the highest， so the quality of tobacco was the best. Overall， the quality of fresh leaves and flue-cured tobacco were both the best under the potassium citrate treatment.
Key wordsTobacco； Potassium fertilizer； Growth and development； Chemical composition
烟草是喜钾作物。钾是烟叶燃烧的助剂，能够显著改善烟叶的燃烧性，改善烟叶香气、吃味及品质，其含量是决定烟叶品质好坏的一个关键因素。钾以离子或盐的形态存在于植物体内，其对于碳水化合物的合成和细胞间营养物质的运输有重要作用，能促进光合作用，有利于氮、磷等元素的吸收，使氮和烟碱的含量相对稳定。选用适宜品种的钾肥，不仅可以保证烟株生长代谢的正常运行和烟株的健壮生长，而且对于改善烟叶品质尤为重要。目前对烤烟施肥研究多集中于氮、磷、钾施用比例和不同钾肥配比、形态对烟叶产量和常规化学成分的影响方面，且多使用硫酸钾、硝酸钾等速效化肥，而使用相伴离子为有机阴离子的柠檬酸钾对烤烟主要化学成分影响的研究相对较少。笔者采用田间试验研究不同种类钾肥对烤烟化学成分的影响，旨在为合理施肥、提高烤烟产量和品质提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验地点与材料
试验于2013年在河南省驻马店市确山县竹沟镇堰塘庄村进行。黄壤土，pH值为5.91，有机质含量11.5 g/kg，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为39.31、22.14、66.12 mg/kg。小区面积333.3 m2，不设重复。氮、磷、钾肥料分别为硝酸铵（N 34.4%）、重过磷酸钙（P2O5 45%）、硝酸钾（K2O 45%、N 13%）、硫酸钾（K2O 50%）和柠檬酸钾（K2O 43.6%）。供试烤烟品种为云烟87， 前茬作物为烟草。 1.2施肥方案及栽培方式
试验中各处理施用氮、磷、钾肥总量相同，施氮量（纯氮）均为75 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶3，其中，氮肥和磷肥全部基施，不同处理钾肥分期施用，50%做基肥，40%在团棵期和现蕾期两次根施，10%在成熟期分3次隔10天喷施。试验中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表硝酸钾、硫酸钾和柠檬酸钾处理。
烟草于4月25日进行移栽，株距0.50 m，行距1.15 m，666.7m2种植1 159株。生产技术、管理措施按当地优质烤烟栽培技术规范进行。
1.3取样和测定方法
自烟株进入旺长期第15天开始（6月15日），每隔10天取一次鲜样（自上而下展开叶第6片），冷藏保存，送至河南农业大学，在烘箱内杀青30 min后烘干，磨粉干燥保存。烤后烟叶检测，取初烤烟叶烘干后磨粉干燥保存。
烟叶化学成分测定：使用H2SO4-H2O2消化后蒸馏定氮，粗蛋白含量按总氮与烟碱氮百分数之差的6.25倍计算；紫外分光光度法测烟碱；火焰光度法测钾，有机钾（%）=K2O（%）-（SO2-4+Cl-）%；苦味酸法测还原糖；HCl水解-苦味酸法测总糖；莫尔法测Cl-；EDTA间接络合滴定法测SO2-4。
1.4数据处理
采用Microsoft Excel 2003进行数据统计分析处理。
2结果与分析
2.1不同钾肥对鲜烟主要化学成分的影响
2.1.1对总氮和粗蛋白含量的影响如表1所示，随烟草生育进程三种处理下烟叶中总氮、粗蛋白含量呈下降趋势。6月25日之前，以处理Ⅱ最高，但与处理Ⅰ差异不明显。6月25日之后，处理Ⅰ总氮、粗蛋白含量在大部分取样时期均明显高于处理Ⅱ和处理Ⅲ，这可能是因为此时期之后追施和喷施的钾肥中，处理Ⅰ（KNO3）中同时含有钾肥和氮肥，使得处理Ⅰ有更多的养分用于含氮物质（如蛋白质）的合成，致使其后期烟叶贪青晚熟，不落黄。而处理Ⅲ的烟叶则能够适时成熟，分层落黄明显，田间实际观测情况也确实如此，在3个处理中效果最好。
2.1.2对钾含量的影响功能叶片中钾含量占叶片干重的百分比在移栽后50～70天达到最大值，随生育进程，这一数值逐渐减小（表2）。在整个生长过程中，功能叶钾含量以处理Ⅱ最大，处理Ⅰ、Ⅲ次之。说明硝酸钾处理、柠檬酸钾处理对提高叶片含钾量的效果没有硫酸钾明显，特别是烤后烟叶。虽然处理Ⅲ的叶片含钾量较低，但是与处理Ⅱ相比，烟株吸收了较多的有机阴离子柠檬酸根，处理Ⅱ则多吸收了对烟草燃烧性有副作用的SO2-4，烤后烟中，K+一旦与强酸根（如NO-3、SO2-4、Cl-）相结合，就很难与弱酸根（如有机酸根）相结合，因此处理Ⅰ、Ⅱ中形成的有机钾要比处理Ⅲ少。由于相伴离子为有机阴离子的柠檬酸钾对提高烟叶中的钾含量特别是有机钾含量有很显著的促进作用，因此处理Ⅲ叶片的有机钾含量较高，对烟草制品的燃烧性有积极作用。综合来看，以施用柠檬酸钾的效果最好。
2.1.4对还原糖的影响烟叶还原糖含量在一定范围内与烟叶质量呈正相关。移栽后45天（6月15日）之后，功能叶中还原糖含量逐渐减少（表4）。这可能与淀粉的合成有关，碳水化合物更多地以淀粉的形式积累在叶片中，这一过程就是叶片干物质积累中碳水化合物的积累过程。处理Ⅲ的还原糖含量在7月5日前一直最多，而处理Ⅰ、Ⅱ相当；7月5日后处理Ⅰ的还原糖含量有所上升，而处理Ⅱ、Ⅲ相当、且缓慢下降。而烤后烟叶的还原糖含量以处理Ⅲ最多，处理Ⅰ、Ⅱ相当。可见，柠檬酸钾处理对提高烟叶还原糖含量有积极作用。
2.2不同钾肥对烤后烟叶化学成分的影响
烤后烟叶中的化学成分直接影响其内在品质，化学成分比值在适宜的范围内，烟叶的香气、吃味较好。由表5可以看出，处理Ⅲ烤后烟总氮、粗蛋白、氯离子的含量减少，还原糖和总糖的含量有大幅度提高，钾、烟碱、硫酸根含量居中，有机钾含量最高；处理Ⅰ总氮、粗蛋白、烟碱含量最高，钾、还原糖、硫酸根含量最低，总糖与处理Ⅱ相当，氯离子含量居中；处理Ⅱ的钾、氯离子、硫酸根含量最高，烟碱与处理Ⅲ相当，其它指标居中，有机钾含量最低。综合考虑各化学成分之间含量比值的适宜范围可以看出，3个处理烤后烟叶化学成分含量及比值以处理Ⅲ（柠檬酸钾）最好，处理Ⅱ次之。
3结论
不同钾肥对烤烟烟叶化学成分的影响中，鲜烟以柠檬酸钾处理总氮、粗蛋白含量在各时期最为适宜，烟株的氮代谢最为协调；柠檬酸钾处理同时也提高了烟叶的还原糖、有机钾含量。烤后烟叶的化学成分及其比值中，硝酸钾处理粗蛋白含量最高，对烟叶的香气、吃味有负面作用；硫酸钾处理烟叶的钾含量最高，但有机钾含量最少，氯离子、硫酸根含量最高，不利于烟叶的燃烧性；柠檬酸钾处理中氯离子、粗蛋白含量最少，有机钾、还原糖、总糖含量最多，K/Cl最高，烟叶的品质最好。总体来看，鲜烟和烤后烟叶在3个处理中均以柠檬酸钾的效果最好。
参考文献：
[1]苏德成. 中国烟草栽培学[M]. 上海：上海科学技术出版社， 2005：125-130.
[2]Taiz L，Zeiger E. Plant physiology[M]. The Benjamin/Cummings Publishing Company， Redwood City， USA， 1991：113-115.
[3]潘瑞炽，董愚得. 植物学（上册）[M]. 第二版.北京：高等教育出版社， 1983：36-45.
[4]Marschnor H. 高等植物的矿质营养[M].第二版.李春俭，等译. 北京：中国农业大学出版社， 2001：207-209.
[5]Tso T C. Production， physiology and biochemistry of tobacco plant[M]. Ideals， lnc. Beltsville， USA，1990：294-297. [6]Hutchinson T B J R，Woltz W G，Mccaleb S B. Potassium-sodium interrelationships： I. Effects of various rates and combinations of K and Na on yield， value， and physical and chemical properties of flue-cured grown in field and greenhouse[J]. Soil Science， 1959，87（1）：28-36.
[7]李荣春，李佛琳，徐琼华. 钾对烤烟叶片解剖结构的效应及其品种差异[J]. 中国烟草科学， 2001，22（2）：39-41.
[8]潘艳华，胡靖，陈岗，等. 楚雄州几种主要土壤烟草氮磷钾施肥模型[J]. 西南农业大学学报， 2001，23（1）： 47-50.
[9]潘艳华，胡靖，杨树明，等. 土壤氮、磷、钾肥量比对烤烟产量品质的影响[J]. 西南农业大学学报， 2000，22（2）：120-122.
[10]Rao J， Ramachandram D， Babu M S. Effect of nitrogen and potassium levels on the yield and quality of flue-cured tobacco[J]. Tobacco Research， 1998， 24（1）： 15-21.
[11]熊艳，李永梅，尹增松，等. 不同形态氮在土壤中的转化及对烤烟生长的影响[J].植物营养与肥料学报， 2003，9（4）： 500-502.
[12]刘卫群，郭红祥，籍越，等. 烟叶中含氮化合物氮素来源与肥料氮素形态的关系[J]. 植物营养与肥料学报， 2004，10（1）： 104-106.
[13]刘晓迪，景延秋，宫长荣，等. 喷施不同钾肥对烟叶生理指标及香气物质的影响[J]. 江苏农业学报，2014，30（1）： 100-105.
[14]叶协锋，朱海滨，凌爱芬，等. 不同钾肥对烤烟叶片钾和中性香气成分及非挥发性有机酸含量的影响研究[J]. 土壤通报，2008，39（2）： 338-343.
[15]王瑞新. 烟草化学[M]. 北京：中国农业出版社，2003：170-174， 250-274.
[16]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2005：257-271.
[17]颜丽，关连珠，栾双，等. 土壤供钾状况及土壤湿度对我国北方烤烟烟叶含钾量的影响研究[J]. 土壤通报， 2001，32（2）：84-87.
[18]韩锦峰，杨素勤，王永华，等. 不同相伴阴离子钾肥对烤烟光合特性、钾含量及化学成分的影响[J]. 中国烟草学报， 2002，8（3）： 22-25.
关键词：烟草；钾肥；生长发育；化学成分
中图分类号：S572.062文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）05-0068-04
Effects of Different Potassium Fertilizers
on Main Chemical Components of Flue-cured Tobacco
Zhang Mingqian1， Fan Jianli1，2*， Guo Chuanbin3
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AbstractWith the tobacco （Nicotiana tabacum L.） cultivar Yunyan 87 as material， the effects of different varieties of potash fertilizer on the main chemical components of flue-cured tobacco were studied by field experiments. The results showed that under the potassium citrate treatment the total nitrogen and protein content had the most suitable value in each period of fresh tobacco， and the nitrogen metabolism was the most coordinating in tobacco plants； the content of reducing sugar and organic potassium of fresh tobacco were also improved. Among the chemical compositions and their ratio in flue-cured leaves， the protein content was the highest under the KNO3 treatment. The potassium content， chloride ion and sulfate content were the highest under the K2SO4 treatment， but the organic potassium content was the lowest. Under the potassium citrate treatment， the chloride ion and protein content was the lowest， while the content of organic potassium， reducing sugar and total sugar， and the ratio of K2O/Cl were the highest， so the quality of tobacco was the best. Overall， the quality of fresh leaves and flue-cured tobacco were both the best under the potassium citrate treatment.
Key wordsTobacco； Potassium fertilizer； Growth and development； Chemical composition
烟草是喜钾作物。钾是烟叶燃烧的助剂，能够显著改善烟叶的燃烧性，改善烟叶香气、吃味及品质，其含量是决定烟叶品质好坏的一个关键因素。钾以离子或盐的形态存在于植物体内，其对于碳水化合物的合成和细胞间营养物质的运输有重要作用，能促进光合作用，有利于氮、磷等元素的吸收，使氮和烟碱的含量相对稳定。选用适宜品种的钾肥，不仅可以保证烟株生长代谢的正常运行和烟株的健壮生长，而且对于改善烟叶品质尤为重要。目前对烤烟施肥研究多集中于氮、磷、钾施用比例和不同钾肥配比、形态对烟叶产量和常规化学成分的影响方面，且多使用硫酸钾、硝酸钾等速效化肥，而使用相伴离子为有机阴离子的柠檬酸钾对烤烟主要化学成分影响的研究相对较少。笔者采用田间试验研究不同种类钾肥对烤烟化学成分的影响，旨在为合理施肥、提高烤烟产量和品质提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验地点与材料
试验于2013年在河南省驻马店市确山县竹沟镇堰塘庄村进行。黄壤土，pH值为5.91，有机质含量11.5 g/kg，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为39.31、22.14、66.12 mg/kg。小区面积333.3 m2，不设重复。氮、磷、钾肥料分别为硝酸铵（N 34.4%）、重过磷酸钙（P2O5 45%）、硝酸钾（K2O 45%、N 13%）、硫酸钾（K2O 50%）和柠檬酸钾（K2O 43.6%）。供试烤烟品种为云烟87， 前茬作物为烟草。 1.2施肥方案及栽培方式
试验中各处理施用氮、磷、钾肥总量相同，施氮量（纯氮）均为75 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶3，其中，氮肥和磷肥全部基施，不同处理钾肥分期施用，50%做基肥，40%在团棵期和现蕾期两次根施，10%在成熟期分3次隔10天喷施。试验中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表硝酸钾、硫酸钾和柠檬酸钾处理。
烟草于4月25日进行移栽，株距0.50 m，行距1.15 m，666.7m2种植1 159株。生产技术、管理措施按当地优质烤烟栽培技术规范进行。
1.3取样和测定方法
自烟株进入旺长期第15天开始（6月15日），每隔10天取一次鲜样（自上而下展开叶第6片），冷藏保存，送至河南农业大学，在烘箱内杀青30 min后烘干，磨粉干燥保存。烤后烟叶检测，取初烤烟叶烘干后磨粉干燥保存。
烟叶化学成分测定：使用H2SO4-H2O2消化后蒸馏定氮，粗蛋白含量按总氮与烟碱氮百分数之差的6.25倍计算；紫外分光光度法测烟碱；火焰光度法测钾，有机钾（%）=K2O（%）-（SO2-4+Cl-）%；苦味酸法测还原糖；HCl水解-苦味酸法测总糖；莫尔法测Cl-；EDTA间接络合滴定法测SO2-4。
1.4数据处理
采用Microsoft Excel 2003进行数据统计分析处理。
2结果与分析
2.1不同钾肥对鲜烟主要化学成分的影响
2.1.1对总氮和粗蛋白含量的影响如表1所示，随烟草生育进程三种处理下烟叶中总氮、粗蛋白含量呈下降趋势。6月25日之前，以处理Ⅱ最高，但与处理Ⅰ差异不明显。6月25日之后，处理Ⅰ总氮、粗蛋白含量在大部分取样时期均明显高于处理Ⅱ和处理Ⅲ，这可能是因为此时期之后追施和喷施的钾肥中，处理Ⅰ（KNO3）中同时含有钾肥和氮肥，使得处理Ⅰ有更多的养分用于含氮物质（如蛋白质）的合成，致使其后期烟叶贪青晚熟，不落黄。而处理Ⅲ的烟叶则能够适时成熟，分层落黄明显，田间实际观测情况也确实如此，在3个处理中效果最好。
2.1.2对钾含量的影响功能叶片中钾含量占叶片干重的百分比在移栽后50～70天达到最大值，随生育进程，这一数值逐渐减小（表2）。在整个生长过程中，功能叶钾含量以处理Ⅱ最大，处理Ⅰ、Ⅲ次之。说明硝酸钾处理、柠檬酸钾处理对提高叶片含钾量的效果没有硫酸钾明显，特别是烤后烟叶。虽然处理Ⅲ的叶片含钾量较低，但是与处理Ⅱ相比，烟株吸收了较多的有机阴离子柠檬酸根，处理Ⅱ则多吸收了对烟草燃烧性有副作用的SO2-4，烤后烟中，K+一旦与强酸根（如NO-3、SO2-4、Cl-）相结合，就很难与弱酸根（如有机酸根）相结合，因此处理Ⅰ、Ⅱ中形成的有机钾要比处理Ⅲ少。由于相伴离子为有机阴离子的柠檬酸钾对提高烟叶中的钾含量特别是有机钾含量有很显著的促进作用，因此处理Ⅲ叶片的有机钾含量较高，对烟草制品的燃烧性有积极作用。综合来看，以施用柠檬酸钾的效果最好。
2.1.4对还原糖的影响烟叶还原糖含量在一定范围内与烟叶质量呈正相关。移栽后45天（6月15日）之后，功能叶中还原糖含量逐渐减少（表4）。这可能与淀粉的合成有关，碳水化合物更多地以淀粉的形式积累在叶片中，这一过程就是叶片干物质积累中碳水化合物的积累过程。处理Ⅲ的还原糖含量在7月5日前一直最多，而处理Ⅰ、Ⅱ相当；7月5日后处理Ⅰ的还原糖含量有所上升，而处理Ⅱ、Ⅲ相当、且缓慢下降。而烤后烟叶的还原糖含量以处理Ⅲ最多，处理Ⅰ、Ⅱ相当。可见，柠檬酸钾处理对提高烟叶还原糖含量有积极作用。
2.2不同钾肥对烤后烟叶化学成分的影响
烤后烟叶中的化学成分直接影响其内在品质，化学成分比值在适宜的范围内，烟叶的香气、吃味较好。由表5可以看出，处理Ⅲ烤后烟总氮、粗蛋白、氯离子的含量减少，还原糖和总糖的含量有大幅度提高，钾、烟碱、硫酸根含量居中，有机钾含量最高；处理Ⅰ总氮、粗蛋白、烟碱含量最高，钾、还原糖、硫酸根含量最低，总糖与处理Ⅱ相当，氯离子含量居中；处理Ⅱ的钾、氯离子、硫酸根含量最高，烟碱与处理Ⅲ相当，其它指标居中，有机钾含量最低。综合考虑各化学成分之间含量比值的适宜范围可以看出，3个处理烤后烟叶化学成分含量及比值以处理Ⅲ（柠檬酸钾）最好，处理Ⅱ次之。
3结论
不同钾肥对烤烟烟叶化学成分的影响中，鲜烟以柠檬酸钾处理总氮、粗蛋白含量在各时期最为适宜，烟株的氮代谢最为协调；柠檬酸钾处理同时也提高了烟叶的还原糖、有机钾含量。烤后烟叶的化学成分及其比值中，硝酸钾处理粗蛋白含量最高，对烟叶的香气、吃味有负面作用；硫酸钾处理烟叶的钾含量最高，但有机钾含量最少，氯离子、硫酸根含量最高，不利于烟叶的燃烧性；柠檬酸钾处理中氯离子、粗蛋白含量最少，有机钾、还原糖、总糖含量最多，K/Cl最高，烟叶的品质最好。总体来看，鲜烟和烤后烟叶在3个处理中均以柠檬酸钾的效果最好。
参考文献：
[1]苏德成. 中国烟草栽培学[M]. 上海：上海科学技术出版社， 2005：125-130.
[2]Taiz L，Zeiger E. Plant physiology[M]. The Benjamin/Cummings Publishing Company， Redwood City， USA， 1991：113-115.
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[7]李荣春，李佛琳，徐琼华. 钾对烤烟叶片解剖结构的效应及其品种差异[J]. 中国烟草科学， 2001，22（2）：39-41.
[8]潘艳华，胡靖，陈岗，等. 楚雄州几种主要土壤烟草氮磷钾施肥模型[J]. 西南农业大学学报， 2001，23（1）： 47-50.
[9]潘艳华，胡靖，杨树明，等. 土壤氮、磷、钾肥量比对烤烟产量品质的影响[J]. 西南农业大学学报， 2000，22（2）：120-122.
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[12]刘卫群，郭红祥，籍越，等. 烟叶中含氮化合物氮素来源与肥料氮素形态的关系[J]. 植物营养与肥料学报， 2004，10（1）： 104-106.
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[14]叶协锋，朱海滨，凌爱芬，等. 不同钾肥对烤烟叶片钾和中性香气成分及非挥发性有机酸含量的影响研究[J]. 土壤通报，2008，39（2）： 338-343.
[15]王瑞新. 烟草化学[M]. 北京：中国农业出版社，2003：170-174， 250-274.
[16]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2005：257-271.
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[18]韩锦峰，杨素勤，王永华，等. 不同相伴阴离子钾肥对烤烟光合特性、钾含量及化学成分的影响[J]. 中国烟草学报， 2002，8（3）： 22-25.