提高烤烟叶片钾含量途径的研究进展?

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　　摘 要：钾是影响烟草品质的重要元素之一。我国烟叶质量与国外优质烟叶相比还有一定差距，主要表现为我国烟叶钾素含量普遍偏低。从选育富钾基因型烟草品种、科学合理施肥、物理调控、化学调控等方面综述了提高烟叶钾素含量的研究进展，以期为我国烟叶钾素含量的提升提供一定的依据。
　　关键词：烤烟;钾;品质;综述
　　中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2020）02-0112-03
　　Abstract： Potassium is one of the important elements affecting tobacco quality. There is still a certain gap between the quality of Chinese tobacco leaves and that of foreign high-quality tobacco leaves， which mainly shows that the potassium content of Chinese tobacco leaves is generally low. This paper summarized the research progress of improving the potassium content of tobacco leaves from the aspects of breeding potassium rich tobacco varieties， scientific and reasonable fertilization， physical regulation and chemical regulation， in order to provide some basis for improving the potassium content of tobacco leaves in China in the future.
　　Key words： flue-cured tobacco; potassium; quality; review
　　烟草（Nicotiana tabacum L.）是茄科烟草属一年生或有限多年生草本植物。我国是世界烟草种植大国，烟草是我国重要的经济作物，在国民经济中占有极其重要的位置。但我国种植的烟叶质量与世界优质烟叶相比还有一定差距。其中一个重要因素就是烟叶钾元素含量低。尹启生等[1]测定分析津巴布韦和巴西烟叶的化学成分时发现，津巴布韦烟叶下、中、上部叶的钾含量分别为3.02%、2.75%、2.55%，巴西烟叶下、中、上部叶的钾含量分别为3.01%、2.73%、2.22%。而我国大部分地区的烤烟钾含量低于2%，其中河南烟区和黑龙江烟区烤烟钾含量最低，分别为1.40%和1.31%[2]。由此可见，我国烟叶钾含量有进一步提升的空间。
　　烟草是喜钾作物。钾元素与烟株体内碳水化合物、致香物质的合成、转化以及烟叶的成熟度密切相关。钾可以提高烟叶的可燃性，改善烟叶的香吃味[3-5]。
　　烟叶钾含量的高低是评价烤烟品质好坏的重要指标之一。而我国烤烟烟叶钾含量普遍偏低，这已经成为限制我国烟叶质量进一步提升的一个主要因素。因此，笔者综述了近年来关于提高烟叶钾含量的相关研究进展，以期为我国烟叶质量提升提供参考。
　　1 选育富钾基因型烟草品种
　　我国耕地土壤本身缺钾，同时我国钾肥资源严重匮乏，供钾不足已經成为提高烟叶钾含量的一个主要限制因素[6]。虽然通过增施钾肥能够提高烟叶钾含量，但同时会增加农民的生产成本。因此，选育富钾基因型烟草品种，通过提高烟株自身对土壤钾的吸收和富集能力，来提升烟叶钾含量是最经济有效的途径。
　　研究表明，不同基因型烤烟在吸钾能力和钾素分配方面存在显著差异[7-8]。富钾基因型烟草比一般基因型烟草的钾素积累速率高而且持续时间长，钾素负积累的时间短。例如烤烟品种WB68和Nc82，对钾素敏感，吸钾能力强，且向叶片分配钾素的比率高，但随着供钾水平的提升，品种间钾素响应能力的差异逐渐减弱[9-10];又如烤烟品种NC89和K326，在提高供钾量后烟叶钾含量得到大幅提升;烤烟品种云烟85和库扎加-A，对钾素不敏感，吸钾能力差，因此烟叶钾素含量低[11-12]。
　　杂种优势是生物界普遍存在的现象，是两个性状不同的亲本杂交产生的杂种F1，在生活力、生长势、繁殖力、适应性以及产量、品种等性状方面超过其双亲的现象。杂种优势的利用在水稻、玉米、棉花等作物中取得了成功。不同烤烟品种间吸钾能力和烟叶钾素含量之间存在显著差异且可以稳定遗传，可以利用这一特性通过杂种优势的方法来培育富钾烤烟品种，从而提高烟叶钾素含量。舒海燕等[13]通过测定不同杂交组合及其杂交亲本烟叶钾含量发现，不同基因型烤烟品种间烟叶钾含量存在显著差异，且不同杂交组合间都具有一定的杂种优势。许杰等[14]通过双列杂交探究了富钾基因的遗传规律，结果表明亲本间一般配合力和特殊配合力方差达极显著水平，烟叶钾素含量的遗传效应在表型中具有重要作用，且显性遗传效应占主导地位。
　　综上所述，不同基因型烤烟在叶片钾含量、吸钾能力、钾肥利用效率等方面存在显著差异。这些基因型的差异为烟草品种的选育提供了坚实的物质基础，选育高效富钾基因型烟草品种切实可行。
　　2 科学合理施肥提高烟叶钾含量
　　2.1 合理增施钾肥
　　在供钾能力低的烟田，通过增施钾肥来提高烟叶钾素含量是首选方法。钟晓兰等[15]研究表明，在烟株整个生育期内，施用315 kg/hm2钾肥处理的烟株烟叶钾素含量显著高于施用215 kg/hm2钾肥处理。郇威威等[16]研究表明，在耕层土壤全层混施钾肥的方式下，随着钾肥用量的增加，砂土和黏土中种植的烤烟不同部位烟叶钾含量显著增加，且砂土效果要好于黏土。在相同的施肥方式下，增加硫酸钾的用量能够提高烟叶钾含量，降低中下部烟叶烟碱的含量，提高优质烟叶的比例[17]。但增施钾肥会增加生产成本，单独增施钾肥的效果具有不稳定性，因此单纯的增施钾肥在实际生产中具有一定的局限性。 　　2.2 优化施肥方式
　　随着农业化肥的大量使用，土壤出现不同程度的酸性板结，透气性差，钾肥利用效率严重下降，因此我国科研工作者希望通过改善施肥方式来提高烟叶钾素含量。在烟株生育期内分次施用钾肥能够提高烟株钾素含量[18]。林鸾芳等[19]研究表明，烟苗移栽后30 d追施钾肥总量的40%，移栽后70 d追施钾肥总量的20%，可明显提高烟株上部烟叶钾素含量。施肥位点对烟叶钾含量也具有显著影响。王筱滢等[20]研究表明，以烟株为圆心，在直径25 cm范围内，深度20 cm处施用钾肥烟叶钾素含量显著高于在直径15、20 cm范围内施用钾肥处理的烟株。李亮等[21]研究表明，烟株移栽后30 d追施钾肥，结合黑白配色膜覆盖可有效提升烟叶钾含量，改善烟叶品质。黄敏等[17]研究表明，在硫酸钾施用量相同的情况下对水冲施处理烟叶钾含量要比穴施提高13.3%。
　　2.3 增施生物有机肥
　　在我国烤烟生产过程中，为了提高烟叶产量，长期大量施用化学肥料，破坏了土壤结构，土壤酸化严重，烟田土壤肥料利用率严重下降。使用有机肥料可以改善土壤结构，增加土壤的透气性，提高肥料效力，改善烟叶品质。研究表明，在烟田增施高螯合态有机钾肥或生物钾肥硅酸盐菌粉都能够有效提高烟叶钾素含量，改善烟叶品质。柳开楼等[22]的研究表明，稻草源的生物炭配合化学钾肥施用能够显著提高水稻土和旱地红壤区烟叶钾含量。许山河等[23]的研究表明，施用外源氨基酸和腐殖酸能够增加烤烟品种K326烟叶钾素的含量。
　　3 物理调控提升烟叶钾含量
　　在烟草种植过程中，打顶是非常重要的栽培措施。打顶可以控制顶端优势，促进根系发育，调控烟株长势等。但是打顶后，由于顶端优势丧失，烟株钾素将通过韧皮部由地上部流向根部，并通过根系进行外排。对于这种现象，可以通过环切韧皮部阻断钾素回流的途径，也可以切断部分根系，来减少钾素的外排，从而提高烟叶钾素的含量。舒海燕等[13]研究表明，烟株打顶后，钾素通过韧皮部由地上部向根部回流以及通过根系外排是烟草后期烟叶钾含量逐渐减少的主要原因之一。烟株打顶后，切断烟株两侧根系减少钾素外排，可以增加烟叶的钾素含量。洪丽芳等[24-26]研究表明，烟株打顶后在距离烟株茎基部20 cm处一侧进行断根处理，并追施钾肥能够显著提高烟叶钾素含量，但断根不能过多否则会降低烟叶钾素含量。沈方科等[27]研究表明，断根配合环割措施可以提高烟株上部烟叶钾素含量，降低中、下部烟叶镁、钙元素的含量，提高烟叶的品质。
　　4 化学调控提升烟叶钾含量
　　植物激素通过影响植物细胞的分裂、伸长和分化等来干预植物的发芽、生根、开花和结果等。植物激素可以调节作物的生长发育、调控作物的植株形态、提高作物产量、改善作物品质。目前，植物激素已经广泛应用于农业生产[28]。扈强等[29]的研究表明，打顶后对烟株上部叶片同时喷施GA3和IAA能够增加上部烟叶钾素的含量，降低烟碱含量，提高糖碱比，增加上等烟的比例。邹焱等[30-32]研究表明，烟株打顶后喷施生长素和赤霉素能够显著提高烟叶钾含量，同时可以降低烟碱含量，提高烟叶品质。
　　5 展 望
　　烟叶钾素含量受多种因素的影响，如品种、气候、土壤等。提高烟叶钾素含量的途径有多种，如选育高富钾的品种、增施钾肥、物理调控、化学调控。然而通过单一途径提高烟叶钾含量的效果有限，應根据当地的种植品种、土壤、栽培条件等因素，制定相应的方案来提高烟叶钾素含量。但是笔者认为，物理调控和化学调控措施在实际生产过程中的操作性差，不容易在生产实际中进行推广使用;同时，增施钾肥会增加生产成本，因此选育高富钾的烟草品种才是提高烟叶钾含量最经济有效的途径。
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　　（责任编辑：成 平）
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