烟叶是卷烟制品中的关键基础原料，其质量决定了卷烟制品的品质^[1]。湘南烟稻轮作区是我国重要的烟叶产区之一，生产的烟叶具有香气浓郁、焦香突出、醇甜感较丰富等品质特征^[2]。然而，近年来烤后烟叶出现焦香有余、甜感不足的现象^[3]，一定程度上制约了烟叶的品质彰显和工业可用性。烟叶的甜感主要取决于烤烟碳代谢产物的水解以及焦糖化反应和美拉德反应^[4]。糖含量的提升有助于柔和烟气，提升烤烟甜感，其中烟叶还原糖与卷烟甜感密切相关^[5]。

磷元素深度参与糖类合成的核心过程——光合作用，可通过调控碳代谢和糖类合成、转运等代谢途径，进而影响烟叶糖分积累^[6]。缺磷条件下，烟株生长缓慢，光呼吸增强，光合作用被抑制；适量施用磷肥可促进植株生长，缩短生长周期，提高烟叶还原糖含量^[7]，促进烟叶化学成分更为协调，从而提高烟叶品质、上等烟比例和经济效益^[8]。

目前，农业生产中常用磷肥有磷酸一铵、过磷酸钙、磷酸二铵、钙镁磷肥、磷矿粉以及复合磷肥等。按磷素释放浓度，磷肥可分为低浓度和高浓度两类。其中，磷酸一铵是肥效释放快的高浓度磷肥，水溶液呈酸性，适用于碱性、石灰性土壤，有助于植株初期的快速生长。过磷酸钙属于水溶性速效磷肥，呈酸性，是适合施用于碱性至微酸性土壤的低浓度磷肥^[9]。然而，如何通过合理选择磷肥类型改善烟叶碳代谢及糖积累水平仍不清楚。

施入土壤后未被植物及时吸收利用的磷，易与土壤中的铁、铝、钙、镁等组分发生吸附、沉淀或闭蓄作用，转化为植物难以直接利用的固定态磷或低有效性磷，从而降低磷肥利用率^[10-11]。因此，在生产中常配施腐殖酸等肥料增效剂，通过络合铁、铝、钙等金属离子，减弱土壤对磷的吸附和固定，并促进固定态或难溶态磷向植物可吸收利用的有效磷转化，提高磷肥有效性^[12]。腐殖酸作为常用的肥料增效剂，其所含羧基、酚羟基等活性官能团，可络合铁、铝等金属离子，抑制磷酸盐与其形成难溶性沉淀，同时，可通过金属离子桥接形成可溶性的腐殖酸–金属–磷酸盐三元络合物，从而提高土壤磷的有效性^[13]。此外，腐殖酸还能吸附于土壤胶体(铁/铝氧化物)表面，与磷酸盐竞争吸附位点，从而将土壤中被固定的磷酸盐置换释放出来^[14]。但利用腐殖酸增强磷肥利用率的具体施肥模式仍有待进一步研究。

永州烟区是湖南主要的烟稻轮作区。调查发现，该地区土壤pH和有机质含量(51.4% 的烟田土壤pH≥7.5，69.1% 的烟田土壤有机质含量≥35 g/kg)均偏高，不利于土壤中磷的吸收和利用^[15]。例如，当土壤pH≥7.5时，磷易与土壤中钙结合形成难溶性的磷酸钙，降低磷的有效性^[16]。科学选择烟区磷肥类型及其施用方式是解决上述问题的有效途径之一。为此，本研究通过田间小区试验，设置不同类型磷肥及其配施腐殖酸处理，探讨不同处理对烟株生育期农艺性状、光合作用、烟叶糖积累和合成的影响，为改善湘南烟区烤烟磷肥施用技术和烟叶可持续生产提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验地概况

试验于2024年在湖南省永州市烟叶生产技术中心烟草试验基地(111°41′E，26°25′N，海拔260 m)进行。试验区属亚热带季风性气候，年平均气温18.7 ℃，年平均降水量1 332.5 mm，无霜期274 d。选取近3年未进行过肥料试验、排灌便利、土质和肥力均匀及往年烟叶长势具有代表性的烟田开展试验。试验地基础肥力为：pH 7.45，有机质25.2 g/kg，全氮1.69 g/kg，全磷0.51 g/kg，全钾13.6 g/kg，速效氮113.2 mg/kg，有效磷12.4 mg/kg，速效钾178.3 mg/kg，阳离子交换量(CEC)21.33 cmol/kg。试验地为烤烟–晚稻轮作，2023年11月上旬晚稻收割后，布置大田小区试验。2024年2月下旬烟田整地起垄，3月上旬施基肥并移栽，烤烟品种为云烟87。

1.2 试验设计

田间试验共设置5个处理，具体方案如表 1所示。每个处理3个重复(小区)，共15个小区(小区面积为10 m×6 m)，烤烟移栽行距×株距为1.2 m×0.5 m，每个小区80株烟苗。

试验所用肥料均由湖南金叶众望科技股份有限公司提供，为当地常规烟田用肥。腐殖酸基础性质为：腐殖酸(干基)65%~70%；黄腐酸(干基)3%~5%；氧化钾10%~12%；pH 8~10(1%，即1 g腐殖酸溶于99 mL无菌水测定的pH)。根据追肥处理中的P₂O₅含量，调整专用追肥施用量，保证最终每个处理施肥量N 170.25 kg/hm²、P₂O₅ 117 kg/hm²、K₂O 474.45 kg/hm²。

基肥具体施用步骤如下：在烟垄(垄高35 cm)上按50 cm株距于移栽前施入饼肥、总量30% 专用基肥，在上述两种肥料和土壤充分混匀后移栽烟株。待烤烟移栽后，在植株间沿烟垄方向开15 cm×15 cm的施肥带，施入剩余70% 专用基肥。追肥具体施用步骤如下：在烤烟移栽当天和移栽后7~10 d分2次兑水浇施提苗肥。移栽后20 d和35 d分2次(用量比例为1∶2)兑水浇施专用追肥、磷肥和钾肥。施用腐殖酸的处理，则在移栽后35 d将腐殖酸与肥料充分混匀后进行施用。追肥位置为烟株最大叶片叶尖所对应的地下位置^[17]。其他田间管理方法参照当地常规操作。

1.3 测定项目与方法 1.3.1 烟株农艺性状

在烟株团棵期(5月)、旺长期(6月)和成熟期(7月)于每个小区随机选取有代表性的烟株3~5棵，每个处理共10株，分别测量烟株株高、叶片数、茎围、倒3叶长和宽、倒6叶长和宽、最大叶长和宽、叶面积等农艺性状。

1.3.2 烟叶光合作用

在烟株旺长期，每个小区随机挑选3棵生长均一的烟株，于晴朗天气上午9:00—12:00，采用LI-COR 6800便携式光合仪，测定上部第4~5片展开叶的光合作用。测定的主要光合指标包括叶片蒸腾速率、光合速率、胞间CO₂浓度、气孔导度。

1.3.3 烟叶糖、淀粉含量及蔗糖合成相关酶活性

在烟株旺长期，每个小区随机采取上部第4~5片烟叶，放入干冰盒后低温运回实验室。采用3, 5-二硝基水杨酸法测定总糖及还原糖含量，蒽酮比色法测定淀粉含量，间苯二酚比色法测定蔗糖含量^[18]。同时，使用苏州科铭生物技术有限公司提供的试剂盒，测定蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase，SPS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase，AGP)活性。

1.3.4 烤后烟叶化学成分

采集不同处理适宜成熟度的烟叶，同时避免采青，根据三段式烘烤工艺，将烟叶烘烤至变黄程度达十成黄时，选取代表样品各1 kg。将烤后烟叶在60 ℃烘箱中烘干、粉碎、过筛后，参照王瑞新^[19]的方法，测定烟叶中烟碱、还原糖、氯、总氮、总钾和总糖含量。

1.4 数据处理与分析

使用Excel 2016、Origin 9.1进行数据处理并作图，采用Fisher最小显著差异法(LSD)比较不同磷肥处理下烟株各项指标的差异显著性。

2 结果与分析 2.1 不同磷肥施用对烟株农艺性状的影响

与CK处理相比，在团棵期，施用不同磷肥处理已开始明显促进烟株生长和生物量积累(图 1A)。其中，P1处理显著增加烟株株高、叶片数，且对株高提升效果最突出，增幅达18.40%；P2处理对烟株株高、叶片数的增加幅度不及P1处理，但对最大叶长有明显提升。相比P1处理，配施腐殖酸的P1H处理增强了对烟株株高、叶片数、茎围和最大叶长的提升效果，其中对最大叶长提升最明显，增幅为18.17%。在旺长期，相比CK处理，P1和P2处理显著增加烟株的中部最大叶长和叶宽，叶长增幅分别为8.77% 和5.52%；叶宽增幅分别为20.09% 和18.26%，且P1处理的促进效果均比P2处理强。相比P1和P2处理，腐殖酸配施的P1H和P2H处理增强了对烟株株高、叶片数、茎围及中部叶长和叶宽等农艺性状的提升效果(图 1B)。在成熟期，相比CK处理，P1处理对烟株叶片长、宽和面积提升效果均不明显，而P2处理显著增加倒6叶长5.02%。相比P1处理，P1H处理明显增强对倒6叶长的提升效果；相比P2处理，P2H处理提升了对倒3叶生长的促进效应，其中对叶面积提升效果最明显，增幅达13.09%(图 1C)。综上，两种磷肥均能有效改善烟株农艺性状，其中磷酸一铵对团棵期、旺长期烟株生长有明显改善，而过磷酸钙在全生育期均对烟株农艺性状有显著提升；配施腐殖酸可在全生育期增强两种磷肥对烟株生长的促进作用。

2.2 不同磷肥施用对烟叶光合作用的影响

由图 2可知，与CK处理相比，P1处理对旺长期烟叶光合作用影响不明显；而相比P1处理，P2处理对烟叶光合作用的提升效应突出，使蒸腾速率、光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均显著增加，其中蒸腾速率和气孔导度提升最明显，分别是CK处理的1.98倍和2.11倍。相比P1处理，配施腐殖酸的P1H处理使烟叶各项光合指标均显著增加，其中蒸腾速率和气孔导度增幅最大，分别为92.2% 和83.9%。然而，相比P2处理，配施腐殖酸的P2H处理仅显著提高烟叶光合速率，其他光合指标均显著降低。综上，磷酸一铵对促进烟叶光合作用的影响不显著，而过磷酸钙能显著提升烟叶各项光合指标；配施腐殖酸显著促进磷酸一铵对烟叶光合作用的提升效应，但削弱过磷酸钙增强烟叶光合能力的效果。

2.3 不同磷肥施用对烟叶糖积累的影响

与CK处理相比，P1和P2处理可显著提升旺长期烟叶还原糖和蔗糖的含量，但对烟叶总糖含量无显著影响(图 3)。相较P2处理，P1处理对烟叶蔗糖含量的提升作用更突出，烟叶蔗糖含量较CK处理增加了1.63倍。在磷肥施用基础上，配施腐殖酸可进一步显著提升烟叶还原糖的积累，与单施磷肥相比，配施腐殖酸处理下烟叶还原糖含量增加15%~20%。总体上，施用磷肥有利于旺长期烟叶还原糖物质的积累，而配施腐殖酸可进一步增强磷肥对烟叶还原糖积累的效果。

2.4 不同磷肥施用对烟叶碳代谢合成关键酶活性的影响

由图 4可知，相比CK处理，P2处理对旺长期烟叶中AGP活性无显著影响；而相比P2处理，P1处理使AGP活性显著降低45.5%，存在不利影响。P1和P2处理均显著增强SPS活性，分别为CK处理的1.5倍和2.0倍。配施腐殖酸均能显著提升烟叶AGP活性，但腐殖酸对磷酸一铵提升SPS活性的效应有所增强，大幅(27.63%)削弱过磷酸钙增强SPS活性的效应。综上，单施磷肥均有利于增强SPS活性，但对AGP活性存在不利或影响不显著，进一步配施腐殖酸则均增强烟叶AGP活性。

2.5 不同磷肥施用对烤后烟叶化学成分的影响

由图 5可知，与CK处理相比，施用磷肥显著提高了烤后烟叶还原糖、总糖水平以及糖碱比，显著降低了烟叶中烟碱、总氯、总氮和总钾水平。其中，P2处理对还原糖、总糖、糖碱比的提升效应明显强于P1处理，各指标值分别为20.46%、24.71% 和8.4%。相较单施磷肥，配施腐殖酸可进一步增强磷酸一铵对还原糖、总糖和糖碱比的提升作用，但削弱了过磷酸钙对还原糖、总糖、糖碱比的提升效应。综上，施用磷肥能明显提高烤后烟叶还原糖和总糖含量，而配施腐殖酸可增强磷酸一铵提升烟叶糖水平的效应，降低过磷酸钙促进烟叶糖积累的效应。

3 讨论

磷元素通过影响烟株体内碳水化合物的合成和运转，从而促进烟株生长、提高烟叶含糖量^[20]。本研究发现，磷酸一铵和过磷酸钙单施均能显著提高烟株农艺性状，且单施过磷酸钙的肥效优于单施磷酸一铵。磷酸一铵含磷量较高(20%~25%)，同时还含有约11% 的氮^[21]，其磷能以水溶性磷酸盐形式迅速释放，对植株生育前期(如烟株团棵期)根系发育有显著的促进作用^[22]。过磷酸钙含磷12%~18%，磷以钙磷酸盐形式存在，可被烟株直接吸收，且其肥效释放周期较长，更利于烟株全生育期根系和茎的生长^[21]。相应地，在团棵期和成熟期，过磷酸钙对烟株农艺性状的改善均明显优于磷酸一铵。

磷元素深度参与卡尔文循环，是形成腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)和1, 5-二磷酸核酮糖(RuBP)的重要组成元素，以及合成RuBP羧化酶的必要条件^[23]。缺磷会导致植物生长缓慢，光合器官发育滞后，叶绿素含量和与卡尔文循环相关酶的活性降低，适量施用磷肥可有效提高作物光合作用^[24-25]。本研究中，磷酸一铵和过磷酸钙单施均不同程度提升烟叶净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度和气孔导度，说明合理施用磷肥可提高烟叶光合作用。过磷酸钙较磷酸一铵肥效明显更好，可能与不同磷肥在土壤中的溶解、扩散和固定过程存在差异有关。磷酸一铵为水溶性速效磷肥，施入土壤后，迅速释放磷酸盐，未被植物吸收的磷酸盐与土壤中的铁、铝或钙等发生吸附、沉淀或固定作用，转化为植物难以直接利用的磷形态，从而降低后期磷素供应和磷肥利用效率^[9]。此外，本研究测定的是旺长期烤烟叶片光合作用相关指标，此时磷酸一铵肥效最佳时期已过。过磷酸钙则肥效缓慢，旺长期肥效较强，从整个生育期看来，磷的利用率更高^[26]。

磷元素对植物同化物(如蔗糖、淀粉)的生产和积累具有重要影响^[27]，适当施磷对烟叶糖含量积累有显著促进效果^[28]。本研究中，过磷酸钙、磷酸一铵单施均显著增加旺长期烟叶还原糖、蔗糖含量，但对淀粉积累有抑制作用，与Baxter等^[29]的结果类似。且值得注意的是，磷酸一铵单施促进蔗糖增加效应更显著，过磷酸钙单施抑制淀粉积累作用更明显；单施过磷酸钙烟叶SPS活性比单施磷酸一铵更高。这可能是因为：磷酸一铵作为速效水溶性磷肥，可为烤烟生育前期提供高浓度有效磷，进而促使烟叶积累大量蔗糖，但旺长期SPS活性可能随磷酸一铵肥效下降而减弱^[30]；相反，过磷酸钙肥效可能在烤烟旺长期达到高峰，从而在该时期SPS活性更高，而SPS促进蔗糖在该阶段大量合成并积累。但单施过磷酸钙处理植株全生育期蔗糖总积累量仍少于单施磷酸一铵处理，与徐关印等^[31]结果类似。此外，单施过磷酸钙对烤后烟叶还原糖和总糖提升效果均优于单施磷酸一铵，可能是由于过磷酸钙养分释放慢，肥效持续时间长，有利于提高烟叶全生育期还原糖、蔗糖等代谢物的积累。

腐殖酸是利用生物物质经微生物作用产生的有机物质，可以活化土壤中固态磷，促进作物对土壤磷素的吸收^[32]。研究表明，腐殖酸可改变各磷组分含量，促使有效性低的磷向有效性高的磷转化，进而提高土壤有效磷含量^[33]。本研究中，添加腐殖酸总体上增强磷肥，特别是增强磷酸一铵对烟株农艺性状、光合作用、糖分合成及积累等方面的促进作用。腐殖酸中含有羧基和酚羟基等酸性官能团，能与土壤胶体结合，进而降低土壤对磷酸盐的吸附而提高磷肥的肥效^[34]。值得注意的是，腐殖酸对磷酸一铵的增效作用显著强于对过磷酸钙。张宝冲等^[35]通过Meta分析发现，腐殖酸并非对所有肥料均具有同样的增效效果，且其用量也会影响作物生长状况。例如，当腐殖酸用量为0~25 kg/hm²时，作物产量呈现先增后降的趋势，并且腐殖酸施用效应受年降水量、土壤pH等环境因素影响^[36]。本研究中，特别是在对光合参数、蔗糖积累、SPS活性以及烤后烟叶化学成分的效应上，配施腐殖酸甚至抑制过磷酸钙的肥效，这可能由于以上指标均在旺长期测定，过磷酸钙肥效此时达到高峰期，腐殖酸的添加导致有效磷过高而产生负效应^[25]。

永州烟区作为湖南烟稻轮作区的重要组成部分，其土壤性质具有鲜明的区域特征。研究显示，永州烟区土壤pH平均为6.95，处于适宜水平。但pH处于“高”或“极高”等级的土壤样品占比61.24%，碱性土壤占比过高^[37]。这种偏碱性的土壤环境显著制约了磷有效性的发挥。本研究试验地土壤pH为7.45，正处于磷有效性下降的临界范围附近，这可能是当地烟田磷素利用率偏低的重要原因之一。本研究结果表明，单施过磷酸钙在烟株全生育期的综合效果优于单施磷酸一铵。过磷酸钙为水溶性速效磷肥，呈酸性，施用于碱性至微酸性土壤时，其酸性可在根系微域内形成局部酸化环境，一定程度上缓解土壤对磷的化学固定^[38]。此外，本研究还发现，腐殖酸对磷酸一铵的增效作用显著强于过磷酸钙。这可能是由于磷酸一铵的速效磷更易被土壤固定，腐殖酸通过活化被固定磷的增效空间更大；而过磷酸钙本身肥效释放相对平缓，其酸性可局部改善土壤碱性环境，腐殖酸额外增效空间相对有限^[16]。

4 结论

磷酸一铵和过磷酸钙单施均能改善永州烟区烟株农艺性状，增强烟叶光合能力，促进烟叶还原糖和蔗糖积累，并改善烟叶化学成分协调性。过磷酸钙单施比磷酸一铵单施效果更好。腐殖酸添加可增强两种磷肥的肥效，但对磷酸一铵的肥效提升更显著。综合烟株各时期生长及生理生化指标，发现磷酸一铵与腐殖酸配施是兼顾速效供应与长效活化的有效方案。该施肥模式既利用了磷酸一铵在烟株生育前期(团棵期、旺长期)提供高浓度有效磷的优势，又借助腐殖酸对土壤中被固定磷的活化作用，弥补了磷酸一铵后期磷素供应不足的缺点，是提高永州烟区烟叶碳代谢效率、促进糖类物质积累的有效施肥措施。