張本強(qiáng)，馬興華，王術(shù)科，王 毅，孫 剛，管恩森，吳元華，陳向東，張艷艷，石 屹，張忠鋒*

（1.農(nóng)業(yè)部煙草類作物質(zhì)量控制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266l0l；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 100081；3.山東濰坊煙草有限公司諸城分公司，山東 諸城 262200）

氮素是對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育影響最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，科學(xué)施肥是烤煙生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、低耗的重要栽培技術(shù)[1]。氮肥用量過少，煙株生長(zhǎng)弱，煙葉身份輕，煙堿含量低，香氣差，影響產(chǎn)量和質(zhì)量的形成；在一定施氮范圍內(nèi)，增施氮肥可以增加產(chǎn)量，提高品質(zhì)，但氮肥施用過多又會(huì)造成煙葉品質(zhì)的下降，尤其烤煙在后期生長(zhǎng)中吸氮過多會(huì)導(dǎo)致上部煙葉化學(xué)成分不協(xié)調(diào)，品質(zhì)變差，工業(yè)可用性差[2-5]。我國(guó)的烤煙施肥多采用基肥和追肥相結(jié)合的方法，其中基肥一般占60%～70%，追肥占30%～40%，基肥一般在移栽前整地時(shí)一次施入，追肥一般在移栽后30 d左右分次或一次追入[1]。山東煙區(qū)烤煙種植中氮肥施用量較高，且以基肥為主，肥料配置前重后輕，氮肥供應(yīng)與烤煙需求規(guī)律不一致，造成氮肥利用率較低，肥料浪費(fèi)嚴(yán)重[6]。本研究旨在通過研究不同施氮量和基追肥比例對(duì)煙株氮素吸收積累、土壤無機(jī)氮、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，從而提出新的氮肥運(yùn)籌方式，提高氮肥利用效率，減少資源損失。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2009年4—10月在諸城市賈悅鎮(zhèn)瑯埠農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，供試土壤為褐土，土壤理化性質(zhì)如表1所示。試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為16 m×6 m = 96 m2，行距1.2 m，株距0.5 m。供試品種為中煙100，5月9日移栽，6月22日進(jìn)入團(tuán)棵期，7月18日進(jìn)入現(xiàn)蕾期，8月6日進(jìn)入平頂期。

表1 供試土壤的理化性質(zhì)Table 1 The properties of the tested soils

試驗(yàn)處理：

處理1（T1）：不施氮肥。

處理2（T2）：施純氮135 kg/hm2，全部作基肥施用。

處理 3（T3）、處理 4（T4）、處理 5（T5）中氮肥的基肥和追肥比例分別為 50:50、30:70、0:100，施純氮均為90 kg/hm2。

處理 6（T6）、處理 7（T7）、處理 8（T8）中氮肥的基肥和追肥比例分別為 50:50、30:70、0:100，施純氮均為45 kg/hm2。

各處理磷鉀肥用量相同，施磷（P2O5）135 kg/hm2（過磷酸鈣）和鉀（K2O）270 kg/hm2（硫酸鉀）。

施肥方法：磷肥和鉀肥全部作基肥施用，基肥起壟前條施在壟底，追肥移栽后30 d化水穴施。田間管理按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。

1.2 煙株樣品的采集與處理

移栽后4周各小區(qū)取3株煙樣，第7、10、13、16、19周各小區(qū)取1株煙按根、莖、葉分樣，樣品105 ℃殺青30 min，70 ℃烘至恒重，稱重后粉碎。起壟前按對(duì)角線法取5點(diǎn)混合樣，風(fēng)干后用于基礎(chǔ)地力分析。分別于移栽后 4、7、10、13、16、19周按小區(qū)在中間三行壟體上隨機(jī)取0～20 cm、20～40 cm土樣，采后立即帶回實(shí)驗(yàn)室冰凍保存。

各小區(qū)煙葉采收烘烤后計(jì)產(chǎn)計(jì)值。同時(shí)，按處理取烤后煙葉樣品C3F，每個(gè)處理重量為3 kg，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分分析和感官評(píng)吸鑒定。

1.3 測(cè)定方法

土壤樣品解凍后，硝態(tài)氮含量采用紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定[7]。銨態(tài)氮含量用靛酚藍(lán)比色法進(jìn)行測(cè)定[7]。煙株全氮含量用凱式定氮法測(cè)定[8]?？竞鬅熑~中的還原糖、總糖、總植物堿、總氮、鉀、氯等由農(nóng)業(yè)部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié) 果

2.1 煙株不同器官干物質(zhì)積累量

由圖1可以看出，在煙株生長(zhǎng)前期，各處理根、莖、葉的干物質(zhì)積累量差異不大。在16周以后根干物質(zhì)積累量呈下降趨勢(shì)，而處理4根干物質(zhì)積累量仍然增加，說明T4根系后期生長(zhǎng)勢(shì)很強(qiáng)。莖干物質(zhì)積累量主要產(chǎn)生于10～13周，13～16周T2、T3、T4和T6的莖干物質(zhì)積累量降低，T1、T5、T8莖干物質(zhì)量增加，16周以后各處理莖干物質(zhì)積累量變化不大。而各處理葉干物質(zhì)積累量16周以后都降低，19周T4的葉干物質(zhì)積累量明顯高于其他處理。19 周根的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為：T4 ＞ T6 ＞ T1 ＞T5 ＞ T8 ＞ T2 ＞ T7 ＞ T3，莖的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為：T1 ＞ T8 ＞ T6 ＞ T5 ＞ T7 ＞ T4 ＞ T2 ＞ T3，葉的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為：T4 ＞ T6 ＞ T2 ＞ T5 ＞ T1＞T8＞T3＞T7。

圖1 不同處理煙株各器官干物質(zhì)積累量的變化Fig.1 Changes of dry matter accumulation amounts in each organ of tobacco of different treatments

2.2 煙株不同器官氮素含量

由圖2可以看出，根氮素含量在移栽后7～10周急劇下降，10周后變化不大。T4的根氮素含量13周達(dá)到最大值，且明顯高于其他處理，而在煙株生長(zhǎng)后期與其他處理沒有明顯差異。不同處理的葉片氮素含量間比較，移栽后10周，T4的葉片氮素含量最高，而13周后，T1、T4、T7的葉片氮素含量穩(wěn)定在較低的水平；T2、T3、T5的葉片氮素含量則明顯高于其他處理。在煙株生長(zhǎng)前期 T2的煙株氮素含量明顯高于其他處理，7～13周即煙株旺長(zhǎng)期到現(xiàn)蕾期煙株的整株氮素含量急劇下降，各處理的整株氮素含量變化趨勢(shì)基本一致，煙株生長(zhǎng)后期下降趨勢(shì)減小，19周葉的氮素含量表現(xiàn)為：T6 ＞T5 ＞ T8 ＞ T2 ＞ T7 ＞ T3 ＞ T4 ＞ T1，整株氮素含量表現(xiàn)為 T2 ＞ T5 ＞ T6 ＞ T8 ＞ T3 ＞ T4 ＞ T7 ＞ T1。

圖2 不同處理煙株各器官氮素含量的變化Fig.2 Changes of nitrogen contents in each organ of tobacco of different treatments

2.3 煙株不同器官氮素累積量

由圖3可以看出，在7和10周，各處理根氮累積量差異較小，氮素在根部主要是 10～16周積累，16周后下降。16周根氮累積量表現(xiàn)為：T6 ＞ T2＞ T1、T8、T3 ＞ T4 ＞ T5 ＞ T7，而 19 周處理 4 的根氮累積量最大。莖氮累積量主要是10～13周增加，13 周莖氮累積量表現(xiàn)為：T2 ＞ T6 ＞ T8、T3 ＞ T1、T4 ＞ T5 ＞ T7。16周后各處理莖累積量變化不大。葉氮累積量呈現(xiàn)“M”型生長(zhǎng)規(guī)律，10周達(dá)到第一個(gè)高峰，10～13周葉氮積累量呈下降趨勢(shì)，而在16周到達(dá)第二個(gè)高峰。

2.4 土壤硝態(tài)氮含量

由圖4可以看出，0～20 cm和20～40 cm兩個(gè)土層各處理的硝態(tài)氮含量隨煙株生育時(shí)期變化趨勢(shì)基本相同。0～20 cm土層土壤中，4～7周T2、T3土壤硝態(tài)氮含量明顯上升，且第7周，T2土壤硝態(tài)氮含量最高，T3次之，而7～10周各處理土壤硝態(tài)氮含量急劇下降，0～20 cm土層土壤中硝態(tài)氮含量降幅在43.23%～94.16%，平均為75.06%，20～40 cm土層土壤中硝態(tài)氮含量降幅在 49.90%～88.49%，平均為 79.16%，10周之后各處理土壤硝態(tài)氮含量變化不大且差異較小，但可以看出T2土壤硝態(tài)氮含量明顯高于其他處理，造成土壤氮素的累積和浪費(fèi)。

圖3 不同處理煙株各器官氮素累積量的變化Fig.3 Changes of nitrogen accumulation amounts in each organ of tobacco of different treatments

圖4 不同處理土壤硝態(tài)氮含量的變化Fig.4 Changes of NO3- -N contents in soil of different treatments

2.5 煙葉品質(zhì)

2.5.1 煙葉化學(xué)成分分析 由表2可以看出，T2與 T1相比較，還原糖含量、糖堿比隨施氮量增加而降低，而總糖含量、兩糖差、總植物堿含量隨施氮量增加而增加。T3、T4、T5三個(gè)處理之間和T6、T7、T8三個(gè)處理之間相比較，可以看出基追肥比為30:70處理的還原糖含量、糖堿比明顯大于其他兩個(gè)基追比例處理，而基追肥比為30:70處理的總植物堿含量、總氮小于其他2個(gè)基追肥比例處理。所有處理之間相比較可以看出，隨施氮量的增加，烤后煙葉還原糖含量、糖堿比表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，而總植物堿、總氮含量表現(xiàn)為增加趨勢(shì)，其他的化學(xué)成分沒表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。T1、T4和T7的還原糖含量、糖堿比明顯高于其他的處理，而這3個(gè)處理的總植物堿含量明顯低于其他的處理，T1、T4和T7的兩糖差較低。

2.5.2 煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量 由表3可以看出，各處理在香型、勁頭、濃度、燃燒性和灰色沒有明顯的差異性。T2的得分明顯低于T1，T3、T4、T5三個(gè)處理之間和T6、T7、T8三個(gè)處理之間相比較，可以看出基追肥比為30:70的處理的得分要高于其他基追肥比例的處理。所有的處理相比較可以看出隨著施氮量的增加得分有下降的趨勢(shì)。而從得分較高的T1、T4、T7可以看出，與其他處理相比較，這3個(gè)處理的香氣質(zhì)、余味、雜氣得分高，說明不施氮肥和施同等量氮肥 30:70比例處理的香氣質(zhì)較好、香氣量較足、余味較舒適、雜氣較輕，其中處理 4綜合得分最高。T2、T3、T6較差，可能由于基肥施氮量大，對(duì)感官評(píng)吸有不利影響。

2.6 經(jīng)濟(jì)性狀

由表4可以看出，施135 kg/hm2純氮的T2與T1相比，均價(jià)、中上等煙比例、產(chǎn)值及產(chǎn)量均無顯著影響。與T2相比，減氮至施純氮90 kg/hm2時(shí)提高了均價(jià)和中上等煙比例，T3和T4均提高了產(chǎn)量和產(chǎn)值，T5對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)值影響較小，但提高了均價(jià)及中上等煙比例。當(dāng)施氮量減至施純氮 45 kg/hm2時(shí)，與 T2相比，產(chǎn)量和產(chǎn)值沒有明顯差異，但提高了均價(jià)與中上等煙比例。說明施純氮135 kg/hm2對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀無提高作用；但降至施90 kg/hm2純氮時(shí)，對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀有提高作用，特別是T3與T4提高作用明顯；當(dāng)降至施45 kg/hm2純氮時(shí)，僅對(duì)均價(jià)與中上等煙比例有提高作用。

表2 不同處理對(duì)中部葉化學(xué)成分的影響Table 2 Effects of different treatments on the chemical compositions of medi-leaves

表3 不同處理對(duì)中部葉感官評(píng)吸質(zhì)量的影響Table 3 Effects of different treatments on the smoking quality of medi-leaves

表4 不同處理對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 4 Effects of different treatments on the economic traits

3 討 論

許多研究結(jié)果表明，隨著施氮量的增加，煙株的干物質(zhì)積累量和氮素累積量相應(yīng)增加，且主要在旺長(zhǎng)期完成，干物質(zhì)和氮素在根、葉、莖的分配比例受施氮量的影響較小，不同施氮量處理間差異主要出現(xiàn)在烤煙生長(zhǎng)的中后期且無明顯規(guī)律，并隨生長(zhǎng)煙株氮素含量下降趨勢(shì)減緩[5,9-16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，煙株的干物質(zhì)積累量主要產(chǎn)生于移栽7～13周，煙株生長(zhǎng)前期，不同處理間煙株干物質(zhì)積累量、煙株氮素含量和氮素累積量無明顯差異，隨著施氮量的減少，成熟期葉片氮素含量和氮素累積量降低。段鳳云等[10]研究表明，在一定的施氮范圍內(nèi)，隨著追肥比例的升高，煙株根、莖、葉的干物質(zhì)積累量增加且積累速度也提高，后期干物質(zhì)積累強(qiáng)度越大。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著追肥比例的提高，煙株根、莖、葉的干物質(zhì)積累量無明顯規(guī)律，根的氮素含量隨追肥比例的提高而增加，但葉氮素含量變化規(guī)律不明顯，各處理烤煙的氮素累積量和干物質(zhì)累積量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律基本一致。

在一定施氮量范圍內(nèi)，隨著施氮量增加，煙堿、總氮含量提高，總糖、還原糖含量和糖堿比降低，煙葉化學(xué)成分趨于協(xié)調(diào)[12,14-15,17,19]。戴勛等[5]研究表明，云南玉溪沙壤土條件下，施純氮量為 120 kg/hm2云煙 85的煙葉內(nèi)在化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)，單體煙葉評(píng)吸結(jié)果質(zhì)量最佳。劉衛(wèi)群等[9]研究表明，在貴州沙縣黃壤土條件下，K326的最佳施純氮量為97.5 kg/ hm2，過高或過低的施氮量不利于烤煙品質(zhì)的改善。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨施氮量的增加，烤后煙葉還原糖含量、糖堿比表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，總植物堿、總氮含量表現(xiàn)為增加趨勢(shì)，而總糖含量等其他化學(xué)成分變化無明顯規(guī)律。前人研究表明，隨著追肥比例的增加，煙堿、總糖含量、香氣量、勁頭、刺激性相應(yīng)增加[11-12,17]。楊紅武等[11]在云南大理州的研究結(jié)果表明，施純氮105 kg/hm2，基追肥比例為30:70，K326烤后煙葉評(píng)吸結(jié)果最好，化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)，追肥比例再增加，煙葉成熟度不佳，煙葉品質(zhì)下降。朱肖文等[18]研究結(jié)果表明，在南方多雨區(qū)烤煙生產(chǎn)中，施純氮150 kg/hm2，氮素追肥占總氮量的最佳比例為50%。本試驗(yàn)結(jié)果表明，相同施氮量不同基追肥比例相互比較，隨追肥比例的變化，煙葉的化學(xué)成分沒有明顯的變化規(guī)律，但可以看出施純氮90 kg/hm2基追肥比例30:70的處理和施純氮45 kg/hm2基追肥比例30:70的處理還原糖含量、糖堿比較高，總植物堿和總氮含量較低，并且這兩個(gè)處理的感官評(píng)吸得分較高，主要表現(xiàn)在香氣質(zhì)、余味、雜氣和刺激性得分較高。

本試驗(yàn)條件下，前期施肥對(duì)煙株生長(zhǎng)影響不大，氮肥全部作為基肥施用和全部作為追肥施用均降低了煙葉的品質(zhì)，不施氮肥、施純氮 90 kg/hm2基追肥比例30:70和施純氮45 kg/hm2基追肥比例30:70三個(gè)處理的化學(xué)成分較協(xié)調(diào)，感官評(píng)吸質(zhì)量較好。不施氮肥和施純氮 45 kg/hm2基追肥比例30:70兩個(gè)處理的經(jīng)濟(jì)性狀較差，施純氮90 kg/hm2基追肥比例50:50和基追肥比例30:70兩個(gè)處理的經(jīng)濟(jì)性狀較好，但施純氮 90 kg/hm2基追肥比例30:70的處理化學(xué)成分更協(xié)調(diào)，感官評(píng)吸質(zhì)量得分較高。兼顧煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和工業(yè)可用性，在本試驗(yàn)條件下，施純氮 90 kg/hm2基追肥比例 30:70綜合效益最好。

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