肖麗娜，孟 源，刁朝強，楊國文，廖 勇，周建云

（1.貴州省貴陽市煙草公司，貴州貴陽 550036；2.貴州大學，貴州貴陽 550000；3.開陽縣煙草分公司，貴州開陽 550300）

不同施氮方式下烤煙大田期碳氮代謝研究

肖麗娜1，孟 源2，刁朝強1，楊國文3，廖 勇3，周建云1

（1.貴州省貴陽市煙草公司，貴州貴陽 550036；2.貴州大學，貴州貴陽 550000；3.開陽縣煙草分公司，貴州開陽 550300）

研究表明，在不同施氮方式下，煙株干物質積累量、葉面積指數隨生育進程的推進而增加，后期葉面積指數略有下降。無機氮肥處理（T1）在干物質積累量、碳素積累量上均高于有機無機復混氮肥處理（T2）；葉面積指數則是T2高于T1，表現(xiàn)在煙葉生長中，葉長寬比T1大于T2。淀粉酶活性變化呈雙峰曲線，T1大于T2。煙株氮含量在整個生長期內呈下降趨勢，氮素積累量在前中期不斷增加，在后期呈下降趨勢；硝酸還原酶活性、硝態(tài)氮和蛋白質含量在整個時期均逐漸下降，煙堿含量呈上升趨勢。硝態(tài)氮和煙堿、蛋白質、總氮呈負相關，總氮與煙堿相關性達顯著水平；總氮與蛋白質間呈極顯著正相關。T1的硝態(tài)氮、總氮、煙堿、蛋白質含量均高于T2。從煙堿等化學成分及煙葉生長碳氮代謝來看，T2處理較T1處理更加適合優(yōu)質煙葉生長需求。

施氮方式；烤煙大田期；碳氮代謝

碳氮代謝是作物最基本的代謝過程，其在作物生育期間的變化動態(tài)直接影響光合產物的形成、轉化以及礦質營養(yǎng)的吸收、蛋白質的合成等。氮代謝需要依賴碳代謝提供碳源和能量，而碳代謝又需要氮代謝提供酶蛋白和光合色素，二者需要共同的還原力、ATP和碳骨架［1-2］。煙草是一種需肥量較大、大田生育期長的C3作物，碳氮代謝的協(xié)調程度不僅影響其生長發(fā)育進程，而且直接關系到煙草品質的優(yōu)劣［3-5］。因此，合理調控碳氮營養(yǎng)，對生產優(yōu)質煙草至關重要［6-8］。我們在大田條件下，對不同施氮方式下煙葉的碳代謝、氮代謝及相關酶活性和煙葉氮元素主要指標進行測定，并對碳、氮含量的變化及其與碳氮代謝的關系進行了初步研究，以期為合理施肥，提高煙葉質量提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在貴陽市開陽縣龍崗試驗基地進行。供試土壤的肥力狀況：pH值6.56，有機質27.51 g· kg-1，全氮2.46 g·kg-1，全磷66.23 mg·kg-1，全鉀2.04 g·kg-1，速效氮175 mg·kg-1，速效磷13.3 mg·kg-1，速效鉀184.6 mg·kg-1。

有機肥為優(yōu)質腐熟油菜餅，無機肥為烤煙專用復合肥。作基肥的烤煙專用復合肥的N∶P2O5∶K2O為10∶10∶25，作追肥的烤煙專用復合肥的N∶P2O5∶K2O為13∶0∶26。

供試烤煙品種為云煙85。

1.2 處理設計

試驗共設2個處理：T1施無機氮肥93 kg· hm-2，T2施無機氮肥79 kg·hm-2＋有機氮肥15 kg·hm-2。2個處理總施氮量相同，基追肥比例均為6∶4。用過磷酸鈣和硫酸鉀調至各處理氮、磷、鉀比例為1∶1∶2。大區(qū)對照，面積為332 m2?；室淮涡允┤?，追肥分別在移栽后15，30 d分2次等量施入。

5月8日移栽，行株距為1.0 m×0.56 m，每個小區(qū)移栽煙苗593株，移栽后覆膜，團棵后揭膜。采用常規(guī)栽培管理措施進行田間管理。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生育期記載

分別記錄團棵、現(xiàn)蕾、中心花開放、打頂、采收等日期。

1.3.2 取樣

鮮樣。各處理分別于煙株移栽后20 d（苗期）、35 d（團棵期）、50 d（旺長期）、65 d（現(xiàn)蕾期）、80 d（成熟期）選取大田長勢一致的煙株中部功能葉，沖洗干凈并用吸水紙輕輕擦干，每次采用5點法取樣30株。

干樣。各處理于煙株移栽后20，35，50，65和80 d分別采集煙株的根、莖、葉，每次采用5點法取樣30株，用清水沖洗，將根莖葉樣品分開，105℃殺青30 min，60℃烘干稱重，粉碎備用。

1.3.3 測定項目與方法

烤煙干物質積累量、葉面積指數（LAI）、碳素積累量的測定?？緹煾晌镔|積累量烘干后稱重，葉面積指數采用冠層分析儀測定，碳素積累量采用重鉻酸鉀氧化?外加熱法測定。

硝態(tài)氮、硝酸還原酶（NR）、淀粉酶活性的測定。硝酸還原酶的活性采用磺胺比色法測定［9］，以單位時間內產生的亞硝酸鹽（NO2-）的量表示酶活性；淀粉酶采用3，5?二硝基水楊酸比色法測定［10-11］；硝態(tài)氮含量采用水浸提?比色法測定［12-13］。

煙株全氮、煙堿、蛋白質含量的測定。全氮、煙堿含量的具體測定過程均按王瑞新等［14］方法進行。煙株全氮含量用凱氏定氮法測定；煙堿含量采用紫外分光光度法測定；可溶性蛋白質含量測定采用Lowry法，用考馬斯亮蘭G250顯色，測定D595，并用凱氏定氮法校正［15］。

1.4 數據統(tǒng)計分析

各部位氮素含量／（g·株-1）＝各部位氮含量×各部位干物質量；煙株氮素積累量／（g·株-1）＝各部位氮素積累吸收量之和［16-17］。

采用Excel、DPS和SPSS13.0統(tǒng)計分析軟件對試驗數據進行分析及差異顯著性檢驗，所有數值均為至少3次重復的平均值。

2 結果與分析

2.1 烤煙干物質積累量、碳素積累量及LAI

不同施氮方式的烤煙干物質的積累量隨生育期的推進而增加。從圖1可以看出，移栽后20～80 d，干物質的量是不斷增長的，不同的是在移栽后20～50 d T2處理比T1處理增長快，且干物質的量也高于T1處理；在移栽后50～80 d，T1處理干物質量的增長速度明顯高于T2處理，且在50～65 d的時間里累積量趕上T2處理并開始明顯超出，在移栽后80 d干物質的量T1處理比T2多18.1%。

LAI變化是先增加后降低，T2處理較T1的要高（圖2）。在移栽后65 d，煙株旺盛生長，LAI不斷增加；移栽后65 d開始降低，這是因為煙株在移栽后60 d左右已經開始采摘下部葉，這時煙株已經打頂，葉片數相對已經限定，葉片成熟后不斷采摘而減少的全株葉面積遠高于上部葉面積的有限增大，所以LAI不斷降低。

由圖3可知，碳素積累量在整個生育期呈上升趨勢。在移栽后20～65 d，T1處理變化規(guī)律與T2處理相同，處于不斷增加的過程；移栽后65～80 d，T1處理繼續(xù)保持上升趨勢，而T2處理趨于平穩(wěn)狀態(tài)。T1處理在整個生育期碳素積累量較多。

圖1 烤煙干物質積累量的動態(tài)變化

圖2 烤煙葉面積指數的動態(tài)變化

圖3 烤煙生長發(fā)育中葉片碳素積累量的動態(tài)變化

2.2 淀粉酶活性

淀粉酶對碳水化合物代謝起重要作用，可將葉綠體中積累的淀粉轉化為單糖，直接關系到煙葉中淀粉的積累量。淀粉含量是煙葉中的關鍵指標，直接關系煙葉的評吸品質。從圖4可以看出，淀粉酶活性是先升高后下降?？緹熞圃院?5 d內淀粉酶活性是不斷升高的，隨后開始下降，并且在整個過程中，T1處理淀粉酶活性始終高于T2處理，在測定的幾個時間點分別高出33.7%，27.80%，32.6%，3.7%和0.6%。

圖4 葉片發(fā)育進程中淀粉酶活性的動態(tài)變化

2.3 氮素代謝

從圖5可以看出，烤煙葉片氮素含量是不斷下降的，這也充分體現(xiàn)了烤煙植株由氮代謝向碳代謝的轉變?？緹熞圃院?0～35 d，T1處理氮素含量高于T2處理，移栽后50～80 d，T1＜T2；移栽后35～50 d，T1處理氮素含量快速下降，T2處理氮素含量下降相對較緩；移栽后50～65 d，T2處理葉片中氮素含量下降較快；移栽后65～80 d，T1和T2處理氮素含量變化平穩(wěn)，變化幅度很小。

從圖6可以看出，烤煙葉片氮素積累量在整個生育期呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在移栽后65 d，而后迅速下降。這說明在移栽后65 d氮代謝迅速減弱，此時，由氮代謝為主轉入了以碳代謝為主。T1處理在移栽后65～80 d下降較快。

圖5 葉片發(fā)育進程中氮素含量的動態(tài)變化

2.4 硝酸還原酶活性

硝酸還原酶是氮素代謝的關鍵酶。從圖7可以看出，其活性變化是前期高、后期低?？緹熞圃院?0～50 d，NR活性是先升高后降低，在移栽35 d達最高，此時T1處理比T2處理高出27.4%；移栽50～80 d，NR活性變化趨緩，T2處理一直表現(xiàn)下降態(tài)勢，T1處理則在栽后65～80 d微升；整個過程中，T2處理活性僅在移栽后65 d時稍高于T1處理，其余時間均低于T1處理。

圖6 葉片發(fā)育進程中氮素積累量的動態(tài)變化

圖7 葉片發(fā)育進程中NR活性的動態(tài)變化

從圖8可以看出，硝態(tài)氮含量呈現(xiàn)先上升后下降的態(tài)勢，且在整個過程中，T1＜T2。移栽后20～35 d，硝態(tài)氮含量迅速上升，至栽后35 d時達到最高值；移栽后35～80 d，T2處理持續(xù)下降，且下降速度比較一致，T1處理在栽后35～50 d和65～80 d 2個階段下降較快，在栽后50～65 d變化不大，比較平穩(wěn)。

圖8 葉片發(fā)育進程中硝態(tài)氮含量的動態(tài)變化

2.5 煙堿、蛋白質含量及其相關性

從圖9可知，煙堿含量是先降低后上升。烤煙移栽后20～50 d，煙堿含量不斷降低，且T2＞T1；移栽后50～80 d，煙堿含量不斷升高，且T1處理升高幅度高于T2處理。

葉片中蛋白質含量隨生育期的推進不斷降低。從圖10可以看出，從移栽后20～80 d，烤煙葉片中蛋白質含量始終呈下降趨勢，在這個過程中，T1處理僅在栽后20和35 d高于T2處理。

圖9 葉片發(fā)育進程中煙堿含量的動態(tài)變化

圖10 葉片發(fā)育進程中蛋白質含量的動態(tài)變化

從表1可以看出，硝態(tài)氮和煙堿、總氮呈負相關，且總氮與煙堿相關性達顯著水平；總氮與蛋白質間呈極顯著正相關，相關系數為1.0；硝態(tài)氮、煙堿與蛋白質間相關性均呈負相關。

表1 硝態(tài)氮、煙堿、蛋白質與總氮相關性

3 小結與討論

不同施氮方式下，煙株干物質積累量、葉面積指數隨生育進程的推進而增加，但后期葉面積指數略有下降，這是因為優(yōu)質煙葉的葉面積指數不是越大越好，而是在適宜的范圍內，烤煙才可適時落黃采收，出產優(yōu)質煙葉。無機氮肥處理（T1）在干物質積累量、碳素積累量均高于有機無機復混氮肥處理（T2），葉面積指數則是T2處理高于T1處理，表現(xiàn)在煙葉生長中，葉長寬比T1＞T2。淀粉酶活性T1處理大于T2處理，說明施無機肥的淀粉酶活性大于施有機無機復混肥，這是因為T1處理的干物質積累量高于T2處理。

煙葉碳固定和轉化代謝與氮代謝這2個過程表現(xiàn)出相似的隨煙葉生長而減弱和隨施氮量增加而增加的趨勢，表明二者之間存在著密切的關系，氮代謝的進行需要依賴于碳代謝提供碳源和能量，而碳代謝又需要氮代謝提供酶蛋白和光合色素，因此，傳統(tǒng)認為的碳代謝和氮代謝相互對立的觀點是不全面的。煙葉的氮代謝與施氮水平呈顯著的正相關關系，無機氮施用量對煙葉NR活性以及還原氮的供應也有直接影響。本試驗中，煙株氮含量在各個生育時期呈下降趨勢，氮素積累量在前中期不斷增加，在后期呈下降趨勢。NR活性和硝態(tài)氮含量在整個時期均逐漸下降，煙堿含量呈上升趨勢，而蛋白質含量呈下降趨勢。以煙葉的內在化學成分為分析指標，硝態(tài)氮和煙堿、蛋白質、總氮呈負相關，且總氮與煙堿相關性達顯著水平；總氮與蛋白質間呈極顯著正相關，T1處理的硝態(tài)氮高于T2處理，T1處理的煙堿、蛋白質、總氮高于T2處理。綜上所述，從化學成分及煙葉生長碳氮代謝來看，有機無機復混氮肥處理較無機氮肥處理更加適合優(yōu)質煙葉生長的需求。

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（責任編輯：張才德）

S 572 < class="emphasis_bold">文獻標志碼：A

A

0528?9017（2014）01?0027?04.

文獻著錄格式：肖麗娜，孟源，刁朝強，等.不同施氮方式下烤煙大田期碳氮代謝研究［J］.浙江農業(yè)科學，2014（1）：27-31.

2013?11?08

湖南中煙公司項目（H110378）

肖麗娜（1974-），女，農藝師，長期從事煙草公司生產基地的煙葉課題試驗研究工作。