羅 維，李志偉，邱 堯，張 濤，湯術開，李 強

（1.川渝中煙工業(yè)有限責任公司，四川 成都 610017；2.湖南農(nóng)業(yè)大學煙草研究院，湖南 長沙 410128）

不同氮素供應水平對烤煙苗期生長的影響

羅 維1，李志偉1，邱 堯2，張 濤1，湯術開1，李 強2

（1.川渝中煙工業(yè)有限責任公司，四川 成都 610017；2.湖南農(nóng)業(yè)大學煙草研究院，湖南 長沙 410128）

試驗采用砂培和營養(yǎng)液澆灌的方式，以烤煙品種K326為試驗材料，研究了烤煙在營養(yǎng)生長階段對不同氮素水平的響應。結果表明：提高氮素濃度能夠促進烤煙干物質的積累，有利于地上部分的生長，降低根冠比；輕度缺氮可促進根系和莖部的生長，但氮素水平過高對根系的生長有抑制作用；在缺氮水平下，葉綠素含量逐漸下降，供應充足的氮素能提高葉綠素含量；硝酸還原酶活性和根系活力隨氮素濃度的增加呈上升趨勢；氮素供應水平與膜脂氧化程度有關，嚴重缺氮下，丙二醛含量大量積累，高氮供應則能降低膜脂氧化水平。

氮素水平；烤煙；響應

氮素在煙草體內(nèi)的含量一般只占干重的2.5%左右，但氮素卻對煙株的生長、品質和產(chǎn)量起著最重要的作用。氮素能夠促進細胞分裂，在營養(yǎng)生長階段，適宜的氮素供應有利于烤煙的旺盛生長，促進煙株生長點的生長和花芽的分化，提高葉片發(fā)生速率，保證煙葉的適時成熟落黃；氮素還是煙堿、蛋白質等有關煙草品質的化合物的重要組成成分，對煙葉的香氣組成、吸味以及刺激性均有重要作用[1]。目前關于氮素對烤煙生產(chǎn)的影響主要集中在烤后煙葉的產(chǎn)量和化學品質協(xié)調(diào)性方面，而關于烤煙營養(yǎng)生長階段的氮素營養(yǎng)研究較少。試驗采取砂培和營養(yǎng)液澆灌的方式，探討了不同氮素濃度對烤煙苗期生長過程同化能力的影響，以期為烤煙的栽培生理提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試烤煙品種為K326，于湖南農(nóng)業(yè)大學煙草基地育苗大棚內(nèi)統(tǒng)一育苗。

1.2 試驗方法

試驗于2012年3月～5月于湖南農(nóng)業(yè)大學煙草科學與健康重點實驗室進行。選取長勢一致的5葉期煙苗移入裝有等量石英砂的假植袋中，每盆一株。假植袋底部有孔，以便多余的營養(yǎng)液漏出。移栽后10 d內(nèi)進行正常培養(yǎng)，每天早晚對各盆煙株澆灌Hoagland全素營養(yǎng)液，至底部有營養(yǎng)液滲出為止。于移栽后第10天開始進行各氮素濃度處理。試驗設4個處理：CK，正常氮素水平；處理A，嚴重缺氮，1/4氮素水平；處理B，輕度缺氮，3/4氮素水平；處理C，高氮，3/2氮素水平。以Hoagland全素營養(yǎng)液對CK進行澆灌；以全素營養(yǎng)液中的氮素水平作為基礎，用NaNO3作為氮源，調(diào)節(jié)氮素水平至1/4、3/4、3/2，分別對各處理進行澆灌。

1.3 測定指標及方法

于處理開始后的第9天、第15天、第18天取3次樣，每個處理每次隨機選取5盆煙株，測定煙株從上往下數(shù)第2葉位葉片的葉綠素含量、硝酸還原酶活性和根系活力[2]。另取5盆煙株，將每株分為3個部分：葉片、莖和根，烘干后稱量各部分的干重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2007和DPS統(tǒng)計軟件進行處理，LSD法進行多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 不同氮素水平對烤煙干物質積累和分配的影響

由表1可知，隨氮素水平升高，烤煙干物質積累增加，且各部位之間差異顯著。氮素對烤煙生長最重要的影響表現(xiàn)在單株葉片干重上，在處理后第9天，各處理之間的單株葉片干重即隨著氮素濃度的增加而增加，且隨著生育進程的延長，各處理間的差異逐漸加大，在第18天，CK比處理C輕0.26 g/株，比處理A重0.43 g/株，比處理B重0.21 g/株。處理B的莖部干重在整個試驗過程中始終略高于CK，處理C的莖部干重隨著生育進程的延長顯著增加，在處理的第18天達到0.44 g/株，比CK高0.17 g/株。處理B的根部干物質積累量隨著生育進程的延長逐漸超過其他各處理，第15天，處理B的根部干重為0.24 g/株，比CK重0.04 g/株，比處理C重0.02 g/株；第18天處理B的根部干重比CK重0.03 g/株，比處理C重0.06 g/株；第18天處理A的根部干重為0.30 g/株，比CK重0.01 g/株，比處理C重0.04 g/株。隨著氮素水平的升高，煙株的根冠比呈下降趨勢，為處理A＞處理B＞CK＞處理C；并且隨著生育進程的延長，各處理條件下煙株的根冠比均呈下降趨勢，處理A的根冠比在第9天為0.41，第18天為0.30；處理C的根冠比在第9天為0.26，第18天則僅為0.13。

表1 氮素水平對烤煙干物質積累的影響 （g/株）

由圖1可知，隨著氮素水平的升高，煙株地上部分的物質積累逐漸增加，地下部分的物質積累逐漸減少，且這一趨勢隨生育進程的延長逐漸得到加強。在第9天，處理A的根部干物質分配率為29.16%，處理B的根部干物質分配率為23.36%，CK的根部干物質分配率為22.13%，處理C的根部干物質分配率為20.71%；第18天，處理A的根部干物質分配率為23.20%，處理C的根部干物質分配率為11.72%。此外，在整個試驗過程中還發(fā)現(xiàn)，處理B的莖部干物質分配率始終高于CK，而葉片干物質分配率則低于CK。

2.3 不同氮素水平對烤煙葉綠素含量的影響

圖1 氮素水平對烤煙各部位干物質分配的影響

由圖2可知，氮素水平對烤煙葉片中葉綠素含量有重要的影響。在處理的第9天，CK和處理B的葉綠素含量基本一致，處理A則顯著低于其他各處理，處理C的葉綠素含量最高。隨著生育進程的延長，處理A和處理B的葉綠素含量逐漸下降，其中處理A的下降最為明顯，第9天，處理A的葉綠素含量為1.44mg/g，在第18天，處理A的葉綠素含量為1.03 mg/g；CK和處理C的葉綠素含量逐漸增加，但兩者之間的差別不大，第18天CK的葉綠素含量為2.15 mg/g，處理C的葉綠素含量為2.24mg/g。

2.4 不同氮素水平對烤煙硝酸還原酶活性的影響

圖2 氮素水平對烤煙葉綠素含量的影響

由圖3可知，各處理之間的硝酸還原酶活性同氮素水平呈正相關。處理C的硝酸還原酶活性始終高于其他各處理，在第9天，處理C的硝酸還原酶活性為2.68μg（/g·h），第18天為2.80μg（/g·h）。隨著生育進程的延長，處理A同其他各處理之間的差距逐漸增加，第9天為1.28μg（/g·h），比CK低0.12μg（/g·h）；第15天比CK低1.13μg/（g·h），第18天比CK低0.90μg（/g·h）。

2.5 不同氮素水平對烤煙根系活力的影響

由圖4可知，氮素水平升高能夠提高烤煙的根系活力。在第9天，CK的根系活力為41.68μg（/g·h），比處理A高5.71μg（/g·h），比處理B高3.03μg（/g· h），比處理C低6.01μg/（g·h）；隨著生育進程的延長，各處理的根系活力均逐漸增加，但始終為處理C＞CK＞處理B＞處理A，第18天，CK的根系活力為55.94μg（/g·h），處理A為52.69μg（/g·h），處理B為53.82μg（/g·h），處理C為60.37μg（/g·h）。

圖3 氮素水平對烤煙硝酸還原酶活性的影響

2.6 不同氮素水平對烤煙丙二醛含量的影響

由圖5可知，氮素水平過低將會顯著增加細胞中的丙二醛含量。丙二醛是膜脂過氧化的產(chǎn)物之一，在整個試驗過程中，處理A的丙二醛含量始終顯著高于其他各處理，在第9天為14.41μmol/g，比CK高3.52 μmol/g；第 18天為 17.02μmol/g，比 CK高 2.82 μmol/g。CK和處理B的丙二醛含量則相差不大，處理C的丙二醛含量顯著低于其他各處理，在第18天為12.93μmol/g，比CK低1.28μmol/g。

圖4 氮素水平對烤煙根系活力的影響

圖5 氮素水平對烤煙丙二醛含量的影響

3 小結與討論

植物的生長分為地上部分和地下部分，地下部分的生長依賴于地上部分所提供的光合產(chǎn)物和激素等，而地上部分的生長則需要根系提供的水分和礦物質等。氮素供應充足時，地上部分合成的碳水化合物多用于莖、葉的生長，而對根部的供應減少，使根的生長受到抑制，根冠比值減小，這與本試驗的研究結果一致[3]。本試驗的研究還表明，輕微的缺氮能夠提高根系的干物質積累，這與胡廷章等[4]的研究結果相一致，即低硝酸鹽的供給促進根的增殖，高硝酸鹽的供給抑制根的生長。此外，同CK相比，輕度缺氮有利于莖部干物質的積累[4-5]。

葉綠素是一種含氮雜環(huán)化合物，植物葉片中氮素含量的75%用于構建葉綠體，其中大部分參與光合作用，光合作用是烤煙產(chǎn)量和品質形成的基礎。氮素能夠通過影響葉片中葉綠素的含量來影響煙株葉片的光合作用能力及其相關酶的活性，從而調(diào)節(jié)光合產(chǎn)物的積累，而光合作用又能為氮代謝提供還原力和碳架[6-7]。在葉片生長期間，葉綠素是不斷地合成與降解的，在環(huán)境條件不適合時，葉綠素的合成能力降低，而分解過程繼續(xù)進行，提高氮素濃度能夠提高葉片中的葉綠素含量，促進烤煙的光合能力，這與張生杰等[8]的研究結果一致。

硝酸還原酶是一種底物誘導酶，是氮代謝的限速酶和關鍵酶，其活性與施氮量呈正相關，本研究表明，提高氮素水平，可顯著提高硝酸還原酶活性，提高氮代謝強度，促進干物質積累[9]。有研究結果表明，硝酸還原酶的活性與葉綠素的含量呈正相關[10]。

根系是植物活躍的吸收器官和合成器官，根系的生長情況和活力水平能夠直接影響地上部分的營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平，根系活力是衡量根系功能的重要指標[11]。本試驗結果表明，提高氮素濃度在一定程度上抑制了根系的生長，但是隨著氮素濃度的提高，根系活力也得到提高，彌補了根系在生長發(fā)育上的不足。此外，還可從另一方面得出，隨著氮素水平的提高，地上部分的碳氮代謝得到增強，向下運輸?shù)奈镔|提高了根部的營養(yǎng)水平，從而增加了根系活力[11]。

丙二醛是細胞膜脂過氧化的產(chǎn)物，其含量的多少能夠反映膜脂過氧化的程度，通常在植物衰老或受到逆境脅迫時大量積累[12]。本試驗結果表明，在嚴重缺氮條件下，丙二醛大量積累，表明細胞膜脂氧化嚴重，逐漸衰老；提高氮素濃度能夠降低丙二醛含量，使細胞內(nèi)的代謝處于旺盛水平，增強抗氧化能力[13]。

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（責任編輯：盧紅玲）

Response of Flue-Cured Tobacco Seedling Grow th at Different Nitrogen Levels

LUOWei1，LIZhi-wei1，QIU Yao2，ZHANG Tao1，TANG Shu-kai1，LIQiang2
（1.China Tobacco Chuanyu Industrial Co.,Ltd.,Chengdu 610017,PRC; 2.Tobacco Research Institute,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,PRC）

In this experiment,a flue-cured tobacco variety K326 w as used asmaterial by sand culture and nutrient solution watering to study the response of flue-cured tobacco to different nitrogen levels at the vegetative grow th stage.The results show ed that the accumulation of drymatterof flue-cured tobacco increased with N concentration increasing,which was conducive to the grow th of aboveground parts and reduced the root-shoot ratio;the grow th of roots and stemsw as promoted under slight N deficiency,root grow th w as inhibited under excessive N levels;the chlorophyll content decreased at N deficiency level,the chlorophyll content increased under adequate supply of N;nitrate reductase activity and root activity rose w ith N concentration increasing;and the degree of oxidation of the membrane lipid was related to N supply level,the MDA contentw asmassively accumulated under severe N deficiency,and the high N supply reduced the levelofmembrane lipid oxidation.

N level;flue-cured tobacco;response

S158

A

1006-060X（2015）01-0074-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.01.025

2014-08-09

川渝中煙工業(yè)有限責任公司項目[（2013）164-22]

羅 維（1978-），男，江西九江市人，碩士，主要研究方向為煙草原料學。