董*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草科學(xué)與健康重點實驗室，長沙410128；2湖南省煙草公司郴州市公司，郴州423000；3中國煙草中南農(nóng)業(yè)試驗站，湖南長沙410128）

不同氮素形態(tài)及配比營養(yǎng)液對煙苗生長及生理特性的影響

董寶珠1，李宏光2，楊紅武3，楊虹琦1*，樊士軍2

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草科學(xué)與健康重點實驗室，長沙410128；2湖南省煙草公司郴州市公司，郴州423000；3中國煙草中南農(nóng)業(yè)試驗站，湖南長沙410128）

為了優(yōu)化適合湖南典型濃香型產(chǎn)區(qū)“低溫寡照”條件下漂浮育苗的營養(yǎng)液，以云煙87烤煙品種為材料，探索了不同氮素形態(tài)和濃度以及不同種類銨鹽與硝態(tài)氮的配比對煙苗生長及生理特性的影響。結(jié)果表明，全硝態(tài)氮營養(yǎng)液有利于煙苗根系伸長和葉綠素的合成，但煙苗的葉片、莖圍、根系活力及硝酸還原酶活性不及硝態(tài)氮與銨態(tài)氮各占50%的營養(yǎng)液中生長的煙苗；氮素濃度為500 mg/L或700 mg/L營養(yǎng)液培育的煙苗的農(nóng)藝性狀及生理指標(biāo)優(yōu)于超出該氮素濃度范圍的煙苗；采用磷酸氫銨與硝態(tài)氮混配的營養(yǎng)液培育煙苗的農(nóng)藝性狀、葉綠素含量、根系活力及硝酸還原酶活性均優(yōu)于硝酸銨配制營養(yǎng)液培育的煙苗，并且硝態(tài)氮與銨態(tài)氮配比以1∶1為佳。

烤煙；漂浮育苗；營養(yǎng)液；氮素；生理特性

漂浮育苗是一項集約化程度高，勞動用工量少，不易發(fā)生土傳病害，成苗率和煙苗整齊度高，適合于當(dāng)前農(nóng)村勞動力向城鎮(zhèn)遷移趨勢的現(xiàn)代烤煙育苗技術(shù)。目前，漂浮育苗技術(shù)已在烤煙生產(chǎn)中全面推廣應(yīng)用，不僅推動了烤煙育苗向集約化、工廠化方向發(fā)展，也為烤煙育苗實現(xiàn)機械化和現(xiàn)代化奠定了基礎(chǔ)［1～4］。營養(yǎng)液是漂浮育苗生產(chǎn)工藝中重要的材料和技術(shù)關(guān)鍵之一，也是煙苗生長所需水分和養(yǎng)分的來源［5～7］?？緹熓且环N對氮素敏感且需求量很大的作物［8～10］，不同氮素形態(tài)對烤煙生長發(fā)育有著不同的影響［11，12］，并在很大程度上決定漂浮育苗工藝的煙苗素質(zhì)。盡管前人對漂浮育苗的營養(yǎng)液進行了許多研究［13～16］，但不同氮素形態(tài)及濃度對煙苗生長過程中氮素合理利用的研究報道并不多見。為了優(yōu)化適合湖南典型濃香型產(chǎn)區(qū)“低溫寡照”條件下進行漂浮育苗的營養(yǎng)液，筆者對不同氮素形態(tài)及濃度與銨鹽種類對煙苗生長及生理特性的影響進行了系統(tǒng)研究，以期為提高濃香型烤煙產(chǎn)區(qū)集約化漂浮育苗的壯苗率和煙苗素質(zhì)提供理論和試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗時間、地點及品種

試驗分別于2012年10月至2013年1月以及2013年4月至6月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草科學(xué)與健康重點實驗室進行。供試烤煙品種為云煙87。漂浮育苗基質(zhì)采用煙草漂浮育苗專用基質(zhì)，漂浮盤為200孔/盤。其中第一次漂浮育苗試驗在室內(nèi)人工光源（6 000 Lux）條件下進行，氣溫低于20℃時采用水浴增溫。第二次試驗在室外避雨遮陰棚下進行。

1.2試驗設(shè)計

1.2.1 不同氮素形態(tài)及濃度營養(yǎng)液對煙苗生長及生理指標(biāo)的影響試驗

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，營養(yǎng)液組分以Hoagland營養(yǎng)液組分為基礎(chǔ)，N∶P∶K按照3∶1∶3配制。主處理為不同氮素形態(tài)：全硝態(tài)氮（A），50%銨態(tài)氮+50%硝態(tài)氮（B）；副處理為氮素濃度。試驗共計10個處理，每個處理120株煙苗。整個育苗過程施肥2次，施肥時間分別為“小十字期”和“4葉1心”期。試驗設(shè)計見表1。

表1 不同氮素形態(tài)及濃度處理試驗設(shè)計

1.2.2 不同銨鹽及其與硝態(tài)氮配比對煙苗生長及生理指標(biāo)的影響試驗

試驗主處理為與硝態(tài)氮混配的銨鹽種類：硝酸銨（C），磷酸銨（D）；副處理為硝態(tài)氮與銨態(tài)氮配比。共8個處理。整個育苗過程及管理與第一次試驗相同。試驗設(shè)計見表2。

表2 不同銨鹽及與硝態(tài)氮配比處理試驗設(shè)計

1.3農(nóng)藝性狀調(diào)查

煙苗長到“6葉1心”時，從各處理漂浮盤中選取5株長勢相近的煙苗，按照煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查標(biāo)準方法（YC：T142-2010），測定最大葉寬、最大葉長、株高、莖圍、鮮重，并計算根冠比。

1.4生理生化指標(biāo)檢測

煙苗生長到“6葉1心”時，從每個處理中分別選取長勢一致的煙苗進行葉綠素、可溶性總糖含量及根系活力等生理指標(biāo)檢測。其中葉綠素含量測定采用丙酮法；可溶性總糖測定采用蒽酮法；可溶性蛋白質(zhì)測定采用考馬斯亮藍法；根系活力測定采用TTC法；轉(zhuǎn)化酶測定采用砷鉬酸比色法；硝酸還原酶測定采用α-萘胺提取法。

1.5統(tǒng)計分析

采用Excel 2003和DPS統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，其中農(nóng)藝性狀指標(biāo)采用Duncan新復(fù)極差法檢驗進行方差分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1不同氮素形態(tài)及濃度營養(yǎng)液對煙苗生長及生理指標(biāo)的影響

2.1.1 煙苗農(nóng)藝性狀

各處理煙苗農(nóng)藝性狀結(jié)果見表3。由表3可見，除全硝態(tài)氮各濃度處理的葉長、葉寬及所有處理的根冠比差異不顯著外，其余處理煙苗的農(nóng)藝性狀差異均達到顯著或極顯著水平。其中銨態(tài)氮與硝態(tài)氮各占50%的處理中，氮素濃度在500 mg/L以上營養(yǎng)液的煙苗，地上部葉長、葉寬、莖圍較大，但株高則以500 mg/L以下濃度營養(yǎng)液中生長的煙苗表現(xiàn)較好，全硝態(tài)氮處理也基本呈現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。這說明氮素濃度提高對葉片生長和莖圍增加有利，氮素濃度低易促使根和苗莖伸長。煙苗的地上部重量是衡量壯苗的重要指標(biāo)，當(dāng)營養(yǎng)液濃度為700 mg/L時，地上部生長所需營養(yǎng)最為充分，干物質(zhì)積累最多。所以無論是全硝態(tài)氮還是銨態(tài)氮與硝態(tài)氮各占50%的處理，均以氮素濃度為700 mg/L處理的煙苗各項農(nóng)藝性狀指標(biāo)較為適宜，即葉片和莖圍生長最大，根和株高伸長較小，并且銨態(tài)氮與硝態(tài)氮各占50%的處理優(yōu)于全硝態(tài)氮處理。

表3 煙苗農(nóng)藝性狀

2.1.2 煙苗葉綠素含量

各處理的煙苗葉綠素含量測定結(jié)果見表4。從表4可見，煙苗的葉綠素含量大多隨氮素濃度增加而提高，但當(dāng)?shù)貪舛壬?00 mg/L以后，全硝態(tài)氮處理的煙苗葉綠素a及葉綠素總量迅速下降，而葉綠素b含量則在氮素濃度達到500 mg/L時迅速增加；銨態(tài)氮與硝態(tài)氮各占50%處理的煙苗葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量均呈緩慢上升趨勢。當(dāng)?shù)貪舛冗_到500 mg/L時，全硝態(tài)氮和銨態(tài)氮與硝態(tài)氮各占50%處理的煙苗葉綠素a/b比值都迅速下降，而且全硝態(tài)氮煙苗葉綠素a/b比值的下降幅度大于銨態(tài)氮與硝態(tài)氮各占50%處理。說明硝態(tài)氮濃度太高對煙苗葉綠素a合成會產(chǎn)生一定的抑制作用，而氮素濃度升高對銨態(tài)氮與硝態(tài)氮各占50%處理煙苗的葉綠素a合成基本沒有影響。

表4 煙苗葉綠素含量變化

（續(xù)表4）

2.1.3 煙苗生理指標(biāo)

各處理煙苗生理指標(biāo)的測定結(jié)果見表5。試驗表明，除全硝態(tài)氮各濃度處理的可溶性總糖含量差異不顯著外，其余各處理的根系活力、硝酸還原酶活性、可溶性總糖和蛋白質(zhì)含量均呈顯著或極顯著差異。其中，無論是全硝態(tài)氮還是銨態(tài)氮與硝態(tài)氮各占50%的營養(yǎng)液，煙苗的根系活力、硝酸還原酶和轉(zhuǎn)化酶活性、可溶性蛋白質(zhì)和總糖的含量均以氮素濃度在700 mg/mL和900 mg/mL的處理較高，這說明營養(yǎng)液中氮素濃度提高可改善煙苗碳氮代謝酶活性，并促進蛋白質(zhì)及可溶性總糖的合成。

表5 煙苗其他理化指標(biāo)的變化

2.2不同銨鹽及其與硝態(tài)氮配比對煙苗生長及生理指標(biāo)的影響

2.2.1 煙苗農(nóng)藝性狀

不同銨鹽及其與硝態(tài)氮配比下各處理煙苗農(nóng)藝性狀的分析結(jié)果見表6。結(jié)果表明，各處理煙苗葉長、葉寬、株高、莖圍的差異均未達到顯著水平，但根冠比差異達到極顯著水平，且不同銨鹽類型的各處理呈現(xiàn)出隨硝態(tài)氮/銨態(tài)氮比例的增加而增加的趨勢。這說明營養(yǎng)液中硝態(tài)氮/銨態(tài)氮比例高有利于煙苗根系的生長。地上部的有效生長能夠提高煙苗抗性，增強煙苗大田適應(yīng)能力，提高移栽成活率。地上部鮮重和干重均在1∶1時達到最高值，而磷酸氫銨各處理中，鮮重和干重分別在1∶1和1∶2時達到最高值。這說明適當(dāng)?shù)奶岣咪@態(tài)氮比例能夠有效地促進地上部生長，且硝態(tài)氮/銨態(tài)氮配比為1∶1時，各項指標(biāo)較為適宜。

表6 不同氮源及硝銨態(tài)配比的煙苗農(nóng)藝性狀

2.2.2 煙苗葉綠素含量

不同銨鹽及其與硝態(tài)氮配比下各處理煙苗葉綠素含量的分析結(jié)果見表7。表7表明，在銨態(tài)氮與硝態(tài)氮混配的營養(yǎng)液中，隨銨態(tài)氮比值升高煙苗葉綠素a和葉綠素總量也增加，但在銨鹽種類為硝酸銨時，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮配比達到2∶1后，煙苗葉綠素a和葉綠素總量逐漸下降；而在磷酸氫銨與硝態(tài)氮混配的營養(yǎng)液中，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮配比達到1∶1后，煙苗葉綠素a和葉綠素總量才迅速下降。此外，無論銨鹽種類為硝酸銨還是磷酸氫銨，各處理煙苗的葉綠素b含量在硝態(tài)氮/銨態(tài)氮值為1∶1時為最高。這說明硝態(tài)氮與銨態(tài)氮配比為1∶1，有利于煙苗葉綠素b的合成。從表中還可知，當(dāng)營養(yǎng)液中銨態(tài)氮多于硝態(tài)氮，即硝態(tài)氮/銨態(tài)氮＜1時，對煙苗葉綠素合成有一定抑制作用。

表7 不同氮源及硝銨態(tài)配比的煙苗葉綠素含量

2.2.3 煙苗生理指標(biāo)

不同銨鹽及其與硝態(tài)氮配比下各處理煙苗主要生理指標(biāo)的分析結(jié)果見表8。試驗結(jié)果表明，各處理煙苗的根系活力和硝酸還原酶活性存在極顯著差異，可溶性蛋白質(zhì)和總糖含量差異均不顯著。其中，當(dāng)銨鹽種類為硝酸銨時，煙苗的根系活力和硝酸還原酶活性均隨著銨態(tài)氮比例升高而逐漸降低；在磷酸氫銨作為銨鹽種類的各處理中，硝酸還原酶活性隨著銨態(tài)氮比例升高而逐漸升高，而根系活力在硝態(tài)氮/銨態(tài)氮值為1∶2時大幅度降低。這說明用磷酸氫銨作為銨態(tài)氮源與硝態(tài)氮配制的營養(yǎng)液要比用硝酸銨好，但是銨態(tài)氮比例不能過高，否則對根系活力有抑制作用，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮的配比以1∶1為佳。

表8 不同銨鹽及其與硝態(tài)氮配比處理煙苗的主要生理指標(biāo)

3 結(jié)論與討論

綜上可知，漂浮育苗營養(yǎng)液的氮素形態(tài)、濃度及配比對煙苗生長與生理特性有較大影響。①全硝態(tài)氮營養(yǎng)液有利于煙苗根系伸長和葉綠素的合成，但煙苗的葉片、莖圍、根系活力及硝酸還原酶活性不及硝態(tài)氮與銨態(tài)氮各占50%的營養(yǎng)液中生長的煙苗好。②在氮素形態(tài)為全硝態(tài)氮或50%硝態(tài)氮+ 50%銨態(tài)氮的營養(yǎng)液中，煙苗的農(nóng)藝性狀及其生理指標(biāo)均以氮素濃度為500mg/L或700 mg/L表現(xiàn)為最優(yōu)，超出該氮素濃度范圍則不利于煙苗的生長及發(fā)育。③采用磷酸氫銨作為營養(yǎng)液的銨鹽，其培育的煙苗農(nóng)藝性狀、葉綠素含量、根系活力及硝酸還原酶活性等指標(biāo)均優(yōu)于以硝酸銨為銨鹽種類的各處理煙苗，且當(dāng)硝態(tài)氮/銨態(tài)氮值為1∶1時效果最佳。

眾多研究表明，硝酸還原酶是一種受底物誘導(dǎo)酶，并且光照強度對其活性有很大影響［17］。本試驗結(jié)果表明，在氮素濃度為500 mg/L或700 mg/L的全硝態(tài)氮營養(yǎng)液中，煙苗的農(nóng)藝性狀和生理指標(biāo)不及同樣氮素濃度且硝態(tài)氮與銨態(tài)氮各占50%營養(yǎng)液中的煙苗好。究其原因可能與煙苗大十字期以前，由于葉片很小，光合能力和環(huán)境光照強度不足，導(dǎo)致根系及葉片內(nèi)硝酸還原酶不能被大量誘導(dǎo)合成有關(guān)。而銨態(tài)氮是可被煙苗細胞直接吸收利用進行氨基酸及蛋白質(zhì)合成的氮源，所以在營養(yǎng)液中添加一定量的銨鹽可促進煙苗葉綠素的合成及葉片生長。其次，本試驗中磷酸氫銨與硝態(tài)氮混配，促進煙苗生長及葉綠素合成和硝酸還原酶活性提高的效果好于硝酸銨，可能與硝酸銨水解呈生理酸性，而市售磷酸氫銨一般是酸性磷酸一氫銨與堿性磷酸二氫銨的混合物，其水溶液的生理酸堿性不明顯有關(guān)，可見不同銨鹽對營養(yǎng)液pH值產(chǎn)生的影響不容忽視。

湘南地區(qū)是我國典型濃香型烤煙的主產(chǎn)區(qū)，也是采用煙—稻復(fù)種連作耕作制生產(chǎn)烤煙的煙區(qū)，其每年漂浮育苗均在1～3月寒冷的冬春季進行，育苗期“低溫寡照”的氣候特征嚴重影響了煙苗對營養(yǎng)液中養(yǎng)分的吸收和利用。因此，在當(dāng)?shù)仄∮鐮I養(yǎng)液中增加一定量的可被煙苗根系細胞直接吸收和利用的銨態(tài)氮，并適當(dāng)提高氮素的濃度，對促進煙苗生長和培育壯苗十分有利。

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Effects of Nutrient Solution w ith Different Nitrogen Forms and Ratio on Grow th and Physiological Properties of Tobacco Seed lings

DONG Bao-zhu1，LIHong-guang2，YANG Hong-wu3，YANG Hong-qi1*，F(xiàn)AN Shi-jun2
（1 The Key Laboratory of Tobacco Science and Health，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Chenzhou Company of Hunan Tobacco Corporation，Chenzhou，Hunan 42300，China；3 Central-South Agricultural Experimental Station of China Tobacoo，Changsha，Hunan 410128，China）

In order to optimize the floating system nutrient solution for growing areas of burnt-sweetness type tobacco in Hunan province under low temperature and little sunshine，effects ofdifferentnitrogen forms，concentrations and proportions of different types of ammonium salts to nitric nitrogen on growth and physiological characteristics of tobacco seedlingswere studied with Yunyan 87 asmaterial.The results indicated that treatmentof nutrient solution with 100%NO3--N was advantageous to roots elongation and chlorophyll synthesis，while its blade，stem girth，root activity and nitrate reductase activity of tobacco seedlingswere worse than those of treatmentof nutrient solution with 50%NO3--N+50%NH4--N.The agronomic traits and physiological index of tobacco seedlings in treatment of N concentration of 500 mg/L or 700 mg/L were better than those in others treatment.The agronomic traits，chlorophyll content，roots activity and NAR activity in treatment ofmixed ligand nutrient solution with ammonium hydrogenphosphate and NO3--N were better than those of nutrient solution with ammonium nitrate，and the optimal ratio of NO3--N and NH4--N was 1∶1.

flue-cured tobacco；floating-seedling system；nutrient solution；nitrogen；physiological properties

S572.043

A

1001-5280（2015）01-0026-06 DO I：10.3969/j.issn.1001-5280.2015.01.07

2014 11- 20

董寶珠（1989-），男，碩士研究生，Email：124900742@qq.com。*通信作者：楊虹琦，博士，教授，主要從事煙草生理生態(tài)與品質(zhì)化學(xué)研究，Email：csyhq@sina.com。

湖南省煙草公司科技項目（11-14Aa01，2013NK3073）。