不同供應(yīng)時(shí)期氮素形態(tài)對(duì)烤煙生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響

王曉鳳

摘要：通過(guò)水培方法研究了在煙草不同生育時(shí)期供應(yīng)不同形態(tài)氮素對(duì)烤煙生長(zhǎng)、煙葉氮、鉀吸收、分配的影響。結(jié)果表明，無(wú)論是在六葉一心時(shí)還是在十二葉一心時(shí)進(jìn)行氮素形態(tài)處理，各氮素形態(tài)均表現(xiàn)出隨著溶液中硝態(tài)氮含量的提高，煙株的生物量、鉀吸收量、葉片鉀含量均呈現(xiàn)增高的趨勢(shì)；在六葉一心時(shí)處理各指標(biāo)在各氮素形態(tài)之間呈現(xiàn)出顯著差異，在十二葉一心時(shí)處理，硝酸銨和硝態(tài)氮處理間差異不顯著，并且十二葉一心時(shí)處理煙株各項(xiàng)指標(biāo)均高于六葉一心處理。因此建議在煙株生長(zhǎng)到一定時(shí)期可以減少硝態(tài)氮肥的用量，追施部分硝酸銨，增加銨態(tài)氮肥的用量，以減少農(nóng)民化肥投入成本。

關(guān)鍵詞：烤煙；不同生育時(shí)期；不同形態(tài)氮素

中圖分類號(hào)：Ｓ５７２．０６２文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）04－0679-05

氮素是植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的重要營(yíng)養(yǎng)元素，植物能夠利用的氮素形態(tài)主要有ＮＨ４＋－Ｎ和ＮＯ３－－Ｎ。由于植物對(duì)ＮＨ４＋－Ｎ和ＮＯ３－－Ｎ的吸收以及在體內(nèi)的運(yùn)輸、同化、代謝過(guò)程不同，因此對(duì)植物生長(zhǎng)的影響也表現(xiàn)一定的差異。

到目前為止，在ＮＨ４＋－Ｎ和ＮＯ３－－Ｎ的吸收利用、不同氮素形態(tài)配比與植物的生長(zhǎng)之間的關(guān)系等方面已經(jīng)做了大量的研究［１－６］。研究表明，植物對(duì)于ＮＨ４＋－Ｎ和ＮＯ３－－Ｎ的吸收利用因作物的種類和環(huán)境條件的不同而有所差別。在長(zhǎng)期供應(yīng)ＮＨ４＋－Ｎ的條件下，水稻（Ｏｒｙｚａ Ｓａｔｉｖａ Ｌ．）、黑麥草（Ｌｏｌｉｕｍ ｐｅｒｅｎｅ Ｌ．）、小麥（Ｔｒｉｔｉｃｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）、甜菜（Ｂｅｔａ ｖｕｌｇａｒｉｓ Ｌ．）等生長(zhǎng)良好，而玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）、馬鈴薯（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ ｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍ Ｌ．）、煙草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）等生長(zhǎng)受到抑制［６-11］。

烤煙是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)受多種因素的影響，其中氮是對(duì)煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)影響最大、最敏感的元素，因?yàn)榈墙M成蛋白質(zhì)和煙堿的重要成分，也是葉綠素的組成部分，直接影響著煙株的光合作用以及碳水化合物的形成。目前，對(duì)于不同形態(tài)氮素對(duì)烤煙生長(zhǎng)的影響已經(jīng)開(kāi)展了很多研究［１2－１7］，結(jié)果表明，煙草是喜硝態(tài)氮的作物。但是目前市場(chǎng)上出售的硝態(tài)氮價(jià)格高于銨態(tài)氮２倍多，所以從降低投入成本考慮，能否在煙草生產(chǎn)過(guò)程中降低硝態(tài)氮的施用量，配施銨態(tài)氮肥。為此，主要從養(yǎng)分吸收和分配方面探討不同形態(tài)氮素配比對(duì)烤煙生長(zhǎng)、氮、鉀吸收和分配的影響以及在烤煙生長(zhǎng)的不同時(shí)期供應(yīng)ＮＨ４＋－Ｎ對(duì)煙株生長(zhǎng)產(chǎn)生的影響等，以期為烤煙氮肥的合理施用提供理論依據(jù)。

１材料與方法

１．１材料

供試烤煙品種為Ｋ３２６（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ． ｃｖ． Ｋ３２６），由云南煙草科學(xué)研究所／中國(guó)煙草育種研究（南方）中心提供。

１．２方法

１．２．１育苗方法采用常規(guī)營(yíng)養(yǎng)缽育苗，包衣烤煙種子播入含有６０％泥炭、２０％玉米秸桿、２０％珍珠巖的混合物中，在自然光照的溫室中萌發(fā)、生長(zhǎng)，培養(yǎng)至四葉一心時(shí)進(jìn)行移栽。

１．２．２培養(yǎng)方法采用常規(guī)營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)方法，光照時(shí)間為１４ ｈ／ｄ。基本營(yíng)養(yǎng)液組成為（ｍｏｌ／Ｌ）：ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ １．００×１０－３、ＫＨ２ＰＯ４ ０．２５×１０－３、Ｈ３ＢＯ３ １．００×１０－５、ＭｎＣｌ２·４Ｈ２Ｏ １．００×１０－６、ＣｕＳＯ４·５Ｈ２Ｏ １．００×１０－７、ＺｎＳＯ４·７Ｈ２Ｏ １．００×１０－６、（ＮＨ４）６Ｍｏ７Ｏ２４·４Ｈ２Ｏ ５．００×１０－９、Ｆｅ－ＥＤＴＡ １．００×１０－４。營(yíng)養(yǎng)液中氮的濃度為４ ｍｍｏｌ／Ｌ，ＮＯ３－-N由Ｃａ（ＮＯ３）２·４Ｈ２Ｏ提供，ＮＨ４＋-N由（ＮＨ４）２ＳＯ４提供，銨態(tài)氮處理中的Ｃａ２＋由ＣａＳＯ４補(bǔ)充至２ ｍｍｏｌ／Ｌ。

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理時(shí)期和３種氮素形態(tài)：2個(gè)處理時(shí)期為六葉一心期和十二葉一心期，３種氮素形態(tài)為Ａ． ＮＨ４＋－Ｎ、Ｂ． ＮＨ４ＮＯ３、Ｃ． ＮＯ３－－Ｎ，每個(gè)處理４次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)１株煙苗。用電動(dòng)氣泵連續(xù)通氣，每３ d更換1次營(yíng)養(yǎng)液。

營(yíng)養(yǎng)缽中煙苗長(zhǎng)至四葉一心時(shí)，選擇生長(zhǎng)一致的煙苗，用去離子水將煙苗根部附著的培養(yǎng)基輕輕沖洗干凈，之后移入ｐＨ ６．５、１／２濃度的ＮＯ３－－Ｎ營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)，每盆（２ L塑料盆）１株。待煙苗長(zhǎng)至六葉一心時(shí)，部分煙苗進(jìn)行氮素形態(tài)處理，另一部分煙苗長(zhǎng)至十二葉一心時(shí)，再進(jìn)行氮素形態(tài)處理。六葉一心處理１７ ｄ后、十二葉一心處理７ ｄ后分別按上部葉片、中部葉片、下部葉片、莖、根５個(gè)部位取樣。

１．２．３測(cè)定項(xiàng)目與方法

１）生物量測(cè)定。煙株分上部葉、中部葉、下部葉、莖、根５個(gè)部分取樣，１０５ ℃殺青３０ ｍｉｎ后，再７０ ℃烘至恒重，即得不同部位的生物量。

２）植株的氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫測(cè)定。全氮采用Ｈ２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ２消煮，凱氏定氮法測(cè)定，儀器型號(hào)為ＫＤＹ－９８２０；其他元素的測(cè)定在５５０℃左右將植物樣品干灰化后，加２ ｍＬ １∶１鹽酸溶解，再加１８ ｍＬ去離子水定容，過(guò)濾，用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ＩＣＰ）測(cè)定，儀器型號(hào)為ＰＥＯ３３００ＤＶ。

２結(jié)果與分析

２．１氮素形態(tài)對(duì)烤煙生長(zhǎng)的影響

由表１可以看出，無(wú)論是在六葉一心時(shí)還是在十二葉一心時(shí)進(jìn)行不同氮素形態(tài)處理，單株地上部生物量都隨著溶液中ＮＯ３－-N比例的提高而增加；ＮＨ４＋－Ｎ處理的單株地上部生物量顯著低于ＮＯ３－－Ｎ處理，ＮＨ４ＮＯ３與ＮＯ３－－Ｎ處理之間差異不顯著。兩個(gè)處理時(shí)期相比較，十二葉一心時(shí)處理各種氮素形態(tài)處理間單株地上部生物量、冠根比均高于六葉一心時(shí)處理，且ＮＨ４＋－Ｎ處理與ＮＨ４ＮＯ３處理之間差異不顯著，說(shuō)明在煙株長(zhǎng)大后ＮＨ４＋-N對(duì)煙草生長(zhǎng)的抑制作用較低。

２．２氮素形態(tài)對(duì)煙株養(yǎng)分含量的影響

２．２．１對(duì)煙株氮含量的影響從圖１可以看出，在六葉一心時(shí)進(jìn)行處理，葉片氮含量ＮＨ４＋－Ｎ處理最低，ＮＨ４ＮＯ３處理最高，ＮＯ３－－Ｎ處理介于二者之間，處理間差異達(dá)到顯著水平。說(shuō)明隨著溶液中硝態(tài)氮濃度增加，植株的吸氮量并沒(méi)有呈線性增長(zhǎng)，而是出現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，因此在六葉一心時(shí)施用部分銨態(tài)氮可以提高煙株對(duì)氮素的吸收。

從圖２可以看出，十二葉一心時(shí)進(jìn)行不同形態(tài)氮素處理，煙株各個(gè)部位氮含量ＮＨ４ＮＯ３處理最高，ＮＨ４＋－Ｎ處理最低，ＮＯ３－－Ｎ處理介于二者之間，各處理間葉片氮含量沒(méi)有差異。說(shuō)明在煙株長(zhǎng)大后添加銨態(tài)氮肥施用對(duì)煙株各部位的氮含量影響不大。

２．２．２對(duì)煙株鉀含量的影響從圖３可以看出，六葉一心時(shí)處理，隨著溶液中ＮＯ３－－Ｎ比例的提高，煙株各部位鉀含量增加，ＮＯ３－－Ｎ處理上部葉鉀含量比ＮＨ４＋－Ｎ處理提高了１１１％，中部葉提高了１６２％，處理間差異達(dá)到顯著水平。

由圖4可知，十二葉一心時(shí)處理，煙株各部位鉀含量的變化趨勢(shì)與六葉一心時(shí)處理相同，ＮＯ３－－Ｎ處理煙株各個(gè)部位的鉀含量都是最高，ＮＨ４ＮＯ３處理略高于ＮＨ４＋－Ｎ處理，ＮＨ４＋－Ｎ處理鉀含量最低。煙株各部位的鉀含量為下部葉＞中部葉＞上部葉＞根。

2個(gè)處理時(shí)期相比，六葉一心時(shí)處理煙株各部位鉀含量均低于十二葉一心時(shí)處理，且十二葉一心時(shí)不同形態(tài)氮素處理間鉀含量差異減小，說(shuō)明煙株長(zhǎng)大后添加銨態(tài)氮肥施用對(duì)煙株各部位鉀含量影響小于煙株幼小時(shí)期添加銨態(tài)氮肥施用，故可指導(dǎo)農(nóng)民在平時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中在煙株長(zhǎng)大后適當(dāng)添加銨態(tài)氮肥施用，不影響煙株葉片鉀的含量。

２．３不同形態(tài)氮素對(duì)煙株氮、鉀吸收、分配的影響

２．３．１不同形態(tài)氮素對(duì)煙株氮吸收、分配的影響從表２可以看出，無(wú)論在六葉一心時(shí)還是在十二葉一心時(shí)進(jìn)行不同形態(tài)氮素處理，隨著溶液中ＮＯ３－-N比例的提高，煙株各個(gè)部位的氮吸收量顯著增加或持平。

煙株吸收的氮中有６５％～７５％用于葉片的生物建成。從表３可以看出，兩個(gè)處理時(shí)期相比，氮向葉片中轉(zhuǎn)移分配的比例基本相等；不同形態(tài)氮素處理之間比較發(fā)現(xiàn)，ＮＨ４＋－Ｎ處理氮向葉片中的分配比例最小，ＮＨ４ＮＯ３與ＮＯ３－－Ｎ處理氮向葉片中的分配顯著高于ＮＨ４＋－Ｎ處理。

２．３．２不同形態(tài)氮素對(duì)煙株鉀吸收和分配的影響從表４可以看出，各時(shí)期進(jìn)行不同形態(tài)氮素處理，烤煙根、莖、葉各個(gè)部位鉀吸收量隨著溶液中的ＮＯ３－－Ｎ比例的提高均顯著增加。

從表５可以看出，在六葉一心時(shí)和十二葉一心時(shí)處理，分別有７6.62％～８1.84％和76.70%~80.68%的鉀都被運(yùn)送到葉片中。2個(gè)處理時(shí)期相比較發(fā)現(xiàn)，在十二葉一心時(shí)進(jìn)行不同形態(tài)氮素處理煙株鉀向煙葉中轉(zhuǎn)移分配的比例分別為ＮＨ４＋－Ｎ處理８０．６８％、ＮＨ４ＮＯ３處理８０．５９％、ＮＯ３－－Ｎ處理７６．７０％，總體高于六葉一心時(shí)處理的分配比例。說(shuō)明煙株長(zhǎng)大后添加銨態(tài)氮對(duì)煙株體內(nèi)鉀向煙葉轉(zhuǎn)移的影響小于煙株幼小時(shí)期處理。

對(duì)比不同形態(tài)氮素處理下鉀向各部位的分配比例可以看出，在供應(yīng)ＮＨ４＋－Ｎ條件下鉀向煙葉的分配比例高于其他兩個(gè)處理，并且隨著培養(yǎng)液中ＮＯ３－－Ｎ濃度的提高，鉀向煙葉中轉(zhuǎn)移的比例略有降低。說(shuō)明在煙葉生長(zhǎng)時(shí)期追施銨態(tài)氮肥能夠促使鉀向葉片中的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而提高煙葉鉀的含量，進(jìn)而提高煙葉的香味，改善口感，提高煙葉品質(zhì)。

３結(jié)論與討論

３．１結(jié)論

無(wú)論是在六葉一心時(shí)還是在十二葉一心時(shí)進(jìn)行不同形態(tài)氮素處理，煙株地上部生物量都隨著溶液中ＮＯ３－-N比例的提高而增加。

在兩個(gè)時(shí)期進(jìn)行不同形態(tài)氮素處理后，葉片含氮量ＮＨ４＋－Ｎ處理最低，ＮＨ４ＮＯ３處理最高，ＮＯ３－－Ｎ處理介于二者之間；在六葉一心時(shí)處理，處理間差異達(dá)到顯著水平，而在十二葉一心時(shí)處理，處理間沒(méi)有顯著差異。

烤煙根、莖、葉各個(gè)部位鉀吸收量隨著溶液中的ＮＯ３－－Ｎ比例的提高而顯著增加，但鉀向葉片中的轉(zhuǎn)移比例ＮＨ４＋－Ｎ處理高于其他兩個(gè)處理。

各處理的煙草葉片生物量，葉片中氮、鉀含量，氮、鉀吸收量均表現(xiàn)出十二葉一心時(shí)處理高于六葉一心時(shí)處理。因此，在煙株長(zhǎng)大后可以考慮在氮肥中增加銨態(tài)氮肥的比例，減少硝態(tài)氮肥的用量，這樣既不影響煙株長(zhǎng)勢(shì)和對(duì)氮、鉀的吸收，又可以降低化肥成本，提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收益。

３．２討論

３．２．１不同處理對(duì)煙株生長(zhǎng)的影響在六葉一心時(shí)與十二葉一心時(shí)進(jìn)行不同形態(tài)氮素處理，與ＮＯ３－－Ｎ相比，ＮＨ４＋－Ｎ均會(huì)抑制煙株的地上部和根系的生長(zhǎng)，隨著營(yíng)養(yǎng)液中ＮＯ３－－Ｎ比例的提高，地上部生物量也隨之增加。這與在菜豆、甜菜、玉米、煙草上的研究結(jié)果一致［６，７，１8，19］?？赡苁且?yàn)椋危龋矗蔚奈帐呛停龋饷谙嗯悸?lián)的，當(dāng)供應(yīng)ＮＨ４＋－Ｎ時(shí)，營(yíng)養(yǎng)液ｐＨ很快由６．５降為３．０左右，根系受到低ｐＨ的影響，顏色變黑，根系活力下降，導(dǎo)致根系生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制，從而使得養(yǎng)分吸收受到阻礙，因此銨態(tài)氮處理的煙株長(zhǎng)勢(shì)較差，干物重較低，冠根比較大。

３．２．２不同處理對(duì)Ｎ、Ｋ養(yǎng)分吸收分配的影響無(wú)論是在六葉一心時(shí)處理還是在十二葉一心時(shí)處理，ＮＨ４ＮＯ３處理含氮量最高，可能是因?yàn)椋危希常?N、ＮＨ４＋-N以不同比例配合時(shí)，其吸收速率不同，ＮＯ３－-N與ＮＨ４＋-N混合的吸收速率大于單一ＮＯ３－-N、ＮＨ４＋-N的吸收速率［２0］；也可能是因?yàn)橹参锟梢酝瑫r(shí)利用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，在此情況下植物根組織內(nèi)的陰－陽(yáng)離子平衡可以維持一種良好的狀態(tài)，提高全氮的積累［２1］。

在兩個(gè)處理時(shí)期葉片中鉀的含量均表現(xiàn)出隨著溶液中硝態(tài)氮含量的升高而增加的趨勢(shì)，這是因?yàn)椋危龋矗奈张cＫ＋類似，他們可能有共同的吸收載體，在吸收過(guò)程中互相競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，從而抑制鉀的吸收［２2］，導(dǎo)致銨態(tài)氮處理葉片中鉀離子含量較低；也可能是因?yàn)椋危龋矗伪晃找院?，很快在根系中同化為酰氨和氨基酸等有機(jī)態(tài)的氮［２3］，且這些含氮化合物只有一小部分貯存于根中，絕大部分被迅速轉(zhuǎn)運(yùn)至地上部加以利用，而供應(yīng)ＮＯ３－－Ｎ的植株氮主要以ＮＯ３－離子的形式運(yùn)輸［24，25］，并且ＮＯ３－在木質(zhì)部中的移動(dòng)需要有進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)的陽(yáng)離子陪伴，其中最主要的是Ｋ＋，所以ＮＯ３－－Ｎ處理植株的陽(yáng)離子濃度，例如鉀離子的濃度要高于ＮＨ４＋－Ｎ處理；第三個(gè)原因可能是ＮＯ３－－Ｎ處理的木質(zhì)部汁液中含有較多的有機(jī)酸，例如蘋果酸，有機(jī)酸可以攜帶更多的鉀離子進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸，從而使得硝態(tài)氮處理的葉片中鉀離子含量高于其他氮素形態(tài)的處理。

ＮＨ４＋－Ｎ處理雖然能夠明顯抑制地上部的生長(zhǎng)，但是并不能阻礙鉀素向葉片的分配，說(shuō)明ＮＨ４＋-N處理只是對(duì)養(yǎng)分的吸收有抑制作用，而并不抑制他們的分配。

此外，從不同處理時(shí)期煙株的生長(zhǎng)狀況來(lái)看，六葉一心時(shí)進(jìn)行不同形態(tài)氮素處理，ＮＨ４＋-N對(duì)地上部和根系的抑制作用更明顯。究其原因可能是由于在六葉一心時(shí)處理，煙苗苗齡小，根系不發(fā)達(dá)，抗酸脅迫的能力較弱，因此根系顏色變黑，根系活力下降，抑制作用比較明顯，冠根比較大；十二葉一心時(shí)進(jìn)行氮素形態(tài)處理，煙株較大，根系抗低酸脅迫的能力較強(qiáng)，對(duì)ＮＨ４＋-N反應(yīng)不敏感，抑制作用相對(duì)比較弱。因此，在生產(chǎn)中要降低肥料成本時(shí)可以將一部分硝態(tài)氮肥改成銨態(tài)氮肥，或者硝酸銨肥料，在煙株長(zhǎng)大后替換使用，這樣不影響煙株的生長(zhǎng)和養(yǎng)分的分配。