不同品種烤煙干物質(zhì)積累及氮、磷、鉀積累的動態(tài)變化規(guī)律

李海江， 王根發(fā)， 張要旭， 王艷麗， 丁松爽

(1.河南省煙草公司平頂山市公司，河南 平頂山 467000； 2.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450000； 3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002)

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不同品種烤煙干物質(zhì)積累及氮、磷、鉀積累的動態(tài)變化規(guī)律

李海江1， 王根發(fā)2， 張要旭1， 王艷麗3， 丁松爽3

(1.河南省煙草公司平頂山市公司，河南 平頂山 467000； 2.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450000； 3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002)

在相同的水、肥供應(yīng)條件下，研究了4個品種烤煙干物質(zhì)積累和氮、磷、鉀積累的變化動態(tài)。結(jié)果表明，4個品種烤煙的不同器官及整株干物質(zhì)及氮、磷、鉀積累量隨生育期延長而持續(xù)增加，變化規(guī)律均呈“S”型曲線。NC 71葉片和整株對干物質(zhì)及氮素的積累表現(xiàn)出前期積累速率慢、后期快的變化趨勢，最終的干物質(zhì)和氮素積累量最大。中煙100煙株和不同器官對鉀素的積累速率均最大，鉀素積累最多。中煙205煙株和不同器官對干物質(zhì)、氮、磷、鉀的積累速率和積累量均最小。不同烤煙品種對干物質(zhì)和氮、磷、鉀的積累速率大小均表現(xiàn)為干物質(zhì)>氮>鉀>磷，積累速率在不同器官間表現(xiàn)為葉>莖>根。煙株對氮、磷、鉀最大積累速率出現(xiàn)的時間，氮稍早于鉀，磷最晚；氮又早于干物質(zhì)最大積累速率出現(xiàn)時間。干物質(zhì)和氮、磷、鉀最大積累速率出現(xiàn)時間及最大積累速率在不同品種、同一品種的不同器官間存在一定的差異。

烤煙；品種；干物質(zhì)積累；氮積累；磷積累；鉀積累

煙草是葉用經(jīng)濟作物，其產(chǎn)量和質(zhì)量同等重要。煙株對氮、磷、鉀的吸收與轉(zhuǎn)運直接影響著烤煙的生長和發(fā)育，進而影響煙葉的產(chǎn)、質(zhì)量。了解烤煙干物質(zhì)積累和氮、磷、鉀吸收動態(tài)變化規(guī)律，有助于采取有效措施調(diào)控生長發(fā)育過程，提高煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量。以往研究大多從栽培措施入手，研究了水分[1]、肥料[2-5]、地膜覆蓋[6]等因素對烤煙干物質(zhì)和氮磷鉀積累規(guī)律的影響，認為干物質(zhì)和養(yǎng)分積累遵循“慢-快-慢”的變化規(guī)律，不同的水肥供應(yīng)改變了干物質(zhì)及養(yǎng)分在煙株體內(nèi)的積累量和不同器官的分配比例，積累規(guī)律并不變。不同生態(tài)區(qū)烤煙干物質(zhì)和養(yǎng)分積累分配規(guī)律也有報道。符云鵬等[7]研究表明，豫西雨養(yǎng)煙區(qū)烤煙前期生長緩慢，對干物質(zhì)和養(yǎng)分的大量吸收積累出現(xiàn)較晚，干物質(zhì)積累較少。王世濟等[8]認為，移栽后30～75 d是皖南煙區(qū)烤煙干物質(zhì)和大中微量元素大量積累的關(guān)鍵時期。然而，煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)的形成是干物質(zhì)和養(yǎng)分吸收積累相協(xié)調(diào)的結(jié)果，干物質(zhì)和養(yǎng)分的吸收積累不僅受生態(tài)、栽培等環(huán)境因子的制約，品種也是重要的影響因子。本研究測定了豫中地區(qū)4個主栽烤煙品種大田生育期內(nèi)的干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量，通過曲線回歸研究不同烤煙品種干物質(zhì)和氮、磷、鉀的積累規(guī)律，擬初步為豫中煙區(qū)主栽烤煙品種的合理施肥、優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選取當?shù)爻Ｄ攴N植的4個烤煙品種為試驗材料，分別為中煙100、豫煙10號、中煙205、NC71。

1.2 試驗地概況

試驗研究區(qū)位于平頂山市寶豐縣石橋鎮(zhèn)邢莊村，試驗地土壤類型為褐土，堿解氮90.26 mg·kg-1，速效磷12.43 mg·kg-1，速效鉀133.98 mg·kg-1，有機質(zhì)20.1 g·kg-1，pH值6.8。4個烤煙品種均于2012-04-25移栽， 2012-08-20—2012-09-03全部采收結(jié)束，平均大田生育期120 d，種植密度120 cm×55 cm。每公頃施純氮37.5 kg，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1∶3，氮、磷肥于移栽前一次性條施，鉀肥50%條施，余下的部分于移栽后30 d時追施。其他田間栽培管理措施均按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)管理要求進行。

1.3 研究內(nèi)容與方法

于移栽后35 d至移栽后95 d，每隔10 d各品種選取3株長勢均勻的代表性煙株，分不同器官殺青(105 ℃,15 min，65 ℃烘至質(zhì)量恒定，大約3～4 h)，并記錄葉、根、莖干質(zhì)量，粉碎過60目篩，保存?zhèn)溆谩７Q取一定量的上述樣品經(jīng)濃硫酸、硫酸鉀、無水硫酸銅消化后用連續(xù)性流動分析儀測定總氮和鉀的含量。磷含量經(jīng)過灰化法處理后，用ICP(電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，美國)測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

不同品種煙株和同一品種不同器官干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量隨時間的變化采用SPSS 18.0作曲線回歸，并對擬合模型進行顯著性分析。利用Microsoft Excel 2003，根據(jù)預(yù)測值繪制積累曲線和積累速率曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烤煙品種干物質(zhì)積累規(guī)律

以干物質(zhì)積累量為因變量，以移栽后天數(shù)為自變量，對烤煙不同器官干物質(zhì)的積累曲線進行擬合，不同品種、同一品種的不同器官的擬合曲線均呈“S”型，擬合方程為y=eβ0+β1/t，其中,y為干物質(zhì)積累量(g·株-1)，t為移栽后天數(shù)(d)，β0，β1為待定參數(shù)?；貧w方程經(jīng)F測驗得到的P值均小于0.01，達極顯著水平，即擬合方程具有統(tǒng)計學(xué)意義。各參數(shù)的取值及F測驗結(jié)果如表1所示。由擬合曲線的變化規(guī)律可知，移栽35 d以前，煙葉干質(zhì)量增加緩慢，此后有一定時間的快速增長期，接近成熟時葉片干物質(zhì)積累減慢。根、莖和整株的干物質(zhì)積累規(guī)律與葉片類似。根據(jù)曲線方程的擬合結(jié)果，NC 71具有最大的葉干質(zhì)量、莖干質(zhì)量及總干質(zhì)量，其次為中煙100，中煙205最?。恢袩?00的根干質(zhì)量在整個生育期內(nèi)均大于其他品種，與實測結(jié)果一致。

對上述曲線方程求一階導(dǎo)數(shù)，得到干物質(zhì)積累速率曲線，葉片干物質(zhì)積累速率呈現(xiàn)先增大、后減小的變化趨勢，不同品種達到最大積累速率的時間及最大積累速率是不同的。由表1可知，烤煙干物質(zhì)最大積累速率出現(xiàn)時間在不同品種間表現(xiàn)為中煙100早于豫煙10號，豫煙10號早于中煙205，NC 71最晚。中煙100和NC 71具有較高的最大積累速率。在整個生育期內(nèi)，不同烤煙品種葉片、莖及整株的干物質(zhì)積累速率均表現(xiàn)為NC 71>中煙100>豫煙10號>中煙205。NC 71干物質(zhì)積累速率表現(xiàn)為移栽后45 d以前，葉片、莖及整株的干物質(zhì)積累速率較小，此后迅速增加并超過其他品種干物質(zhì)的積累速率。中煙100具有最大的根系干物質(zhì)積累速率?？緹煵煌鞴俑晌镔|(zhì)最大積累速率出現(xiàn)時間也不同，整體上表現(xiàn)為葉片最早，于移栽后50 d左右干物質(zhì)積累最快，煙莖最晚(移栽后90 d左右)。干物質(zhì)的積累分配表現(xiàn)為葉片最多，其次為煙莖，根系積累的干物質(zhì)最少。

表1 不同品種烤煙干物質(zhì)積累量的擬合曲線特征參數(shù)Table 1 Parameters from “S” curve equation of dry matter accumulation of different tobacco varieties

2.2 不同烤煙品種氮、磷、鉀積累規(guī)律

經(jīng)分析，不同烤煙品種、不同器官氮、磷、鉀積累隨時間的變化符合“S”型曲線：y=eβ0+β1/t，其中y為養(yǎng)分積累量(g·株-1或mg·株-1)，t為移栽后天數(shù)(d)，β0,β1為待定參數(shù)。對擬合方程進行F測驗，P值均小于0.01，說明擬合方程在一定程度上能夠解釋烤煙氮、磷、鉀的積累規(guī)律。

2.2.1 不同烤煙品種氮積累規(guī)律 不同烤煙品種成熟期氮的積累量存在差異，在葉片和整株中表現(xiàn)為NC 71>中煙100>豫煙10號>中煙205，根系和煙莖中則為中煙100>豫煙10號>NC 71>中煙205。葉片對氮素的最大積累速率出現(xiàn)時間較其他器官稍早，中煙100、豫煙10號、中煙205、NC 71葉片對氮素的最大積累速率出現(xiàn)時間分別為移栽后40.58，44.52 ，48.09和60.70 d，在移栽后60 d以前，NC 71的葉片對氮素的積累速率不斷增加，使得最終的氮素積累量和積累速率均高于其他品種。根系和莖對氮素的最大積累速率出現(xiàn)時間具體表現(xiàn)為根系比莖早10 d左右，但均晚于葉片。中煙100根系和莖在移栽后60 d左右對氮素積累最快，最大積累速率大于中煙205和NC 71，與豫煙10號相差不大。對整個煙株而言，其對氮素的最大積累速率出現(xiàn)時間、最大積累速率在各品種間的表現(xiàn)與干物質(zhì)積累一致，即中煙100的最大積累速率出現(xiàn)時間最早，NC 71最晚；NC 71的最大積累速率最大，中煙205最小。4個品種煙株對氮素的最大積累速率均出現(xiàn)在干物質(zhì)最大積累速率之前。

2.2.2 不同烤煙品種磷積累規(guī)律 4個品種烤煙的不同器官和整株對磷素的最終積累量存在差異，葉片中中煙205積累最多，根系、莖和整株中均為中煙100積累最多。由不同品種烤煙葉片的磷素積累曲線可知，移栽后85 d以前，中煙100葉片對磷的積累量最大，NC 71最小，此時，葉片對磷素的積累量占成熟時葉片磷積累量的70%左右，此后，中煙205葉片的磷積累量逐漸超過其他品種。可能由于中煙205葉片的磷素最大積累速率出現(xiàn)在其他品種之后，比最早出現(xiàn)的中煙100晚近20 d，而其最大積累速率在4個品種中最大，此后又一直保持較高的積累速率。對磷的積累曲線求二階導(dǎo)數(shù)，得到拐點的取值，即磷素最大積累速率出現(xiàn)的時間和相應(yīng)的積累速率。由表3可知，中煙100不同器官和整株對磷素的最快吸收出現(xiàn)最早，莖和整株對磷的最大吸收速率在4個品種中最大，這與中煙100整株對磷素的最終積累量最多一致。豫煙10號根系對磷素的最大吸收速率出現(xiàn)時間最遲，最大吸收速率最大；NC 71莖和整株對磷素的最快吸收出現(xiàn)最晚，最大吸收速率小于中煙100。

表2 不同品種烤煙氮素積累量的擬合曲線特征參數(shù)Table 2 Parameters from “S” curve equation of N accumulation of different tobacco varieties

表3 不同品種烤煙磷素積累量的擬合曲線特征參數(shù)Table 3 Parameters from “S” curve equation of P accumulation in different tobacco varieties

2.2.3 不同烤煙品種鉀積累規(guī)律 由“S”型曲線的擬合結(jié)果可知，不同品種烤煙對鉀的最終積累量存在差異，在葉片和整株中表現(xiàn)為中煙100>NC 71>豫煙10號>中煙205，根系中表現(xiàn)為中煙100>豫煙10號>NC 71>中煙205，煙莖中則為中煙100>中煙205>NC 71>豫煙10號。中煙100、豫煙10號、中煙205和NC 71的葉片對鉀素的最終積累量占整株的比值分別為45.5%,43.3%,39.5%和50.1%。中煙100在整個生育期內(nèi)吸收的鉀素較多，但在成熟過程中分配到葉片中的鉀并不多，可能由于鉀素回流的程度較NC 71大，尚需要進一步驗證。

與干物質(zhì)或者氮、磷的積累速率不同，煙株葉片對鉀素的積累速率在不同品種間存在著較大的差異，尤其是移栽35 d以后，中煙100的葉片對鉀的積累速率最大，其次是NC 71，而中煙205最小。除煙葉莖稈外，中煙205其他器官和整株對鉀的最快積累出現(xiàn)較早，最大積累速率較??；中煙100不同器官和整株對鉀的最大積累速率均最大(表4)。

表4 不同品種烤煙鉀素積累量的擬合曲線特征參數(shù)Table 4 Parameters from “S” curve equation of K accumulation in different tobacco varieties

3 結(jié)論與討論

煙草的生長包括營養(yǎng)生長和生殖生長兩個階段，營養(yǎng)生長階段煙株生長迅速，養(yǎng)分的快速吸收、積累和轉(zhuǎn)運為干物質(zhì)增長和內(nèi)含物的充實提供了基礎(chǔ)。本研究結(jié)果表明，4個烤煙品種干物質(zhì)及氮磷鉀積累量隨時間的變化規(guī)律均呈“S”型曲線，前期為適應(yīng)新環(huán)境煙株生長緩慢，中期快速生長，轉(zhuǎn)入生殖生長后干物質(zhì)和氮、磷、鉀的積累速率減慢。不同品種烤煙干物質(zhì)和氮素在葉片及整株的最終積累量不同，以NC 71最高，中煙205最低，NC 71表現(xiàn)出前期積累速率慢后期快的變化趨勢；磷素在NC 71的葉片和整株中積累最少；鉀素在葉片和整株中的積累以中煙100最多，中煙205最少。煙株對氮、磷、鉀的最大積累速率出現(xiàn)時間早于對干物質(zhì)的最大積累速率出現(xiàn)時間，個別品種對磷、鉀的最大積累速率出現(xiàn)時間稍晚于干物質(zhì)最大積累速率出現(xiàn)時間，表明養(yǎng)分的吸收是煙株干物質(zhì)積累的前提，這與MOUSTAKAS 等[9]對烤煙的研究結(jié)果一致，在玉米[10]上也有類似的規(guī)律。綜合上述分析及對田間長勢的觀測結(jié)果認為，NC 71和中煙100葉片較大，對干物質(zhì)及氮磷鉀的積累能力強，中煙205長勢及對養(yǎng)分的吸收較弱，生產(chǎn)中可根據(jù)不同烤煙品種氮、磷、鉀的積累差異區(qū)別施肥，并注重施肥時期，必要時可采取分次追肥。

煙草是喜鉀作物，鉀含量高的煙葉香氣質(zhì)好，香氣量足。韓錦峰等[11]研究了烤煙氮、磷、鉀的吸收及分配規(guī)律，認為煙株一生對氮、磷、鉀的吸收量為鉀最多，氮次之，磷最少，三大礦質(zhì)營養(yǎng)在煙株體內(nèi)的分配表現(xiàn)為葉>莖>根。MOUSTAKAS 等[9]研究表明，煙葉及整株中氮的積累量超過了鉀的積累量。本研究中，中煙100、豫煙10號、中煙205和NC71成熟期煙葉氮積累量比鉀積累量分別高出1.08、2.95、3.53和4.27 g·株-1，這與后者的研究結(jié)果一致，而與韓錦峰等[11]的研究結(jié)果不同，可能由于近幾十年煙農(nóng)盲目追求高產(chǎn)，大量的氮肥投入，使得成熟期煙株體內(nèi)積累大量的氮素。這一點尚需要進一步驗證。

[1] 汪耀富,張福鎖.干旱和氮用量對烤煙干物質(zhì)和礦質(zhì)養(yǎng)分積累的影響[J].中國煙草學(xué)報,2003,9(1):19-23;29.

[2] 張 翔,毛家偉,黃元炯,等.不同施肥處理對烤煙干物質(zhì)積累與分配的影響[J].中國土壤與肥料,2011(3):31-34;91.

[3] 張 翔,毛家偉,黃元炯,等.不同施肥處理烤煙氮磷鉀吸收分配規(guī)律研究[J].中國煙草學(xué)報,2012,18(1):53-57;63.

[4] 劉衛(wèi)群,郭群召,汪慶昌,等.不同施氮水平對烤煙干物質(zhì)、氮素積累分配及產(chǎn)質(zhì)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2004(8):25-28.

[5] 鐘曉蘭,張德遠,周生路,等.鉀肥用量及基追肥比例對烤煙干物質(zhì)累積和鉀素吸收動態(tài)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2006,17(2):251-255.

[6] 殷紅慧,趙正雄,王麗萍,等.地膜覆蓋下烤煙干物質(zhì)積累和氮、鉀養(yǎng)分吸收分配規(guī)律的研究[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(1):63-67.

[7] 符云鵬,劉國順,汪耀富,等.雨養(yǎng)煙區(qū)烤煙干物質(zhì)積累及養(yǎng)分吸收分配規(guī)律的研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1998,32(增刊):38-44.

[8] 王世濟,劉炎紅,崔權(quán)仁,等.皖南煙區(qū)烤煙干物質(zhì)和養(yǎng)分的積累研究[J].煙草科技,2004(7):40-43.

[9] MOUSTAKAS N K, NTZANIS H. Dry matter accumulation and nutrient uptake in flue-cured tobacco (NicotianatabacumL.). Field Crop Research, 2005, 94:1-13.

[10]宋海星,李生秀.玉米生長量、養(yǎng)分吸收量及氮肥利用率的動態(tài)變化[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,36(1):71-76.

[11]韓錦峰,郭月清,劉國順,等.烤煙干物質(zhì)積累和氮磷鉀的吸收及分配規(guī)律的研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1987,21(1): 8-18.

(責(zé)任編輯：常思敏)

Dynamics of dry matter, nitrogen, phosphorus and potassium accumulation in different flue-cured tobacco varieties

LI Haijiang1, WANG Genfa2, ZHANG Yaoxu1, WANG Yanli3, DING Songshuang3

(1.Pingdingshan Branch of Henan Tobacco Company, Pingdingshan 467000, China; 2.China Tobacco Henan Industrial Co. Ltd. , Zhengzhou 450002, China; 3.Tobacco College of Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

The accumulation dynamics of dry matter, N, P and K in different varieties of flue-cured tobacco were studied under the same cond itions of water and fertilizer supply. The results showed that the dry matter and N, P and K accumulation amounts in different organs and the whole plant of different tobacco varieties were continuously increased with the growing stage extended. This variation was shaped in S curves. The rate of dry matter accumulation and N uptake in leaves and the whole plant of NC 71 was slow at early stage and fast at later stage, and the final dry matter and N accumulation amounts of NC 71 was maximum compared with other varieties. The rate of K accumulation in different organs and the whole plant of Zhongyan 100 was the highest, and the K accumulation amount was the same. Zhongyan 205 had the minimum accumulation rate and amount. The order of accumulation rate of dry matter and mineral nutrition for different tobacco varieties was dry matter accumulation rate >N>K>P and the order was leaf >stem>root in different organs. For the time of maximum mineral nutrition accumulation rate occurring N was a little earlier than K, and P was later. The time of the maximum N accumulation rate also appeared earlier than the time of maximum accumulation rate of dry matter. There were some differences during the different tobacco varieties and the different organs of the same varieties in the time of maximum accumulation rate occurring and the maximum accumulation amounts of dry matter and mineral nutrition.

flue-cured tobacco; variety; dry matter accumulation; nitrogen accumulation； phospho-rus accumulation； potassium accumulation

2014-11-23

河南中煙責(zé)任有限公司項目(HN102013008)

李海江(1965-)，男，河南平頂山人，農(nóng)藝師，研究方向為煙草原料。

丁松爽(1982-)，女，河南南陽人，講師，博士。

1000-2340(2015)02-0166-05

S 572

A