不同连作时期对烤烟氮素吸收和利用的影响

王 鹏，孟 蕾，张吉立，关 鑫

（1.黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319；2.大庆职业学院，黑龙江 大庆 163255；3.哈尔滨烟叶公司肇州分公司，黑龙江 肇州 166400）

由于我国受到土地利用政策和人多地少的影响，烤烟轮作栽培受到限制，从全国烟叶生产范围看，相当比例的烤烟是进行重茬栽培。随着烤烟多年的重茬，烟株前期生长缓慢，病害严重，后期中上部叶不开片，产量降低，品质降低。目前对重茬烤烟栽培采取的措施是增加氮肥用量用以促进烤烟生长，往往难于达到理想效果。在烤烟栽培中，氮素对于烤烟的产量以及品质影响很大[1-4]。黑龙江省地处高寒地区，作物仅一年一熟，与两年三熟或一年两熟地区相比，同一地块轮作的机会大大减少，烤烟连作栽培难易控制。目前关于大豆[5]，梨，李，桃[6]，苹果[7]，西瓜[8]，辣椒[9]等 20余种作物连作研究较多，而烤烟连作对养分的影响研究较少。本试验主要研究黑钙土烤烟连作对氮积累、分配以及氮肥利用率的影响，以期掌握烤烟连作栽培对各器官氮素的生理代谢及分配，明确连作栽培对烟叶含氮量的影响，探讨连作烤烟的障碍机理，为不同连作年份烤烟制定不同的施肥措施，促进烤烟的生长，以稳定烟叶产量和提高质量提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2009年5—9月在黑龙江省大庆市肇州县永胜乡烟草栽培示范田进行。在示范田内选择 3年茬口，5年茬口的烤烟田块作为试验田，土壤深度0～30 cm，2个试验田相距500 m。连作3年供试土壤 pH 7.43，有机质 31.13 g/kg，碱解氮 124.22 mg/kg，速效磷71.88 mg/kg，速效钾160.00 mg/kg；连作5年供试土壤pH 7.51，有机质28.68 g/kg，碱解氮 120.88 mg/kg，速效磷 52.82 mg/kg，速效钾221.62 mg/kg

1.2 试验设计

供试品种为龙江911，4月10日温室内托盘育苗，5月6日移栽，移栽后生长期共17周。

小区试验，3次重复，每重复48株，随机区组排列。小区面积为 15 m×5 m，5行区，株行距0.5 m×1.1 m，18180株/hm2。试验设2个重茬处理：（1）ZR3：连作 3年（不施任何肥料，CK）；（2）CG3：连作3年当地常规施肥量；（3）ZR5：连作5年（不施任何肥料，CK）；（4）CG5：连作5年当地常规施肥量。连作 3，5年当地常规施肥处理，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1∶2，肥料为复合肥和硝酸钾按试验要求比例混合施用。氮用量 52.5 kg/hm2。施肥方法为单株施基肥，一次施入，生长期间不施任何追肥。

1.3 测定内容与方法

于移栽后第 3，5，7，9，11，13，15，17周的每个周三取样，每重复取样3株。第3和5周采整株叶片，7—17周按烟株上、中、下3个部位（每个部位叶片数均为 6～7片叶）分别采收，取样后洗净擦干，置于烘箱中105 ℃杀青，然后在70 ℃下烘干备用。11周打顶，全株共留21片叶。

植株全氮测定采用过氧化氢-硫酸消化，半微量凯氏定氮法[10]。

1.4 数据处理

方差分析采用DPS7.05版软件，肥料利用率采用差减法计算。

2 结 果

2.1 自然肥力条件下烤烟总氮积累

在自然肥力条件下，烤烟总氮积累量（图 1）随时间推移逐渐升高，于17周达到最高值，连作3年（ZR3）和连作5年（ZR5）的氮积累量分别达到88.93 kg/hm2和74.31 kg/hm2，表现为3年茬烤烟在自然肥力下氮积累量高于5年茬。由图1还可看出，3—7周氮积累量相似，第9周出现明显的差别，此时3年茬烤烟开始快速积累，而5年茬仍然处于缓慢积累期，表现为快速积累时期延后2周的现象。

图1 自然肥力下烤烟氮积累Fig.1 The tobacco nitrogen accumulation in natural fertility

2.2 常规施肥条件下烤烟总氮积累

在当地常规施肥条件下，烤烟氮积累与自然肥力条件下相似（图2），随生育期延后积累量逐渐增加，17周积累量最高时连作3年（CG3）和连作5年（CG5）积累量分别为 110.09 kg/hm2和 89.90 kg/hm2，表现为施肥后3年茬烤烟氮积累量高于5年茬。由图1和图2可知，烤烟连作可以明显的降低烟株内氮积累量，并且连作5年烤烟氮快速积累期要落后于连作3年烤烟2周，由此表明，连作5年后常规施肥已经严重限制烤烟氮积累。

2.3 自然肥力下烤烟不同器官中氮的分配

图2 常规施肥下烤烟氮积累Fig.2 The tobacco nitrogen accumulation in conventional fertilization

整个生育期，烤烟各器官氮分配比例表现为叶＞根＞茎（表1），并且随着生育期延后，根茎内氮分配比例表现出逐渐升高变化，叶片内氮分配比例呈现出逐渐降低的变化，17周时连作3年烤烟根茎叶氮所占比例分别为16.38%，19.68%，63.93%，而连作5年烤烟分别为10.22%，17.97%，71.82%。整个生育期，连作3年处理根茎内氮分配比例始终高于连作5年处理，但是叶片内分配表现出相反的结果，表明连作5年后氮大部分集中在叶片。方差分析结果表明，根、茎和叶连作3年与连作5年氮素积累量均达到显著差异水平，表明自然肥力下，连作5年烤烟明显降低了各器官氮的积累量。

2.4 常规施肥条件下烤烟不同器官中氮分配

在当地常规施肥条件下，烤烟氮分配规律与自然肥力下相同（表2），但是具体分配比例存在一定的差异。施肥后，根系氮分配比例增大，茎和叶片分配比例减小。同样在常规施肥条件下，连作降低根和茎部氮素分配比例，差异达到显著水平。

2.5 烤烟连作对肥料中氮利用率的影响

利用差减法计算氮肥利用率，可以反映施用氮肥后作物氮素营养的实际利用程度。由表4可知，2个处理的氮肥利用率一直呈现出逐渐升高的变化规律，并且连作5年烤烟氮肥利用率生长期内始终低于连作3年烤烟。在3～7周利用率增长较为缓慢，自第9周开始，氮肥利用率有了较大提高，烤烟收获后，连作 3年和连作 5年氮肥利用率分别为40.30%和29.70%，此表明，连作年数增大明显降低烤烟氮肥的利用率，因此，在常规施肥条件下，烤烟连作年数不宜超过5年。

3 讨 论

生产实践中发现，黑钙土供氮能力比较强，连作2～3年烤烟生长发育良好，而且容易控制氮肥用量，避免烤烟贪青。生产中个别烟田连作达5年以上，在某些年份表现为烟株生长发育严重受到限制，烤烟移栽后发育迟缓，直到烤烟成熟仍达不正常烟株的长势，俗称“小老烟”。本试验结果表明，无论是在自然肥力下还是常规施肥条件下，连作 5年烤烟氮积累量始终低于连作3年烤烟，并且连作5年烤烟氮素快速积累期比连作3年延后2周，重茬烤烟氮的积累规律表现出与干物质[11]，钾[12]，烟碱积累[13]相似的变化，表明烤烟重茬栽培会显著的改变烤烟生长的基本规律，进而影响产量和品质[14]。在氮的分配比例上，重茬3年烤烟根茎氮分配比例均高于重茬5年，重茬3年氮肥利用率高出重茬5年烤烟10.6个百分点，氮肥利用率的变化与磷肥[14]，钾肥利用率[12]变化相似，表明了重茬会影响烤烟对施入土壤中肥料的利用。分析认为，在当地常规施肥情况下，重茬栽培不利于烤烟对氮素的吸收和利用，必须采用特殊的肥料处理方法才能降低烤烟的重茬障碍，在解决重茬障碍的研究中已经取得了初步成果[15]，但是特殊的肥料处理对烤烟氮素吸收和利用的影响有待于继续研究。

表1 自然肥力下氮在不同器官的分配Table1 The nitrogen distribution in different organs in natural fertility

表2 常规施肥下氮在不同器官的分配Table2 The nitrogen distribution in different organs in conventional fertilization

表3 连作烤烟氮肥利用率 %Table3 Nitrogen use efficiency

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