氮素形态及配比对烤烟的氮素利用率及品质的影响

2014-09-28唐国俊高迟銮蒋士东周喜新李永平徐天养

湖南农业科学 2014年16期

唐国俊，高迟銮，蒋士东，张毅，周喜新，李永平，徐天养

（1. 湖南农业大学烟草研究院，湖南长沙410128；2. 云南省烟草公司文山州公司丘北县分公司，云南丘北663200；3. 云南省文山州烟草分公司生产技术中心，云南文山663000）

氮是烤烟主要营养元素之一，而且氮素是细胞内各种氨基酸、蛋白质、烟碱等化合物的组成部分，因此氮素对烤烟产量和品质的影响都很大。由于烟株对不同形态氮素的同化作用有所不同，不同形态的氮素进入烟株后对烟株的生长及生理代谢产生不同的影响[1]，因此氮素形态对烤烟品质有着重要影响。烟株在土壤中可直接吸收的氮素主要是硝态氮（NO3-N）和铵态氮（NH4-N）。一般认为施用硝态氮肥的烤烟品质优于施用铵态氮肥[2]。但是韩锦峰[3]的研究表明烟草氮肥中铵态氮的比例控制在75%的范围内，有利于提高烟叶产量，且对烟叶品质无不利影响，这可能是因为旱作条件下，铵态氮肥或酰胺态氮肥（如尿素）均会经硝化作用转化为硝态氮，而且这种硝化作用在比较大的pH 值、温度及氧含量范围内都能进行[4]。虽然关于氮肥用量及氮肥形态对烤烟品质的影响已有较多报道，但是很少考虑到土壤中氮肥形态的转化。因此研究土壤理化状态一致的情况下氮肥形态对烤烟氮素利用率及品质的影响仍有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试烤烟品种为K326，烟苗在温室大棚内采用漂浮育苗法育成。当烟苗长至7 叶一心时选取长势一致的烟苗作为供试材料。

1.2 供试土壤

供试土壤为云南省文山州砚山县马鞍山水稻土。其基本理化性状为：pH 值为6.21、有机质含量23.860 g/kg、全氮含量1.970 g/kg、碱解氮含量172.39 mg/kg、速效磷含量（Olsen-P）37.62 mg/kg、全钾含量8.050 g/kg、速效钾含量（NH4OAc-K）289.52 mg/kg。

1.3 试验设计

试验于2013年4～9月在云南省文山州砚山县马鞍山进行，在控制氮肥用量的情况下设以下6个处理：T1，100%硝态氮；T2，硝态氮∶铵态氮=7∶3，T3，硝态氮∶铵态氮=5∶5，T4，硝态氮∶铵态氮=3∶7，T5，100%铵态氮；以不施氮肥为对照（CK）。随机区组排列，3 次重复，共18个小区，小区面积64.8 m2，每个小区植烟90株，烟株种植规格为1.2 m×0.6 m，试验区四周开边沟并设置保护行。

氮肥采用硝酸钾（K2O 44%、N 13.5%）、硫酸铵（N 21%）、硝酸铵（N 35%）3种类型，钾肥采用硫酸钾（K2O 50%），磷肥采用过磷酸钙（P2O512%）。肥料用量按N 7 kg/667m2，N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶2.5 施用。其中氮、钾肥70%作基肥、30%作追肥，磷肥作基肥一次性施入。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 烟株干物质量及氮含量的测定烟株打顶抹杈时每个小区选取长势一致的3 株挂牌标记，在收获期分3 次采收下、中、上部烟叶，最后一次采收茎杆，并将收集的所有样品杀青烘干混合均匀后粉样，测定其干物质重及氮含量，氮含量采用凯氏定氮法[5]，氮肥利用率采用差减法计算[6]。

1.4.2 烤后烟叶化学成分测定原烟按烤烟42 级国家标准（GB 2635-92）分级，每个小区取C3F 烟叶各2 kg，随机抽取各处理烤后烟叶样品20 片，剔除主脉后于50℃下烘干，粉碎过筛，用于测定总糖、还原糖、烟碱、蛋白质含量，统一采用Pulse-3000 连续流动分析仪测定[7-8]。

1.5 数据处理

采用DPS v7.05 数据分析软件和Microsoft Excel 2013 进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 氮素形态和配比对烤烟生物量及氮素利用率的影响

在统一氮肥用量的情况下，不同氮肥形态及配比对烤烟地上部生物量的影响如表1 所示。地上部生物量顺序是T3>T2>T4>T1>T5>CK，5个施肥处理生物量均显著高于对照，其中T3 处理显著高于其他4个施肥处理，其烟叶重达189.28 g/株，茎杆干重达85.27 g/株，比未施氮肥的对照处理分别增加139.11%和88.48%。由此可见氮肥的施用对烤烟生物量有较大的影响，而且硝态氮与铵态氮按1∶1 配施时烟株生物量最大，而只施铵态氮则在同等氮肥用量下烟株生物量偏小。

表1 氮素形态和配比对烤烟生物量及氮素利用率的影响

氮素形态和配比对烟株氮含量的影响与生物量表现并不相同。在施肥的处理中烟株叶片及茎秆中含氮量最高的为T5，分别达1.93%和0.77%，分别比对照高0.97 和0.46个百分；最低的为T1 处理，烟株叶片及茎杆中氮含量分别只有1.75%和0.64%。各处理间烟株氮含量表现为T5>T4>T3>T2≥T1>CK，其中T5 处理与T4、T3 处理间没有显著差异，但均显著高于T1、T2 处理；5个施肥处理显著高于CK 处理。说明氮肥的施用有利于烟株对氮肥的吸收利用，且烟株氮含量随施用氮肥中铵态氮比例的增加而增加。

氮肥利用率是体现烟株对所施用氮肥利用效果的一个关键指标。不同处理的烟株氮肥利用率顺序为T3>T5>T4>T2>T1。其中氮肥利用率最高的T3 处理，达到了51.58%，最低的T1 处理为41.45%，比T3 低19.64%。并且在氮肥利用率方面T3 处理与其余4个处理之间都存在显著差异，T4、T5 处理与T1、T2 处理之间也存在显著差异。说明氮素形态配比对烟株氮肥利用的影响比对其生物量及氮素含量的影响更大。

2.2 氮素形态和配比对烤后烟叶化学成分的影响

由表2 可知，不同氮素形态对烟叶总糖和还原糖的含量影响基本一致。在两糖含量上表现为T1>T2>T3>T4>T5>CK，总糖、还原糖含量最高的处理T1 比对照分别增加了17.24%、18.14%，且T1、T2 处理的两糖含量显著高于其余4个处理，T3 处理的显著高于T4、T5 处理。由此可知氮肥的施用有利于烟叶中总糖、还原糖的形成，并且烟叶中两糖含量随着硝态氮的减少而降低，说明硝态氮更有利于烟叶两糖的形成。

表2 氮素形态和配比对C3F 烟叶化学成分的影响

从表2 中可知，氮素形态配比对烟叶中与氮素密切相关的两个指标——烟碱和蛋白质的影响与两糖含量的影响完全相反，表现为T5>T4>T3>T2>T1>CK，其中T3、T4、T5 与T1、T2 之间存在显著差异，并且各处理与对照之间存在显著差异。由表中的数据可知在相同施氮量的条件下，随着铵态氮比例的增加烟叶中烟碱和蛋白质含量也增加，T5 处理的烟叶中烟碱、蛋白质的含量分别达到2.79%、8.33%，比只施硝态氮的T1 处理分别高出0.58、0.97个百分点，比未施氮肥的对照分别增加117.97%、77.61%。由此可见，施用铵态氮比硝态氮更有利于烟叶中烟碱和蛋白质含量的形成。

糖碱比是烟叶中的水溶性总糖含量与烟碱含量的比值，是目前评价烟叶内在化学成分协调性的重要指标之一[9]。由表2 可知，不同形态的氮肥配比对烤后烟叶中糖碱比影响较大，随施用氮肥中铵态氮比例的增加而降低，各处理间比值表现为CK>T1>T2>T3>T4>T5，且CK显著高于各施肥处理，T1、T2 与其余3个施肥处理之间也存在显著差异。主要是因为未施氮肥的对照烟叶中烟碱、蛋白质含量较低，而两糖含量正常，因此糖碱比较大，且烟叶中烟碱、蛋白质含量随着铵态氮比例的增加而增加，所以糖碱比表现随着铵态氮比例增加而降低。

3 小结

研究结果显示，在烟株生物量及氮肥利用率方面表现最好为硝态氮∶铵态氮为5∶5，即硝铵比1∶1 的处理；而烟叶中氮、烟碱、蛋白质含量最高的为铵态氮处理；总糖、还原糖则是硝态氮处理含量最高。综合考虑各种化学指标对烟叶品质的影响可知，在不同氮肥形态配比的试验中对烟叶产质量最好的为硝铵比1∶1。因此烟草栽培过程中按照硝铵比1∶1 的比例进行施肥，既可以防止因只施铵态氮在前期需要转化而影响烟株生长，又可以防止只施硝态氮由于后期降雨而降低氮肥利用率的问题，并且还能获得较高的产量和适宜的氮、烟碱、总糖、还原糖、糖碱比等化学指标。

4 讨论

在同等施肥量不同氮肥形态和配比的条件下，施硝态氮烟株的生物量略大于施铵态氮烟株的生物量，地上部生物量最大的为硝铵比1∶1 的处理。可能是因为硝态氮在土壤中无须转化即可被作物吸收，可及时满足烤烟还苗后对氮的需求，促进早发旺长，从而有利于烟株的生长发育，这与蔡晓布[10]、徐茜等[11]的研究结果一致。

烟株烟叶和茎杆氮含量随着铵态氮比例的增加而增加，这可能是因为NH4-N 能被土壤胶体所吸附，不易淋失，因而可以较多地被烟株吸收利用。张延春等[12]人的研究结果也表明100%硝态氮不利于烟株对氮素的吸收，说明在同等条件下配施铵态氮有利于烟株对氮素的吸收利用，但烟叶中总氮含量过高，则使烟气辛辣、刺激性大，过低则使烟气平淡无味。因此硝态氮与铵态氮适宜的配比是烟草栽培技术的关键。

本研究氮肥利用率最高的为硝铵比1∶1 的处理，但也有试验结果[12]表明当硝态氮与铵态氮比例为75∶25～50∶50 时，有利于提高烟叶对土壤养分（包括肥料中的养分）的利用率。出现这种差异的原因可能是土壤类型或气候因素不同，因此对于有利于提高烟株氮肥的利用率的不同氮肥形态的具体配比还需要进一步验证。

烟叶中的总糖、还原糖在燃吸过程中能调节酸碱平衡，使吃味醇和，增加烟气的和顺性。不同氮素形态对烤后烟叶总糖、还原糖的影响规律大致相同，都是随着硝态氮含量的增加而升高。而对烟叶中烟碱和蛋白质含量的影响与两糖影响却完全相反，即在烤后烟叶中烟碱和蛋白质含量随着硝态氮含量的增加而减少。黎成厚等人[13-14]的研究结果表明施硝态氮能提高总糖、还原糖含量，有利于烟叶品质的提高；而施铵态氮可以增加烟株对氮的吸收，提高烟碱含量，但不利于烟叶总糖积累。王世济[15]，宫长荣等[16]人的研究也表明在含有硝态氮的处理中，随着硝态氮比例的提高，烤烟中的总糖、还原糖的含量增加，总氮、蛋白质、烟碱含量降低，这与本试验结果一致。糖碱比变化差异较其余化学指标变化较大，大致表现为随着硝态氮含量的增加而升高，主要是因为施用硝态氮的处理总糖含量较高而烟碱含量较低，但是糖碱比最高的不是100%施用硝态氮的处理而是没有施氮肥的CK，由此可见施用硝态氮更有利于烟叶糖碱比的提高，李建伟等[17]人的研究结果也表明增加硝态氮比例可降低含氮化合物含量，提高碳水化合物含量，从而提高糖碱比，有利于烟叶内在成分的协调。

[1]周和，周冀衡，陈习羽.不同氮肥形态培土对烤烟生长及产量与品质的影响[J].安徽农业科学，2011，39（29）：17891-17893.

[2]王卫东，于华堂.烤烟生产原理[M].北京：轻工业出版社，1988.68-79.

[3]韩锦峰，郭培国.不同比例铵态、硝态氮肥对烤烟某些生理指标和产量的影响[J].烟草科技，1989，（4）：31-33.

[4]袁可能.植物营养元素的土壤化学[M].北京：科学出版社，1983.71-75.

[5]华东师范大学植物生理教研室.植物生理学试验指导[M].北京：人民教育出版社，1980.

[6]窦逢科，张景略.烟草品质与土壤肥料[M].郑州：河南科学技术出版社，1992.

[7]王瑞新，韩富根，杨素勤.烟草化学品质分析法[M].郑州：河南科学技术出版社，1990.

[8]国家烟草专卖局.YC/T161-2002烟草及烟草制品[S].北京：中国标准出版社，2002.

[9]邵岩，邓建华，程建勇.云南烟叶主要化学成分分析[M].北京：科学出版社，2006.

[10]蔡晓布，钱成.氮肥形态和用量对藏东南地区烤烟产量和质量的影响[J].应用生态学报，2003，14（1）：66-70.

[11]徐茜，彭桂芬，何德伟，等.不同氮素形态对烤烟品质影响的研究[J].烟草科技，1997，（6）：38-40.

[12]张延春，陈治锋，龙怀玉，等.不同氮素形态及比例对烤烟长势、产量及部分品质因素的影响[J].植物营养与肥料学报，2005，11（6）：787-792.