施氮量与基追比例对烟叶品质及氮肥利用率的影响

马兴华，石 屹，张忠锋*，王 永，杨明峰，管恩森，李剑侠

（1.中国农业科学院烟草研究所，农业部烟草生物学与加工重点实验室，青岛 266101；2.山东中烟工业有限责任公司，济南 250014；3.山东潍坊烟草有限公司，山东 潍坊 261061；4.河南中烟工业有限责任公司，郑州 450000）

施氮量与基追比例对烟叶品质及氮肥利用率的影响

马兴华1，石 屹1，张忠锋1*，王 永2，杨明峰2，管恩森3，李剑侠4

（1.中国农业科学院烟草研究所，农业部烟草生物学与加工重点实验室，青岛 266101；2.山东中烟工业有限责任公司，济南 250014；3.山东潍坊烟草有限公司，山东 潍坊 261061；4.河南中烟工业有限责任公司，郑州 450000）

通过3年的田间试验，研究了不同施氮量和基追比例对烟叶化学成分、感官质量及氮肥利用率等的影响。结果表明，降低施氮量增加了烟叶的总糖、还原糖含量和糖碱比，降低了总植物碱、总氮、钾含量及钾氯比，改善了烟叶感官质量；降低施氮量显著降低了氮素积累量、来自肥料和土壤的氮量，显著提高了氮肥利用率。相同施氮量，随追肥比例增加，2009和2012年度烟叶的总糖、还原糖含量及糖碱比先增加后降低，总植物碱、总氮含量先降低后增加；2010年烟叶总糖、还原糖含量及糖碱比降低，总植物碱和总氮含量提高。2009、2010年度感官质量分别以追肥比例为70%和50%的处理最佳；2012年度高施氮量以追肥比例为70%处理最佳，低施氮量以50%处理最好。增加追肥比例显著提高了氮肥利用率。通过3年研究发现，施氮量从90 kg/hm2降至45～60 kg/hm2，追肥比例增至50%～70%可改善烟叶感官质量及提高氮肥利用率。

施氮量；基追比例；化学成分；感官质量；氮肥利用率

氮素不仅是制约植物生长和产量形成的首要因素，而且对改善作物品质亦有明显作用。研究表明，氮素供应过多或不足均降低烟叶质量，氮素供应过量时，碳氮代谢失衡，蛋白质代谢延长，营养生长期推迟，烟株生长过旺，叶片肥大，调制后的烟叶色泽暗淡，含氮化合物过多，烟碱含量高，吃味辛辣，杂气重；氮素供应不足时，叶片薄而小，糖碱比失调，缺乏油分，香气吃味差［1］。但目前烟叶生产中为了追求最大经济效益，氮肥往往过量投入烟田，严重影响了烟叶的内在品质和工业可用性；同时氮肥的大量使用也导致氮肥利用率普遍较低，据研究目前山东烟田的氮肥利用率仅在20%左右［2］，与其他大田作物相比，氮肥利用率尚有较大的提高空间。在粮食作物生产中，适当降低氮肥用量和提高追肥比例是改善作物品质，提高氮肥利用率，减少氮素淋溶损失，保护农田生态环境的重要措施［3-5］。因此本研究通过探讨降低施氮量结合增加追肥比例改善烟叶品质、提高氮肥利用率的可行性，为烟田合理施肥提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2009、2010、2012年连续3年在山东省诸城市贾悦镇苑一村的不同地块进行，供试土壤均为褐土，土壤基本性状见表1。

2009年和2010年供试品种均为中烟100，分别设7个和5个处理；2012年供试品种为NC55，设7个处理，具体见表2。各年度的移栽时间分别为5月9日、5月11日、5月8日。3年试验均采用随机区组设计，每处理重复3次。m（N）:m（P2O5）:m（K2O）=1:1:2.5，氮肥形态为硝铵磷，磷肥形态为过磷酸钙，钾肥形态为硫酸钾。基施氮肥与磷钾肥于起垄前施入，追肥于移栽后28 d以水溶解施入。3年度的降雨量分别为521.5 mm、576.3 mm、693.0 mm，年均气温分别为13.3 ℃、12.9 ℃、12.8 ℃。

其中在2012年的试验中，选择T1"、T3"、T4"、T6"进行同位素示踪试验，同位素示踪试验在微区内进行，微区面积为120 cm×50 cm，微区内植烟1株，用铁框与其他烟株分离，分别设基施普通硝酸铵+追施15N标记硝酸铵与基施15N标记硝酸铵+追施普通硝酸铵，15N标记硝酸铵由上海化工研究院生产，丰度为10.21%。每处理种植6株。

1.2 测定方法

烟叶成熟期采集烟株样品，按根系、茎秆、叶片分样，样品经105 ℃杀青15 min后，70 ℃烘干至恒重，称重后粉碎过60目筛，测定全氮含量和15N丰度。植株样品的15N丰度用北京分析厂产的ZHT-03质谱仪测定。烟叶成熟时每个处理单独采烤，采烤后每个处理取具代表性等级（C3F）烟叶用于化学成分测定和感官质量评价。烤后烟叶样品的总糖、还原糖含量参照YC/T 159—2002方法，采用流动分析仪测定。总氮含量参照YC/T 33—1996方法，采用全自动凯式定氮仪测定。总植物碱含量参照YC/T 160—2002方法，采用流动分析仪测定。氯离子含量参照YC/T 162—2011方法，采用流动分析仪测定。钾离子含量参照YC/T 217—2007方法，采用流动分析仪测定。样品的感官质量评价参照YC/T 138—1998《烟草及烟草制品感官评价方法》进行评价。

表1 供试土壤性状Table 1 Characteristics of the experiment soils

表2 试验处理Table 2 Experiment treatments

1.3 计算方法

植株吸收的氮素来源于基肥、追肥和土壤的量及比例的计算参照陈子元的方法［6］：

植株总的氮素积累量=单株干重×植株含氮量/%

植株吸收的氮来源于基（追）肥的比例/%=基（追）处理植株样品15N原子百分超/肥料15N原子百分超×100

植株吸收的氮来源于基（追）肥的量=植株吸收的总氮量×植株吸收的氮来源于基（追）肥的比例/%

植株吸收的氮来源于土壤的量=植株吸收的总氮量-植株吸收的来源于基肥和追肥的氮量

植株吸收的氮来源于土壤的比例/%=植株吸收的氮来自土壤的氮量/植株吸收的总氮量×100

氮肥利用率/%＝植株吸收的肥料氮量/施氮量×100

2 结 果

2.1 施氮量和基追肥比例对烟叶化学成分的影响

由表3可以看出，烤后烟叶的化学成分随施氮量的变化在不同年度间表现基本一致：随施氮量降低，烤后烟叶还原糖含量、总糖含量、糖碱比增加，总植物碱、总氮、钾含量及钾氯比降低，氯离子含量和氮碱比随施氮量变化较小。

烤后烟叶化学成分随追肥比例的变化在不同年度和不同施氮量间表现各异。2009年度，在施氮条件下，烤后烟叶的还原糖含量、糖碱比、氮碱比及钾氯比均表现为随追肥比例增加呈先增加后降低趋势，以追肥比例为70%的处理最高；而总植物碱和总氮含量呈先降低后增加趋势，以追肥比例为70%的处理最低。2010年度，增加追肥比例，总糖、还原糖含量及糖碱比降低，而总植物碱、总氮含量增加，其他变化较小。2012年度，施氮量为90 kg/hm2时，总糖和还原糖含量、糖碱比表现为随追肥比例增加呈先增加后降低趋势，以追肥比例为50%的处理最高；总植物碱和总氮含量随追肥比例增加而增加，以追肥比例为70%的处理最高，其他处理间无明显差异；钾和氯含量随追肥比例后呈先降低后增加趋势。施氮量为60 kg/hm2时，总糖和还原糖含量、糖碱比、氮碱比随增加追肥比例呈先增加后降低趋势，以追肥比例为50%的处理最高；而总植物碱和总氮含量则随追肥比例增加呈先降低后增加趋势，以追肥比例为50%的处理最低；钾含量不同处理间无显著差异，氯含量随追肥比例增加而显著增加。

表3 不同处理对烤后烟叶化学成分的影响Table 3 Effects of different treatments on chemistry components

2.2 施氮量和基追肥比例对烟叶感官质量的影响

就不同施氮量对烟叶感官质量的影响而言，2010年度施氮量为45 kg/hm2的各处理感官评价质量平均得分高于CK，施氮量为90 kg/hm2的处理平均得分均低于CK（表4）。相同施氮量不同追肥比例间比较，2009年度两个施氮量条件下感官评价得分均随追肥比例的增加先增加后降低，以追肥比例为70%的处理最高；2010年度则表现为随追肥比例增加而降低。2012年度施氮量为90 kg/hm2时感官质量得分随追肥比例增加逐渐增加，以追肥比例70%的处理最高；施氮量为60 kg/hm2时，感官质量得分随追肥比例增加先增加后降低，以追肥比例为50%的处理最高。

表4 不同处理对烤后烟叶感官质量的影响Table 4 Effects of different treatments on sensory quality

2.3 施氮量和基追肥比例对氮肥利用率的影响

由表5看出，15N示踪试验中，相同的基追比例条件下，施氮量为90 kg/hm2的处理的氮素总积累量、来自肥料的氮量及比例、来自土壤的氮量均显著高于施氮量为60 kg/hm2的处理，但来自土壤的氮占总氮的比例低于施氮量为60 kg/hm2的处理，氮肥利用率也显著低于施氮量为60 kg/hm2的处理。在相同的施氮量条件下，增加追肥比例对氮素总积累量无显著影响，却显著提高了来自肥料的氮量及比例，降低了来自土壤的氮量及比例，显著提高了氮肥利用率。

表5 不同处理对烤烟氮肥利用的影响Table 5 Effects of different treatments on nitrogen utilization efficiency

3 讨 论

3.1 氮肥施用对烤烟品质的影响

张生杰等［7］在中等肥力黄壤土上的研究结果表明，豫烟5号、豫烟7号和NC89的适宜氮肥用量为45 kg/hm2；吴照辉等［8］在中等肥力的潮土上研究表明，NC297的适宜施氮量为56.25 kg/hm2，豫烟7号的适宜施氮量为45 kg/hm2，在此施氮量条件下，烟叶化学成分协调，感官质量较好；而戴勋等［9］在云南玉溪砂壤土条件下的研究表明，云烟85施氮量为120 kg/hm2时烟叶内在化学成分最为协调，评吸质量最好。可见获得烤烟最佳品质的施氮量因品种和条件不同而各异，但总体表现为，在一定施氮量范围内，随着施氮量增加，烟碱、总氮含量提高，总糖、还原糖含量和糖碱比降低，烟叶化学成分趋于协调［9-13］。本研究结果也表明，随施氮量降低，烤后烟叶还原糖含量、总糖含量、糖碱比提高；而总植物碱含量、总氮含量、钾离子含量、钾氯比呈降低趋势；氯离子含量和氮碱比随施氮量变化较小，与前人研究结果基本一致。本研究结果还表明，随施氮量降低，感官质量总体呈改善趋势，2010年表现尤为显著。

我国的烤烟施肥多采用基肥和追肥相结合的方法，其中基肥一般占60%～70%，追肥占30%～40%，基肥一般在移栽前整地时一次性施入，追肥一般在移栽后30 d左右分次追入［1］。但已有研究表明，在总施氮量一致的情况下，增加移栽后追肥量能够明显提高烟叶的产质量［14］。张海伟等［15］在赣南紫色土的研究表明，在施氮量为135 kg/hm2时，基追肥比例为40%:60%和50%:50%的烟叶感官质量优于基追肥比例为60%:40%的处理。杨红武等［16］研究表明，施纯氮105 kg/hm2，基追肥比例为30%:70%时，K326烤后烟叶的感官质量最好，化学成分最为协调，追肥比例再增加，烟叶品质下降。朱肖文等［17］研究结果表明，在南方多雨区烤烟生产中，施纯氮150 kg/hm2，氮素追肥占总氮量的最佳比例为50%。本文2009年度基追肥比例为30%:70%的处理感官质量最优；2010年度基追肥比例为50%:50%的处理感官质量最优；2012年度施氮量为90 kg/hm2时，基追肥比例为30%:70%的处理感官质量最优，施氮量为60 kg/hm2时，基追肥比例为50%:50%的处理感官质量最优。虽然不同年度感官质量最优的氮肥基追比例并不相同，但均表现为适当增加追肥比例有利于改善烟叶品质，追肥比例以50%～70%为宜，追肥比例再增加，烟叶感官质量下降。本研究还表明，与传统基追比例相比，适当增加追肥比例，提高了烟叶总糖、还原糖含量和糖碱比；追肥比例过高，烟叶总氮和总植物碱含量增加，追肥比例不宜超过70%。

3.2 氮肥施用对氮肥利用率的影响

研究表明，烤烟吸收的氮以土壤氮为主、肥料氮为辅，来自土壤的氮约占氮素总积累量的70%～80%，来自肥料的氮约占氮素总积累量的20%～30%［2］。本研究结果中氮素总积累量中来自土壤的氮占氮素总积累量的65.13%～70.77%，来自肥料的氮占26.42%～34.87%，与上述研究结果类似。本研究结果还表明，随施氮量降低，来自土壤的氮和来自肥料的氮量均降低，但来自土壤的氮所占的比例提高，而且氮肥利用率提高。在基追比例对氮肥利用率影响方面，随追肥用量增加，烤烟中来自肥料的氮量和比例显著提高，来自土壤的氮量和比例显著降低，氮肥利用率显著提高。这与袁仕豪等［18］的研究结果一致。肥料氮分基肥氮和追肥氮，关于烤烟对基肥氮与追肥氮的吸收利用情况需要进一步分析，同时关于肥料氮的残留与损失需要进一步研究。

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Effects of Nitrogen Fertilizer Rate and Ratio of Base and Topdressing on Flue-cured Tobacco Quality and Nitrogen Utilization Efficiency

MA Xinghua1， SHI Yi1， ZHANG Zhongfeng1*， WANG Yong2， YANG Mingfeng2， GUAN Ensen3， LI Jianxia4
（1. Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing， Ministry of Agriculture， Tobacco Research Institute of CAAS， Qingdao 266101， China； 2. China Tobacco Shandong Industrial Co.， Ltd.， Jinan 250014， China； 3. Shandong Weifang Tobacco Co.， Ltd.，Weifang， Shandong 261061， China； 4. China Tobacco Henan Industrial Co.， Ltd.， Zhengzhou 450000， China）

In order to investigate the effect of nitrogen fertilizer rate and ratio of base and topdressing on flue-cured tobacco quality and nitrogen utilization efficiency （NUE）， field experiments were conducted for three years. The results showed that reducing nitrogen fertilizer rate led to an increase in total sugar content， reducing sugar content and the ratio of total sugar to nicotine. Reduced nitrogen application also caused a decrease in nicotine content， nitrogen content， potassium content and the ratio of potassium to chlorine. Overall tobacco sensory quality was improved in the low nitrogen treatments. Reducing nitrogen rate caused reduction of total nitrogen accumulation， amount of nitrogen derived from fertilizer and soil， with a significant increase of NUE. Under the same nitrogen application rate， treatments with increased topdressing fertilizer showed increase then decrease of total sugar content， reducing sugar content and the ratio of total sugar to nicotine in the years of 2009 and 2012 . Total nicotine content and nitrogen content on the other hand， showed decrease then increase with more topdressing fertilizer in the same years. In 2010， total sugar content， reducing sugar content and the ratio of total sugar to nicotine decreased with the increase of topdressing fertilizer while the total nicotine content and nitrogen content showed the opposite trend. Under the same nitrogen application rate， the treatments with 70% topdressing and 50% topdressing had the best sensory quality in 2009 and 2010 respectively. In 2012， the treatment with 50% topdressing ratio had the best tobacco sensory quality under the higher nitrogen application rate， but under the lower nitrogen application rate， the treatment with 50% topdressing had the best sensory quality. Increase of topdressing nitrogen increased the NUE significantly. According to the results of three years， it could be concluded that reducing nitrogen application rate from 90 kg/hm2to 45-60 kg/hm2， and increasing topdressing application to 50%-70% could increase sensory quality and NUE.

nitrogen fertilizer rate； ratio of base and topdressing； chemistry component； sensory quality； nitrogen utilization efficiency

S572.06

1007-5119（2015）04-0034-06

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.04.006

公益性行业（农业）科研专项经费“烟草增香减害关键技术研究与示范”（201203091）；中国烟草总公司科技重大专项“低危害烟叶研究开发”（110201101006 ts-06）；山东中烟工业有限责任公司科技项目“潍坊基地特色品种NC55配套生产技术体系研究与应用”（1210052106）

马兴华，男，博士，副研究员，从事烟草栽培及施肥研究。E-mail：maxinghua@caas.cn。*通信作者，E-mail：zhangzhongfeng@caas.cn

2015-04-12

2015-07-13