有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣生长和根际土壤营养状况的影响

刘蒙蒙，王慧方，徐世杰，朱换换，李爱军，王 洁，符 雷，时向东

(1.河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地，河南 郑州，450002；2. 川渝中烟工业有限责任公司，四川 什邡，618400； 3.海南省烟草专卖局，海南 海口，570000)



有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣生长和根际土壤营养状况的影响

刘蒙蒙1，王慧方1，徐世杰1，朱换换1，李爱军2，王 洁1，符 雷3，时向东1

(1.河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地，河南 郑州，450002；2. 川渝中烟工业有限责任公司，四川 什邡，618400； 3.海南省烟草专卖局，海南 海口，570000)

通过大田试验研究了有机氮与无机氮配比对海南茄衣田间生长发育和植烟土壤营养状况的影响。结果表明，有机氮与无机氮配比不仅对烟株的大田生长和根系发育有着不同程度的影响，而且对土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量和土壤酶活性的提高也有一定的作用，其中以有机氮与无机氮比例为5∶5效果最好。

海南；有机氮与无机氮配比；雪茄；土壤营养

雪茄烟从外到内分为3层，即茄衣，茄套和茄芯。茄衣是雪茄烟重要的组成部分，要求叶片大小适中，叶脉细且叶片薄，完整度好。目前世界上能生产雪茄茄衣的国家只有少数几个[1]，海南省属典型的热带岛屿季风性气候，与世界上最著名的雪茄烟产地——古巴相比，都在北纬20°左右，并拥有相似的气候条件和沙壤土质，较适合种植雪茄烟叶，是目前中国新开发的雪茄原料重要产区。但由于海南具有高温多雨的气候特点，土壤养分分解快，淋失多，土壤相对比较贫瘠，烟株的生长发育主要靠施入的肥料提供，因此，如何正确施肥成为雪茄烟生产的关键技术。雪茄烟的焦油和烟碱含量少，总氮含量高，劲头较大[2]，这使得雪茄烟对氮肥的需求量较多，而且雪茄的茄衣还对外观品质要求较高，因此，施用有机氮很有必要。目前，有学者研究了氮肥的施用量对雪茄茄衣品质的影响[3-4]，但对于施用有机氮对茄衣的生长和土壤的影响报道很少，笔者通过对海南茄衣有机氮与无机氮配比施用研究，初步了解不同配比对雪茄烟茄衣生长和土壤营养状况的影响，为今后海南茄衣生长和植烟土壤保护和施肥提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2014年在海南省儋州市光村海南雪茄烟种植示范园进行，供试品种为JH-1茄衣品种，供试土壤为沙壤土，土壤基础肥力如下：全氮1.7 g·kg-1，碱解氮59.5 mg·kg-1，速效钾86 mg·kg-1，速效磷30 mg·kg-1，有机质1.84 g·kg-1，pH值5.54。施氮量为270 kg·hm-1，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.5∶3。

根据有机肥和化肥在总施氮量中的比例，试验设5个处理，分别为T1：10∶0(有机氮18 kg：化肥氮 0 kg)；T2：7∶3(有机氮12.6 kg：化肥氮5.4 kg)；T3：5∶5(有机氮9 kg：化肥氮9 kg)；T4：3∶7(有机氮5.4 kg：化肥氮12.6 kg)；T5∶0∶10(有机氮0 kg：化肥氮18 kg)，每处理3次重复。试验用有机氮肥来源为腐熟花生饼肥，化肥氮来源为复合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=7∶17∶22)]和硝酸钾，各个处理养分不足的部分P，K分别用钙镁磷肥(P2O518%)和硫酸钾(K2O50%)补足。50%复合肥、50%硝酸钾、10%硫酸钾以及全部的有机肥和钙镁磷肥作基肥条施入土壤，移栽后15 d追施30%复合肥、30%硝酸钾和30%硫酸钾；移栽后30 d追施20%复合肥、20%硝酸钾和30%硫酸钾；移栽后50 d仅追施30%硫酸钾。2013-11-29移栽，行株距为120 cm×40 cm，现蕾打顶，成熟采收后采用晾棚调制。

1.2 测定项目与方法

于移栽后25，40，55，70 d测定每个处理烟株的株高、茎围、叶数及最大叶长和叶宽，均按烟草农艺性状调查标准方法(YC/T 142—1998)测定。

分别在移栽后25，40，55，70，85 d采用剥落分离法[5]采集土壤样品，即取出带土烟株，抖掉多余的土，将黏附在根系上的土壤作为根际土壤样品。测定土壤碱解氮(碱解扩散法)、速效磷(盐酸-氟化铵法)、速效钾(火焰光度计法)和土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶的活性。酶的测定方法按照严昶升[6]的方法测定。

2 结果与分析

2.1 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣田间生长的影响

2.1.1 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣农艺性状的影响 从表1中可看出，移栽后25～40 d，烟株的长势均呈现T1

表1 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣农艺性状的影响

续表

注：数据后小写字母表示P<0.05水平。下同。

Note：Different letters of each treatment mean significant difference at 5%level.The same as bollows．

2.1.2 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根系的影响 从表2中可看出，移栽后25～55 d之间，T1和T2处理的烟株根系发育均较慢，而T3，T4和T5处理的根系发育均较快，但各个处理间差异不显著，说明有机氮施用量超过50%时，不利于烟苗前期根系的发育。T1和T2在移栽后40～70 d之间根系发育速度加快，说明这两个处理的有机氮肥效在移栽55 d之后体现较明显，而其他3个处理的根系在移栽后25 d生长速度逐渐加快，说明保证海南雪茄烟茄衣的正常生长，化肥氮供应不能低于50%。

表2 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根系的影响

2.2 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤营养状况的影响

2.2.1 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤碱解氮含量的影响 碱解氮反映土壤近期内氮素供应情况，土壤碱解氮含量与烟株生长关系密切，因此，在推荐施肥中意义重大。从图1可以看出，T1和T2的土壤碱解氮含量均在移栽后25～55 d之间逐渐增大，而在移栽55 d之后又逐渐减少，说明这两个处理的氮肥在烟株生长前期释放速率较慢，致使烟株根系生长较差，对土壤中的氮素利用也较少。而在移栽55 d之后，氮肥释放速率放慢，加上烟株根系吸收氮素加快，导致土壤碱解氮含量在移栽55 d之后呈逐渐下降的趋势。

图1 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤碱解氮含量的影响

T3 ，T4和T5的土壤碱解氮含量在移栽后25～40 d之间逐渐变大，移栽后40～55 d之间迅速下降，之后趋于平缓，说明这3个处理的土壤碱解氮在移栽后25～40 d之间释放速率最快，移栽40 d之后烟株根系吸收氮素速率加快，导致土壤碱解氮含量呈下降趋势。

从图1中还可看出，在移栽后40 d时，碱解氮含量表现为T3>T5>T4>T2>T1，说明在旺长期内，T3供应的碱解氮较多，比较符合烟株的生长规律。

2.2.2 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤速效钾含量的影响 从图2可以看出，每个处理的速效钾含量在移栽后55 d均出现上升的趋势，这是移栽后50 d，土壤中追施钾肥的原因。整个生育期中， T1，T2处理的速效钾含量均表现为先上升后下降的趋势，可能是有机肥比例过大导致的烟株根系发育迟缓，吸收钾离子滞后的原因。而T3，T4，T5处理的速效钾含量则表现为先下降后上升，之后趋于平缓的趋势，这种变化趋势的原因是前期施用的化肥导致烟株根系发育较快，对土壤中的钾离子吸收较多，导致土壤中的速效钾在移栽后25～40 d有下降趋势，50 d追施钾肥之后，土壤中的速效钾含量升高，移栽后55～70 d之间由于打顶引起的根系二次发育，使土壤中的速效钾含量下降较明显。每个时期土壤速效钾的含量均呈现T1>T2>T3>T4>T5的规律，说明有机氮施用量越多，土壤速效钾含量越高。

图2 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤速效钾含量的影响

2.2.3 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤速效磷含量的影响 从图3可以看出，T1和T2处理的土壤速效磷含量表现为先上升后下降的趋势，这说明前期烟株的吸磷量小于饼肥的释放量，移栽40 d之后，烟株吸收速效磷的速度大于饼肥的释放速度。T3处理的土壤速效磷含量在移栽后25 d到55 d之间逐渐下降，这个时期烟株生长较快，对磷的吸收较多。T4和T5处理的土壤速效磷含量在移栽后25～40 d之间迅速下降，说明饼肥施用量较少，释放速率较快。对于各个处理来说，每个时期速效磷的含量均为T1>T2>T3>T4>T5，说明有机肥施用越多，对于增加土壤中的速效磷含量有较大的贡献。但是T1和T2在后期供磷较多，可使烟株后期吸磷较多而导致烟叶偏厚。因此，施用50%有机氮对改善雪茄植烟土壤速效磷含量最有利。

图3 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤速效磷含量的影响

2.2.4 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤酶活性的影响 土壤的过氧化氢酶活性，与土壤呼吸速率和土壤微生物活动相关，在一定程度上反映了土壤微生物活动的强度。根际土壤的过氧化氢酶活性，远较根际外土壤的高，有机质含量高的土壤，过氧化氢酶的活性较强。因此，土壤过氧化氢酶的活性可以表征土壤总的生物学和肥力状况。

从图4中可以看出，T1和T2处理的过氧化氢酶在移栽后25～70 d呈现持续上升的规律，70 d之后急速下降，这是由这两个处理的烟株根系前期生长较慢，活力较弱而导致的。而不施有机肥的处理T5则整个过程变化不明显。T3，T4处理的过氧化氢酶含量则呈现“M”形变化趋势，说明在移栽后25～40 d，微生物活动剧烈，根系呼吸作用加强，引起过氧化氢酶活性增高，而移栽后40～55 d，根系活力较平稳，过氧化氢酶含量降低，在移栽后70 d又出现回升，是因为移栽后55～70 d打顶引起根系二次发育，根系活力增加，土壤氧化酶活性增加。

移栽后40 d，过氧化氢酶的活性表现为T3>T4>T1>T2>T5，说明在雪茄烟茄衣生长的旺长期内，T3的过氧化氢酶活性最高，符合烟株生长规律。

转化酶(蔗糖酶)是研究最多的一种土壤酶。转化酶存在所有的土壤里，能酶促蔗糖分子中果糖残基内的β-葡糖苷碳原子处的键裂解，使蔗糖水解成葡萄糖和果糖。土壤的转化酶活性，与土壤中的腐殖质，水溶性有机质和黏粒的含量以及微生物的数量及其活动呈正相关。

图4 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤过氧化氢酶活性的影响

从图5可看出，T3，T4处理的转化酶含量呈现先变大后变小的趋势，说明在移栽后25～40 d，根系呼吸生长速度加快，根系分泌物增多，引起土壤微生物活动加剧，从而使转化酶活性增高，而移栽后40～55 d，根系活力维持平稳状态，在移栽后70 d又出现回升，是因为移栽后55～70 d打顶引起根系二次发育。T1和T2处理的转化酶在移栽后25～55 d呈现持续上升的规律，移栽后55～70 d变化不明显，这与有机氮肥效有关。这两个处理的烟株有机氮施用量过大，根系发育较晚，在移栽后55～70 d根系活力达到最大，导致土壤中微生物活动增强，从而使土壤转化酶活性增加，在移栽70 d之后，根系生长速度缓慢。

图5 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤转化酶活性的影响

移栽后40 d，转化酶的活性表现为T3>T4>T1>T2>T5，说明施用有机氮可以不同程度地提高土壤中的转化酶活性，在雪茄烟茄衣生长的旺长期内，T3的转化酶活性最高，符合烟株生长规律。

在大多数细菌，真菌和高等植物里存在脲酶。脲酶是一种酰胺酶，能酶促有机物质分子中肽键的水解，是一种将酰胺态有机氮化物水解转化为植物可以直接吸收利用的无机氮化物的酶。土壤的脲酶活性与土壤的微生物数量、有机质含量、全氮和速效氮含量呈正相关。从图6中可以看出，各个处理的脲酶活性均呈现先变大后变小的变化趋势，T3，T4和T5的的脲酶活性均在移栽后40 d达到最大，而T1和T2则在移栽后55 d脲酶活性达到最大，说明前者在移栽后40 d左右土壤中的氮含量达到最高，而后者在移栽后55 d时土壤氮含量最高，移栽后40 d正处于雪茄烟茄衣的旺长期，此时，土壤脲酶活性表现为T3>T4>T1>T2>T5，说明施用有机氮可以不同程度地提高土壤中的脲酶活性，在雪茄烟茄衣生长的旺长期内，T3的脲酶活性最高，符合烟株生长规律。

图6 有机氮与无机氮配比对海南雪茄烟茄衣根际土壤脲酶活性的影响

3 结论与讨论

有机氮与无机氮只有在合适的配比下才能改良土壤，提高土壤肥力，促进烟株生长。本研究结果表明，施用有机氮、无机氮比例为5∶5的处理，对雪茄烟茄衣生长和土壤改良最有利。这与烤烟的研究结果相似，刘华山等[7]研究表明，饼肥与化肥比例为5∶5时，烤烟土壤酶活性最强，杨春江等[8]得出同样的结论，饼肥与化肥比例为5∶5时，对烤烟烟株生长和减少土壤氮、磷流失最有利。

烟株根际土壤营养与烟株的生长有着密切相关的作用，本研究发现，有机氮对土壤速效磷、速效钾等有效养分含量的增加有一定的积极作用，且有效养分含量均随有机氮比例的升高而升高。这一方面是因为有机肥在土壤中能分解产生草酸、酒石酸、乳酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸和琥珀酸等有机酸，这些酸不仅能溶解土壤中的难溶性钾[9]，还能对不同形态的磷有活化作用，增加磷的溶解度，提高土壤中磷的有效性[10]。另一方面因为有机肥增加了土壤有机质的含量，而有机质能够吸收和容纳土壤中各种养分物质，避免养分流失，从而提高土壤的保肥性。这对于改善海南贫瘠的土壤特性，增加土壤和肥料的养分利用率有很大的意义。

除此之外，有机肥施入土壤，不仅能带入一部分外源酶，还能为微生物提供良好的生存环境[11]，NDAYEYAMIYE等[12]研究发现，施用有机氮能有效提高土壤的细菌、真菌和放线菌数量，而土壤中酶的活性与微生物活性呈正相关[13]，土壤酶和土壤微生物不仅可以促进有机质的转化，还是植物营养的活体库[14]，对改善土壤理化性状有很大作用。但是对于土壤酶活性来说，并不随有机氮比例的升高而升高，这可能与有机碳含量较高有关，每种酶活性与土壤的碳氮比有很强的关系，有待以后继续研究。对本试验来说，雪茄烟旺长期内，有机氮与无机肥比例控制在5∶5时土壤碱解氮、速效养分和酶活性最高，符合烟株生长规律。

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(责任编辑：常思敏)

Effects of different combined application ratio of organic nitrogen and inorganic nitrogen on the growth and nutrient status of rhizosphere soil of Hainan cigar wrapper

LIU Mengmeng1, WANG Huifang1, XU Shijie1, ZHU Huanhuan1, LI Aijun2,WANG Jie1, FU Lei3, SHI Xiangdong1

(1.National Tobacco Cultivation & Physiology & Biochemistry Research Center, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2.Tobacco Industrial Limited Company of Chuanyu,Shifang 618400, China; 3.Hainan Provincial Tobacco Company, Haikou 570000, China)

A field experiment was carried out to study the effects of different combined application ratio of organic nitrogen and inorganic nitrogen on the growth and nutrient status of rhizosphere soil of Hainan cigar wrapper. The results showed that：different combined application ratio of organic nitrogen and inorganic nitrogen could not only have different degrees of impact on growth and root development, but also improve the content of nitrogen, available phosphorus, potassium and enzyme activities of soil, and inorganic fertilizer was 5∶5.

Hainan; ratio of organic nitrogen and inorganic nitrogen; cigar; soil nutrient

2015-03-26

中国烟草总公司资助项目(110201202013)

刘蒙蒙(1989-)，女，河南宝丰人，硕士研究生，主要从事烟草栽培生理研究。

时向东(1966-)，男，河南南阳人，教授，博士。

1000-2340(2015)05-0584-06

S 572

A