大穴环施基追一体肥对烤烟碳氮代谢关键酶及烟叶内在品质的影响

靳志丽，罗井清，张双双，蒋尊龙，周向平

(1 湖南省烟草公司永州市公司，永州 425000； 2 中国烟草中南农业试验站永州基地，湖南永州 425000；3 湖南省烟草公司，长沙 410004； 4 永州市烟草公司蓝山县分公司，湖南蓝山 425800)

大穴环施基追一体肥对烤烟碳氮代谢关键酶及烟叶内在品质的影响

靳志丽1，2，罗井清3，张双双1，蒋尊龙4，周向平1，2

(1 湖南省烟草公司永州市公司，永州 425000； 2 中国烟草中南农业试验站永州基地，湖南永州 425000；3 湖南省烟草公司，长沙 410004； 4 永州市烟草公司蓝山县分公司，湖南蓝山 425800)

为研究大穴环施基追一体肥对烤烟生理活性和内在品质的影响，以云烟87为对象，于2015年在湖南永州进行了田间小区对比试验。结果表明：大穴环施基追一体肥模式使烟株各时期维持适宜的碳氮代谢关键酶活性，烟株碳氮代谢协调平衡，烟叶化学成分协调性和内在品质较高。而采用基追肥分开、多次施肥模式，烟株供肥时期后移，烟叶硝酸还原酶和淀粉酶活性相应改变，烟叶化学成分协调性和内在品质下降，施肥量减少相应降低酶活性和碳氮代谢水平。烤烟生长前期一次性大穴环施基追一体肥模式有利于碳氮代谢协调平衡和内在品质的提高。

烤烟；施肥；基追一体肥；大穴环施；碳氮代谢

伴随着农村经济结构调整，近年来烟区户均种植规模大幅增加，大户烟农在烟区较为普遍，烟农请工难、用工贵成为当前阻碍烟区稳定发展的现实问题。因此，研究轻简高效栽培技术，简化生产环节，降低劳动用工，将烟农从繁重的农事操作中解放出来，成为当务之急。轻简高效栽培技术方面的研究目前报道较少，只有王树林等涉及轻简高效栽培技术的M型宽垄双行种植模式研究[1，2]。对烤烟生产中最费工费时的施肥环节进行轻简高效施肥技术研究，具有较大的创新价值和现实意义。笔者创新了基追一体肥产品和使用方法，即烤烟移栽时一次性围绕根系大穴环施基追一体肥。这种施肥新模式和常规的多种肥料多次施用的传统模式相比，在较好地满足烟株一生所需营养的基础上，解决了烤烟施肥环节工序多、用工量大的现实问题，达到了轻简高效的生产目的。轻简高效施肥模式在施肥时间、方法和养分供应模式上均不同于常规施肥方法，因此，对烤烟生长及内在品质的影响也会有所不同。烟叶协调的化学成分和优良的内在品质是烤烟生产的目标，而烤烟碳氮代谢水平直接影响烟叶最终内在品质[3～5]，因此开展轻简高效施肥新技术对烤烟碳氮代谢关键酶活性研究尤为必要。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2015年在中国烟草中南农业试验站永州基地开展试验。试验田地势平坦，排灌方便，前茬为水稻，肥力均匀，近3年没有进行过肥料试验。土壤基础肥力如下：耕作层pH5.31，全氮1.23 g/kg，全磷0.5 g/kg，碱解氮149.9 mg/kg，有效磷32.5 mg/kg，速效钾295 mg/kg。供试品种为当地主栽烤烟‘云烟87’。基追一体肥和常规肥料由湖南金叶肥料有限公司提供，降解膜由江苏常州百利基生物材料科技有限公司提供。

1.2 试验设置

试验设置4个处理，每处理3次重复，共12个小区，每小区48 m2，栽80株烟。试验采取不完全随机区组排列，四周设两垄以上的保护行。T1.当地常规“101”施肥法，施用常规肥料(纯氮磷钾常规用量)；T2.大穴环施基追一体肥，纯氮磷钾常规用量；T3.大穴环施基追一体肥，比纯氮磷钾常规用量减少5%；T4.大穴环施基追一体肥，比纯氮磷钾常规用量减少10%。

各处理施肥量和肥料种类：T1施肥方法遵照常规，即每公顷施用专用基肥1050 kg、专用追肥450 kg、硫酸钾225 kg(氮素追肥占总用氮量的41.7%)，T2每公顷施新型全营养烟草专用肥1725 kg(折合纯氮磷钾与对照一致)，T3肥料用量比T2减少5%，即每公顷施新型全营养烟草专用肥1638.75 kg，T4肥料用量比T2减少10%，即每公顷施新型全营养烟草专用肥1552.5 kg。各处理提苗肥使用方法一致：75 kg/hm2提苗肥在移栽时和移栽后7 d分两次对水浇施。

101施肥法：整地起垄后，在烟垄上按50 cm株距开穴，移栽前在种植穴内施入基肥总量(专用基肥、磷肥、部分硫酸钾)的20%，基肥和土壤充分混匀为“0”肥；烤烟移栽后，种植穴中间垂直烟垄方向开长15 cm、深15 cm的施肥带，施入基肥总量的80%为“1”肥。大穴环施法：整地起垄后，在烟垄上按0.5 m株距开种植穴，穴直径约18 cm，深约10 cm，肥料环施在种植穴底部周围，呈环型分布。

1.3 大田管理

试验田移栽期3月20日，移栽密度1.2 m×0.5 m，覆盖生物降解地膜，生产过程无需揭膜，自动降解。垄高达到35 cm以上，开好围沟和腰沟，及时排水，做到雨停沟干，保持田间干爽。以上部倒一叶为成熟采摘标准，待充分成熟后，上部5～6片叶一次性采烤，提高烟叶烘烤质量。其他未涉及到的田间管理方法遵照常规执行，且保持各小区农事操作的一致性，最大限度降低人为因素带来的试验误差。

1.4 考察指标及方法

(1)烟株生理指标测定。移栽后40 d(团棵期)、60 d(现蕾期)、80 d(圆顶期)、110 d(调查叶位烟叶生理成熟期)，每小区选2株有代表性的烟株作为取样株，前两次取倒6叶位叶片(从顶部向下数叶长大于15 cm的第6片叶)，后两次取倒3叶位叶片。测定叶片的叶绿素含量、硝酸还原酶活性和淀粉酶活性。叶绿素含量采用丙酮提取、分光光度法[6]；硝酸还原酶活性和淀粉酶活性采用双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试验(ELISA)。

(2)烟叶内在品质测定。每小区单独采收、单独挂牌编杆，烘烤后以小区为单位按照国家烤烟分级标准《GB 2635—1992 烤烟》进行分级，取各处理烤后烟C3F、B2F各5 kg，进行烟叶常规化学成分检测和感观质量评价。采用YC/T159-2002规定的方法测定还原糖，YC/T160-2002法测定烟碱，YC/T161-2002法测定总氮；烟叶感官质量评价按标准《YC/T138—1998 烟草及烟草制品》进行。

2 结果与分析

2.1 各处理对烤烟叶绿素含量的影响

从图1来看，从现蕾期到生理成熟期，各处理功能叶叶绿素含量总体处于下降趋势。现蕾到圆顶期，各处理功能叶叶绿素含量变化趋势不同，对照T1基本维持不变，T2以6.7%小幅升高，T3、T4叶绿素有所下降，下降幅度分别为9.9%和18.1%。圆顶期到生理成熟期，各处理叶绿素含量均呈明显下降趋势，从T1到T4，下降幅度分别为51.2%、60.6%、51.0%、47.9%，生理成熟期各处理叶绿素含量以对照T1最高，其他3个处理叶绿素含量明显低于对照，烟叶落黄正常，与此期3个处理较低的氮代谢和较高的碳代谢能够相互印证。

图1 各时期功能叶叶绿素含量

2.2 各处理对烤烟硝酸还原酶活性的影响

从图2来看，团棵期到现蕾期的旺长阶段，各处理硝酸还原酶活性均呈升高趋势，T2活性最高，T4最低，对照T1上升速度最快；现蕾期到烟叶生理成熟期，硝酸还原酶呈逐步下降趋势，T2下降幅度最大为25.49%，对照T1下降幅度最小，为13.96%。从团棵期到生理成熟期，施肥量减少的T3、T4 硝酸还原酶活性一直低于T2。硝酸还原酶是高等植物氮素同化的限速酶，可直接调节硝酸盐还原，从而调节氮代谢[7，8]，硝酸还原酶活性大小可反映植株氮代谢强弱[3，4，10]。T2在现蕾期之前维持较高的硝酸还原酶活性，有利于烤烟前期维持适宜的氮代谢水平和旺盛生长；现蕾期之后维持较低的硝酸还原酶活性，有利于烟株由氮代谢向碳代谢适时转移和烟叶的适时落黄。对照T1在前期硝酸还原酶活性较低，进入圆顶期之后维持较高的硝酸还原酶活性，不利于烤烟氮代谢的适时下降，影响烟叶化学成分的协调平衡。

图2 各时期功能叶硝酸还原酶活性

2.3 各处理对烤烟淀粉酶活性的影响

淀粉酶是碳代谢的关键酶，降解叶绿素中积累的淀粉，酶活性的大小代表碳代谢水平的高低，与烟叶最终化学成分的协调性密切相关[3，9]。从图3来看，从烤烟团棵期到现蕾期的旺长阶段，烟叶淀粉酶活性呈逐步升高趋势，现蕾期到圆顶期淀粉酶活性呈缓慢的下降趋势，圆顶期到生理成熟期，各处理淀粉酶活性又呈现升高趋势。T2在圆顶期到生理成熟期淀粉酶活性维持较高水平，促进烟株碳代谢维持适宜水平，T3、T4两处理淀粉酶活性始终低于T2。对照T1圆顶期前后至生理成熟期淀粉酶活性均处于较低水平，表明烟株在圆顶前后的成熟期，碳代谢水平较低，不利于烟株内涵物质的协调平衡。

图3 各时期功能叶淀粉酶活性

2.4 各处理对烤烟主要化学成分的影响

从表1看，各处理中部叶和上部叶还原糖和总氮含量处于较适宜至适宜范围，对照T1烟碱含量偏高，其他3个处理烟碱含量处于较适宜至适宜范围；糖碱比是反映烟叶化学成分协调性的重要指标，各处理以T2最高，也最为适宜，T3次之，对照T1糖碱比偏低，烟叶糖碱比协调性不如其他3个处理。对照T1较高的总氮、烟碱含量及较低的还原糖含量与烤烟现蕾期之后维持较高的氮代谢水平直接相关。T2处理在旺长期维持较高的氮代谢水平，进入成熟期以后，烟株能够维持较高的碳代谢水平。因此，以还原糖为标志的碳水化合物和以总氮、烟碱为标志的含氮化合物含量适宜，比例协调，能够维持燃烧时的酸碱平衡，有利于烟叶吸食质量的提高。用肥量减少的两处理，各种化学成分含量和协调性有所下降，但比对照化学成分协调性有所提高。

表1 烟叶化学成分分析结果

2.5 各处理对烤烟评吸质量的影响

各处理烟叶评吸结果表明(表2)，T2评吸结果总体最好，香气质、香气量、余味比其他处理具有明显优势，评吸得分最高，质量档次为中等偏上；T3评吸质量处于第二位；T4和对照T1各指标评吸得分和总体评价基本一致。

表2 各处理烟叶感官质量评吸结果

3 结论与讨论

常规用肥量、一次性施肥模式，烟株各时期能够维持适宜的碳氮代谢关键酶活性，烟株碳氮代谢协调平衡，烟叶最终的化学成分协调性和内在品质获得了较高水平。而采用基追肥分开、多次施肥模式，烟株供肥期滞后，不利于维持烤烟各阶段适宜的碳氮代谢关键酶活性，烟叶化学成分协调性和内在品质明显下降，用肥量降低的两处理碳氮代谢均有所减弱，但比对照的烟叶化学成分协调性和评吸质量有所提高。

各处理烟叶硝酸还原酶活性在旺长期呈升高趋势，在现蕾期活性达到高峰，进入成熟期后，活性逐渐下降，这与李洪臣等[10]的研究结果一致。T2在移栽时一次性施肥，烤烟旺长期养分充足，烟叶硝酸还原酶活性旺盛，进入成熟期后养分消耗殆尽，硝酸还原酶活性适时下降，有利于氮代谢向碳代谢的适时转化；而用肥量降低的两个处理，硝酸还原酶活性相应降低，这表明随施氮量的增加，硝酸还原酶活性呈升高趋势。对照T1按照常规施肥，41.7%的肥料作为移栽后20～40 d的追肥使用，旺长期硝酸还原酶活性较低，进入成熟期后活性逐渐升高并维持较高水平，这表明随着追肥比例的提高，烟草中后期氮营养供应充足，烟草维持较高的硝酸还原酶活性和氮代谢水平。

各处理烟叶淀粉酶活性在旺长期呈升高趋势，在现蕾期达到一个高峰，之后逐渐降低，圆顶期有所回升，生理成熟期又达到一个高峰，这李洪臣等[10]、尹启生等[11]和史宏志等[12]的研究结果相一致。对照T1圆顶期前后至生理成熟期淀粉酶活性处于较低水平，烟叶碳代谢水平较低，表明提高追肥比例，烤烟后期供氮能力强，氮代谢旺盛，碳代谢相应减弱；移栽期一次性施肥的各处理在圆顶期前后和生理成熟期淀粉酶活性维持较高水平，促进烟株碳代谢维持适宜水平。这与王寒等[3]、杨焕文等[13]的研究结果相一致。

由于对照和处理在施肥方式和养分供应模式上的不同，导致烟株硝酸还原酶活性和淀粉酶活性在各个阶段的差异，从而使烟株维持不同的碳氮代谢水平，并最终影响烤烟的主要化学成分协调性和吸食质量。

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The Effect of Integrated Basic and Topdressing Fertilizer Applied Annularly in Big Hole on the Key Enzyme in Carbon-nitrogen Metabolism and Internal Quality of Flue-cured Tobacco Leaf

JIN Zhili1，2，LUO Jingqing3，ZHANG Shuangshuang1，JIANG Zunlong4，ZHOU Xiangping1，2

(1 Yongzhou Company of Hunan Tobacco Company，Yongzhou，Hunan 425000，China； 2 Yongzhou Base of Middle South Agricultural Experimental Station of China Tobacco，Yongzhou，Hunan 425000，China； 3 Tobacco Company of Hunan Province，Changsha，Hunan 410004，China； 4 Lanshan Branch of Yongzhou Tobacco Company，Lanshan，Hunan 425800，China)

In order to study the effect of integrate basic and topdressing fertilizer applied annularly in big hole on the physiological activity and internal quality of flue-cured tobacco，field plot contrast experiment was carried out in Yongzhou.The results showed that the integrated fertilization model maintained suitable key enzyme activity in carbon-nitrogen metabolism in each period of tobacco plants，tobacco plant carbon-nitrogen metabolism were more balance and coordination，and so lead to more harmonious chemical components and internal qualities in flue-cured tobacco leaf.While the control，i.e.multiple fertilization model，basic and topdressing fertilizer applied separately，caused tobacco nitrogen supply period rewarding，changed tobacco leaf NR and amylase activity accordingly，and hence decreased flue-cured tobacco leaf chemical components harmonious and internal qualities.The treatment of decreased fertilizer amount reduced the enzyme activity and carbon-nitrogen metabolism correspondingly.In short，the model of integrated basic and topdressing fertilizer applied annularly in big hole in the early stage of flue-cured tobacco growth benefited the balance of Carbon-nitrogen metabolism and improved the internal quality of flue-cured tobacco leaf.

flue-cured tobacco； fertilization； integrate basic and topdressing fertilizer； applied annularly in big hole； carbon-nitrogen metabolism

2016-07-26

靳志丽(1972-)，女，高级农艺师，硕士研究生，主要从事烟草栽培生理及营养调控技术研究，Email：jinzhili666@126.com。

湖南省烟草专卖局资助项目(14-16ZDAa03)。

S572.062

A

1001-5280(2016)06-0709-05

10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2016.06.25