覆膜时间对临沧水稻土供氮状况和烟株氮积累的影响

黄刘亚，谢新乔，杨子菊，何元胜，亚 平，郑元仙，何 君，廖小琳，年夫照*

(1.云南农业大学 烟草学院，云南 昆明 650201；2.红塔集团(烟草)有限责任公司，云南 玉溪 653100；3.云南省烟草公司 临沧市公司，云南 临沧 677000)



覆膜时间对临沧水稻土供氮状况和烟株氮积累的影响

黄刘亚1，谢新乔2，杨子菊1，何元胜3，亚 平3，郑元仙3，何 君3，廖小琳1，年夫照1*

(1.云南农业大学 烟草学院，云南 昆明 650201；2.红塔集团(烟草)有限责任公司，云南 玉溪 653100；3.云南省烟草公司 临沧市公司，云南 临沧 677000)

探究了覆膜时间对临沧水稻土氮供应和烟株氮积累的影响。结果表明，烤烟的大田生育期均为127 d，成熟期叶绿素含量较高，移栽后35～45 d揭膜各项农艺性状指标较好。处理M5在整个生育期中氮供应表现出先减少-增加-减少-增加的趋势，其他4个处理均表现出先减少再增加的趋势。烟碱在烟株各器官中的积累表现为：叶>根>茎，且烟碱在根茎中的积累，T1～T2时期属于缓慢积累期，T2～T4时期则为快速积累期。总氮在烟株各器官中的积累表现为：叶>茎>根。

覆膜时间；氮供应；氮积累；水稻土；烤烟

氮素对烟草生长、品质和产量有重要的作用，适量的氮素能增加烟叶产量、提高烟叶等级[1]。土壤中的氮素只有在土壤微生物的作用下经过氮矿化作用才能被烤烟吸收利用。氮代谢不仅是烟株最基本的代谢过程，也是形成烟叶品质的核心过程，其进行强度、协调强度和动态变化进程都直接或间接地影响烟叶化学成分含量、烟叶香吃味和安全性等，对烟叶品质有极大的影响[2]。其中，覆膜就是影响烟株氮代谢的重要因素之一。

覆膜对氮积累的影响，主要是先通过覆膜影响土壤温度，进而影响土壤氮供应的状况以及烟株氮积累的过程。地膜覆盖有效地改变了土壤和近地面的生态条件，有显著的增温效果，而温度对于土壤中氮的矿化和全氮的转化影响是明显的，矿化率或转化率均随着温度的升高而增加[3]，所以地膜覆盖应该能够促进覆膜期间土壤中有机氮的矿化。有研究明确指出，在覆膜栽培的情况下，由于减少了水分的蒸发和增加了土壤温度，土壤氮素的矿化作用加快，烟株对土壤中硝态氮的吸收也要早于在不覆膜情况下烟株对硝态氮的吸收[4-5]。但在烟株生长后期，不覆膜烟株比覆膜烟株叶片中硝态氮含量表现为持续增加较多，结果导致不覆膜烟株叶片中以硝态氮形式存在的氮水平比覆膜烟株叶片中以硝态氮形式存在的氮水平高得多。但还有研究发现，地膜覆盖条件下施氮肥能促进氮在烟株地上部的富集[6]。运用元素示踪的研究也证实，地膜覆盖栽培的烟株源于肥料的氮量比大田栽培烟株源于肥料的氮量大接近两倍[7]。

本文探究了覆膜时间对临沧水稻土氮供应和烟株氮积累的影响，旨在为临沧烟区烤烟实际生产中选择合理的覆膜揭膜提供理论基础，也为进一步解决临沧烟叶非烟碱氮及上部叶烟碱含量偏高等问题提供相关理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2012年在临沧市现代烟草农业科技示范园进行。

1.2 试验材料

试验烤烟品种：K326。

1.3 试验土壤氮素指标

土壤类型为水稻土，pH为5.9，速效氮含量143.2 mg/kg，全氮含量2.14 g/kg，前作油菜。

1.4 试验设计与实施

试验地分植烟区和非植烟对照区，植烟区和非植烟区施氮量均为105 kg/hm2，6.4 g/株。设5个揭膜时间：M1，全生育期不覆膜；M2，栽后25 d揭膜；M3，移栽后35 d揭膜；M4，移栽后45 d揭膜；M5，全生育期不揭膜。试验共计5个处理，3次重复，采用随机区组设计，共15个小区，植烟区每个小区栽烟40株，共600株。N∶P2O5∶K2O=1∶1∶2.5，基追比为3∶7，30%作为基肥施用，70%作为追肥两次施用(移栽后7 d施30%，中耕培土时施40%)。非植烟区的处理对应跟在植烟区处理之后，不设重复，每个处理5个塘。密度16500株/hm2，株行距：120 cm×50 cm。

1.5 测定项目与方法

1.5.1 生育期记录 记录各处理烟株的生育期(移栽期、团棵期、现蕾期、封顶期、脚叶成熟期、中部叶成熟期、顶叶成熟期及大田全生育期)。

1.5.2 农艺性状调查 移栽后于团棵期，现蕾期和打顶后期调查记录一次烟株的株高、叶数、茎围、节距、叶长、叶宽等农艺性状，并计算叶面积系数等，各重复每次调查5株。

1.5.3 土样和烟样的采取与测定 移栽施肥前用五点法取0～20 cm的土样，多点混合后用四分法取土样(1 kg)，测定主要农化性状。分植烟区和非植烟区采集土样，分别在团棵期(T1)、封顶前(T2)、下部叶采烤前1 d(T3)、中部叶采烤前1 d(T4)、上部叶采烤前1 d(T5)、采烤后(T6)共6个时期。取施肥区域0～20 cm土层土样，各处理取3个点，混合后用四分法作为处理样(1 kg)，测定土壤碱解氮含量；同时在相同的生育时期内进行烟样的采集，烟株分根、茎、叶称干、鲜重，计算根冠比；烟株各部位105 ℃ 杀青0.5 h，然后在70 ℃烘干后为杀青样，测定杀青样总氮、烟碱的含量。

1.5.4 叶绿素含量的测定 分别于旺长期和下二棚烟叶成熟期用SPAD-520叶绿素测定仪测定烟株各部位叶绿素相对含量。旺长期和成熟期测定从上面数第5、第10、第16片叶的SPAD值。

1.5.5 氮肥表观利用率 化肥表观利用率(%)=(施肥区作物养分吸收量-不施肥区作物养分吸收量)/化肥施用量×100%。

1.5.6 数据分析 采用Excel及SPSS 13.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同揭膜时间对烤烟生长的影响

2.1.1 不同揭膜时间对烤烟生育期的影响 从表1可知，不同揭膜时间对烤烟的各生育时期影响不大，只是对现蕾期产生了一定的影响。5个处理的大田生育期均为127 d。M1烟株的团棵期、现蕾期比M2延迟了1 d，比M3、M4、M5延迟了3 d；除了现蕾期以外，其余各生育时期均相同。

表1 不同揭膜时间对烤烟生育时期的影响

2.1.2 不同揭膜时间对烤烟农艺性状的影响 从表2可知，不同揭膜时间对烤烟的各项农艺性状指标产生了一定的影响。在团棵期和封顶期，M1的各项农艺性状指标均小于其余几个处理。团棵期除M1外，其余几个处理的各项农艺性状指标数值相当。封顶期，各处理的株高、茎围、节距、叶数、叶面积系数分别在109.8～134.7 cm，10.9～13.2 cm，3.5～5.2 cm，19.4～21.9片，3.01～3.86的范围之内，其中M4的各项农艺性状指标最优。综合分析可知，揭膜时间在移栽后35～45 d之内，烤烟的各项农艺性状指标较优。

表2 不同揭膜时间对烤烟农艺性状的影响

2.1.3 不同揭膜时间对烤烟叶绿素含量的影响 从表3可知，不同揭膜时间对烤烟叶绿素含量的影响不大，5个处理之间均无显著性差异。成熟期的叶绿素含量明显高于旺长期，均在40以上。其中旺长期叶绿素的含量在37.41～38.79之间，而成熟期则上升到40.29～43.43。

2.1.4 不同揭膜时间对烤烟根冠比变化的影响 从表4可看出，揭膜与否对烤烟的根冠比产生很大的影响，5个处理根冠比均随着生育期的推进而增加。在T1时期：5个处理中，M2与M3、M4相比，根冠比稍低，但M2、M3、M4处理间均无显著性差异。在T2时期：M2、M3、M4已经揭膜，其根冠比与未揭膜的M5和不盖膜的M1相比较高。T3时期，M1和M5两个处理的根冠比极显著低于其他3个处理的。由此可知，适当推迟揭膜时间对生产优质烟叶具有重要的意义。T4时期，M1与M3之间差异极显著，与M5之间差异显著，与M2、M4之间差异不显著，M2、M4、M5之间差异不显著。T5时期，M4与其他4个处理间差异极显著；M5与M2之间差异显著，与M1、M3之间差异不显著。T6时期，M1与M3、M4之间差异显著，与M2、M5之间差异不显著；M3与M4之间差异不显著；M2与M5之间差异不显著。

表3 不同揭膜时间对烤烟叶绿素含量的影响

注：同列数字后不同小写、大写字母分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。下同。

表4 不同揭膜时间对烤烟根冠比变化的影响

2.2 不同揭膜时间对土壤碱解氮含量变化的影响

从图1可知，不同揭膜时间对土壤氮供应产生很大的影响。其中非植烟区表现出增加-减少-增加和减少-增加-减少两个趋势。植烟区除了M5在整个生育期中表现出减少-增加-减少-增加的趋势外，其他4个处理均表现出先减少再增加的趋势。从T1到T2时期，植烟区5个处理都表现出土壤碱解氮下降的趋势；其中M4迅速地下降到了整个生育期的最低点，其余4个处理则缓慢下降。从T2到T3时期，M1和M2继续下降，并在T3时期下降到整个生育期的最低点，而其余3个处理土壤碱解氮含量则开始上升，其中M5快速地上升，并在T3时期达到整个生育期的最高值，而M3和M4则缓慢上升。T3到T4时期，除了M5碱解氮含量下降外，其他4个处理则呈现不同程度的增加。T4时期后，5个处理碱解氮含量都呈现上升的趋势。

图1 不同揭膜时间对非植烟区和植烟区土壤碱解氮变化的影响

2.3 不同揭膜时间对烤烟烟碱和总氮积累的影响

2.3.1 不同揭膜时间对烤烟烟碱积累的影响 从图2～图4可知，不同揭膜时间对烟碱在烤烟各器官中的积累产生了一定的影响。烟碱在各器官中的积累表现为：叶>根>茎。烟碱在根茎中的积累，T1～T2时期属于缓慢积累期，T2～T4时期则为快速积累期，并且积累量在T4时期达到整个生育期的积累峰点，之后积累量逐渐下降，到T5时期开始又有所回升。烟碱在叶中的积累除了M4和M5表现不规则外，其余几个处理的积累量则持续上升。

图2 不同揭膜时间对根中烟碱积累量的影响

图3 不同揭膜时间对茎中烟碱积累量的影响

图4 不同揭膜时间对叶中烟碱积累量的影响

2.3.2 不同揭膜时间对烤烟总氮积累的影响 从图5～图7可知，不同揭膜时间对总氮在烟株各器官中的积累有不同的影响，总氮在烟株各器官中的积累表现为：叶>茎>根。

总氮在根中的积累表现出单峰型曲线，T1～T3时期是总氮的快速积累期，到T3时期，除M1和M3外，其余几个处理达到积累的高峰点，之后M1和M3积累量继续上升，在T4时期达到积累的高峰点，T4时期开始积累量下降，直到生育期结束，而其他3个处理则是从T3时期开始，积累量下降到T4时期，T4时期后又开始慢慢回升，直到生育期结束。

图5 不同揭膜时间对根中总氮积累量的影响

图6 不同揭膜时间对茎中总氮积累量的影响

图7 不同揭膜时间对叶中总氮积累量的影响

总氮在茎中的积累，在T1～T2时期是快速积累期，并且M4、M5的积累量高于其他3个处理，T2时期后两处理的积累量开始下降，M5则经过短暂的下降后，积累量又开始慢慢回升，并且在T4时期与M1、M3一起达到积累的峰点，T4时期后积累量均下降，到T5时期，所有处理r的总氮积累量又慢慢回升，直到生育期结束。

总氮在叶中的积累在T1～T3时期属于快速积累期，从T3时期开始，除M3和M5外其余的积累量开始下降，M5在T4时期达到整个生育期的积累高峰点，且积累量远高于其他处理，M3处理则在T5时期达到整个生育期的积累峰点，之后积累量开始下降，其余的几个处理从T5时期开始积累量又慢慢回升，直到烤烟整个生育期结束。

2.4 不同揭膜时间对烟碱氮和非烟碱氮比值变化的影响

从图8可知，不同揭膜时间对烟碱氮和非烟碱氮比值产生一定的影响。随着生育期的推进，比值呈上升的趋势，其中T1～T2时期比值上升的速度较慢，T2～T3比值上升速度加快，T4时期开始，比值上升的速度减慢，一直到生育期结束，比值变化比较平稳。

图8 不同揭膜时间对烟碱氮和 非烟碱氮比值变化的影响

2.5 肥料氮的表观利用率

从表5可知，从团棵期到下部叶成熟期，各处理对氮的表观利用率随着生育期的推进而呈现增加的趋势。团棵期各处理的氮肥表观利用率较低，其中M5表观利用率较高，这可能是因为不揭膜，改变了烟株根系周围的环境，进而影响对氮的吸收。封顶期各处理肥料氮表观利用率迅速地升高，5个处理中M4的表观利用率最高。在下部叶成熟期，除处理M5的表观利用率降低外，其他处理的表观利用率则继续升高。

表5 肥料氮的表观利用率 %

3 讨论与结论

综合分析可知，不同揭膜时间对烤烟生长的影响得出，5个处理的大田生育期均为127 d，M1烟株的团棵期、现蕾期比M2延迟了1 d,比M3、M4、M5延迟了3 d，其余各生育时期均相同，说明了地膜覆盖在烤烟生育前期促进了烟株的早生快发。从各个处理的农艺性状可以看出，移栽后35～45 d揭膜各项农艺性状指标较好，烟叶在成熟期正常落黄成熟，且根冠比适宜。

不揭膜会使垄体内温度较高，微生物活动强烈，促进土壤氮矿化，因而土壤碱解氮含量会升高得较快，而在移栽后适宜时段揭膜的处理会受降雨量大且频繁等因素的影响，土壤氮素一部分随水淋洗到根系活动层以下[9]，一部分被雨水带走，加之温度低等原因，导致土壤碱解氮含量升高得比较缓慢，这时期土壤消耗了大量的碱解氮供烟株生长，这与烤烟的吸氮规律相一致。在烟叶成熟期，不揭膜的处理促进微生物的繁殖，因而造成土壤碱解氮含量出现下降的趋势。到烤烟生长后期各处理温度升高，土壤微生物活动频繁，土壤有机质被分解，释放出了大量的矿化氮，从而使得土壤中的碱解氮含量升高。从总氮和烟碱的积累图大致可以看出，烟碱在各器官中的积累表现为：叶>根>茎，总氮的积累则表现出：叶>茎>根，这与马兴华等的研究结果[10]一致，并且烟碱和总氮的积累图与土壤氮供应曲线大致表现出一致性，即土壤消耗了碱解氮来促进烟株氮积累。烟碱氮和非烟碱氮的比值随着生育期的推进而上升。氮肥的表观利用率随着生育期的推进呈上升的趋势，并且在团棵期时最低，在下部叶成熟期时最高。

适宜的揭膜时间有助于烟株养分协调，如果揭膜时间过迟(M4和M5)，就有可能造成烟株后期吸氮过多，烟叶烟碱含量偏高。移栽后30 d左右揭膜(M2和M3)对各个指标都较好，这个时段揭膜可以促进烟株生长，使氮肥被进入成熟期的烟株充分吸收；而后期揭膜，土壤表层难以吸收的养分被雨水冲淋到下层又被吸收利用，易导致烟株成熟期吸收过多氮素，使烟株烟碱含量增加，从而造成中上部烟叶成分不协调，因此合理的覆膜揭膜对烤烟的品质有很大的影响[11]。

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(责任编辑：许晶晶)

Effects of Plastic Film Mulching Time on Nitrogen Supply of Lincang Paddy Soil and Nitrogen Accumulation in Tobacco Plants

HUANG Liu-ya1, XIE Xin-qiao2, YANG Zi-ju1, HE Yuan-sheng3, YA Ping3,ZHENG Yuan-xian3, HE Jun3, LIAO Xiao-lin1, NIAN Fu-zhao1*

(1. College of Tobacco Science, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; 2. Hongta Group (Tobacco) Company Limited, Yuxi 653100, China; 3. Lincang Tobacco Corporation of Yunnan Province, Lincang 677000, China)

The effects of plastic film mulching time on the nitrogen supply of Lincang paddy soil and the nitrogen accumulation in tobacco plants were explored. The results indicated that the field growth duration of flue-cured tobacco was 127 d, the chlorophyll content at mature stage was higher, and the various agronomic characters of tobacco plants during 35～45 d after transplanting were better. In the whole growth period of tobacco, the nitrogen supply of Lincang paddy soil showed the trend of decrease - increase - decrease - increase in treatment M5, and showed the trend of decrease first and then increase in other 4 treatments. The accumulation of nicotine in various organs of tobacco plants revealed the following sequence: leaf > root > stem, and the accumulation of nicotine in roots and stems was slow at T1～T2stage and fast at T2～T4stage. The accumulation of total nitrogen in tobacco plants was arranged as follows: leaf > stem > root.

Plastic film mulching time; Nitrogen supply; Nitrogen accumulation; Flue-cured tobacco; Paddy soil

2016-06-15

云南省烟草公司“临沧绿色生态优质烟叶在红塔高端品牌中的应用研究”(kx141400)。

黄刘亚(1990—)，男，四川成都人，硕士研究生。*通讯作者：年夫照。

S158.2

A

1001-8581(2016)12-0046-06