驳枝施氮对早花烤烟成熟期游离氨基酸和硝态氮含量的动态影响

张金霖，陈建军，邓世媛，李淮源

(1.广东烟草清远市有限公司连州市分公司，广东 连州 513400；2.华南农业大学 烟草研究室，广东 广州 510642)

烟草早花是指烟草植株还未达到正常生长应有的高度和叶数就现蕾开花的现象，发生早花的烟株，碳氮代谢失衡[1]，生长势弱，有效叶片少，产量和品质下降明显。烟草早花在全国各地都有发生，给生产造成很大的损失。烟株早花出现后，驳枝(也称为留杈)同时追施硝态氮是最基本和最重要的一项农艺补救措施[1-2]。烟株吸收硝态氮后，在硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酰胺合酶(GOGAT)、天冬酰胺转氨酶(AspAT)等关键酶参与催化和调节下，以氨基酸为主要底物在细胞中合成蛋白质,再经过对蛋白质的修饰、分类、转运及储存等，完成烟株氮代谢的基本过程[3]。现有的研究主要集中在不同驳枝方法对早花烤烟烤后烟叶质量的影响上[4-8]，对烟株叶片氨基酸的研究也主要集中在烘烤阶段[9]和烤后烟叶[10-12]。而对驳枝和追施氮肥后氨基酸和硝态氮这两种关键氮代谢因子的动态变化却没有。本文探讨驳枝留叶数和追施氮肥对早花烟株成熟期不同部位叶片游离氨基酸含量和硝态氮含量的动态影响，以期为合理驳枝和追施肥料提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料为烟草(NicotianatabacumL.)品种K326，试验于2016年在广东烟草清远市有限公司连州市分公司试验田进行。试验地前茬为水稻，土质为由紫色砂页岩发育而成的紫色土，土壤pH值7.40，有机质1.50%，全氮0.095%，全磷0.056%，全钾2.59%，碱解氮84 g·kg-1，速效磷6.7 mg·kg-1，速效钾100 mg·kg-1。

1.2 处理设计

本试验设2个因素，分别为打顶时追施氮肥量和驳枝留叶数。

N表示打顶后追施氮量，分别用N0(对照)、N1、N2表示如下3个水平：打顶时不追肥、打顶时追氮1 kg(以硝酸钾形式)、打顶时667 m2追氮2 kg(以硝酸钾形式)。N0、N1、N2之间的钾元素差异用K2SO4补充。

B表示驳枝上留叶数，分别用B0(对照)、B4、B8表示如下3个水平：打顶不驳枝，主茎留叶16片；主茎留叶16片，驳枝留叶4片；主茎留叶12片，驳枝留叶8片。

共构成9个处理组合，分别为N0B0、N0B4、N0B8、N1B0、N1B4、N1B8、N2B0、N2B4、N2B8。随机区组排列，田间设3次重复，共27个小区，每小区种植20株。每处理按要求追施氮肥，用K2SO4调至各处理总钾量相同。其他管理措施按连州优质烤烟规范化生产要求进行，每667 m2施氮10 kg，植烟密度为每667植烟1 000株。

2016年2月16日移栽，4月10号左右试验田部分烟株出现开花现蕾情况，进入成熟期。4月17日对B8处理打顶，4月21日B0和B4处理进行打顶同时，对9个处理组合按试验设计以淋施方式追施氮肥。按表1中日期分别对下部叶(自下而上第3片)、中部叶(自下而上第11片)、上部叶(自下而上第16片)取样测定，共测定5次，第4次为工艺成熟期(采收)，第5次为过熟。取样时间为上午9：00，叶片用去离子水洗净，棉布拭干，去除主脉，进行游离氨基酸和硝态氮的测定。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 游离氨基酸含量的测定

采用邹琦[13]的方法。将剪碎叶1.000 g置于研钵中，加入5 mL 10%的乙酸，充分研磨，无损失地转移到100 mL容量瓶中，以无氨蒸馏水定容，摇匀，用干滤纸过滤，弃去最先滤下的部分。吸取样品提取液0.5 mL，加入到20 mL的具塞刻度试管中，再加入0.5 mL的抗坏血酸—醋酸缓冲溶液和0.5 mL 3%茚三酮溶液，摇匀，塞好塞子，在沸水中加热20 min，取出后在冷水中冷却，用60%乙醇定容，以空白为对照，再570 nm处波长下测光密度值，计算游离氨基酸含量，鲜重单位为mg·100 g-1。

1.3.2 硝酸盐含量的测定

参照白宝璋[14]的方法。称取剪碎叶0.500 0 g共3份，分别放入3支刻度试管中，各加入10 mL无离子水，封口，置于沸水浴中提取30 min，取出后用自来水冷却，将提取液过滤到25 mL容量瓶中，少量多次反复冲洗残渣，最后定容至刻度。分别吸取提取液0.1 mL于3支刻度试管中，然后加入5%水杨酸-浓硫酸溶液0.4 mL，摇匀后置室温下20 min，再慢慢加入8.5 mL 8%NaOH溶液，待冷却至室温后，用空白作参比，在410 nm波长下测定光密度值。查硝态氮标准曲线，计算硝酸盐含量。

1.3.3 统计分析方法

利用SPSS和Excel进行数据处理和图表绘制，用DPS软件、LSD法进行数据间差异的显著性检验。

2 结果与分析

2.1 游离氨基酸含量的动态

由图1可以看出，下部叶游离氨基酸含量在打顶后1周上升，随后1周急剧下降，随着叶的变黄成熟，在采收前后14 d，下降幅度较小。追施氮肥显著提高成熟期下部叶游离氨基酸含量，成熟采收时，N0(7.6 mg·100 g-1)

图1 追施氮肥和驳枝对下部叶游离氨基酸含量的影响

图2显示，中部叶游离氨基酸含量先下降，成熟采收时(移栽后第94 d)较低，叶过熟时，又小幅度回升，变化曲线呈漏斗状。打顶时追施氮肥可以显著提高中部叶游离氨基酸含量，随着追施氮肥量的提高，含量提高。驳枝没有改变中部叶游离氨基酸含量的变化趋势，但使其在成熟前期显著升高，在成熟后期，驳枝的显著低于未驳枝的，驳枝上留叶数越多，成熟后期的游离氨基酸含量越低。从4月28日到5月21日(约23 d)，B0、B4和B8的分别下降1.1、4.9和6.9 mg·100 g-1。可见，驳枝显著降低成熟后期中部叶游离氨基酸含量。

上部叶游离氨基酸含量变化如图3所显示，从第1次取样(打顶后约15 d)开始下降，15 d以后又开始上升，进入快速积累阶段，后随着工艺成熟期到来持续下降。打顶时追施氮肥可使其显著提高。B0处理的在成熟期的变化较小，而在5月23日(打顶后20 d)到6月19日(打顶后50 d)，驳枝的先剧烈上升，后急速下降。总体上看，成熟前期，驳枝提高了上部叶游离氨基酸含量，随着叶的成熟和过熟，驳枝的又急剧降低，并低于B0。

图2 追施氮肥和驳枝对中部叶游离氨基酸含量的影响

图3 追施氮肥和驳枝对上部叶游离氨基酸含量的影响

图4是3个部位游离氨基酸含量随时间变化图。可看出，接近成熟采收时，都有下降趋势；在4月28日(移栽后68 d)到5月5日(移栽后78 d)这周内，3个部位的都较高，可见整个植株的游离氨基酸含量在移栽后约75 d较高；在成熟后期，下部叶的持续下降，中部叶的略有上升，上部叶的上升最多，由于植物根部吸收的无机氮化物，大部分在根内转化为有机氮化物，并主要以氨基酸和酰胺等有机物的形式向上运输[15]。据此认为，在成熟后期，烤烟根部合成氨基酸的能力依然很强，随着下部叶游离氨基酸含量的减少和下部叶的采收完毕，从根部运输到地上部的氨基酸主要分配给上部叶，其次是中部叶。6月5日中部叶采收完毕时，则从根部运输到地上部的氨基酸全部供给给上部叶，造成上部叶游离氨基酸含量的大幅上扬。

图4 打顶后早花烤烟下中上部叶的游离氨基酸变化趋势

2.2 硝态氮含量的动态

如图5所示，下部叶中硝态氮含量在工艺成熟期前持续上升，工艺成熟期后，随着叶的过熟又急剧下降。追氮可显著提高下部叶硝态氮含量，在5个取样点追肥的F分别为5.81、12.64、57.81、7.03和0.30。可见，追施氮肥对下部叶硝态氮含量的影响在追肥后大约4 d就表现出来，随时间延长，这种影响逐渐增大，随后逐渐减小，到过熟时不显著。从4月25日到5月19日，追肥对下部叶硝态氮含量的影响大约维持20 d。驳枝显著提高下部叶硝态氮含量(过熟叶除外)，且B4始终高于B8。

图5 追施氮肥和驳枝对下部叶硝态氮含量的影响

由图6可知，中部叶硝态氮含量的变化趋势是先下降，在较低水平上维持大约20 d后又上升。追氮肥的影响贯穿整个成熟期，均达到显著水平或极显著水平，这种影响随时间推移而逐渐减小。N2处理在前4次取样时都高于N1，第5次取样(过熟烟叶)时N1高于N2。B4在成熟期变化较小，B8和B0在成熟期变化较剧烈。在成熟前期，B8均高于B0；在第2次和第3次取样时，B4的也高于B0的。可见，驳枝提高了成熟前期中部叶硝态氮含量，在成熟后期，驳枝的都低于B0。

图6 追施氮肥和驳枝对中部叶硝态氮的影响

图7显示，上部叶硝态氮含量变化趋势与中部叶相似。追肥显著提高上部叶的硝态氮含量，在试验处理范围内，追肥越多，效果越明显。N0的硝态氮在成熟期变化较小，而追肥的在5月5日到5月23日间变化很大，前期远高于N0处理，从5月23日开始，虽然追肥的仍高于N0，但差别已逐渐缩小，5月5日前后10 d是上部叶硝态氮大量积累时期。B4的在成熟期变化较小，且一直低于B0和B8；B8在前期低于B0，后期两者的差异趋于不明显。

图8显示，不考虑驳枝和追肥的因素，下部叶硝态氮含量在成熟期较低，且变化幅度不大，只是在成熟采收时有较大的提高，平均值达到195 μg·g-1，过熟时下降；中部叶和上部叶硝态氮含量在成熟采收时分别为110和139 μg·g-1，过熟后都开始上升。TSNA是强烈致癌物，硝酸盐是其重要的前体物，从安全性角度考虑，中部叶和上部叶不宜过熟采收，这与传统认为的上部叶应过熟采收的观点相左。又因为氮素是典型的可再利用元素，容易从衰老叶中撤出，分配到其他叶，考虑到上部叶和中部叶的利用价值和在产量中的比重远远高于下部叶，应该把成熟期的硝态氮滞留在下部叶，减少向中部和上部叶的转移。由于在成熟采收前后10 d时间内下部叶硝酸盐含量变化很大，所以如何找到下部叶最高硝酸盐含量这个平衡点仍是一个需要继续探讨的问题。

图7 追施氮肥和驳枝对上部叶硝态氮的影响

图8 打顶后早花烤烟下中上部叶的硝态氮变化趋势

结合图5、6、7可以看出，不追肥的中、上部叶硝态氮含量在成熟期变化幅度都不大，而追肥的分别在4月28日(追肥后7 d)到5月10日(追肥后20 d)、5月5日(追肥后14 d)到5月23日(追肥后32 d)迅速减少，因此推测追肥后30 d左右追施的硝酸钾基本被吸收完毕。驳枝提高了下部叶硝态氮含量，降低了中、上部叶硝态氮含量，特别是上部叶硝态氮含量。驳枝促使烟株把从根部运输到地上部的硝态氮优先分配到下部叶，减少了向中部叶和上部叶的运输，其中以B4的效果最好。

3 小结

总体上看，早花烤烟成熟期下部叶片的游离氨基酸含量的动态变化规律是先升高再降低，中部叶片的游离氨基酸含量先降低后升高，上部叶片的游离氨基酸含量是先降低后升高再降低。追施氮肥可以提高上、中、下部叶片的游离氨基酸含量，且追肥氮肥量越多，上部和中部叶片的游离氨基酸含量提高越多；驳枝措施在成熟前期可提高上部和中部叶片游离氨基酸含量，后期则表现为降低上部和中部叶片游离氨基酸含量。

早花烤烟成熟期下部叶片硝态氮含量总体动态变化规律是先提高后降低，中部叶片和上部叶片硝态氮含量的变化规律相似，都是先降低后升高。追施氮肥可以提高成熟期上、中、下3个部位叶片硝态氮含量，前期的提高作用较大，后期有逐渐减小的趋势；驳枝处理显著提高成熟期下部叶片的硝态氮含量，对上部叶片的硝态氮含量则有降低趋势。