不同烤烟品种干物质积累及养分吸收特征

王晓强， 许跃奇， 何晓冰， 阎海涛， 常 栋， 张 凯， 毛 娟

(河南省烟草公司 平顶山市公司， 河南 平顶山 467000)

0 引言

【研究意义】烤烟是我国主要的经济作物之一，是卷烟生产的主要原料，烟株对养分的吸收状况直接影响其生长发育[1-2]。平顶山作为河南烟叶的主产区之一，种植面积近6 666.67 hm2，是当地农业经济收入的重要来源之一。烤烟对N、P、K养分的吸收及干物质积累是其产量和品质形成的基础，直接影响烤烟的经济效益[3]。研究作物干物质积累与养分吸收动态变化规律，对采取有效措施调控作物生长发育，提高烟叶的产量和质量具有重要意义。【前人研究进展】烤烟干物质和养分积累是烟株生长发育的重要指标。烤烟移栽后，不同时期干物质和养分积累状况反映植株不同部位(根、茎、叶)干物质积累与养分吸收变化规律[4]。前人在不同生态区对烤烟干物质和养分积累分配规律等方面做了大量研究。符云鹏等[5]研究表明，豫西雨养烟区烤烟前期生长缓慢，对干物质和养分的大量吸收积累较晚，干物质积累较少；王世济等[6]认为，移栽后30～75 d是皖南烟区烤烟干物质和大量元素、中量元素及微量元素的积累关键期；刘齐元[3]研究表明，干物质重与N、P、K养分积累量的关系在不同时期均呈极显著关系；顾勇等[7]研究表明，旱地轮作模式下，宜调整氮、钾肥施用量和施肥时期，钾肥分次施用，且易于迟施，从而达到提高烤烟产质量和品质的目的；吴雷等[8]研究表明，不同施肥处理对烟株矿质元素的吸收和干物质积累影响明显。烟叶产量与品质的形成是干物质和养分吸收积累相协调的结果，其累积不仅受生态、栽培等环境因子制约，还受烤烟品种的影响[9-12]。【研究切入点】河南烟区是典型的浓香型烟叶产区。近年来，由于种植品种单一，导致烟叶浓香型风格弱化，难以满足卷烟工业对烟叶原料的多样性需求等[13]。因此，为恢复和彰显河南烟叶浓香型特点，有必要对河南烟区不同优质烤烟品种的干物质积累及养分吸收特征展开深入研究。【拟解决的关键问题】以川烟1号、鲁烟1号、豫烟13号和中烟100为材料，利用Logistic模型分析不同烤烟品种干物质积累和氮、磷、钾养分吸收的动态变化规律，以期为品种区域化布局提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在平顶山市郏县李口镇白龙庙村现代烟草科技园区进行，地块具有一定代表性。土壤肥力中等，地面平整，排灌方便，前茬作物为烟草。

1.2 材料

供试烤烟品种为川烟1号、鲁烟1号、豫烟13号和中烟100，均由河南农业大学烟草学院提供。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 采用完全随机区组排列，以当地主栽品种中烟100为对照(CK)，其余参试品种各对应1个处理，3次重复，小区面积0.067 hm2，种植密度为15 000株/hm2，小区四周设置保护行，以减少试验误差。大田管理按照平顶山市烟叶生产管理标准体系相关操作规程进行。

1.3.2 样品采集与测定 各品种烤烟移栽后30 d每隔15 d采集3棵具有代表性的烟株，将根、茎、叶作分离处理，并置于105℃烘箱进行杀青、烘干，分别记录每个品种根、茎、叶的干物质重量，经粉碎过0.25 mm网筛，制成样品，保存备用。采用AAIII型连续流动分析仪(德国BRAN+LUEBBE公司)测定总氮；Varian 715-ES ICP-OES光谱仪(美国瓦里安公司)测定总磷和总钾。

1.4 数据统计与分析

采用Origin 9.0和Excel 2007进行数据处理和分析。用Logistic非线性方程拟合并估算参数[14]。

式中，y指在移栽后不同时间(x，d)烤烟干物质积累量或养分积累量，e为自然常数，a、b和c为模型参数，a表征烤烟潜在最大干物质量(g/m2)，b表征与干物质积累量有关的阻滞系数，c表征干物质增长率(%)。

2 结果与分析

2.1 不同烤烟品种的干物质积累特征

对各烤烟品种干物质积累规律进行Logistic拟合(表1)得出，不同品种模型决定系数均在0.993 0以上，拟合程度较好，表明可用Logistic曲线拟合烤烟的干物质积累动态变化规律。从图1看出，各品种烤烟干物质积累特征存在差异。豫烟13号、中烟100及鲁烟1号均在移栽后56 d达最大积累速率；川烟1号在移栽后63 d达最大积累速率，较其他3个品种延迟7 d。豫烟13号、中烟100、鲁烟1号的干物质快速增长期出现在移栽后56～70 d，干物质积累量分别为475.30 g/m2、437.82 g/m2、409.26 g/m2，分别占生育期干物质总积累量的58.11%、58.07%、58.12%；川烟1号的干物质快速增长期出现在移栽后46～79 d，干物质积累量为454.47 g/m2，占全生育期干物质总积累量的58.47%。干物质积累以豫烟13号最多，达817.99 g/m2；川烟1号次之，为777.23 g/m2，鲁烟1号最少，为704.18 g/m2。虽然川烟1号干物质快速增长期出现时间晚于其他品种，但其持续时间较长，快速增长期和成熟期的干物质积累量均高于中烟100和鲁烟1号。

表1 不同烤烟品种干物质积累模型参数及其特征值

图1 不同烤烟品种的整株干物质积累量与积累速率

2.2 不同烤烟品种的氮素积累特征

对各烤烟品种氮素积累规律进行Logistic拟合(表2)得出，不同品种模型决定系数均在0.994 0以上，拟合程度较好，表明可用Logistic曲线拟合烤烟的氮素积累动态变化规律。由图2可知，豫烟13号、鲁烟1号及川烟1号烤烟氮素积累均在移栽后55 d达最大积累速率，中烟100在移栽后60 d达最大积累速率；快速增长期以豫烟13号最短，为30 d，氮素积累量为7.59 g/m2，中烟100最长，为41 d，氮素积累量为7.90 g/m2。成熟期氮素积累量以中烟100最高，为13.36 g/m2，川烟1号和鲁烟1号次之，分别10.31 g/m2和10.27 g/m2；豫烟13号最低，为13.05 g/m2。

表2 不同烤烟品种氮素积累模型及其特征参数

图2 不同烤烟品种的整株氮素积累量与积累速率

2.3 不同烤烟品种的磷素积累特征

对各烤烟品种磷素积累规律进行Logistic拟合(表3)得出，不同品种模型决定系数均在0.994 0以上，拟合程度较好，表明可用Logistic曲线拟合烤烟的磷素积累动态变化规律。从图3看出，豫烟13号、中烟100、鲁烟1号和川烟1号烤烟的磷素累积快速增长期分别为36 d、35 d、32 d和33 d；磷素积累量以豫烟13号最高，为0.61 g/m2，中烟100次之，为0.54 g/m2，川烟1号最低，为0.43 g/m2。豫烟13号、中烟100、鲁烟1号和川烟1号在成熟期磷素积累量分别为1.04 g/m2、0.92 g/m2、0.82 g/m2和0.74 g/m2，与其快速增长期变化趋势相似。

图3 不同烤烟品种的整株磷素积累量与积累速率

表3 不同烤烟品种磷素积累模型及其特征参数

2.4 不同烤烟品种的钾素积累特征

对各烤烟品种钾素积累规律进行Logistic拟合(表4)得出，不同品种模型决定系数均在0.995 0以上，拟合程度较好，表明可用Logistic曲线拟合烤烟的钾素积累动态变化规律。由图4看出，豫烟13号、中烟100、鲁烟1号和川烟1号烤烟的钾素累积快速增长期分别为32 d、31 d、33 d和26 d；钾素积累量以豫烟13号最高，为4.50 g/m2，中烟100次之，为4.47 g/m2，鲁烟1号最低，为4.10 g/m2。豫烟13号、中烟100、鲁烟1号和川烟1号在成熟期钾素积累量分别为7.74 g/m2、7.69 g/m2、7.05 g/m2和7.10 g/m2，与其快速增长期变化趋势相似。

图4 不同烤烟品种的整株钾素积累量与积累速率

表4 不同烤烟品种钾素积累模型及其特征参数

3 讨论

烟草的生长包括营养生长和生殖生长两个阶段，营养生长阶段烟株生长迅速，养分的快速吸收、积累和转运为其干物质增长和内含物的充实提供了基础[15]。在不同栽培和施肥条件下，烟叶的干物质和养分累积存在明显差异，氮、磷、钾养分吸收对其干物质的形成有重要影响。何萍等[16]研究表明，玉米植株氮、磷、钾积累动态与干物质积累动态基本同步，可用Logistic方程描述，养分最大吸收速率及其出现时间是反映玉米养分吸收动态的特征参数；汤宏等[17]研究表明，烟株不同生育期对养分的积累量和积累强度存在差异，烟株对养分的吸收主要在旺长期，烟叶是养分的主要积累器官。研究发现，烟株在移栽后50 d左右，即烟株进入旺长期，养分的吸收速率达最大，与何萍等[16-17]的研究结果一致。

研究结果表明，不同烤烟品种的干物质及养分吸收规律存在差异，豫烟13号、鲁烟1号和川烟1号的氮、磷、钾最大积累速率出现时间早于干物质，仅中烟100的氮、磷、钾最大积累速率出现时间稍晚于干物质，表明养分吸收是烟株干物质积累的前提，与宋海星等[1,18]的研究结果一致。

4 结论

综合分析豫烟13号、中烟100、鲁烟1号和川烟1号4种烤烟品种的干物质积累及养分吸收特征可知，豫烟13号、中烟100和鲁烟1号的干物质积累最大速率出现时间均早于川烟1号，干物质快速增长期持续时间均短于川烟1号。整个生育期干物质积累量以豫烟13号最高，川烟1号次之，鲁烟1号最低。整个生育期烤烟对养分的积累量依次为氮>钾>磷。成熟期除氮素积累量最低外，磷、钾素积累量均以豫烟13号最高，分别为1.04 g/m2和7.74 g/m2。豫烟13号、鲁烟1号和川烟1号的氮、磷、钾最大积累速率出现时间较其干物质的最大积累速率出现时间早，中烟100的氮、磷、钾最大积累速率出现时间稍晚于干物质。表明，养分吸收是烟株干物质积累的前提，豫烟13号和中烟100对干物质及养分的吸收积累能力强，川烟1号长势及对养分的吸收较弱，在生产中可对不同烤烟品种进行差异化施肥。