肖麗娜，孟 源，刁朝強(qiáng)，楊國(guó)文，廖 勇，周建云

（1.貴州省貴陽(yáng)市煙草公司，貴州貴陽(yáng) 550036；2.貴州大學(xué)，貴州貴陽(yáng) 550000；3.開(kāi)陽(yáng)縣煙草分公司，貴州開(kāi)陽(yáng) 550300）

不同施氮方式下烤煙大田期碳氮代謝研究

肖麗娜1，孟 源2，刁朝強(qiáng)1，楊國(guó)文3，廖 勇3，周建云1

（1.貴州省貴陽(yáng)市煙草公司，貴州貴陽(yáng) 550036；2.貴州大學(xué)，貴州貴陽(yáng) 550000；3.開(kāi)陽(yáng)縣煙草分公司，貴州開(kāi)陽(yáng) 550300）

研究表明，在不同施氮方式下，煙株干物質(zhì)積累量、葉面積指數(shù)隨生育進(jìn)程的推進(jìn)而增加，后期葉面積指數(shù)略有下降。無(wú)機(jī)氮肥處理（T1）在干物質(zhì)積累量、碳素積累量上均高于有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混氮肥處理（T2）；葉面積指數(shù)則是T2高于T1，表現(xiàn)在煙葉生長(zhǎng)中，葉長(zhǎng)寬比T1大于T2。淀粉酶活性變化呈雙峰曲線(xiàn)，T1大于T2。煙株氮含量在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)呈下降趨勢(shì)，氮素積累量在前中期不斷增加，在后期呈下降趨勢(shì)；硝酸還原酶活性、硝態(tài)氮和蛋白質(zhì)含量在整個(gè)時(shí)期均逐漸下降，煙堿含量呈上升趨勢(shì)。硝態(tài)氮和煙堿、蛋白質(zhì)、總氮呈負(fù)相關(guān)，總氮與煙堿相關(guān)性達(dá)顯著水平；總氮與蛋白質(zhì)間呈極顯著正相關(guān)。T1的硝態(tài)氮、總氮、煙堿、蛋白質(zhì)含量均高于T2。從煙堿等化學(xué)成分及煙葉生長(zhǎng)碳氮代謝來(lái)看，T2處理較T1處理更加適合優(yōu)質(zhì)煙葉生長(zhǎng)需求。

施氮方式；烤煙大田期；碳氮代謝

碳氮代謝是作物最基本的代謝過(guò)程，其在作物生育期間的變化動(dòng)態(tài)直接影響光合產(chǎn)物的形成、轉(zhuǎn)化以及礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收、蛋白質(zhì)的合成等。氮代謝需要依賴(lài)碳代謝提供碳源和能量，而碳代謝又需要氮代謝提供酶蛋白和光合色素，二者需要共同的還原力、ATP和碳骨架［1-2］。煙草是一種需肥量較大、大田生育期長(zhǎng)的C3作物，碳氮代謝的協(xié)調(diào)程度不僅影響其生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程，而且直接關(guān)系到煙草品質(zhì)的優(yōu)劣［3-5］。因此，合理調(diào)控碳氮營(yíng)養(yǎng)，對(duì)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙草至關(guān)重要［6-8］。我們?cè)诖筇飾l件下，對(duì)不同施氮方式下煙葉的碳代謝、氮代謝及相關(guān)酶活性和煙葉氮元素主要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)碳、氮含量的變化及其與碳氮代謝的關(guān)系進(jìn)行了初步研究，以期為合理施肥，提高煙葉質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在貴陽(yáng)市開(kāi)陽(yáng)縣龍崗試驗(yàn)基地進(jìn)行。供試土壤的肥力狀況：pH值6.56，有機(jī)質(zhì)27.51 g· kg-1，全氮2.46 g·kg-1，全磷66.23 mg·kg-1，全鉀2.04 g·kg-1，速效氮175 mg·kg-1，速效磷13.3 mg·kg-1，速效鉀184.6 mg·kg-1。

有機(jī)肥為優(yōu)質(zhì)腐熟油菜餅，無(wú)機(jī)肥為烤煙專(zhuān)用復(fù)合肥。作基肥的烤煙專(zhuān)用復(fù)合肥的N∶P2O5∶K2O為10∶10∶25，作追肥的烤煙專(zhuān)用復(fù)合肥的N∶P2O5∶K2O為13∶0∶26。

供試烤煙品種為云煙85。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)2個(gè)處理：T1施無(wú)機(jī)氮肥93 kg· hm-2，T2施無(wú)機(jī)氮肥79 kg·hm-2＋有機(jī)氮肥15 kg·hm-2。2個(gè)處理總施氮量相同，基追肥比例均為6∶4。用過(guò)磷酸鈣和硫酸鉀調(diào)至各處理氮、磷、鉀比例為1∶1∶2。大區(qū)對(duì)照，面積為332 m2?；室淮涡允┤耄贩史謩e在移栽后15，30 d分2次等量施入。

5月8日移栽，行株距為1.0 m×0.56 m，每個(gè)小區(qū)移栽煙苗593株，移栽后覆膜，團(tuán)棵后揭膜。采用常規(guī)栽培管理措施進(jìn)行田間管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生育期記載

分別記錄團(tuán)棵、現(xiàn)蕾、中心花開(kāi)放、打頂、采收等日期。

1.3.2 取樣

鮮樣。各處理分別于煙株移栽后20 d（苗期）、35 d（團(tuán)棵期）、50 d（旺長(zhǎng)期）、65 d（現(xiàn)蕾期）、80 d（成熟期）選取大田長(zhǎng)勢(shì)一致的煙株中部功能葉，沖洗干凈并用吸水紙輕輕擦干，每次采用5點(diǎn)法取樣30株。

干樣。各處理于煙株移栽后20，35，50，65和80 d分別采集煙株的根、莖、葉，每次采用5點(diǎn)法取樣30株，用清水沖洗，將根莖葉樣品分開(kāi)，105℃殺青30 min，60℃烘干稱(chēng)重，粉碎備用。

1.3.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

烤煙干物質(zhì)積累量、葉面積指數(shù)（LAI）、碳素積累量的測(cè)定?？緹煾晌镔|(zhì)積累量烘干后稱(chēng)重，葉面積指數(shù)采用冠層分析儀測(cè)定，碳素積累量采用重鉻酸鉀氧化?外加熱法測(cè)定。

硝態(tài)氮、硝酸還原酶（NR）、淀粉酶活性的測(cè)定。硝酸還原酶的活性采用磺胺比色法測(cè)定［9］，以單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的亞硝酸鹽（NO2-）的量表示酶活性；淀粉酶采用3，5?二硝基水楊酸比色法測(cè)定［10-11］；硝態(tài)氮含量采用水浸提?比色法測(cè)定［12-13］。

煙株全氮、煙堿、蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。全氮、煙堿含量的具體測(cè)定過(guò)程均按王瑞新等［14］方法進(jìn)行。煙株全氮含量用凱氏定氮法測(cè)定；煙堿含量采用紫外分光光度法測(cè)定；可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用Lowry法，用考馬斯亮蘭G250顯色，測(cè)定D595，并用凱氏定氮法校正［15］。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

各部位氮素含量／（g·株-1）＝各部位氮含量×各部位干物質(zhì)量；煙株氮素積累量／（g·株-1）＝各部位氮素積累吸收量之和［16-17］。

采用Excel、DPS和SPSS13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及差異顯著性檢驗(yàn)，所有數(shù)值均為至少3次重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙干物質(zhì)積累量、碳素積累量及LAI

不同施氮方式的烤煙干物質(zhì)的積累量隨生育期的推進(jìn)而增加。從圖1可以看出，移栽后20～80 d，干物質(zhì)的量是不斷增長(zhǎng)的，不同的是在移栽后20～50 d T2處理比T1處理增長(zhǎng)快，且干物質(zhì)的量也高于T1處理；在移栽后50～80 d，T1處理干物質(zhì)量的增長(zhǎng)速度明顯高于T2處理，且在50～65 d的時(shí)間里累積量趕上T2處理并開(kāi)始明顯超出，在移栽后80 d干物質(zhì)的量T1處理比T2多18.1%。

LAI變化是先增加后降低，T2處理較T1的要高（圖2）。在移栽后65 d，煙株旺盛生長(zhǎng)，LAI不斷增加；移栽后65 d開(kāi)始降低，這是因?yàn)闊熤暝谝圃院?0 d左右已經(jīng)開(kāi)始采摘下部葉，這時(shí)煙株已經(jīng)打頂，葉片數(shù)相對(duì)已經(jīng)限定，葉片成熟后不斷采摘而減少的全株葉面積遠(yuǎn)高于上部葉面積的有限增大，所以LAI不斷降低。

由圖3可知，碳素積累量在整個(gè)生育期呈上升趨勢(shì)。在移栽后20～65 d，T1處理變化規(guī)律與T2處理相同，處于不斷增加的過(guò)程；移栽后65～80 d，T1處理繼續(xù)保持上升趨勢(shì)，而T2處理趨于平穩(wěn)狀態(tài)。T1處理在整個(gè)生育期碳素積累量較多。

圖1 烤煙干物質(zhì)積累量的動(dòng)態(tài)變化

圖2 烤煙葉面積指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化

圖3 烤煙生長(zhǎng)發(fā)育中葉片碳素積累量的動(dòng)態(tài)變化

2.2 淀粉酶活性

淀粉酶對(duì)碳水化合物代謝起重要作用，可將葉綠體中積累的淀粉轉(zhuǎn)化為單糖，直接關(guān)系到煙葉中淀粉的積累量。淀粉含量是煙葉中的關(guān)鍵指標(biāo)，直接關(guān)系煙葉的評(píng)吸品質(zhì)。從圖4可以看出，淀粉酶活性是先升高后下降?？緹熞圃院?5 d內(nèi)淀粉酶活性是不斷升高的，隨后開(kāi)始下降，并且在整個(gè)過(guò)程中，T1處理淀粉酶活性始終高于T2處理，在測(cè)定的幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別高出33.7%，27.80%，32.6%，3.7%和0.6%。

圖4 葉片發(fā)育進(jìn)程中淀粉酶活性的動(dòng)態(tài)變化

2.3 氮素代謝

從圖5可以看出，烤煙葉片氮素含量是不斷下降的，這也充分體現(xiàn)了烤煙植株由氮代謝向碳代謝的轉(zhuǎn)變?？緹熞圃院?0～35 d，T1處理氮素含量高于T2處理，移栽后50～80 d，T1＜T2；移栽后35～50 d，T1處理氮素含量快速下降，T2處理氮素含量下降相對(duì)較緩；移栽后50～65 d，T2處理葉片中氮素含量下降較快；移栽后65～80 d，T1和T2處理氮素含量變化平穩(wěn)，變化幅度很小。

從圖6可以看出，烤煙葉片氮素積累量在整個(gè)生育期呈單峰曲線(xiàn)，峰值出現(xiàn)在移栽后65 d，而后迅速下降。這說(shuō)明在移栽后65 d氮代謝迅速減弱，此時(shí)，由氮代謝為主轉(zhuǎn)入了以碳代謝為主。T1處理在移栽后65～80 d下降較快。

圖5 葉片發(fā)育進(jìn)程中氮素含量的動(dòng)態(tài)變化

2.4 硝酸還原酶活性

硝酸還原酶是氮素代謝的關(guān)鍵酶。從圖7可以看出，其活性變化是前期高、后期低?？緹熞圃院?0～50 d，NR活性是先升高后降低，在移栽35 d達(dá)最高，此時(shí)T1處理比T2處理高出27.4%；移栽50～80 d，NR活性變化趨緩，T2處理一直表現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，T1處理則在栽后65～80 d微升；整個(gè)過(guò)程中，T2處理活性?xún)H在移栽后65 d時(shí)稍高于T1處理，其余時(shí)間均低于T1處理。

圖6 葉片發(fā)育進(jìn)程中氮素積累量的動(dòng)態(tài)變化

圖7 葉片發(fā)育進(jìn)程中NR活性的動(dòng)態(tài)變化

從圖8可以看出，硝態(tài)氮含量呈現(xiàn)先上升后下降的態(tài)勢(shì)，且在整個(gè)過(guò)程中，T1＜T2。移栽后20～35 d，硝態(tài)氮含量迅速上升，至栽后35 d時(shí)達(dá)到最高值；移栽后35～80 d，T2處理持續(xù)下降，且下降速度比較一致，T1處理在栽后35～50 d和65～80 d 2個(gè)階段下降較快，在栽后50～65 d變化不大，比較平穩(wěn)。

圖8 葉片發(fā)育進(jìn)程中硝態(tài)氮含量的動(dòng)態(tài)變化

2.5 煙堿、蛋白質(zhì)含量及其相關(guān)性

從圖9可知，煙堿含量是先降低后上升。烤煙移栽后20～50 d，煙堿含量不斷降低，且T2＞T1；移栽后50～80 d，煙堿含量不斷升高，且T1處理升高幅度高于T2處理。

葉片中蛋白質(zhì)含量隨生育期的推進(jìn)不斷降低。從圖10可以看出，從移栽后20～80 d，烤煙葉片中蛋白質(zhì)含量始終呈下降趨勢(shì)，在這個(gè)過(guò)程中，T1處理僅在栽后20和35 d高于T2處理。

圖9 葉片發(fā)育進(jìn)程中煙堿含量的動(dòng)態(tài)變化

圖10 葉片發(fā)育進(jìn)程中蛋白質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化

從表1可以看出，硝態(tài)氮和煙堿、總氮呈負(fù)相關(guān)，且總氮與煙堿相關(guān)性達(dá)顯著水平；總氮與蛋白質(zhì)間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為1.0；硝態(tài)氮、煙堿與蛋白質(zhì)間相關(guān)性均呈負(fù)相關(guān)。

表1 硝態(tài)氮、煙堿、蛋白質(zhì)與總氮相關(guān)性

3 小結(jié)與討論

不同施氮方式下，煙株干物質(zhì)積累量、葉面積指數(shù)隨生育進(jìn)程的推進(jìn)而增加，但后期葉面積指數(shù)略有下降，這是因?yàn)閮?yōu)質(zhì)煙葉的葉面積指數(shù)不是越大越好，而是在適宜的范圍內(nèi)，烤煙才可適時(shí)落黃采收，出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉。無(wú)機(jī)氮肥處理（T1）在干物質(zhì)積累量、碳素積累量均高于有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混氮肥處理（T2），葉面積指數(shù)則是T2處理高于T1處理，表現(xiàn)在煙葉生長(zhǎng)中，葉長(zhǎng)寬比T1＞T2。淀粉酶活性T1處理大于T2處理，說(shuō)明施無(wú)機(jī)肥的淀粉酶活性大于施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥，這是因?yàn)門(mén)1處理的干物質(zhì)積累量高于T2處理。

煙葉碳固定和轉(zhuǎn)化代謝與氮代謝這2個(gè)過(guò)程表現(xiàn)出相似的隨煙葉生長(zhǎng)而減弱和隨施氮量增加而增加的趨勢(shì)，表明二者之間存在著密切的關(guān)系，氮代謝的進(jìn)行需要依賴(lài)于碳代謝提供碳源和能量，而碳代謝又需要氮代謝提供酶蛋白和光合色素，因此，傳統(tǒng)認(rèn)為的碳代謝和氮代謝相互對(duì)立的觀點(diǎn)是不全面的。煙葉的氮代謝與施氮水平呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，無(wú)機(jī)氮施用量對(duì)煙葉NR活性以及還原氮的供應(yīng)也有直接影響。本試驗(yàn)中，煙株氮含量在各個(gè)生育時(shí)期呈下降趨勢(shì)，氮素積累量在前中期不斷增加，在后期呈下降趨勢(shì)。NR活性和硝態(tài)氮含量在整個(gè)時(shí)期均逐漸下降，煙堿含量呈上升趨勢(shì)，而蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢(shì)。以煙葉的內(nèi)在化學(xué)成分為分析指標(biāo)，硝態(tài)氮和煙堿、蛋白質(zhì)、總氮呈負(fù)相關(guān)，且總氮與煙堿相關(guān)性達(dá)顯著水平；總氮與蛋白質(zhì)間呈極顯著正相關(guān)，T1處理的硝態(tài)氮高于T2處理，T1處理的煙堿、蛋白質(zhì)、總氮高于T2處理。綜上所述，從化學(xué)成分及煙葉生長(zhǎng)碳氮代謝來(lái)看，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混氮肥處理較無(wú)機(jī)氮肥處理更加適合優(yōu)質(zhì)煙葉生長(zhǎng)的需求。

［1］ 史宏志，韓錦峰.烤煙碳氮代謝幾個(gè)問(wèn)題的探討［J］.煙草科技，1998（2）：34-36.

［2］ 韓錦峰，史宏志，官春云，等.不同施氮水平和氮素來(lái)源煙葉碳氮比及其與碳氮代謝的關(guān)系［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，1996，3（1）：19-25.

［3］ 史宏志，韓錦峰，劉國(guó)順，等.烤煙碳氮代謝與煙葉香吃味關(guān)系的研究［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào).1998，4（2）：56-63.

［4］ 王晶君，張恒，夏海乾，等.土壤不同有機(jī)質(zhì)含量及施氮條件下烤煙的氮素積累及分配利用規(guī)律［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（5）：54-59.

［5］ 王少先，彭克勤，夏石頭，等.煙草碳氮代謝及氮肥施用對(duì)煙草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2004，20（2）：135-138.

［6］ 黃樹(shù)永，陳良存.煙草碳氮代謝研究進(jìn)展［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（4）：8-11.

［7］ 謝會(huì)雅，朱列書(shū)，趙松義.不同施氮量對(duì)烤煙干物質(zhì)積累的影響.作物研究［J］.2007（1）：22-27.

［8］ 楊柳青，楊超，白百一，等.不同碳氮比有機(jī)肥對(duì)烤煙生長(zhǎng)和土壤肥力的影響［J］.西南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，33（7）：87-92.

［9］ 趙亞華，高向陽(yáng).生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)教程［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2000：146.

［10］ 鄒琦.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：125.

［11］ 宮長(zhǎng)榮，袁紅濤，陳江華.烤煙烘烤過(guò)程中煙葉淀粉酶活性變化及色素降解規(guī)律的研究［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2002，8（2）：16-20.

［12］ 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1999.

［13］ 白寶璋.植物生理學(xué)測(cè)試技術(shù)［M］.北京：科學(xué)出版社，1990.

［14］ 王瑞新，楊素勤，韓付根.煙草化學(xué)品質(zhì)分析法［M］.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1990.

［15］ 張智猛，萬(wàn)書(shū)波，孫奎香，等.氮素供應(yīng)水平對(duì)小粒型花生氮素代謝及相關(guān)酶活性的影響［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2009，24（2）：l70-175.

［16］ 張本強(qiáng)，馬興華，王術(shù)科，等.施氮方式對(duì)烤煙氮素吸收積累及品質(zhì)的影響［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2011，32（5）：56-62.

［17］ 馬興華，于振文，梁曉芳，等.施氮量和底追比例對(duì)小麥氮素吸收利用及子粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的影響［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2006，12（2）：150-155.

（責(zé)任編輯：張才德）

S 572 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

A

0528?9017（2014）01?0027?04.

文獻(xiàn)著錄格式：肖麗娜，孟源，刁朝強(qiáng)，等.不同施氮方式下烤煙大田期碳氮代謝研究［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（1）：27-31.

2013?11?08

湖南中煙公司項(xiàng)目（H110378）

肖麗娜（1974-），女，農(nóng)藝師，長(zhǎng)期從事煙草公司生產(chǎn)基地的煙葉課題試驗(yàn)研究工作。