氮素形態及配比對烤煙的氮素利用率及品質的影響

唐國俊，高遲鑾，蔣士東，張 毅，周喜新，李永平，徐天養

（1. 湖南農業大學煙草研究院，湖南 長沙410128；2. 云南省煙草公司文山州公司丘北縣分公司，云南 丘北663200；3. 云南省文山州煙草分公司生產技術中心，云南 文山663000）

氮是烤煙主要營養元素之一，而且氮素是細胞內各種氨基酸、蛋白質、煙堿等化合物的組成部分，因此氮素對烤煙產量和品質的影響都很大。由于煙株對不同形態氮素的同化作用有所不同，不同形態的氮素進入煙株后對煙株的生長及生理代謝產生不同的影響[1]，因此氮素形態對烤煙品質有著重要影響。煙株在土壤中可直接吸收的氮素主要是硝態氮（NO3-N）和銨態氮（NH4-N）。一般認為施用硝態氮肥的烤煙品質優于施用銨態氮肥[2]。但是韓錦峰[3]的研究表明煙草氮肥中銨態氮的比例控制在75%的范圍內，有利于提高煙葉產量，且對煙葉品質無不利影響，這可能是因為旱作條件下，銨態氮肥或酰胺態氮肥（如尿素）均會經硝化作用轉化為硝態氮，而且這種硝化作用在比較大的pH 值、溫度及氧含量范圍內都能進行[4]。雖然關于氮肥用量及氮肥形態對烤煙品質的影響已有較多報道，但是很少考慮到土壤中氮肥形態的轉化。因此研究土壤理化狀態一致的情況下氮肥形態對烤煙氮素利用率及品質的影響仍有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為K326，煙苗在溫室大棚內采用漂浮育苗法育成。當煙苗長至7 葉一心時選取長勢一致的煙苗作為供試材料。

1.2 供試土壤

供試土壤為云南省文山州硯山縣馬鞍山水稻土。其基本理化性狀為：pH 值為6.21、有機質含量23.860 g/kg、全氮含量1.970 g/kg、堿解氮含量172.39 mg/kg、速效磷含量（Olsen-P）37.62 mg/kg、全鉀含量8.050 g/kg、速效鉀含量（NH4OAc-K）289.52 mg/kg。

1.3 試驗設計

試驗于2013年4～9月在云南省文山州硯山縣馬鞍山進行，在控制氮肥用量的情況下設以下6個處理：T1，100%硝態氮；T2，硝態氮∶銨態氮=7∶3，T3，硝態氮∶銨態氮=5∶5，T4，硝態氮∶銨態氮=3∶7，T5，100%銨態氮；以不施氮肥為對照（CK）。隨機區組排列，3 次重復，共18個小區，小區面積64.8 m2，每個小區植煙90株，煙株種植規格為1.2 m×0.6 m，試驗區四周開邊溝并設置保護行。

氮肥采用硝酸鉀（K2O 44%、N 13.5%）、硫酸銨（N 21%）、硝酸銨（N 35%）3種類型，鉀肥采用硫酸鉀（K2O 50%），磷肥采用過磷酸鈣（P2O512%）。肥料用量按N 7 kg/667m2，N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶2.5 施用。其中氮、鉀肥70%作基肥、30%作追肥，磷肥作基肥一次性施入。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 煙株干物質量及氮含量的測定 煙株打頂抹杈時每個小區選取長勢一致的3 株掛牌標記，在收獲期分3 次采收下、中、上部煙葉，最后一次采收莖桿，并將收集的所有樣品殺青烘干混合均勻后粉樣，測定其干物質重及氮含量，氮含量采用凱氏定氮法[5]，氮肥利用率采用差減法計算[6]。

1.4.2 烤后煙葉化學成分測定 原煙按烤煙42 級國家標準（GB 2635-92）分級，每個小區取C3F 煙葉各2 kg，隨機抽取各處理烤后煙葉樣品20 片，剔除主脈后于50℃下烘干，粉碎過篩，用于測定總糖、還原糖、煙堿、蛋白質含量，統一采用Pulse-3000 連續流動分析儀測定[7-8]。

1.5 數據處理

采用DPS v7.05 數據分析軟件和Microsoft Excel 2013 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 氮素形態和配比對烤煙生物量及氮素利用率的影響

在統一氮肥用量的情況下，不同氮肥形態及配比對烤煙地上部生物量的影響如表1 所示。地上部生物量順序是T3>T2>T4>T1>T5>CK，5個施肥處理生物量均顯著高于對照，其中T3 處理顯著高于其他4個施肥處理，其煙葉重達189.28 g/株，莖桿干重達85.27 g/株，比未施氮肥的對照處理分別增加139.11%和88.48%。由此可見氮肥的施用對烤煙生物量有較大的影響，而且硝態氮與銨態氮按1∶1 配施時煙株生物量最大，而只施銨態氮則在同等氮肥用量下煙株生物量偏小。

表1 氮素形態和配比對烤煙生物量及氮素利用率的影響

氮素形態和配比對煙株氮含量的影響與生物量表現并不相同。在施肥的處理中煙株葉片及莖稈中含氮量最高的為T5，分別達1.93%和0.77%，分別比對照高0.97 和0.46個百分；最低的為T1 處理，煙株葉片及莖桿中氮含量分別只有1.75%和0.64%。各處理間煙株氮含量表現為T5>T4>T3>T2≥T1>CK，其中T5 處理與T4、T3 處理間沒有顯著差異，但均顯著高于T1、T2 處理；5個施肥處理顯著高于CK 處理。說明氮肥的施用有利于煙株對氮肥的吸收利用，且煙株氮含量隨施用氮肥中銨態氮比例的增加而增加。

氮肥利用率是體現煙株對所施用氮肥利用效果的一個關鍵指標。不同處理的煙株氮肥利用率順序為T3>T5>T4>T2>T1。其中氮肥利用率最高的T3 處理，達到了51.58%，最低的T1 處理為41.45%，比T3 低19.64%。并且在氮肥利用率方面T3 處理與其余4個處理之間都存在顯著差異，T4、T5 處理與T1、T2 處理之間也存在顯著差異。說明氮素形態配比對煙株氮肥利用的影響比對其生物量及氮素含量的影響更大。

2.2 氮素形態和配比對烤后煙葉化學成分的影響

由表2 可知，不同氮素形態對煙葉總糖和還原糖的含量影響基本一致。在兩糖含量上表現為T1>T2>T3>T4>T5>CK，總糖、還原糖含量最高的處理T1 比對照分別增加了17.24%、18.14%，且T1、T2 處理的兩糖含量顯著高于其余4個處理，T3 處理的顯著高于T4、T5 處理。由此可知氮肥的施用有利于煙葉中總糖、還原糖的形成，并且煙葉中兩糖含量隨著硝態氮的減少而降低，說明硝態氮更有利于煙葉兩糖的形成。

表2 氮素形態和配比對C3F 煙葉化學成分的影響

從表2 中可知，氮素形態配比對煙葉中與氮素密切相關的兩個指標——煙堿和蛋白質的影響與兩糖含量的影響完全相反，表現為T5>T4>T3>T2>T1>CK，其中T3、T4、T5 與T1、T2 之間存在顯著差異，并且各處理與對照之間存在顯著差異。由表中的數據可知在相同施氮量的條件下，隨著銨態氮比例的增加煙葉中煙堿和蛋白質含量也增加，T5 處理的煙葉中煙堿、蛋白質的含量分別達到2.79%、8.33%，比只施硝態氮的T1 處理分別高出0.58、0.97個百分點，比未施氮肥的對照分別增加117.97%、77.61%。由此可見，施用銨態氮比硝態氮更有利于煙葉中煙堿和蛋白質含量的形成。

糖堿比是煙葉中的水溶性總糖含量與煙堿含量的比值，是目前評價煙葉內在化學成分協調性的重要指標之一[9]。由表2 可知，不同形態的氮肥配比對烤后煙葉中糖堿比影響較大，隨施用氮肥中銨態氮比例的增加而降低，各處理間比值表現為CK>T1>T2>T3>T4>T5，且CK顯著高于各施肥處理，T1、T2 與其余3個施肥處理之間也存在顯著差異。主要是因為未施氮肥的對照煙葉中煙堿、蛋白質含量較低，而兩糖含量正常，因此糖堿比較大，且煙葉中煙堿、蛋白質含量隨著銨態氮比例的增加而增加，所以糖堿比表現隨著銨態氮比例增加而降低。

3 小 結

研究結果顯示，在煙株生物量及氮肥利用率方面表現最好為硝態氮∶銨態氮為5∶5，即硝銨比1∶1 的處理；而煙葉中氮、煙堿、蛋白質含量最高的為銨態氮處理；總糖、還原糖則是硝態氮處理含量最高。綜合考慮各種化學指標對煙葉品質的影響可知，在不同氮肥形態配比的試驗中對煙葉產質量最好的為硝銨比1∶1。因此煙草栽培過程中按照硝銨比1∶1 的比例進行施肥，既可以防止因只施銨態氮在前期需要轉化而影響煙株生長，又可以防止只施硝態氮由于后期降雨而降低氮肥利用率的問題，并且還能獲得較高的產量和適宜的氮、煙堿、總糖、還原糖、糖堿比等化學指標。

4 討 論

在同等施肥量不同氮肥形態和配比的條件下，施硝態氮煙株的生物量略大于施銨態氮煙株的生物量，地上部生物量最大的為硝銨比1∶1 的處理。可能是因為硝態氮在土壤中無須轉化即可被作物吸收，可及時滿足烤煙還苗后對氮的需求，促進早發旺長，從而有利于煙株的生長發育，這與蔡曉布[10]、徐茜等[11]的研究結果一致。

煙株煙葉和莖桿氮含量隨著銨態氮比例的增加而增加，這可能是因為NH4-N 能被土壤膠體所吸附，不易淋失，因而可以較多地被煙株吸收利用。張延春等[12]人的研究結果也表明100%硝態氮不利于煙株對氮素的吸收，說明在同等條件下配施銨態氮有利于煙株對氮素的吸收利用，但煙葉中總氮含量過高，則使煙氣辛辣、刺激性大，過低則使煙氣平淡無味。因此硝態氮與銨態氮適宜的配比是煙草栽培技術的關鍵。

本研究氮肥利用率最高的為硝銨比1∶1 的處理，但也有試驗結果[12]表明當硝態氮與銨態氮比例為75∶25～50∶50 時，有利于提高煙葉對土壤養分（包括肥料中的養分）的利用率。出現這種差異的原因可能是土壤類型或氣候因素不同，因此對于有利于提高煙株氮肥的利用率的不同氮肥形態的具體配比還需要進一步驗證。

煙葉中的總糖、還原糖在燃吸過程中能調節酸堿平衡，使吃味醇和，增加煙氣的和順性。不同氮素形態對烤后煙葉總糖、還原糖的影響規律大致相同，都是隨著硝態氮含量的增加而升高。而對煙葉中煙堿和蛋白質含量的影響與兩糖影響卻完全相反，即在烤后煙葉中煙堿和蛋白質含量隨著硝態氮含量的增加而減少。黎成厚等人[13-14]的研究結果表明施硝態氮能提高總糖、還原糖含量，有利于煙葉品質的提高；而施銨態氮可以增加煙株對氮的吸收，提高煙堿含量，但不利于煙葉總糖積累。王世濟[15]，宮長榮等[16]人的研究也表明在含有硝態氮的處理中，隨著硝態氮比例的提高，烤煙中的總糖、還原糖的含量增加，總氮、蛋白質、煙堿含量降低，這與本試驗結果一致。糖堿比變化差異較其余化學指標變化較大，大致表現為隨著硝態氮含量的增加而升高，主要是因為施用硝態氮的處理總糖含量較高而煙堿含量較低，但是糖堿比最高的不是100%施用硝態氮的處理而是沒有施氮肥的CK，由此可見施用硝態氮更有利于煙葉糖堿比的提高，李建偉等[17]人的研究結果也表明增加硝態氮比例可降低含氮化合物含量，提高碳水化合物含量，從而提高糖堿比，有利于煙葉內在成分的協調。

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