幼苗期不同烤煙品種對氮營養(yǎng)響應(yīng)的差異研究

劉巧真等

摘要：采用沙培方式，研究了氮素濃度對不同烤煙品種幼苗生物學特性的影響。結(jié)果表明，幼苗期不同烤煙品種對氮營養(yǎng)響應(yīng)存在顯著差異，生物產(chǎn)量、總根表面積和葉片葉綠素SPAD值受氮素濃度影響較大，在低氮濃度條件下，不同烤煙品種差異最大，隨氮素濃度的增加，品種差異縮小。低氮濃度條件下的豫煙7號（Nicotiana tabacum L. cv. Yuyan No.7）和豫煙9號（N.tabacum cv. Yuyan No.9）幼苗具有相對較高的生物產(chǎn)量、總根表面積和葉片葉綠素SPAD值，而中煙100（N.tabacum cv. Zhongyan 100）幼苗相對較低。生物產(chǎn)量氮素反應(yīng)指數(shù)表明，豫煙9號幼苗在中低氮素條件下，對氮素濃度變化較敏感，中煙100和豫煙5號（N.tabacum cv. Yuyan No.5）幼苗在中高氮素水平下，對氮素濃度變化較敏感。因此，幼苗期在很大程度上可以反映出不同烤煙品種的氮營養(yǎng)差異。

關(guān)鍵詞：烤煙；幼苗期；氮素營養(yǎng)；生物產(chǎn)量；氮素反應(yīng)指數(shù)

中圖分類號：S572；S505.1；S311 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）10-2950-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.036

Study on Response of Different Flue-Cured Tobacco to Nitrogen Nutrition at Seedling Stage

LIU Qiao-zhen， GUO Fang-yang， LIANG Tao， CAO Hua-min， WU Zhao-hui， YAN Xiao-mao， CHEN Ting-gui

（Tobacco Research Institute of Henan Academy of Agricultural Sciences / Tobacco Research Institute Henan Provincial Tobacco Company， Xuchang 461000， Henan， China）

Abstract：The effects of nitrogen nutrition on the biological characters of different flue-cured tobacco breeds were studied by sand culture. The results showed that the response to nitrogen nutrition of different flue-cured tobacco at seedling stage differed obviously， as biological yield， root surface area and chlorophyll SPAD value of leaf blade were strongly affected by the content of nitrogen content. The difference was the highest under low nitrogen content； and with nitrogen content increasing， the difference lessen. The biological yield， root surface area and chlorophyll SPAD value of leaf blade of Nicotiana tabacum L. cv. Yuyan No.7 and N. tabacum cv. Yuyan No.9 were higher than those of other's； while of N. tabacum cv. Zhongyan 100 was lower. The response index of biological yield showed that N. tabacum cv. Yuyan No.9 was sensitive to nitrogen nutrition under low and medium nitrogen concentration level； while N. tabacum cv. Zhongyan 100's and N. tabacum cv. Yuyan No.5's was sensitive under medium and high nitrogen concentration level. Thus the difference of nitrogen nutrition of different flue-cured tobacco breeds could be revealed at seedling stage.

Key words： flue-cured tobacco； seedling stage； nitrogen nutrition； biological yield； nitrogen response index

氮素是煙草（Nicotiana tabacum L.）葉片產(chǎn)量、品質(zhì)形成中最重要的營養(yǎng)元素之一，適宜的氮素營養(yǎng)條件才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的煙葉[1]。近年來，部分煙區(qū)烤煙新品種的推廣阻力較大，其中一個主要原因就是與新品種氮素營養(yǎng)特性掌握不全、施肥不當、造成品種特性無法充分展現(xiàn)有關(guān)[2]。了解烤煙新品種氮素營養(yǎng)特性，可以有效指導煙葉生產(chǎn)，同時掌握種質(zhì)資源的氮素營養(yǎng)特性，也更利于有目的的開展育種工作[3]。李天福等[4，5]、梁景霞等[6]、楊鐵釗等[7]研究團隊分別在大田條件和水培條件下，對部分烤煙品種和種質(zhì)資源進行了氮素營養(yǎng)基因型差異研究。烤煙是以收獲煙葉為主要目的的農(nóng)作物，幼苗期氮素營養(yǎng)特性與大田期具有一致性，因此在理論上研究幼苗期不同烤煙品種氮素營養(yǎng)響應(yīng)方式可以反映出該品種的真實氮素營養(yǎng)特性。試驗通過人工氣候箱沙培方法研究了幼苗期不同烤煙品種對氮素濃度的響應(yīng)差異，以期為建立評判品種耐肥性差異的方法與指標以及指導煙葉生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試煙草品種有中煙100（N. tabacum cv. Zhongyan 100）、NC 297（N. tabacum cv. NC 297）、豫煙5號（N. tabacum cv. Yuyan No.5）、豫煙7號（N. tabacum cv. Yuyan No.7）、豫煙9號（N. tabacum cv. Yuyan No.9）、豫煙10號（N. tabacum cv. Yuyan No.10），6個品種的種子由中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所提供。儀器主要有QHZ-ZN-250B智能數(shù)顯人工氣候箱（上海博泰實驗設(shè)備有限公司）、SPAD-502Plus葉綠素計[日本柯尼卡美能達（中國）有限公司]、WinRHTZO根系分析系統(tǒng)（加拿大Regent公司）。

1.2 處理

試驗在河南省農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所人工氣候箱內(nèi)進行，箱內(nèi)溫度28 ℃、相對空氣濕度85 %，每1 h換氣1次，每次換氣50 s，光照條件為每天12 h光/12 h暗。采用砂培方法，即在一次性紙杯底鉆3個小孔，墊上與杯底大小相同的200目篩網(wǎng)，杯內(nèi)裝入240 g20目以上粒徑比例占60%左右的粗砂；播種前將杯子放入Hoagland營養(yǎng)液中充分吸水飽和，然后播種并覆少量土。出苗前紙杯一直放在有1.5 cm深的氮素濃度為6 mmol/L的Hoagland營養(yǎng)液托盤中，出苗后每隔3 d向紙杯內(nèi)添加Hoagland營養(yǎng)液至飽和。待葉長至5～6片時開始試驗。選擇大小一致的煙苗，浸泡后移栽至氮素濃度分別為3、9、15 mmol/L的3種Hoagland營養(yǎng)液（分別為低氮、中氮、高氮水平）吸水飽和過的砂粒杯中，每處理100杯，每隔3 d加一次原濃度營養(yǎng)液。

1.3 方法

在移栽18 d后，小心將各品種的煙苗取出，沖洗干凈，分別調(diào)查單株葉片數(shù)、測定最大葉片的葉綠素SPAD值，用WinRHTZO根系分析系統(tǒng)掃描各品種的根系總根表面積；最后將植株在105 ℃環(huán)境中殺青20 min，60 ℃烘干，稱取生物產(chǎn)量。由生物產(chǎn)量計算氮素反應(yīng)指數(shù)[8]，分別為低氮與中氮、低氮與高氮和中氮與高氮條件下的生物產(chǎn)量比值。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素濃度對烤煙幼苗葉片數(shù)的影響

氮素濃度對烤煙幼苗葉片數(shù)的影響情況見圖1。從圖1可見，用不同氮素濃度的Hoagland營養(yǎng)液處理后，豫煙5號的幼苗葉片數(shù)均在10片以上，高于其他品種1片左右，中煙100和豫煙10號的幼苗葉片數(shù)相對較低，豫煙7號、豫煙9號和NC297居中，品種間變異系數(shù)相對較小（4.43%）。隨著氮素濃度的增加，各品種的幼苗葉片數(shù)變化不大。由此看來，參試各品種幼苗葉片數(shù)主要受遺傳的影響，氮素濃度變化對幼苗葉片數(shù)的影響相對較小。

2.2 氮素濃度對烤煙幼苗總根表面積的影響

根系是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，吸收能力與總根表面積密切相關(guān)。氮素濃度對烤煙幼苗總根表面積的影響情況見圖2。從圖2可見，隨氮素濃度增加，參試各品種幼苗的總根表面積也在增加。方差分析結(jié)果表明，豫煙7號、豫煙9號和豫煙5號幼苗的總根表面積顯著高于其他品種，中煙100和豫煙10號幼苗的總根表面積則相對較小。

2.3 氮素濃度對烤煙幼苗葉片葉綠素SPAD值的影響

氮素濃度對烤煙幼苗葉片葉綠素SPAD值的影響情況見表1。從表1可見，隨氮素濃度的增加，參試各品種幼苗的葉片葉綠素SPAD值同步增加，并且品種間的變異系數(shù)也在增加；以中煙100和豫煙10號的葉片葉綠素SPAD值較低，這2個品種與其他大部分品種間差異明顯；其他品種間的差異較小。并且在低氮素濃度條件下，更能反映出參試各品種間的葉片葉綠素SPAD值的差異，具體表現(xiàn)為豫煙7號>豫煙9號>豫煙5號>NC297>豫煙10號>中煙100。

2.4 氮素濃度對烤煙幼苗生物產(chǎn)量的影響

氮素濃度對烤煙幼苗生物產(chǎn)量的影響情況見表2。從表2可以看出，參試各品種幼苗生物產(chǎn)量均隨氮素濃度的提高而增加。在低氮、中氮濃度條件下，幼苗生物產(chǎn)量均表現(xiàn)為豫煙7號>豫煙9號>NC297>豫煙5號>豫煙10號>中煙100；在高氮濃度條件下，幼苗生物產(chǎn)量表現(xiàn)為豫煙7號>豫煙9號>豫煙5號>NC297>豫煙10號>中煙100。綜合來看，豫煙7號和豫煙9號的幼苗生物產(chǎn)量顯著高于參試品種的平均值，中煙100和豫煙10號顯著低于平均值。隨著氮素濃度增加，品種間變異系數(shù)先增加后降低，低氮、中氮濃度的變異系數(shù)大于高氮濃度；并且豫煙7號和豫煙9號、豫煙5號和NC297之間的差異在縮小，但4個品種與豫煙10號、中煙100之間的差異在增大。由此看來，相對較低的氮素濃度水平更能反映出不同烤煙品種在幼苗階段的生物產(chǎn)量差異。

氮素反應(yīng)指數(shù)反映了作物對氮素的敏感性和耐低氮的能力[9]，相同條件下，數(shù)值越低，說明作物對氮素濃度的變化越敏感。試驗里氮素濃度對烤煙幼苗生物產(chǎn)量的氮素反應(yīng)指數(shù)影響情況見表3。從表3可見，低/中氮素反應(yīng)指數(shù)是豫煙9號最小，中煙100最大；低/高氮素反應(yīng)指數(shù)是豫煙5號最小，豫煙7號最大；中/高氮素反應(yīng)指數(shù)是中煙100、豫煙5號最小，豫煙9號、豫煙7號最大。由此看來，不同氮素水平對烤煙幼苗生物產(chǎn)量的影響不同，中低氮素濃度水平條件下，增加氮素濃度，豫煙9號幼苗生物產(chǎn)量明顯增加，即豫煙9號在中低氮素濃度水平下對氮素變化最敏感；而中煙100和豫煙5號在中高氮素水平條件下，對氮素濃度變化最敏感。這說明豫煙9號在相對較低的氮素供應(yīng)條件下，就可以表現(xiàn)出較高的生物產(chǎn)量；而中煙100和豫煙5號只有在相對較高的氮素供應(yīng)條件下，生物產(chǎn)量才能明顯提高。

3 小結(jié)與討論

試驗結(jié)果表明，除葉片數(shù)外，烤煙品種中煙100、NC297、豫煙5號、豫煙7號、豫煙9號、豫煙10號幼苗期的生物產(chǎn)量、總根表面積和葉片葉綠素SPAD值均受氮素濃度的影響；不同烤煙品種幼苗對氮素濃度的響應(yīng)存在顯著差異，并且在低氮素濃度條件下更能反映出不同品種間的差異；隨氮素濃度的增加，品種間的差異減小，這與梁景霞等[10]的低氮水平更能體現(xiàn)煙草植株氮素營養(yǎng)的基因型差異研究結(jié)果一致。試驗中，低氮濃度條件下的豫煙7號、豫煙9號在幼苗期具有較高的生物產(chǎn)量、總根表面積和葉綠素SPAD值；豫煙5號的總根表面積、葉綠素SPAD值與豫煙7號、豫煙9號沒有差異，但生物產(chǎn)量低；而中煙100的各項指標均最低，這與黃元炯等[9]在大田條件下豫煙5號較豫煙7號具有較高的生物產(chǎn)量結(jié)論不一致，可能與豫煙5號本身的品種特性有關(guān)。在幼苗期，豫煙5號的葉片數(shù)相對較多、根系發(fā)達，但莖較短，葉片也較小，整體長勢不及豫煙7號和豫煙9號；但在大田條件下，隨煙株的生長發(fā)育，豫煙5號的節(jié)間距增大、葉片開片、生長勢增強，整體長勢超過豫煙7號，這與豫煙5號前期生長較慢、后期長勢較強的品種特性相符。由此看來，幼苗期可以在很大程度上反映出品種的氮素營養(yǎng)特性，但由于不同品種間存在長勢快慢的差異，幼苗期與大田期的結(jié)果也可能還存在一定的偏差。

試驗結(jié)果還表明，不同烤煙品種間幼苗的生物產(chǎn)量氮素反應(yīng)指數(shù)存在差異，氮素反應(yīng)指數(shù)反映了作物對氮素營養(yǎng)的敏感性，各品種對氮素的敏感性與氮素濃度水平有關(guān)，如豫煙9號幼苗在中低氮素濃度水平下表現(xiàn)出較高的敏感性，而在中高氮素濃度水平下敏感性降低；即在中低氮素濃度水平下，隨氮素濃度增加，幼苗生物產(chǎn)量明顯增加；但在中高氮素濃度水平下，隨氮素濃度增加，幼苗生物產(chǎn)量增加幅度減小。中煙100幼苗在中低氮素濃度水平下，對氮素濃度變化不敏感；在中高氮素濃度水平下，則相對較敏感。由此看來，參試烤煙品種幼苗的氮營養(yǎng)特性與低氮濃度條件下的氮響應(yīng)有關(guān)，同時還與中高氮素濃度條件下的氮營養(yǎng)敏感性有關(guān)。

總的來看，氮素濃度變化對烤煙品種幼苗葉片數(shù)的影響較小，但對生物產(chǎn)量、總根表面積和葉片葉綠素SPAD值的影響較大，并且在低氮條件下，品種差異最大；伴隨著氮素濃度的增加，品種差異縮小。低氮條件下，豫煙7號和豫煙9號幼苗具有相對較高的生物產(chǎn)量、總根表面積和葉片葉綠素SPAD值；而中煙100幼苗的各項指標相對較低。生物產(chǎn)量氮素反應(yīng)指數(shù)表明，豫煙9號幼苗在中低氮素水平下，對氮素濃度的變化較敏感，中煙100和豫煙5號幼苗在中高氮素濃度水平下，對氮素濃度的變化較敏感。

參考文獻：

[1] 陳瑞泰.中國煙草栽培學[M].上海：上海科學技術(shù)出版社，1987.138-141.

[2] 李雪君，孫 煥，段旺軍，等.烤煙新品種豫煙7號的選育及其特征特性[J].中國煙草科學，2011，32（3）：8-11.

[3] 趙 剛，王淑英，王 勇，等.不同冬小麥品種對氮素吸收利用效率的差異研究[J].華北農(nóng)學報，2010，25（3）：180-185.

[4] 李天福，陳 萍，冉邦定.烤煙不同耐肥品種的肥料利用率與煙葉品質(zhì)[J].煙草科技，1999（4）：33-34.

[5] 李天福，冉邦定，陳 萍，等.云南烤煙主要栽培品種的耐肥特性研究[J].煙草科技，1995（2）：32-34.

[6] 梁景霞，梁康逕，林文雄，等.煙草氮素營養(yǎng)的基因型差異初探[J].中國煙草學報，2007，13（6）：36-40.

[7] 楊鐵釗，林彩麗，丁永樂，等.不同基因型煙草對氮素營養(yǎng)響應(yīng)的差異研究[J].煙草科技，2001（6）：32-35.

[8] 曹桂蘭，張媛媛，樸鐘澤，等.水稻不同基因型耐低氮能力差異評價[J].植物遺傳資源學報，2006，7（3）：316-320.

[9] 黃元炯，張生杰，馬永建，等.不同烤煙品種（基因型）氮效率及耐低氮能力的差異[J].煙草科技，2013（4）：71-77.

[10] 梁景霞，梁康逕，祁建民，等.煙草不同基因型耐低氮能力差異評價[J].植物遺傳資源學報，2007，8（4）：451-455.