不同形态氮配比对植烟土壤无机氮分布及烟叶产质量的影响

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　　摘要 為探究不同形态氮素配比对植烟土壤氮素分布、产质量的影响，以云烟87为参试品种，试验设T1（100%NO3--N）、T2（70%NO3--N：30%NH4+-N）、T3（50%NO3--N：50%NH4+-N）、T4（30%NO3--N：70%NH4+-N）、T5（100%NH4+-N）5个处理，对0～40  cm土层植烟土壤不同形态无机氮分布、烟株农艺性状及产质量进行比较。结果表明，各处理0～20  cm土层土壤硝态氮含量在栽后30 d时随硝态氮施用比例增加而逐渐降低，60、75 d时，单一施用铵态氮（T5）处理硝态氮含量显著大于其他处理。栽后30 、45 d，20～40  cm土层土壤硝态氮含量随硝态氮施用比例的增加而增加。20～40  cm土层土壤铵态氮含量生育期内与硝铵态氮施入量无明显关系。0～40  cm土层土壤无机氮含量在生长前期受施氮影响较大，30 d后各土层无机氮含量无明显规律。不同硝铵态氮配比对烤烟产值的影响不大，各处理间差异不显著;烟碱含量、总氮含量和氯离子含量与硝铵态氮比值呈极显著负相关，总糖含量、还原糖含量和钾离子含量与硝铵态氮比值呈极显著正相关，不同形态氮配比对烤烟常规化学成分含量的影响较大。
　　关键词 烤烟;不同形态氮配比;产质量
　　中图分类号 S572 文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2020）11-0164-05
　　Abstract In order to explore the effects of different nitrogen ratios on nitrogen distribution，yield and quality of tobacco planting soil，Yunyan 87 was used as a test variety T1（100% NO3-N）， T2（70% NO3-N：30% NH4+N）， T3（50% NO3-N： 50% NH4+N）， T4（30% NO3-N： 70% NH4+N）， T5（100% NH4+N） five treatments，planting were setted The distribution of inorganic nitrogen in different forms of 0-40 cm soil，the agronomic traits and yield quality of tobacco plants were compared and analyzed.The results showed that the nitrate content of 0-20 cm in each treatment increased with the proportion of nitrate nitrogen in the 30th day after planting.Gradually，at 60 and 75 d，the content of nitrate nitrogen in singleapplication ammonium （T5） treatment was significantly higher than other treatments.At 30 and 45 d after planting，the nitrate nitrogen content in the 20-40  cm soil layer increased with the increase of the proportion of nitrate nitrogen application.There was no significant relationship between the 20-40  cm ammonium nitrogen content during the growth period and the ammonium nitrate content.The inorganic nitrogen content of 0-40  cm was greatly affected by nitrogen application in the early growth stage，and there was no obvious rule of inorganic nitrogen content in each layer after 30 d.The effect of different ammonium nitrate ratios on the output value of fluecured tobacco was not significant，and the difference between the treatments was not significant.The nicotine content，total nitrogen content and chloride ion content were significantly negatively correlated with the ratio of ammonium nitrate nitrogen，total sugar content.There was a significant positive correlation between the content of reducing sugar and potassium ion and the ratio of ammonium nitrate.The ratio of different forms of nitrogen had a great influence on the content of conventional chemical components in fluecured tobacco. 　　Key words Tobacco;Different forms of nitrogen ratio;Yield and quality
　　
　　烟草作为对氮素供应较为敏感的作物，氮素供应量、供应时期及供应形态对烟株生长发育、生理特性及产质量形成均有一定程度的影响，不同生态地区、不同品种对氮素供应的响应也不尽相同。土壤氮素主要以有机态氮及无机态氮的形式存在，其中，有机态氮一般占土壤氮素总量的95%以上[1]，主要包括蛋白质、核酸、氨基酸、腐殖质四大类。无机态氮在土壤的含量仅占土壤中全氮含量的1%～10%，主要包括铵态氮、硝态氮和少量亚硝态氮。化肥作为土壤氮素补充的重要手段之一，其品类对土壤供氮能力以及植株氮素吸收有直接作用，目前化学氮肥主要包括铵态氮肥、硝态氮肥、酰胺态氮肥和氰铵态氮肥[2]。Court等[3]认为，植物对铵态氮的吸收会导致植物根系土壤酸化，对植物生长产生抑制效应;邢瑶[4]进行的水培试验结果表明，单施铵态氮不利于整株及地上部干物质积累，茎、叶含氮量以及可溶性糖含量均最低，根系总长度、总表面积以及总体积均明显低于其他形态配比。笔者以云烟87为参试品种，研究了不同形态氮配比对植烟土壤无机氮分布及烟叶产质量的影响。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　试验于2018年3—10月在贵州省毕节市大方县马场镇民丰村（105°28′48″E，26°54′24″N）进行，该地地处低纬度高海拔地区，属亚热带湿润季风气候，海拔在1 500 m左右，年平均气温11.80 ℃，年平均降水量为1 155 mm，降水多集中在4—9月，占全年降水量的78.80%，日照时数为1 311.22 h，无霜期为254～325 d，常年相对湿度84%。供试土壤为黄壤土，0～20 cm土壤有机质含量21.51 g/kg，全氮含量0.87 g/kg，速效氮含量73.97 mg/kg，速效磷含量10.11 mg/kg，速效钾含量121.07 mg/kg，pH 675，土壤容重1.32 g/cm3，最大田间持水量27.10%。
　　1.2 试验材料 供试品种为云烟87。
　　1.3 试验设计 试验共设5个处理，具体设计表1。氮肥品种为碳铵（含氮17%）、KNO3（含氮13.5%），磷肥品种为过磷酸钙（含磷12%），钾肥品种为硫酸钾（含钾51%）。各处理施入纯氮量为90 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶3，其中全部磷肥及70%氮肥、钾肥作基肥于移栽前一次性条施，30%氮肥、钾肥于移栽当天作窝肥穴施。采用随机区组设计，采样区小区面积161.70 m2，重复3次。行距120 cm，株距55 cm，4月29日移栽，田间管理按优质烟叶生产技术要求进行。
　　1.4 样品采集与测定
　　（1）栽后30 d，每隔15 d用土钻采集0～20、20～40 cm土层土样，采集一份过20目筛备用，取至栽后90 d。
　　（2）各小区烟叶成熟采烤后统计烤后烟叶产量、产值、均价，按国家标准（GB-2635-92）进行分级，确定各处理上等烟比例。取各处理调制后C3F烟叶样品，于50 ℃烘干碾碎，过60目筛，用于烟叶常规化学成分分析。
　　硝态氮含量采用紫外分光光度法测定;铵态氮含量采用靛酚蓝比色法测定[5]。烤后烟样常规化学成分（总糖、烟碱、还原糖、钾、总氮、氯、淀粉等）的检测均采用YC/T 159—2002连续流动法。
　　1.5 数据处理 试验数据用Excel、DPS软件进行处理。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同形态氮配比对植烟土壤无机氮分布及烟叶产质量的影响
　　2.1.1 不同形态氮配比对0～20、20～40 cm土层硝态氮含量的影响。从图1可以看出，各处理生育期内0～20 cm土层硝态氮含量均呈快速下降后趋于稳定的趋势。其中，栽后30 d时，各处理硝态氮含量随硝态氮施用比例增加而逐渐降低，T1、T2显著小于T3、T4、T5（P<0.05）。栽后45 d时，0～20 cm土层硝态氮含量与施入硝态氮比例没有明显关系，表现为T5>T3>T4>T2>T1，T1处理硝态氮含量显著小于其余各处理。之后土壤硝态氮含量急剧下降，至栽后60 d，各处理硝态氮含量均低于15 mg/kg，T5处理硝态氮含量显著大于其余4个处理。75～90 d时，各处理土壤硝态氮含量变化较小，说明该期烟株对氮素的吸收大大减少，处理之间硝态氮变化差异较小，但栽后75 d时，T5处理该层硝态氮含量仍显著大于T1处理，直至栽后90 d，各处理间硝态氮含量均无显著差异。
　　由图2可知，20～40 cm土层硝态氮含量变化趋势与0～20 cm土层一致，也呈快速下降后趋于稳定的趋势，但生育期内该层硝态氮含量变幅明显小于0～20 cm土层，且最高硝态氮含量也明显小于0～20 cm土层。20～40 cm土层各处理变化与上一土层不同，该层土壤栽后30 d硝态氮含量随硝态氮比例的增加而增加，分别达35.85、32.07、29.41、27.63、25.66 mg/kg，其中T1、T2显著大于T3、T4、T5，说明生育前期土壤硝态氮含量过高，容易导致硝态氮往更深土层运移。栽后45 d时，T1>T2>T4>T3>T5，说明铵态氮的添加能够有效提高土壤对氮素的固持能力。栽后60及75 d时，与上一土层相似，土壤中硝态氮含量急剧下降，但各处理变化无明显规律，直至栽后90 d，各处理该层硝态氮含量基本稳定。
　　2.1.2 不同形态氮配比对0～20、20～40 cm土层铵态氮含量的影响。
　　由图3可知，生育期内0～20 cm土层铵态氮含量呈先下降后升高再下降的双峰曲线，但铵态氮含量整体较低，最高仅为7.17 mg/kg。与硝态氮变化规律不同，土壤铵态氮含量受施入不同形态氮素的影响较小。栽后30 d时，該土层各处理铵态氮含量表现为T4>T3>T5>T2>T1，且T1显著小于T3、T4、T5，与T2之间无显著差异。栽后45 d时，仍以T4、T5处理含量较高，分别为5.01和5.53 mg/kg，显著高于其余3个处理。栽后60 d时，该层铵态氮含量达到最低，且各处理间无显著差异。栽后75 d时各处理该层铵态氮含量急剧升高，可能由于打顶促进了烟株根系的二次发育，使根系对土壤氮素的吸收，致使土壤氮素矿化加剧，90 d时该层铵态氮含量又明显下降，且各处理间下降量无明显规律。 　　由图4可知，该层铵态氮含量变化规律与0～20 cm土层基本一致，均呈先下降，75 d时升高，之后又开始下降的双峰曲线，且与硝态氮类似，该层铵态氮变幅较上层更小。各处理该层铵态氮含量生育期内变异系数分别为0.26、0.49、0.49、0.48、0.43，与上一土层相比更为稳定，生育期内变化更小。该层土壤生育期内铵态氮含量与铵态氮施加比例间无明显规律，即说明铵态氮肥的添加对该层铵态氮含量无明显影响。
　　2.1.3 不同形态氮配比对0～20、20～40 cm土层无机氮含量的影响。
　　由图5可知，土壤0～20 cm土层无机氮含量呈先下降后趋于平稳的趋势。生育期内无机氮含量变化较大，其中以T4处理变异系数最大，其次是T3、T1、T2、T5。栽后30 d时，随铵态氮施用量的增加，无机氮含量也逐渐增加，T4、T5处理土壤无机氮含量分别为45.92和45.02 mg/kg，显著高于T1、T2处理，与T3处理间无显著差异。栽后45 d时，各处理间无机氮含量表现为T5>T3>T4>T2>T1，T1处理该层无机氮含量显著低于T3、T4、T5处理，之后该层无机氮含量急剧下降，至栽后60 d，T5处理无机氮含量最高，仅为16.25 mg/kg，T3处理无机氮含量最低，为8.49 mg/kg，之后该层土壤无机氮含量趋于稳定，至栽后90 d，各处理无机氮含量达到最低，分别为4.76、7.55、8.09、5.17、7.89 mg/kg。
　　 由图6可知，该层土壤无机氮含量整體低于0～20 cm土层，且与0～20 cm土层相比，各处理间20～40 cm土层无机氮含量差异较小。栽后30 d时，T1处理该层无机氮含量为40.98 mg/kg，分别比T2、T3、T4、T5处理高1.25、5.12、6.36、9.37 mg/kg，显著高于T5处理，其余各处理间均无显著差异。栽后45 d时，T1处理该层无机氮含量仍最高，其次分别是T2、T4、T3、T5，但各处理间未达显著差异。栽后60 d时，该层土壤无机氮含量明显低于45 d，T1、T2、T3、T4、T5分别下降了18.35、12.95、11.29、10.13、5.42 mg/kg，其下降量随硝态氮施用比例的增加而增加。移栽75 d时，该层土壤较60 d时仍有小幅下降，各处理下降量分别为5.18、4.89、4.73、6.59、7.31 mg/kg，与前一时期相反，该阶段该层无机氮含量下降量随铵态氮比例的增加而逐渐增大，75 d后该层无机氮含量变化较小，说明烟株后期对该层氮素吸收量明显下降。
　　2.2 不同形态氮配比对烤烟经济性状的影响
　　由表2可知，不同硝铵态氮配比对烤烟产量的影响不大，各处理间差异不显著，其中T3处理产量最高为2 017.35 kg/hm2，略高于其他处理;不同硝铵态氮配比对烤烟产值的影响较大，其中T3和T4处理产值较大，差异不显著，但显著高于T1、T2和T5，分别比T1、T2和T5高14.10%、7.03%和10.25%，T1处理产值最低，为36 323.17 kg/hm2，说明单一施用硝态氮对烤烟产值不利;不同硝铵态氮配比对上等烟比例影响较大，其中T3处理上等烟比例最高，达36.41%，显著高于其他处理，T2和T4处理间差异不显著，但显著高于T1和T5处理，T1处理上等烟比例最低，为24.75%，说明单一施用硝态氮使烤烟上等烟比例降低;中等烟比例T3处理最高，为47.50%，分别比T1、T2、T4和T5提高了5.90%、4.36%、3.35%和6.80%，T2和T4之间差异不显著，T1和T2之间差异不显著，T1和T5之间差异不显著，T5处理中等烟比例最低，说明单一施用铵态氮不利于中等烟比例的提高;不同硝铵态氮配比对均价影响较大，其中T3处理均价最高，为22.44元/kg，显著高于其他处理，分别比T1、T2、T4和T5高3.4、1.88、1.17和1.5元/kg，T1处理均价含量最低，为19.04元/kg。
　　2.3 不同形态氮配比对烤后烟常规化学成分含量的影响
　　由表3可知，硝铵配比对烤后烟常规化学成分含量的影响较大。烤烟叶片中烟碱含量随着铵态氮比例的增加而增加，其中T1处理烟碱含量最低，显著低于其他处理，T2和T3处理之间烟碱含量差异不显著，但显著低于T4和T5处理的烟碱含量，T4和T5之间烟碱含量差异不显著;烤烟叶片总糖含量随着铵态氮比例的增加而降低，其中T1处理总糖含量显著高于其他处理，T3和T4处理之间总糖含量差异不显著，T5处理总糖含量显著低于其他处理;硝铵态氮配比对烤烟叶中还原糖含量影响的规律与总糖一样，其中T1处理还原糖含量显著高于其他处理，T3和T4处理之间还原糖含量差异不显著，T5处理还原糖含量显著低于其他处理;总氮含量随铵态氮比例的增加而增加，其中T1处理总氮含量最低，显著低于其他处理，T2和T3处理之间总氮含量差异不显著，但显著低于T4和T5处理的总氮含量，T4处理总氮含量显著高于T5处理;钾离子含量随着铵态氮比例的增加而降低，其中T1处理钾离子含量显著高于其他处理钾离子含量，T2、T3和T4处理之间钾离子含量差异不显著，T5处理钾离子含量显著低于其他处理;氯离子含量随铵态氮比例的增加而增加，其中T1处理氯离子含量最低，显著低于其他处理，T2和T3处理之间氯离子含量差异不显著，但显著低于T4和T5处理的氯离子含量，T4处理氯离子含量显著高于T5处理。整体而言，烤烟叶片中烟碱含量、总氮含量、氯离子含量随铵态氮比例的增加而增加，总糖含量、还原糖含量和钾离子含量随着铵态氮比例的增加而降低。
　　2.4 硝铵态氮比值与常规化学成分相关性分析 　　硝铵态氮比值与烟碱含量、总糖含量、还原糖含量、总氮含量、钾离子含量和氯离子含量的相关性系数分别为0.989**、0.947**、0.957**、0.996**、0.696**、0.995**，结果表明，烟碱含量、总氮含量和氯离子含量与硝铵态氮比值呈极显著负相关，总糖含量、还原糖含量和钾离子含量与硝铵态氮比值呈极显著正相关，说明硝铵态氮配比对烤烟常规化学成分含量具有较大影响。
　　3 讨论
　　唐经祥等[6]研究认为，与配施饼肥、不同基追比、不同施肥方法相比，不同硝态氮施用比例对烟株的影响更大;张延春等[7]认为，只要总施氮量一致，不同氮素形态对烟株生长过程中农艺性状无显著影响;唐国俊[8]研究显示，栽后60 d开始，不同氮肥形态配比对烤烟生长发育及氮肥利用率影响明显，且各处理农艺性状方面存在显著差异;岳俊芹等[9]研究认为，硝态氮有利于烟株早生快发，但郭培国等[10]研究认为，增施铵态氮，烟叶叶绿素含量明显提高;王利超等[11]研究认为，铵态氮施用量较大有利于烟叶产量提升，但王世济等[12]研究认为，不同形态氮素配比对烟株产量无显著影响。
　　4 结论
　　4.1 不同硝铵态氮配比对植烟土壤无机氮分布的影响
　　4.1.1 不同硝氨态氮配比对0～40 cm土层植烟土壤硝态氮分布的影响。在该试验中，栽后30 d时，各处理0～20 cm土层硝态氮含量随硝态氮施用比例增加而逐渐降低，T1、T2显著小于T3、T4、T5，栽后60和75 d时，T5处理硝态氮含量显著大于其余4个处理，其余时间该层土壤硝态氮含量各处理间无显著差异。说明硝态氮施用量增加不利于栽后30 d时耕层土壤硝态氮含量的维持，可能由于前期烟株较小，对土壤硝态氮吸附能力较弱，因而容易导致前期硝态氮的流失，后期T5处理0～20 cm土层硝态氮含量较高，可能由于铵态氮在土壤中吸附与解吸附作用以及硝化作用的共同影响，使铵态氮施用量较多的处理对氮素的固持能力更强。20～40 cm土层硝态氮含量变化趋势与0～20 cm土层一致，该层土壤栽后30 d時硝态氮含量随硝态氮施用比例的增加而增加，其中T1、T2显著大于T3、T4、T5，说明生育前期土壤硝态氮含量过高，容易导致硝态氮往更深土层运移。栽后45 d时，20～40 cm土层土壤硝态氮含量表现为T1>T2>T4>T3>T5，说明铵态氮的添加能够有效提高土壤对氮素的固持能力。
　　4.1.2 不同硝铵态氮配比对0～40 cm土层植烟土壤铵态氮含量的影响。
　　该研究结果显示，与硝态氮变化规律不同，土壤0～20 cm土层铵态氮含量受施入不同形态氮素的影响较小，栽后30、45 d时，T4、T5处理铵态氮含量显著大于T1，但与其他处理间未达显著差异，说明生长前期0～20 cm土层铵态氮含量随施入铵态氮量的增加而增加，但对生长后期该层土壤铵态氮含量无明显影响。土壤20～40 cm铵态氮含量生育期内与硝铵态氮含量施入量无明显关系。
　　4.1.3 不同硝铵态氮配比对0～40 cm土层植烟土壤无机氮含量的影响。
　　栽后30 d时，随铵态氮施用量增加，0～20 cm土层无机氮含量也逐渐增加，T4、T5显著高于T1、T2处理，与T3处理间无显著差异。栽后45 d时，T1处理该层无机氮含量显著低于T3、T4、T5处理，直至栽后75 d时，T5处理该层无机氮含量显著高于其余处理，该期土壤供氮能力过高不利于后期烟株适时成熟，说明铵态氮施用量过多土壤后期供氮能力较强，对烟株后期生长可能产生不利影响。T1处理20～40 cm土层无机氮含量在栽后30 d时显著高于T5处理，其余各处理间均无显著差异。栽后45 d时，T1处理该层无机氮含量仍最高，其次分别是T2、T4、T3、T5，但各处理间未达显著差异，之后该层无机氮含量下降较大，各处理间均无显著差异。
　　4.2 不同硝铵态氮配比对烤烟经济性状的影响
　　该研究结果表明，不同硝铵态氮配比对烤烟产量的影响不大，各处理间差异不显著;不同硝铵态氮配比对烤烟产值的影响较大，其中T3产值最高，显著高于T1、T2和T5，分别比T1、T2和T5高14.10%、7.03%和10.25%，T1处理产值最低，为36 323.17 kg/hm2，说明单一施用硝态氮对烤烟产值不利;不同硝铵态氮配比对上等烟比例影响较大，其中T3处理上等烟比例最高，达36.41%，T1处理上等烟比例最低，为2475%，说明单一施用硝态氮使烤烟上等烟比例降低;中等烟比例T3处理最高，为47.50%，分别比T1、T2、T4和T5提高了5.90%、4.36%、3.35%和6.80%，T2和T4之间差异不显著，T1和T2处理之间差异不显著，T1和T5之间差异不显著，T5处理中等烟比例最低，说明单一施用铵态氮不利于中等烟比例的提高;不同硝铵态氮配比对均价影响较大，其中T3处理均价最高，为22.44元/kg，显著高于其他处理，分别比T1、T2、T4和T5高3.4、1.88、1.17和1.5元/kg，T1处理均价含量最低，为19.04元/kg。
　　4.3 不同硝铵态氮配比对烤烟常规化学成分的影响
　　该研究结果表明，烟碱含量、总氮含量和氯离子含量与硝铵态氮比值呈极显著负相关，总糖含量、还原糖含量和钾离子含量与硝铵态氮比值呈极显著正相关，说明硝铵态氮配比对烤烟常规化学成分含量具有较大影响。综合考虑烤烟化学成分的协调性，T3处理烤烟化学成分协调性较好，对烟叶内在品质的提高有一定的促进作用。
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