豫中烟区水肥一体化条件下烤烟临界氮浓度稀释曲线与氮素营养诊断研究

  目的  为探究豫中烟区水肥一体化条件下烤烟临界氮浓度稀释曲线。  方法  以烤烟品种“豫烟10号”为试材,进行了田间试验,试验设置6个氮素（N₀、N₁、N₂、N₃、N₄和N₅）水平,通过测定6个氮素水平下的烤烟叶片干物质量、氮浓度以及氮素累积量,构建了水肥一体化条件下烤烟的临界氮浓度稀释曲线模型,并通过建立烤烟氮营养指数模型判断了烟株氮素营养的丰缺情况。  结果  （1）烤烟叶片干物质积累量随施氮量增加先增加后降低,氮浓度随烤烟生长进程而降低;（2）当叶片干物质积累量小于1 t/hm2时,干物质量和氮浓度的数据量变异较大且两者之间没有显著关系,当叶片干物质积累量大于1 t/hm2时,随着叶片干物质积累量的增加氮浓度逐渐降低;（3）烤烟叶片临界氮浓度、烤烟最高（N_max）、最低（N_min）氮浓度稀释模型与叶片干物质量之间均呈现幂指数的关系,其决定系数分别为R2=0.8768、0.8371、0.9537,均方根误差RMSE对模型的验证结果表明,该模型具有相对较好的模拟性能;（4）烤烟氮素营养状况的判定可以通过临界氮浓度建立的烤烟氮素吸收模型（N_uptc）、氮素营养指数模型（NNI）来表示,水肥一体化条件下豫中烟区的适宜施氮量在NNI下的诊断结果以30~45 kg/hm2为最佳施氮量。  结论  利用烤烟临界氮浓度稀释曲线模型和氮营养指数模型能够精准地预测水肥一体化条件下烤烟移栽后40 d到成熟期的氮素营养状况,从而为优化烤烟的氮素管理提供指导。      

应用~(15)N示踪法研究烤烟的氮素营养

大田中设置盆栽试验，采用15N示踪法对不同施氮水平烤烟的氮素吸收、肥料氮素的利用和土壤AN值进行研究。试验结果表明：烤烟全生育期吸收的氮素主要来自于土壤可利用氮。随着氮肥用量的增加，烤烟对肥料氮的吸收量增加、对土壤氮的吸收量减少，同时土壤对肥料氮素的固定和氮肥损失量增加。AN值有随氮素用量的增加而逐渐减少的趋势，但以处理4（氮素67．5kg／hm2）最低。肥料中氮索利用率以处理4最高，达到52．3％。     

浏阳烟区烤烟氮素吸收利用特征

以烤烟品种K326为材料,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究了浏阳烟区不同施氮量对烟叶干物质积累和氮素吸收利用、残留及损失的影响。结果表明,烟株根、茎、叶各器官氮素累积比例为1：2.5：6.5。烤烟吸收的氮素58.14%~62.55%来自肥料,37.45%~41.86%来自于土壤。基肥氮利用率为28.25%~40.18%,追肥氮利用率为35.95%~69.62%。基肥氮利用率随着追肥用量增加而提高,追肥氮利用率随着追肥用量增加呈明显减小。在158 kg/hm²氮水平内,增加施氮量有提高烤烟肥料氮利用率（21.97%~23.55%）和土壤残留率（35.97%~39.47%）的趋势但不显著,肥料氮损失率随氮素水平增加而减小,变化范围36.98%~42.07%。在158 kg/hm²氮水平下,烟株干物质累积量、总吸氮量和肥料氮吸收量最大,分别为5321.05、97.17和60.78 kg/hm²,肥料氮损失率最低,为36.98%。     

不同烤烟品种(基因型)氮效率及耐低氮能力的差异

以豫烟5号、豫烟6号、豫烟7号、中烟100烤烟品种为材料,研究了不同烤烟品种(基因型)氮效率及耐低氮能力的差异.结果表明:不同烤烟品种间氮效率及耐低氮能力差异显著,且低氮水平下表现出的差异最大.豫烟5号品种单株叶质量、氮素反应指数、干物质积累量、氮素积累量、氮效率均最高,中烟100品种均最低,说明豫烟5号品种具有较强的氮素吸收与积累能力,是氮高效品种,耐低氮能力强,属耐低氮的种质;中烟100为氮低效品种,耐低氮能力弱,属于不耐低氮的种质.     

利用15N示踪研究烤烟对氮素的吸收和分配规律

为了解河南烟区烤烟对氮素的吸收分配情况,试验采用15N分别标记基肥中的铵态氮（15NH4+）、基肥中的硝态氮（15NO3-）以及追肥氮的方法研究了烤烟大田生育期内各器官中氮素的吸收分配规律。结果显示:（1）在整个大田生育期烟株体内氮素积累量不断增加,其中旺长期增幅最大;烟株对土壤氮的积累量显著大于肥料氮,且吸收的氮素50%以上分布在叶片中;烟株根系对氮素的积累在整个生育期都呈现持续增加的趋势。（2）随生育期推进烟株各器官中积累肥料氮量占总氮比例不断降低;不同叶位间,叶片积累肥料氮占总氮的比例一直是:下部叶＞中部叶＞上部叶。（3）烟株在大田移栽后40d～60d期间为氮素积累强度最大时期,随后逐渐减弱,且生育后期烟株对肥料氮的积累表现为负值,而对土壤氮的吸收则表现出滞后性;烟株对基肥中硝态氮的吸收能力强于铵态氮,对追肥中氮素的吸收能力强于基肥氮。      

氮钼肥配施对烤烟生长发育及氮组分积累的影响

为探明氮钼肥配施对烤烟光合碳同化及氮组分积累的影响机制,以烤烟品种K326为供试材料,分析了盆栽试验条件下不同氮钼肥配比对烤烟气体交换参数、各器官氮素分配、含氮化合物以及干物质积累等的影响。结果表明：(1)不同氮素水平下,增施钼肥能够显著提高叶片的光合速率,施钼肥处理分别较未施钼肥处理增加9.98%～58.00%(N0)、0.86%～38.39%(N0.15)、0.19%～30.17%(N_0.3)。(2)中、低氮素水平下,烟株氮素累积量随着施钼肥量的升高而增加,分别较对照增加24.68%～30.77%(N0)、3.69%～43.47%(N0.15),高氮素条件下,施钼肥处理的氮素积累量降低。(3)烤烟的干物质积累量以N_0.15Mo_0.3处理最高,氮、钼肥以及二者的互作效应对烟株干物质积累量增长的贡献率分别为50.60%、37.65%和11.75%。(4)干物质积累量、硝酸还原酶活性和游离氨基酸含量(质量分数)对烤后烟叶中总氮、烟碱含量变化的影响较为显著,通过合理的氮钼肥配施能够提高烟株光合碳同化能力,促进烟株氮素吸收与物...     

黑麦草绿肥翻压下烤烟减施氮量研究

为明确湘西烟地翻压黑麦草作绿肥后烤烟减施氮量,采用大田试验,设计了减施氮量0%、10%、20%、30%等4个水平,研究了不同减施氮量对烤烟农艺性状、光合特性、经济性状和烟叶质量的影响。结果表明:翻压黑麦草作绿肥后,不同施氮量对烤烟农艺性状、干物质累积、叶面积指数、光合特性、经济性状以及烟叶物理特性、化学成分和评吸质量均有一定的影响。减施氮肥10%,烤烟农艺性状、干物质累积、叶面积指数和光合特性优于对照,与不减氮处理没有差异;其上等烟比例、产值高于对照和不减氮处理;其烟叶物理特性、化学成分协调性和评吸质量优于对照和不减氮处理。减施氮肥20%～30%,烟株农艺性状、经济性状和烟叶质量相对较差。翻压绿肥还田应根据绿肥种类和土壤肥力状况适当减少烤烟施氮量;湘西烟地翻压黑麦草作绿肥以减少施氮量10%为宜。     

低肥力土壤施氮对烤烟干物质积累、氮素吸收及产质量的影响

在低肥力地块上,通过田间试验研究了不同氮肥用量对烤烟干物质积累、氮素吸收及产质量的影响.结果表明,增加施氮量可提高烟株干物质积累量、氮素积累量和根、茎、叶的氮素含量;土壤中无机氮含量变化可分为前期增加、中期降低和后期相对稳定3个阶段,增施化学氮肥可以短期内明显增加植烟土壤中无机氮含量.在0～105 kg/hm2施氮范围内,随施氮量增加,烟叶产量、均价、产值增加,烟叶化学成分趋于协调.施氮对烤烟生物产量、氮素吸收积累和烟叶产质量有明显的影响.     

灌水和钾用量对烤烟干物质积累及养分吸收的影响

采用大田试验研究了灌水和钾肥用量对烤烟干物质积累及养分吸收的影响。结果表明,灌水和施用钾肥均可以促进烤烟干物质积累和养分吸收,显著提高叶片氮、钾含量。其中,灌水对增进烤烟干物质积累和烟株吸收磷素的效应大于施用钾肥,而施用钾肥对增加烤烟吸收氮素和钾素的作用大于灌水,水钾耦合对烤烟干物质积累和烟株养分吸收均有不同程度的正互作效应。     

不同根际pH值下烤烟生长反应的比较研究

烤烟生长显著地受根际ＰＨ的影响。伸根期时，处于弱酸性条件下的烟株长势最强，其叶绿素含量、净光合速率、叶绿体Ｈｉｌｌ反应强度、ＮＲ和ＧＰＴ活性＊及氨基氮含量均高于中性及弱碱性条件；旺长期时，弱碱性（ｐＨ≤８．０）处理的植株生长加快，碳氮代谢水平增高，超过中性及弱酸性处理。随根际ｐＨ值从５．５升高至８．０，烤烟对硝态氮的吸收减少，而对被态氮的吸收增加，吸克总量则呈上升趋势。酸性条件下烟株现蕾较中性及碱性条件下提早５～６天。根际ｐＨ７．５和ｐＨＳ．０的干物质积累量最多。     

干旱和氮用量对烤烟干物质和矿质养分积累的影响

采用盆栽试验研究了干旱和氮用量对烤烟(Nicotiana tabacum L.)干物质积累和矿质养分含量的影响。结果表明,在烤烟的生长发育过程中,干旱胁迫严重影响烟株干物质积累和矿质养分含量,特别是K、Fe、Mn含量对干旱的反应更加敏感,而干旱胁迫不影响不同生育期烤烟矿质养分积累规律。随氮用量增加,烟株干物质积累量显著提高,但烤烟干物质积累对氮用量的反应遵循报酬递减律。在干旱胁迫下增施氮肥可以促进烟株对N、P、K、Mn、B的吸收和积累,降低烟株Ca、Mg、Fe、Cu、Zn含量,而水氮互作对于改善烤烟矿质营养,提高烟株干物质积累量具有显著促进作用。      

水钾互作对烤烟干物质积累的影响

采用田间小区试验研究了水钾互作对烤烟干物质积累的影响,以期为吉林省烤烟生产提出更好的栽培管理措施,指导烟叶生产实践。研究表明,在烤烟不同生育期,适当灌水量和钾肥配合可以提高烟叶的干物质积累量。在本试验条件下伸根期和成熟期保持土壤相对含水率在55%～65%之间,旺长期保持在75%～85%之间,施钾量保持在每公顷施K₂O 180 kg是比较好的组合。在伸根期和旺长期,烤烟根、茎和叶干重的变异主要是由水分引起的;而成熟期,烤烟根、茎和叶干重的变异则主要是由钾肥引起的。在不同生育期合理地控制土壤水分和钾肥用量,将可提高烟叶的产质量。      

氮素水平对烤烟根系形态、结构及其氮素积累的影响

  目的  探究不同氮素水平对烟株根系发育及地上部氮素积累与分配的影响。  方法  试验设置3个氮素水平: HNL(N 8 g/株)、MNL(N 6 g/株)、LNL(N 4 g/株), 分析不同时期烟株根系结构、生理指标、空间分布及其地上部干物质与氮素积累变化情况, 与氮素利用差异。  结果  与HNL相比, LNL显著提高了根系活力与活跃吸收面积, 不定根数量增加了15.2条, 一级侧根与不定根的平均长度提高了10 cm、6.6 cm, 不定根与一级侧根平均直径与干重降低。降低施氮水平, 根系20~50 cm土层的根长密度与根干重增加, 现蕾期LNL根干重占比较HNL提高了8.32 g。LNL抑制了烤烟地上部生长, HNL成熟期地上部干物质积累量与氮素积累量显著增加, 提高了29.30%、49.06%, 但与MNL差异不显著。  结论  烟株氮素少量缺乏, 烟株通过调节根系形态结构, 增加不定根数量, 提高了根系氮素吸收能力, 对烟株地上部发育影响不显著, 生产上可以通过改变施肥方式与施肥时间, 达到降低氮肥使用量的目的。      

不同生育期水分胁迫对烤烟生理特性及化学品质的影响

采用盆栽试验研究了不同生育期水分胁迫对烤烟生理特性及品质的影响.结果表明,烤烟成熟期不同水分处理的中部叶和上部叶蛋白质、烟碱、总氮含量增加;总糖、还原糖含量降低且土壤干旱比水分过多时下降的多,使得烟叶的品质降低;糖碱比、氮碱比、施木克值以轻度干旱(65%处理)较合理.在烤烟不同生育时期,土壤干旱或水分过多,丙二醛含量、SOD活性、脯氨酸含量升高.土壤干旱或水分过多会导致其根系活力和光合速率下降,最适宜的土壤相对含水量在烤烟生长的团棵期、旺长期、现蕾期和成熟期分别为65%、80%、80%和65%.     

烟草根系生长发育与地上部相关性的研究

1998~2000年,采用盆栽和大田试验系统研究了烟草根系生长及其与地上部的相关性。结果表明:苗床期烟草根系侧根的出现及生长与叶片的发生存在一定的对应关系。1片真叶时,不定根出现;2片真叶时1级侧根出现;3片真叶时2级侧根出现;5片真叶时3级侧根出现,且各级侧根开始大量滋生。大田期根长增加和根干物质积累符合Logistic生长方程,根数量变化符合幂函数方程。根长、根量及根干物质重与株高均呈显著的正相关;根数量与叶数量呈显著正相关;根干重与茎叶干物重呈显著的正相关;根干重、根数量及根活力与叶片烟碱和钾含量呈显著正相关,与可溶性糖呈负相关,与氮及淀粉相关不显著。      

水肥一体化条件下烤烟氮素营养高效利用研究

  目的  为探究水肥一体化技术对烤烟氮素营养利用效率的影响。  方法  试验设置了空白对照（CK）、常规栽培（FP）和水肥一体化（DF）3个处理,通过2年的田间试验和1年的盆栽实验,检测了3个处理不同时期烟株的干物质积累量和氮素吸收量,对比了3个处理不同生育时期烟株根系生长发育情况,并测定了常规栽培（FP）和水肥一体化（DF）处理烟叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）的活性和烤烟氮代谢相关的NITR和GS基因的表达量。  结果  （1）DF处理NR活性在移栽20 d和40 d均明显高于FP处理,分别是FP处理的1.26倍和1.31倍,NITR基因的相对表达量也均高于FP处理,在移栽80 d后,DF处理NR活性大幅下降60.81%,而FP处理下降较缓慢;（2）DF处理较FP处理能显著提高烟株根系活力和根体积,促进烟株根系生长发育和形态建成,使烟株氮肥表观利用率提高了93.21%,氮肥偏生产力提高了15.24%,土壤氮素依存率降低了15.01%;（3）DF处理和FP处理烟株干物质和氮素积累变化规律趋势相同,但DF处理的干物质和氮素积累量以及积累速率均较FP处理有明显提升,且DF处理干物质积累和氮素吸收高峰提前,烟株生育后期氮素调亏,成熟落黄较好,烤后烟叶品质较高。  结论  采用水肥一体化技术可以有效调控烟株对氮素的吸收,提高氮素利用率,对促进烟株干物质积累和产质量的提高有积极的影响。      

镉在烟草中的积累分配及其对烟草生长的影响

为了探明镉在烟草中的积累分配规律,采用盆栽试验,调查了不同镉浓度处理下烟草全生育期的生长及镉在烟草中的分配积累规律。结果表明,随着镉浓度的提高,同一时期烟草叶片的干物质量显著降低(p<0.01),茎部干物质量先升高后降低,根部干物质量在生长前期(30 d和45 d)逐渐降低,生长后期(60 d和75 d)先升高而后降低。各添加镉处理后,叶片镉含量均显著高于茎和根部,而对照镉含量根>茎>叶。烟叶中的镉含量表现为:下部叶>>中部叶>上部叶。烟草镉积累速率随着镉浓度的增加而升高,烟草各部位的镉积累规律为:快速积累-快速降低-缓慢积累。     

土壤水势对烤烟生长及其耗水特性的影响

为筛选负压灌溉条件下烤烟适宜的土壤水势,于2012年在山东诸城市利用负压灌溉装置设置了3个不同的土壤水势,在田间原位盆栽条件下考察了土壤水势对烤烟生长、耗水特征、干物质积累与分配、水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,在负压灌溉条件下,土壤水势维持在-20~-10 kPa范围内,能使烤烟植物学性状生长优良;烟株耗水量、耗水强度、干物质积累总量(DAM)及叶干重比例均随土壤水势增大而增加,但各生育期的耗水模数与灌溉方式无关;WUE随土壤水势降低而增大,在同一土壤水势条件下随生育期推移而增加。从潜在产量和水资源高效利用等角度综合分析,提出基于负压灌溉下不同生育期应采用不同土壤水势值进行供水,具体为伸根期适宜的土壤水势范围为-30~-20 kPa,旺长期约为-10 kPa,成熟期约为-20 kPa。