施氮量與基追比例對煙葉品質及氮肥利用率的影響

馬興華，石 屹，張忠鋒*，王 永，楊明峰，管恩森，李劍俠

（1.中國農業科學院煙草研究所，農業部煙草生物學與加工重點實驗室，青島 266101；2.山東中煙工業有限責任公司，濟南 250014；3.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261061；4.河南中煙工業有限責任公司，鄭州 450000）

施氮量與基追比例對煙葉品質及氮肥利用率的影響

馬興華1，石 屹1，張忠鋒1*，王 永2，楊明峰2，管恩森3，李劍俠4

（1.中國農業科學院煙草研究所，農業部煙草生物學與加工重點實驗室，青島 266101；2.山東中煙工業有限責任公司，濟南 250014；3.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261061；4.河南中煙工業有限責任公司，鄭州 450000）

通過3年的田間試驗，研究了不同施氮量和基追比例對煙葉化學成分、感官質量及氮肥利用率等的影響。結果表明，降低施氮量增加了煙葉的總糖、還原糖含量和糖堿比，降低了總植物堿、總氮、鉀含量及鉀氯比，改善了煙葉感官質量；降低施氮量顯著降低了氮素積累量、來自肥料和土壤的氮量，顯著提高了氮肥利用率。相同施氮量，隨追肥比例增加，2009和2012年度煙葉的總糖、還原糖含量及糖堿比先增加后降低，總植物堿、總氮含量先降低后增加；2010年煙葉總糖、還原糖含量及糖堿比降低，總植物堿和總氮含量提高。2009、2010年度感官質量分別以追肥比例為70%和50%的處理最佳；2012年度高施氮量以追肥比例為70%處理最佳，低施氮量以50%處理最好。增加追肥比例顯著提高了氮肥利用率。通過3年研究發現，施氮量從90 kg/hm2降至45～60 kg/hm2，追肥比例增至50%～70%可改善煙葉感官質量及提高氮肥利用率。

施氮量；基追比例；化學成分；感官質量；氮肥利用率

氮素不僅是制約植物生長和產量形成的首要因素，而且對改善作物品質亦有明顯作用。研究表明，氮素供應過多或不足均降低煙葉質量，氮素供應過量時，碳氮代謝失衡，蛋白質代謝延長，營養生長期推遲，煙株生長過旺，葉片肥大，調制后的煙葉色澤暗淡，含氮化合物過多，煙堿含量高，吃味辛辣，雜氣重；氮素供應不足時，葉片薄而小，糖堿比失調，缺乏油分，香氣吃味差［1］。但目前煙葉生產中為了追求最大經濟效益，氮肥往往過量投入煙田，嚴重影響了煙葉的內在品質和工業可用性；同時氮肥的大量使用也導致氮肥利用率普遍較低，據研究目前山東煙田的氮肥利用率僅在20%左右［2］，與其他大田作物相比，氮肥利用率尚有較大的提高空間。在糧食作物生產中，適當降低氮肥用量和提高追肥比例是改善作物品質，提高氮肥利用率，減少氮素淋溶損失，保護農田生態環境的重要措施［3-5］。因此本研究通過探討降低施氮量結合增加追肥比例改善煙葉品質、提高氮肥利用率的可行性，為煙田合理施肥提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2009、2010、2012年連續3年在山東省諸城市賈悅鎮苑一村的不同地塊進行，供試土壤均為褐土，土壤基本性狀見表1。

2009年和2010年供試品種均為中煙100，分別設7個和5個處理；2012年供試品種為NC55，設7個處理，具體見表2。各年度的移栽時間分別為5月9日、5月11日、5月8日。3年試驗均采用隨機區組設計，每處理重復3次。m（N）:m（P2O5）:m（K2O）=1:1:2.5，氮肥形態為硝銨磷，磷肥形態為過磷酸鈣，鉀肥形態為硫酸鉀。基施氮肥與磷鉀肥于起壟前施入，追肥于移栽后28 d以水溶解施入。3年度的降雨量分別為521.5 mm、576.3 mm、693.0 mm，年均氣溫分別為13.3 ℃、12.9 ℃、12.8 ℃。

其中在2012年的試驗中，選擇T1"、T3"、T4"、T6"進行同位素示蹤試驗，同位素示蹤試驗在微區內進行，微區面積為120 cm×50 cm，微區內植煙1株，用鐵框與其他煙株分離，分別設基施普通硝酸銨+追施15N標記硝酸銨與基施15N標記硝酸銨+追施普通硝酸銨，15N標記硝酸銨由上海化工研究院生產，豐度為10.21%。每處理種植6株。

1.2 測定方法

煙葉成熟期采集煙株樣品，按根系、莖稈、葉片分樣，樣品經105 ℃殺青15 min后，70 ℃烘干至恒重，稱重后粉碎過60目篩，測定全氮含量和15N豐度。植株樣品的15N豐度用北京分析廠產的ZHT-03質譜儀測定。煙葉成熟時每個處理單獨采烤，采烤后每個處理取具代表性等級（C3F）煙葉用于化學成分測定和感官質量評價。烤后煙葉樣品的總糖、還原糖含量參照YC/T 159—2002方法，采用流動分析儀測定。總氮含量參照YC/T 33—1996方法，采用全自動凱式定氮儀測定。總植物堿含量參照YC/T 160—2002方法，采用流動分析儀測定。氯離子含量參照YC/T 162—2011方法，采用流動分析儀測定。鉀離子含量參照YC/T 217—2007方法，采用流動分析儀測定。樣品的感官質量評價參照YC/T 138—1998《煙草及煙草制品感官評價方法》進行評價。

表1 供試土壤性狀Table 1 Characteristics of the experiment soils

表2 試驗處理Table 2 Experiment treatments

1.3 計算方法

植株吸收的氮素來源于基肥、追肥和土壤的量及比例的計算參照陳子元的方法［6］：

植株總的氮素積累量=單株干重×植株含氮量/%

植株吸收的氮來源于基（追）肥的比例/%=基（追）處理植株樣品15N原子百分超/肥料15N原子百分超×100

植株吸收的氮來源于基（追）肥的量=植株吸收的總氮量×植株吸收的氮來源于基（追）肥的比例/%

植株吸收的氮來源于土壤的量=植株吸收的總氮量-植株吸收的來源于基肥和追肥的氮量

植株吸收的氮來源于土壤的比例/%=植株吸收的氮來自土壤的氮量/植株吸收的總氮量×100

氮肥利用率/%＝植株吸收的肥料氮量/施氮量×100

2 結 果

2.1 施氮量和基追肥比例對煙葉化學成分的影響

由表3可以看出，烤后煙葉的化學成分隨施氮量的變化在不同年度間表現基本一致：隨施氮量降低，烤后煙葉還原糖含量、總糖含量、糖堿比增加，總植物堿、總氮、鉀含量及鉀氯比降低，氯離子含量和氮堿比隨施氮量變化較小。

烤后煙葉化學成分隨追肥比例的變化在不同年度和不同施氮量間表現各異。2009年度，在施氮條件下，烤后煙葉的還原糖含量、糖堿比、氮堿比及鉀氯比均表現為隨追肥比例增加呈先增加后降低趨勢，以追肥比例為70%的處理最高；而總植物堿和總氮含量呈先降低后增加趨勢，以追肥比例為70%的處理最低。2010年度，增加追肥比例，總糖、還原糖含量及糖堿比降低，而總植物堿、總氮含量增加，其他變化較小。2012年度，施氮量為90 kg/hm2時，總糖和還原糖含量、糖堿比表現為隨追肥比例增加呈先增加后降低趨勢，以追肥比例為50%的處理最高；總植物堿和總氮含量隨追肥比例增加而增加，以追肥比例為70%的處理最高，其他處理間無明顯差異；鉀和氯含量隨追肥比例后呈先降低后增加趨勢。施氮量為60 kg/hm2時，總糖和還原糖含量、糖堿比、氮堿比隨增加追肥比例呈先增加后降低趨勢，以追肥比例為50%的處理最高；而總植物堿和總氮含量則隨追肥比例增加呈先降低后增加趨勢，以追肥比例為50%的處理最低；鉀含量不同處理間無顯著差異，氯含量隨追肥比例增加而顯著增加。

表3 不同處理對烤后煙葉化學成分的影響Table 3 Effects of different treatments on chemistry components

2.2 施氮量和基追肥比例對煙葉感官質量的影響

就不同施氮量對煙葉感官質量的影響而言，2010年度施氮量為45 kg/hm2的各處理感官評價質量平均得分高于CK，施氮量為90 kg/hm2的處理平均得分均低于CK（表4）。相同施氮量不同追肥比例間比較，2009年度兩個施氮量條件下感官評價得分均隨追肥比例的增加先增加后降低，以追肥比例為70%的處理最高；2010年度則表現為隨追肥比例增加而降低。2012年度施氮量為90 kg/hm2時感官質量得分隨追肥比例增加逐漸增加，以追肥比例70%的處理最高；施氮量為60 kg/hm2時，感官質量得分隨追肥比例增加先增加后降低，以追肥比例為50%的處理最高。

表4 不同處理對烤后煙葉感官質量的影響Table 4 Effects of different treatments on sensory quality

2.3 施氮量和基追肥比例對氮肥利用率的影響

由表5看出，15N示蹤試驗中，相同的基追比例條件下，施氮量為90 kg/hm2的處理的氮素總積累量、來自肥料的氮量及比例、來自土壤的氮量均顯著高于施氮量為60 kg/hm2的處理，但來自土壤的氮占總氮的比例低于施氮量為60 kg/hm2的處理，氮肥利用率也顯著低于施氮量為60 kg/hm2的處理。在相同的施氮量條件下，增加追肥比例對氮素總積累量無顯著影響，卻顯著提高了來自肥料的氮量及比例，降低了來自土壤的氮量及比例，顯著提高了氮肥利用率。

表5 不同處理對烤煙氮肥利用的影響Table 5 Effects of different treatments on nitrogen utilization efficiency

3 討 論

3.1 氮肥施用對烤煙品質的影響

張生杰等［7］在中等肥力黃壤土上的研究結果表明，豫煙5號、豫煙7號和NC89的適宜氮肥用量為45 kg/hm2；吳照輝等［8］在中等肥力的潮土上研究表明，NC297的適宜施氮量為56.25 kg/hm2，豫煙7號的適宜施氮量為45 kg/hm2，在此施氮量條件下，煙葉化學成分協調，感官質量較好；而戴勛等［9］在云南玉溪砂壤土條件下的研究表明，云煙85施氮量為120 kg/hm2時煙葉內在化學成分最為協調，評吸質量最好。可見獲得烤煙最佳品質的施氮量因品種和條件不同而各異，但總體表現為，在一定施氮量范圍內，隨著施氮量增加，煙堿、總氮含量提高，總糖、還原糖含量和糖堿比降低，煙葉化學成分趨于協調［9-13］。本研究結果也表明，隨施氮量降低，烤后煙葉還原糖含量、總糖含量、糖堿比提高；而總植物堿含量、總氮含量、鉀離子含量、鉀氯比呈降低趨勢；氯離子含量和氮堿比隨施氮量變化較小，與前人研究結果基本一致。本研究結果還表明，隨施氮量降低，感官質量總體呈改善趨勢，2010年表現尤為顯著。

我國的烤煙施肥多采用基肥和追肥相結合的方法，其中基肥一般占60%～70%，追肥占30%～40%，基肥一般在移栽前整地時一次性施入，追肥一般在移栽后30 d左右分次追入［1］。但已有研究表明，在總施氮量一致的情況下，增加移栽后追肥量能夠明顯提高煙葉的產質量［14］。張海偉等［15］在贛南紫色土的研究表明，在施氮量為135 kg/hm2時，基追肥比例為40%:60%和50%:50%的煙葉感官質量優于基追肥比例為60%:40%的處理。楊紅武等［16］研究表明，施純氮105 kg/hm2，基追肥比例為30%:70%時，K326烤后煙葉的感官質量最好，化學成分最為協調，追肥比例再增加，煙葉品質下降。朱肖文等［17］研究結果表明，在南方多雨區烤煙生產中，施純氮150 kg/hm2，氮素追肥占總氮量的最佳比例為50%。本文2009年度基追肥比例為30%:70%的處理感官質量最優；2010年度基追肥比例為50%:50%的處理感官質量最優；2012年度施氮量為90 kg/hm2時，基追肥比例為30%:70%的處理感官質量最優，施氮量為60 kg/hm2時，基追肥比例為50%:50%的處理感官質量最優。雖然不同年度感官質量最優的氮肥基追比例并不相同，但均表現為適當增加追肥比例有利于改善煙葉品質，追肥比例以50%～70%為宜，追肥比例再增加，煙葉感官質量下降。本研究還表明，與傳統基追比例相比，適當增加追肥比例，提高了煙葉總糖、還原糖含量和糖堿比；追肥比例過高，煙葉總氮和總植物堿含量增加，追肥比例不宜超過70%。

3.2 氮肥施用對氮肥利用率的影響

研究表明，烤煙吸收的氮以土壤氮為主、肥料氮為輔，來自土壤的氮約占氮素總積累量的70%～80%，來自肥料的氮約占氮素總積累量的20%～30%［2］。本研究結果中氮素總積累量中來自土壤的氮占氮素總積累量的65.13%～70.77%，來自肥料的氮占26.42%～34.87%，與上述研究結果類似。本研究結果還表明，隨施氮量降低，來自土壤的氮和來自肥料的氮量均降低，但來自土壤的氮所占的比例提高，而且氮肥利用率提高。在基追比例對氮肥利用率影響方面，隨追肥用量增加，烤煙中來自肥料的氮量和比例顯著提高，來自土壤的氮量和比例顯著降低，氮肥利用率顯著提高。這與袁仕豪等［18］的研究結果一致。肥料氮分基肥氮和追肥氮，關于烤煙對基肥氮與追肥氮的吸收利用情況需要進一步分析，同時關于肥料氮的殘留與損失需要進一步研究。

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Effects of Nitrogen Fertilizer Rate and Ratio of Base and Topdressing on Flue-cured Tobacco Quality and Nitrogen Utilization Efficiency

MA Xinghua1， SHI Yi1， ZHANG Zhongfeng1*， WANG Yong2， YANG Mingfeng2， GUAN Ensen3， LI Jianxia4
（1. Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing， Ministry of Agriculture， Tobacco Research Institute of CAAS， Qingdao 266101， China； 2. China Tobacco Shandong Industrial Co.， Ltd.， Jinan 250014， China； 3. Shandong Weifang Tobacco Co.， Ltd.，Weifang， Shandong 261061， China； 4. China Tobacco Henan Industrial Co.， Ltd.， Zhengzhou 450000， China）

In order to investigate the effect of nitrogen fertilizer rate and ratio of base and topdressing on flue-cured tobacco quality and nitrogen utilization efficiency （NUE）， field experiments were conducted for three years. The results showed that reducing nitrogen fertilizer rate led to an increase in total sugar content， reducing sugar content and the ratio of total sugar to nicotine. Reduced nitrogen application also caused a decrease in nicotine content， nitrogen content， potassium content and the ratio of potassium to chlorine. Overall tobacco sensory quality was improved in the low nitrogen treatments. Reducing nitrogen rate caused reduction of total nitrogen accumulation， amount of nitrogen derived from fertilizer and soil， with a significant increase of NUE. Under the same nitrogen application rate， treatments with increased topdressing fertilizer showed increase then decrease of total sugar content， reducing sugar content and the ratio of total sugar to nicotine in the years of 2009 and 2012 . Total nicotine content and nitrogen content on the other hand， showed decrease then increase with more topdressing fertilizer in the same years. In 2010， total sugar content， reducing sugar content and the ratio of total sugar to nicotine decreased with the increase of topdressing fertilizer while the total nicotine content and nitrogen content showed the opposite trend. Under the same nitrogen application rate， the treatments with 70% topdressing and 50% topdressing had the best sensory quality in 2009 and 2010 respectively. In 2012， the treatment with 50% topdressing ratio had the best tobacco sensory quality under the higher nitrogen application rate， but under the lower nitrogen application rate， the treatment with 50% topdressing had the best sensory quality. Increase of topdressing nitrogen increased the NUE significantly. According to the results of three years， it could be concluded that reducing nitrogen application rate from 90 kg/hm2to 45-60 kg/hm2， and increasing topdressing application to 50%-70% could increase sensory quality and NUE.

nitrogen fertilizer rate； ratio of base and topdressing； chemistry component； sensory quality； nitrogen utilization efficiency

S572.06

1007-5119（2015）04-0034-06

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.04.006

公益性行業（農業）科研專項經費“煙草增香減害關鍵技術研究與示范”（201203091）；中國煙草總公司科技重大專項“低危害煙葉研究開發”（110201101006 ts-06）；山東中煙工業有限責任公司科技項目“濰坊基地特色品種NC55配套生產技術體系研究與應用”（1210052106）

馬興華，男，博士，副研究員，從事煙草栽培及施肥研究。E-mail：maxinghua@caas.cn。*通信作者，E-mail：zhangzhongfeng@caas.cn

2015-04-12

2015-07-13