駁枝施氮對早花烤煙成熟期游離氨基酸和硝態氮含量的動態影響

張金霖，陳建軍，鄧世媛，李淮源

(1.廣東煙草清遠市有限公司連州市分公司，廣東 連州 513400；2.華南農業大學 煙草研究室，廣東 廣州 510642)

煙草早花是指煙草植株還未達到正常生長應有的高度和葉數就現蕾開花的現象，發生早花的煙株，碳氮代謝失衡[1]，生長勢弱，有效葉片少，產量和品質下降明顯。煙草早花在全國各地都有發生，給生產造成很大的損失。煙株早花出現后，駁枝(也稱為留杈)同時追施硝態氮是最基本和最重要的一項農藝補救措施[1-2]。煙株吸收硝態氮后，在硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酰胺合酶(GOGAT)、天冬酰胺轉氨酶(AspAT)等關鍵酶參與催化和調節下，以氨基酸為主要底物在細胞中合成蛋白質,再經過對蛋白質的修飾、分類、轉運及儲存等，完成煙株氮代謝的基本過程[3]?，F有的研究主要集中在不同駁枝方法對早花烤煙烤后煙葉質量的影響上[4-8]，對煙株葉片氨基酸的研究也主要集中在烘烤階段[9]和烤后煙葉[10-12]。而對駁枝和追施氮肥后氨基酸和硝態氮這兩種關鍵氮代謝因子的動態變化卻沒有。本文探討駁枝留葉數和追施氮肥對早花煙株成熟期不同部位葉片游離氨基酸含量和硝態氮含量的動態影響，以期為合理駁枝和追施肥料提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗材料為煙草(NicotianatabacumL.)品種K326，試驗于2016年在廣東煙草清遠市有限公司連州市分公司試驗田進行。試驗地前茬為水稻，土質為由紫色砂頁巖發育而成的紫色土，土壤pH值7.40，有機質1.50%，全氮0.095%，全磷0.056%，全鉀2.59%，堿解氮84 g·kg-1，速效磷6.7 mg·kg-1，速效鉀100 mg·kg-1。

1.2 處理設計

本試驗設2個因素，分別為打頂時追施氮肥量和駁枝留葉數。

N表示打頂后追施氮量，分別用N0(對照)、N1、N2表示如下3個水平：打頂時不追肥、打頂時追氮1 kg(以硝酸鉀形式)、打頂時667 m2追氮2 kg(以硝酸鉀形式)。N0、N1、N2之間的鉀元素差異用K2SO4補充。

B表示駁枝上留葉數，分別用B0(對照)、B4、B8表示如下3個水平：打頂不駁枝，主莖留葉16片；主莖留葉16片，駁枝留葉4片；主莖留葉12片，駁枝留葉8片。

共構成9個處理組合，分別為N0B0、N0B4、N0B8、N1B0、N1B4、N1B8、N2B0、N2B4、N2B8。隨機區組排列，田間設3次重復，共27個小區，每小區種植20株。每處理按要求追施氮肥，用K2SO4調至各處理總鉀量相同。其他管理措施按連州優質烤煙規范化生產要求進行，每667 m2施氮10 kg，植煙密度為每667植煙1 000株。

2016年2月16日移栽，4月10號左右試驗田部分煙株出現開花現蕾情況，進入成熟期。4月17日對B8處理打頂，4月21日B0和B4處理進行打頂同時，對9個處理組合按試驗設計以淋施方式追施氮肥。按表1中日期分別對下部葉(自下而上第3片)、中部葉(自下而上第11片)、上部葉(自下而上第16片)取樣測定，共測定5次，第4次為工藝成熟期(采收)，第5次為過熟。取樣時間為上午9：00，葉片用去離子水洗凈，棉布拭干，去除主脈，進行游離氨基酸和硝態氮的測定。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 游離氨基酸含量的測定

采用鄒琦[13]的方法。將剪碎葉1.000 g置于研缽中，加入5 mL 10%的乙酸，充分研磨，無損失地轉移到100 mL容量瓶中，以無氨蒸餾水定容，搖勻，用干濾紙過濾，棄去最先濾下的部分。吸取樣品提取液0.5 mL，加入到20 mL的具塞刻度試管中，再加入0.5 mL的抗壞血酸—醋酸緩沖溶液和0.5 mL 3%茚三酮溶液，搖勻，塞好塞子，在沸水中加熱20 min，取出后在冷水中冷卻，用60%乙醇定容，以空白為對照，再570 nm處波長下測光密度值，計算游離氨基酸含量，鮮重單位為mg·100 g-1。

1.3.2 硝酸鹽含量的測定

參照白寶璋[14]的方法。稱取剪碎葉0.500 0 g共3份，分別放入3支刻度試管中，各加入10 mL無離子水，封口，置于沸水浴中提取30 min，取出后用自來水冷卻，將提取液過濾到25 mL容量瓶中，少量多次反復沖洗殘渣，最后定容至刻度。分別吸取提取液0.1 mL于3支刻度試管中，然后加入5%水楊酸-濃硫酸溶液0.4 mL，搖勻后置室溫下20 min，再慢慢加入8.5 mL 8%NaOH溶液，待冷卻至室溫后，用空白作參比，在410 nm波長下測定光密度值。查硝態氮標準曲線，計算硝酸鹽含量。

1.3.3 統計分析方法

利用SPSS和Excel進行數據處理和圖表繪制，用DPS軟件、LSD法進行數據間差異的顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 游離氨基酸含量的動態

由圖1可以看出，下部葉游離氨基酸含量在打頂后1周上升，隨后1周急劇下降，隨著葉的變黃成熟，在采收前后14 d，下降幅度較小。追施氮肥顯著提高成熟期下部葉游離氨基酸含量，成熟采收時，N0(7.6 mg·100 g-1)

圖1 追施氮肥和駁枝對下部葉游離氨基酸含量的影響

圖2顯示，中部葉游離氨基酸含量先下降，成熟采收時(移栽后第94 d)較低，葉過熟時，又小幅度回升，變化曲線呈漏斗狀。打頂時追施氮肥可以顯著提高中部葉游離氨基酸含量，隨著追施氮肥量的提高，含量提高。駁枝沒有改變中部葉游離氨基酸含量的變化趨勢，但使其在成熟前期顯著升高，在成熟后期，駁枝的顯著低于未駁枝的，駁枝上留葉數越多，成熟后期的游離氨基酸含量越低。從4月28日到5月21日(約23 d)，B0、B4和B8的分別下降1.1、4.9和6.9 mg·100 g-1。可見，駁枝顯著降低成熟后期中部葉游離氨基酸含量。

上部葉游離氨基酸含量變化如圖3所顯示，從第1次取樣(打頂后約15 d)開始下降，15 d以后又開始上升，進入快速積累階段，后隨著工藝成熟期到來持續下降。打頂時追施氮肥可使其顯著提高。B0處理的在成熟期的變化較小，而在5月23日(打頂后20 d)到6月19日(打頂后50 d)，駁枝的先劇烈上升，后急速下降?？傮w上看，成熟前期，駁枝提高了上部葉游離氨基酸含量，隨著葉的成熟和過熟，駁枝的又急劇降低，并低于B0。

圖2 追施氮肥和駁枝對中部葉游離氨基酸含量的影響

圖3 追施氮肥和駁枝對上部葉游離氨基酸含量的影響

圖4是3個部位游離氨基酸含量隨時間變化圖。可看出，接近成熟采收時，都有下降趨勢；在4月28日(移栽后68 d)到5月5日(移栽后78 d)這周內，3個部位的都較高，可見整個植株的游離氨基酸含量在移栽后約75 d較高；在成熟后期，下部葉的持續下降，中部葉的略有上升，上部葉的上升最多，由于植物根部吸收的無機氮化物，大部分在根內轉化為有機氮化物，并主要以氨基酸和酰胺等有機物的形式向上運輸[15]。據此認為，在成熟后期，烤煙根部合成氨基酸的能力依然很強，隨著下部葉游離氨基酸含量的減少和下部葉的采收完畢，從根部運輸到地上部的氨基酸主要分配給上部葉，其次是中部葉。6月5日中部葉采收完畢時，則從根部運輸到地上部的氨基酸全部供給給上部葉，造成上部葉游離氨基酸含量的大幅上揚。

圖4 打頂后早花烤煙下中上部葉的游離氨基酸變化趨勢

2.2 硝態氮含量的動態

如圖5所示，下部葉中硝態氮含量在工藝成熟期前持續上升，工藝成熟期后，隨著葉的過熟又急劇下降。追氮可顯著提高下部葉硝態氮含量，在5個取樣點追肥的F分別為5.81、12.64、57.81、7.03和0.30?？梢姡肥┑蕦ο虏咳~硝態氮含量的影響在追肥后大約4 d就表現出來，隨時間延長，這種影響逐漸增大，隨后逐漸減小，到過熟時不顯著。從4月25日到5月19日，追肥對下部葉硝態氮含量的影響大約維持20 d。駁枝顯著提高下部葉硝態氮含量(過熟葉除外)，且B4始終高于B8。

圖5 追施氮肥和駁枝對下部葉硝態氮含量的影響

由圖6可知，中部葉硝態氮含量的變化趨勢是先下降，在較低水平上維持大約20 d后又上升。追氮肥的影響貫穿整個成熟期，均達到顯著水平或極顯著水平，這種影響隨時間推移而逐漸減小。N2處理在前4次取樣時都高于N1，第5次取樣(過熟煙葉)時N1高于N2。B4在成熟期變化較小，B8和B0在成熟期變化較劇烈。在成熟前期，B8均高于B0；在第2次和第3次取樣時，B4的也高于B0的?？梢?，駁枝提高了成熟前期中部葉硝態氮含量，在成熟后期，駁枝的都低于B0。

圖6 追施氮肥和駁枝對中部葉硝態氮的影響

圖7顯示，上部葉硝態氮含量變化趨勢與中部葉相似。追肥顯著提高上部葉的硝態氮含量，在試驗處理范圍內，追肥越多，效果越明顯。N0的硝態氮在成熟期變化較小，而追肥的在5月5日到5月23日間變化很大，前期遠高于N0處理，從5月23日開始，雖然追肥的仍高于N0，但差別已逐漸縮小，5月5日前后10 d是上部葉硝態氮大量積累時期。B4的在成熟期變化較小，且一直低于B0和B8；B8在前期低于B0，后期兩者的差異趨于不明顯。

圖8顯示，不考慮駁枝和追肥的因素，下部葉硝態氮含量在成熟期較低，且變化幅度不大，只是在成熟采收時有較大的提高，平均值達到195 μg·g-1，過熟時下降；中部葉和上部葉硝態氮含量在成熟采收時分別為110和139 μg·g-1，過熟后都開始上升。TSNA是強烈致癌物，硝酸鹽是其重要的前體物，從安全性角度考慮，中部葉和上部葉不宜過熟采收，這與傳統認為的上部葉應過熟采收的觀點相左。又因為氮素是典型的可再利用元素，容易從衰老葉中撤出，分配到其他葉，考慮到上部葉和中部葉的利用價值和在產量中的比重遠遠高于下部葉，應該把成熟期的硝態氮滯留在下部葉，減少向中部和上部葉的轉移。由于在成熟采收前后10 d時間內下部葉硝酸鹽含量變化很大，所以如何找到下部葉最高硝酸鹽含量這個平衡點仍是一個需要繼續探討的問題。

圖7 追施氮肥和駁枝對上部葉硝態氮的影響

圖8 打頂后早花烤煙下中上部葉的硝態氮變化趨勢

結合圖5、6、7可以看出，不追肥的中、上部葉硝態氮含量在成熟期變化幅度都不大，而追肥的分別在4月28日(追肥后7 d)到5月10日(追肥后20 d)、5月5日(追肥后14 d)到5月23日(追肥后32 d)迅速減少，因此推測追肥后30 d左右追施的硝酸鉀基本被吸收完畢。駁枝提高了下部葉硝態氮含量，降低了中、上部葉硝態氮含量，特別是上部葉硝態氮含量。駁枝促使煙株把從根部運輸到地上部的硝態氮優先分配到下部葉，減少了向中部葉和上部葉的運輸，其中以B4的效果最好。

3 小結

總體上看，早花烤煙成熟期下部葉片的游離氨基酸含量的動態變化規律是先升高再降低，中部葉片的游離氨基酸含量先降低后升高，上部葉片的游離氨基酸含量是先降低后升高再降低。追施氮肥可以提高上、中、下部葉片的游離氨基酸含量，且追肥氮肥量越多，上部和中部葉片的游離氨基酸含量提高越多；駁枝措施在成熟前期可提高上部和中部葉片游離氨基酸含量，后期則表現為降低上部和中部葉片游離氨基酸含量。

早花烤煙成熟期下部葉片硝態氮含量總體動態變化規律是先提高后降低，中部葉片和上部葉片硝態氮含量的變化規律相似，都是先降低后升高。追施氮肥可以提高成熟期上、中、下3個部位葉片硝態氮含量，前期的提高作用較大，后期有逐漸減小的趨勢；駁枝處理顯著提高成熟期下部葉片的硝態氮含量，對上部葉片的硝態氮含量則有降低趨勢。