不同氮素形态及配比营养液对烟苗生长及生理特性的影响

董*

（1湖南农业大学烟草科学与健康重点实验室，长沙410128；2湖南省烟草公司郴州市公司，郴州423000；3中国烟草中南农业试验站，湖南长沙410128）

不同氮素形态及配比营养液对烟苗生长及生理特性的影响

董宝珠1，李宏光2，杨红武3，杨虹琦1*，樊士军2

（1湖南农业大学烟草科学与健康重点实验室，长沙410128；2湖南省烟草公司郴州市公司，郴州423000；3中国烟草中南农业试验站，湖南长沙410128）

为了优化适合湖南典型浓香型产区“低温寡照”条件下漂浮育苗的营养液，以云烟87烤烟品种为材料，探索了不同氮素形态和浓度以及不同种类铵盐与硝态氮的配比对烟苗生长及生理特性的影响。结果表明，全硝态氮营养液有利于烟苗根系伸长和叶绿素的合成，但烟苗的叶片、茎围、根系活力及硝酸还原酶活性不及硝态氮与铵态氮各占50%的营养液中生长的烟苗；氮素浓度为500 mg/L或700 mg/L营养液培育的烟苗的农艺性状及生理指标优于超出该氮素浓度范围的烟苗；采用磷酸氢铵与硝态氮混配的营养液培育烟苗的农艺性状、叶绿素含量、根系活力及硝酸还原酶活性均优于硝酸铵配制营养液培育的烟苗，并且硝态氮与铵态氮配比以1∶1为佳。

烤烟；漂浮育苗；营养液；氮素；生理特性

漂浮育苗是一项集约化程度高，劳动用工量少，不易发生土传病害，成苗率和烟苗整齐度高，适合于当前农村劳动力向城镇迁移趋势的现代烤烟育苗技术。目前，漂浮育苗技术已在烤烟生产中全面推广应用，不仅推动了烤烟育苗向集约化、工厂化方向发展，也为烤烟育苗实现机械化和现代化奠定了基础［1～4］。营养液是漂浮育苗生产工艺中重要的材料和技术关键之一，也是烟苗生长所需水分和养分的来源［5～7］。烤烟是一种对氮素敏感且需求量很大的作物［8～10］，不同氮素形态对烤烟生长发育有着不同的影响［11，12］，并在很大程度上决定漂浮育苗工艺的烟苗素质。尽管前人对漂浮育苗的营养液进行了许多研究［13～16］，但不同氮素形态及浓度对烟苗生长过程中氮素合理利用的研究报道并不多见。为了优化适合湖南典型浓香型产区“低温寡照”条件下进行漂浮育苗的营养液，笔者对不同氮素形态及浓度与铵盐种类对烟苗生长及生理特性的影响进行了系统研究，以期为提高浓香型烤烟产区集约化漂浮育苗的壮苗率和烟苗素质提供理论和试验依据。

1 材料与方法

1.1试验时间、地点及品种

试验分别于2012年10月至2013年1月以及2013年4月至6月在湖南农业大学烟草科学与健康重点实验室进行。供试烤烟品种为云烟87。漂浮育苗基质采用烟草漂浮育苗专用基质，漂浮盘为200孔/盘。其中第一次漂浮育苗试验在室内人工光源（6 000 Lux）条件下进行，气温低于20℃时采用水浴增温。第二次试验在室外避雨遮阴棚下进行。

1.2试验设计

1.2.1 不同氮素形态及浓度营养液对烟苗生长及生理指标的影响试验

试验采用裂区设计，营养液组分以Hoagland营养液组分为基础，N∶P∶K按照3∶1∶3配制。主处理为不同氮素形态：全硝态氮（A），50%铵态氮+50%硝态氮（B）；副处理为氮素浓度。试验共计10个处理，每个处理120株烟苗。整个育苗过程施肥2次，施肥时间分别为“小十字期”和“4叶1心”期。试验设计见表1。

表1 不同氮素形态及浓度处理试验设计

1.2.2 不同铵盐及其与硝态氮配比对烟苗生长及生理指标的影响试验

试验主处理为与硝态氮混配的铵盐种类：硝酸铵（C），磷酸铵（D）；副处理为硝态氮与铵态氮配比。共8个处理。整个育苗过程及管理与第一次试验相同。试验设计见表2。

表2 不同铵盐及与硝态氮配比处理试验设计

1.3农艺性状调查

烟苗长到“6叶1心”时，从各处理漂浮盘中选取5株长势相近的烟苗，按照烟草农艺性状调查标准方法（YC：T142-2010），测定最大叶宽、最大叶长、株高、茎围、鲜重，并计算根冠比。

1.4生理生化指标检测

烟苗生长到“6叶1心”时，从每个处理中分别选取长势一致的烟苗进行叶绿素、可溶性总糖含量及根系活力等生理指标检测。其中叶绿素含量测定采用丙酮法；可溶性总糖测定采用蒽酮法；可溶性蛋白质测定采用考马斯亮蓝法；根系活力测定采用TTC法；转化酶测定采用砷钼酸比色法；硝酸还原酶测定采用α-萘胺提取法。

1.5统计分析

采用Excel 2003和DPS统计软件进行数据分析，其中农艺性状指标采用Duncan新复极差法检验进行方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2.1不同氮素形态及浓度营养液对烟苗生长及生理指标的影响

2.1.1 烟苗农艺性状

各处理烟苗农艺性状结果见表3。由表3可见，除全硝态氮各浓度处理的叶长、叶宽及所有处理的根冠比差异不显著外，其余处理烟苗的农艺性状差异均达到显著或极显著水平。其中铵态氮与硝态氮各占50%的处理中，氮素浓度在500 mg/L以上营养液的烟苗，地上部叶长、叶宽、茎围较大，但株高则以500 mg/L以下浓度营养液中生长的烟苗表现较好，全硝态氮处理也基本呈现出相同的变化规律。这说明氮素浓度提高对叶片生长和茎围增加有利，氮素浓度低易促使根和苗茎伸长。烟苗的地上部重量是衡量壮苗的重要指标，当营养液浓度为700 mg/L时，地上部生长所需营养最为充分，干物质积累最多。所以无论是全硝态氮还是铵态氮与硝态氮各占50%的处理，均以氮素浓度为700 mg/L处理的烟苗各项农艺性状指标较为适宜，即叶片和茎围生长最大，根和株高伸长较小，并且铵态氮与硝态氮各占50%的处理优于全硝态氮处理。

表3 烟苗农艺性状

2.1.2 烟苗叶绿素含量

各处理的烟苗叶绿素含量测定结果见表4。从表4可见，烟苗的叶绿素含量大多随氮素浓度增加而提高，但当氮素浓度升至700 mg/L以后，全硝态氮处理的烟苗叶绿素a及叶绿素总量迅速下降，而叶绿素b含量则在氮素浓度达到500 mg/L时迅速增加；铵态氮与硝态氮各占50%处理的烟苗叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量均呈缓慢上升趋势。当氮素浓度达到500 mg/L时，全硝态氮和铵态氮与硝态氮各占50%处理的烟苗叶绿素a/b比值都迅速下降，而且全硝态氮烟苗叶绿素a/b比值的下降幅度大于铵态氮与硝态氮各占50%处理。说明硝态氮浓度太高对烟苗叶绿素a合成会产生一定的抑制作用，而氮素浓度升高对铵态氮与硝态氮各占50%处理烟苗的叶绿素a合成基本没有影响。

表4 烟苗叶绿素含量变化

（续表4）

2.1.3 烟苗生理指标

各处理烟苗生理指标的测定结果见表5。试验表明，除全硝态氮各浓度处理的可溶性总糖含量差异不显著外，其余各处理的根系活力、硝酸还原酶活性、可溶性总糖和蛋白质含量均呈显著或极显著差异。其中，无论是全硝态氮还是铵态氮与硝态氮各占50%的营养液，烟苗的根系活力、硝酸还原酶和转化酶活性、可溶性蛋白质和总糖的含量均以氮素浓度在700 mg/mL和900 mg/mL的处理较高，这说明营养液中氮素浓度提高可改善烟苗碳氮代谢酶活性，并促进蛋白质及可溶性总糖的合成。

表5 烟苗其他理化指标的变化

2.2不同铵盐及其与硝态氮配比对烟苗生长及生理指标的影响

2.2.1 烟苗农艺性状

不同铵盐及其与硝态氮配比下各处理烟苗农艺性状的分析结果见表6。结果表明，各处理烟苗叶长、叶宽、株高、茎围的差异均未达到显著水平，但根冠比差异达到极显著水平，且不同铵盐类型的各处理呈现出随硝态氮/铵态氮比例的增加而增加的趋势。这说明营养液中硝态氮/铵态氮比例高有利于烟苗根系的生长。地上部的有效生长能够提高烟苗抗性，增强烟苗大田适应能力，提高移栽成活率。地上部鲜重和干重均在1∶1时达到最高值，而磷酸氢铵各处理中，鲜重和干重分别在1∶1和1∶2时达到最高值。这说明适当的提高铵态氮比例能够有效地促进地上部生长，且硝态氮/铵态氮配比为1∶1时，各项指标较为适宜。

表6 不同氮源及硝铵态配比的烟苗农艺性状

2.2.2 烟苗叶绿素含量

不同铵盐及其与硝态氮配比下各处理烟苗叶绿素含量的分析结果见表7。表7表明，在铵态氮与硝态氮混配的营养液中，随铵态氮比值升高烟苗叶绿素a和叶绿素总量也增加，但在铵盐种类为硝酸铵时，硝态氮与铵态氮配比达到2∶1后，烟苗叶绿素a和叶绿素总量逐渐下降；而在磷酸氢铵与硝态氮混配的营养液中，硝态氮与铵态氮配比达到1∶1后，烟苗叶绿素a和叶绿素总量才迅速下降。此外，无论铵盐种类为硝酸铵还是磷酸氢铵，各处理烟苗的叶绿素b含量在硝态氮/铵态氮值为1∶1时为最高。这说明硝态氮与铵态氮配比为1∶1，有利于烟苗叶绿素b的合成。从表中还可知，当营养液中铵态氮多于硝态氮，即硝态氮/铵态氮＜1时，对烟苗叶绿素合成有一定抑制作用。

表7 不同氮源及硝铵态配比的烟苗叶绿素含量

2.2.3 烟苗生理指标

不同铵盐及其与硝态氮配比下各处理烟苗主要生理指标的分析结果见表8。试验结果表明，各处理烟苗的根系活力和硝酸还原酶活性存在极显著差异，可溶性蛋白质和总糖含量差异均不显著。其中，当铵盐种类为硝酸铵时，烟苗的根系活力和硝酸还原酶活性均随着铵态氮比例升高而逐渐降低；在磷酸氢铵作为铵盐种类的各处理中，硝酸还原酶活性随着铵态氮比例升高而逐渐升高，而根系活力在硝态氮/铵态氮值为1∶2时大幅度降低。这说明用磷酸氢铵作为铵态氮源与硝态氮配制的营养液要比用硝酸铵好，但是铵态氮比例不能过高，否则对根系活力有抑制作用，硝态氮与铵态氮的配比以1∶1为佳。

表8 不同铵盐及其与硝态氮配比处理烟苗的主要生理指标

3 结论与讨论

综上可知，漂浮育苗营养液的氮素形态、浓度及配比对烟苗生长与生理特性有较大影响。①全硝态氮营养液有利于烟苗根系伸长和叶绿素的合成，但烟苗的叶片、茎围、根系活力及硝酸还原酶活性不及硝态氮与铵态氮各占50%的营养液中生长的烟苗好。②在氮素形态为全硝态氮或50%硝态氮+ 50%铵态氮的营养液中，烟苗的农艺性状及其生理指标均以氮素浓度为500mg/L或700 mg/L表现为最优，超出该氮素浓度范围则不利于烟苗的生长及发育。③采用磷酸氢铵作为营养液的铵盐，其培育的烟苗农艺性状、叶绿素含量、根系活力及硝酸还原酶活性等指标均优于以硝酸铵为铵盐种类的各处理烟苗，且当硝态氮/铵态氮值为1∶1时效果最佳。

众多研究表明，硝酸还原酶是一种受底物诱导酶，并且光照强度对其活性有很大影响［17］。本试验结果表明，在氮素浓度为500 mg/L或700 mg/L的全硝态氮营养液中，烟苗的农艺性状和生理指标不及同样氮素浓度且硝态氮与铵态氮各占50%营养液中的烟苗好。究其原因可能与烟苗大十字期以前，由于叶片很小，光合能力和环境光照强度不足，导致根系及叶片内硝酸还原酶不能被大量诱导合成有关。而铵态氮是可被烟苗细胞直接吸收利用进行氨基酸及蛋白质合成的氮源，所以在营养液中添加一定量的铵盐可促进烟苗叶绿素的合成及叶片生长。其次，本试验中磷酸氢铵与硝态氮混配，促进烟苗生长及叶绿素合成和硝酸还原酶活性提高的效果好于硝酸铵，可能与硝酸铵水解呈生理酸性，而市售磷酸氢铵一般是酸性磷酸一氢铵与碱性磷酸二氢铵的混合物，其水溶液的生理酸碱性不明显有关，可见不同铵盐对营养液pH值产生的影响不容忽视。

湘南地区是我国典型浓香型烤烟的主产区，也是采用烟—稻复种连作耕作制生产烤烟的烟区，其每年漂浮育苗均在1～3月寒冷的冬春季进行，育苗期“低温寡照”的气候特征严重影响了烟苗对营养液中养分的吸收和利用。因此，在当地漂浮育苗营养液中增加一定量的可被烟苗根系细胞直接吸收和利用的铵态氮，并适当提高氮素的浓度，对促进烟苗生长和培育壮苗十分有利。

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Effects of Nutrient Solution w ith Different Nitrogen Forms and Ratio on Grow th and Physiological Properties of Tobacco Seed lings

DONG Bao-zhu1，LIHong-guang2，YANG Hong-wu3，YANG Hong-qi1*，FAN Shi-jun2
（1 The Key Laboratory of Tobacco Science and Health，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Chenzhou Company of Hunan Tobacco Corporation，Chenzhou，Hunan 42300，China；3 Central-South Agricultural Experimental Station of China Tobacoo，Changsha，Hunan 410128，China）

In order to optimize the floating system nutrient solution for growing areas of burnt-sweetness type tobacco in Hunan province under low temperature and little sunshine，effects ofdifferentnitrogen forms，concentrations and proportions of different types of ammonium salts to nitric nitrogen on growth and physiological characteristics of tobacco seedlingswere studied with Yunyan 87 asmaterial.The results indicated that treatmentof nutrient solution with 100%NO3--N was advantageous to roots elongation and chlorophyll synthesis，while its blade，stem girth，root activity and nitrate reductase activity of tobacco seedlingswere worse than those of treatmentof nutrient solution with 50%NO3--N+50%NH4--N.The agronomic traits and physiological index of tobacco seedlings in treatment of N concentration of 500 mg/L or 700 mg/L were better than those in others treatment.The agronomic traits，chlorophyll content，roots activity and NAR activity in treatment ofmixed ligand nutrient solution with ammonium hydrogenphosphate and NO3--N were better than those of nutrient solution with ammonium nitrate，and the optimal ratio of NO3--N and NH4--N was 1∶1.

flue-cured tobacco；floating-seedling system；nutrient solution；nitrogen；physiological properties

S572.043

A

1001-5280（2015）01-0026-06 DO I：10.3969/j.issn.1001-5280.2015.01.07

2014 11- 20

董宝珠（1989-），男，硕士研究生，Email：124900742@qq.com。*通信作者：杨虹琦，博士，教授，主要从事烟草生理生态与品质化学研究，Email：csyhq@sina.com。

湖南省烟草公司科技项目（11-14Aa01，2013NK3073）。