不同品种烤烟干物质积累及氮、磷、钾积累的动态变化规律

李海江， 王根发， 张要旭， 王艳丽， 丁松爽

(1.河南省烟草公司平顶山市公司，河南 平顶山 467000； 2.河南中烟工业有限责任公司，河南 郑州 450000； 3.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002)



不同品种烤烟干物质积累及氮、磷、钾积累的动态变化规律

李海江1， 王根发2， 张要旭1， 王艳丽3， 丁松爽3

(1.河南省烟草公司平顶山市公司，河南 平顶山 467000； 2.河南中烟工业有限责任公司，河南 郑州 450000； 3.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002)

在相同的水、肥供应条件下，研究了4个品种烤烟干物质积累和氮、磷、钾积累的变化动态。结果表明，4个品种烤烟的不同器官及整株干物质及氮、磷、钾积累量随生育期延长而持续增加，变化规律均呈“S”型曲线。NC 71叶片和整株对干物质及氮素的积累表现出前期积累速率慢、后期快的变化趋势，最终的干物质和氮素积累量最大。中烟100烟株和不同器官对钾素的积累速率均最大，钾素积累最多。中烟205烟株和不同器官对干物质、氮、磷、钾的积累速率和积累量均最小。不同烤烟品种对干物质和氮、磷、钾的积累速率大小均表现为干物质>氮>钾>磷，积累速率在不同器官间表现为叶>茎>根。烟株对氮、磷、钾最大积累速率出现的时间，氮稍早于钾，磷最晚；氮又早于干物质最大积累速率出现时间。干物质和氮、磷、钾最大积累速率出现时间及最大积累速率在不同品种、同一品种的不同器官间存在一定的差异。

烤烟；品种；干物质积累；氮积累；磷积累；钾积累

烟草是叶用经济作物，其产量和质量同等重要。烟株对氮、磷、钾的吸收与转运直接影响着烤烟的生长和发育，进而影响烟叶的产、质量。了解烤烟干物质积累和氮、磷、钾吸收动态变化规律，有助于采取有效措施调控生长发育过程，提高烟叶的产量和质量。以往研究大多从栽培措施入手，研究了水分[1]、肥料[2-5]、地膜覆盖[6]等因素对烤烟干物质和氮磷钾积累规律的影响，认为干物质和养分积累遵循“慢-快-慢”的变化规律，不同的水肥供应改变了干物质及养分在烟株体内的积累量和不同器官的分配比例，积累规律并不变。不同生态区烤烟干物质和养分积累分配规律也有报道。符云鹏等[7]研究表明，豫西雨养烟区烤烟前期生长缓慢，对干物质和养分的大量吸收积累出现较晚，干物质积累较少。王世济等[8]认为，移栽后30～75 d是皖南烟区烤烟干物质和大中微量元素大量积累的关键时期。然而，烟叶产量、品质的形成是干物质和养分吸收积累相协调的结果，干物质和养分的吸收积累不仅受生态、栽培等环境因子的制约，品种也是重要的影响因子。本研究测定了豫中地区4个主栽烤烟品种大田生育期内的干物质和氮、磷、钾积累量，通过曲线回归研究不同烤烟品种干物质和氮、磷、钾的积累规律，拟初步为豫中烟区主栽烤烟品种的合理施肥、优质适产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选取当地常年种植的4个烤烟品种为试验材料，分别为中烟100、豫烟10号、中烟205、NC71。

1.2 试验地概况

试验研究区位于平顶山市宝丰县石桥镇邢庄村，试验地土壤类型为褐土，碱解氮90.26 mg·kg-1，速效磷12.43 mg·kg-1，速效钾133.98 mg·kg-1，有机质20.1 g·kg-1，pH值6.8。4个烤烟品种均于2012-04-25移栽， 2012-08-20—2012-09-03全部采收结束，平均大田生育期120 d，种植密度120 cm×55 cm。每公顷施纯氮37.5 kg，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1∶3，氮、磷肥于移栽前一次性条施，钾肥50%条施，余下的部分于移栽后30 d时追施。其他田间栽培管理措施均按照当地优质烟叶生产管理要求进行。

1.3 研究内容与方法

于移栽后35 d至移栽后95 d，每隔10 d各品种选取3株长势均匀的代表性烟株，分不同器官杀青(105 ℃,15 min，65 ℃烘至质量恒定，大约3～4 h)，并记录叶、根、茎干质量，粉碎过60目筛，保存备用。称取一定量的上述样品经浓硫酸、硫酸钾、无水硫酸铜消化后用连续性流动分析仪测定总氮和钾的含量。磷含量经过灰化法处理后，用ICP(电感耦合等离子体发射光谱仪，美国)测定。

1.4 数据处理

不同品种烟株和同一品种不同器官干物质和氮、磷、钾积累量随时间的变化采用SPSS 18.0作曲线回归，并对拟合模型进行显著性分析。利用Microsoft Excel 2003，根据预测值绘制积累曲线和积累速率曲线。

2 结果与分析

2.1 不同烤烟品种干物质积累规律

以干物质积累量为因变量，以移栽后天数为自变量，对烤烟不同器官干物质的积累曲线进行拟合，不同品种、同一品种的不同器官的拟合曲线均呈“S”型，拟合方程为y=eβ0+β1/t，其中,y为干物质积累量(g·株-1)，t为移栽后天数(d)，β0，β1为待定参数。回归方程经F测验得到的P值均小于0.01，达极显著水平，即拟合方程具有统计学意义。各参数的取值及F测验结果如表1所示。由拟合曲线的变化规律可知，移栽35 d以前，烟叶干质量增加缓慢，此后有一定时间的快速增长期，接近成熟时叶片干物质积累减慢。根、茎和整株的干物质积累规律与叶片类似。根据曲线方程的拟合结果，NC 71具有最大的叶干质量、茎干质量及总干质量，其次为中烟100，中烟205最小；中烟100的根干质量在整个生育期内均大于其他品种，与实测结果一致。

对上述曲线方程求一阶导数，得到干物质积累速率曲线，叶片干物质积累速率呈现先增大、后减小的变化趋势，不同品种达到最大积累速率的时间及最大积累速率是不同的。由表1可知，烤烟干物质最大积累速率出现时间在不同品种间表现为中烟100早于豫烟10号，豫烟10号早于中烟205，NC 71最晚。中烟100和NC 71具有较高的最大积累速率。在整个生育期内，不同烤烟品种叶片、茎及整株的干物质积累速率均表现为NC 71>中烟100>豫烟10号>中烟205。NC 71干物质积累速率表现为移栽后45 d以前，叶片、茎及整株的干物质积累速率较小，此后迅速增加并超过其他品种干物质的积累速率。中烟100具有最大的根系干物质积累速率。烤烟不同器官干物质最大积累速率出现时间也不同，整体上表现为叶片最早，于移栽后50 d左右干物质积累最快，烟茎最晚(移栽后90 d左右)。干物质的积累分配表现为叶片最多，其次为烟茎，根系积累的干物质最少。

表1 不同品种烤烟干物质积累量的拟合曲线特征参数Table 1 Parameters from “S” curve equation of dry matter accumulation of different tobacco varieties

2.2 不同烤烟品种氮、磷、钾积累规律

经分析，不同烤烟品种、不同器官氮、磷、钾积累随时间的变化符合“S”型曲线：y=eβ0+β1/t，其中y为养分积累量(g·株-1或mg·株-1)，t为移栽后天数(d)，β0,β1为待定参数。对拟合方程进行F测验，P值均小于0.01，说明拟合方程在一定程度上能够解释烤烟氮、磷、钾的积累规律。

2.2.1 不同烤烟品种氮积累规律 不同烤烟品种成熟期氮的积累量存在差异，在叶片和整株中表现为NC 71>中烟100>豫烟10号>中烟205，根系和烟茎中则为中烟100>豫烟10号>NC 71>中烟205。叶片对氮素的最大积累速率出现时间较其他器官稍早，中烟100、豫烟10号、中烟205、NC 71叶片对氮素的最大积累速率出现时间分别为移栽后40.58，44.52 ，48.09和60.70 d，在移栽后60 d以前，NC 71的叶片对氮素的积累速率不断增加，使得最终的氮素积累量和积累速率均高于其他品种。根系和茎对氮素的最大积累速率出现时间具体表现为根系比茎早10 d左右，但均晚于叶片。中烟100根系和茎在移栽后60 d左右对氮素积累最快，最大积累速率大于中烟205和NC 71，与豫烟10号相差不大。对整个烟株而言，其对氮素的最大积累速率出现时间、最大积累速率在各品种间的表现与干物质积累一致，即中烟100的最大积累速率出现时间最早，NC 71最晚；NC 71的最大积累速率最大，中烟205最小。4个品种烟株对氮素的最大积累速率均出现在干物质最大积累速率之前。

2.2.2 不同烤烟品种磷积累规律 4个品种烤烟的不同器官和整株对磷素的最终积累量存在差异，叶片中中烟205积累最多，根系、茎和整株中均为中烟100积累最多。由不同品种烤烟叶片的磷素积累曲线可知，移栽后85 d以前，中烟100叶片对磷的积累量最大，NC 71最小，此时，叶片对磷素的积累量占成熟时叶片磷积累量的70%左右，此后，中烟205叶片的磷积累量逐渐超过其他品种。可能由于中烟205叶片的磷素最大积累速率出现在其他品种之后，比最早出现的中烟100晚近20 d，而其最大积累速率在4个品种中最大，此后又一直保持较高的积累速率。对磷的积累曲线求二阶导数，得到拐点的取值，即磷素最大积累速率出现的时间和相应的积累速率。由表3可知，中烟100不同器官和整株对磷素的最快吸收出现最早，茎和整株对磷的最大吸收速率在4个品种中最大，这与中烟100整株对磷素的最终积累量最多一致。豫烟10号根系对磷素的最大吸收速率出现时间最迟，最大吸收速率最大；NC 71茎和整株对磷素的最快吸收出现最晚，最大吸收速率小于中烟100。

表2 不同品种烤烟氮素积累量的拟合曲线特征参数Table 2 Parameters from “S” curve equation of N accumulation of different tobacco varieties

表3 不同品种烤烟磷素积累量的拟合曲线特征参数Table 3 Parameters from “S” curve equation of P accumulation in different tobacco varieties

2.2.3 不同烤烟品种钾积累规律 由“S”型曲线的拟合结果可知，不同品种烤烟对钾的最终积累量存在差异，在叶片和整株中表现为中烟100>NC 71>豫烟10号>中烟205，根系中表现为中烟100>豫烟10号>NC 71>中烟205，烟茎中则为中烟100>中烟205>NC 71>豫烟10号。中烟100、豫烟10号、中烟205和NC 71的叶片对钾素的最终积累量占整株的比值分别为45.5%,43.3%,39.5%和50.1%。中烟100在整个生育期内吸收的钾素较多，但在成熟过程中分配到叶片中的钾并不多，可能由于钾素回流的程度较NC 71大，尚需要进一步验证。

与干物质或者氮、磷的积累速率不同，烟株叶片对钾素的积累速率在不同品种间存在着较大的差异，尤其是移栽35 d以后，中烟100的叶片对钾的积累速率最大，其次是NC 71，而中烟205最小。除烟叶茎秆外，中烟205其他器官和整株对钾的最快积累出现较早，最大积累速率较小；中烟100不同器官和整株对钾的最大积累速率均最大(表4)。

表4 不同品种烤烟钾素积累量的拟合曲线特征参数Table 4 Parameters from “S” curve equation of K accumulation in different tobacco varieties

3 结论与讨论

烟草的生长包括营养生长和生殖生长两个阶段，营养生长阶段烟株生长迅速，养分的快速吸收、积累和转运为干物质增长和内含物的充实提供了基础。本研究结果表明，4个烤烟品种干物质及氮磷钾积累量随时间的变化规律均呈“S”型曲线，前期为适应新环境烟株生长缓慢，中期快速生长，转入生殖生长后干物质和氮、磷、钾的积累速率减慢。不同品种烤烟干物质和氮素在叶片及整株的最终积累量不同，以NC 71最高，中烟205最低，NC 71表现出前期积累速率慢后期快的变化趋势；磷素在NC 71的叶片和整株中积累最少；钾素在叶片和整株中的积累以中烟100最多，中烟205最少。烟株对氮、磷、钾的最大积累速率出现时间早于对干物质的最大积累速率出现时间，个别品种对磷、钾的最大积累速率出现时间稍晚于干物质最大积累速率出现时间，表明养分的吸收是烟株干物质积累的前提，这与MOUSTAKAS 等[9]对烤烟的研究结果一致，在玉米[10]上也有类似的规律。综合上述分析及对田间长势的观测结果认为，NC 71和中烟100叶片较大，对干物质及氮磷钾的积累能力强，中烟205长势及对养分的吸收较弱，生产中可根据不同烤烟品种氮、磷、钾的积累差异区别施肥，并注重施肥时期，必要时可采取分次追肥。

烟草是喜钾作物，钾含量高的烟叶香气质好，香气量足。韩锦峰等[11]研究了烤烟氮、磷、钾的吸收及分配规律，认为烟株一生对氮、磷、钾的吸收量为钾最多，氮次之，磷最少，三大矿质营养在烟株体内的分配表现为叶>茎>根。MOUSTAKAS 等[9]研究表明，烟叶及整株中氮的积累量超过了钾的积累量。本研究中，中烟100、豫烟10号、中烟205和NC71成熟期烟叶氮积累量比钾积累量分别高出1.08、2.95、3.53和4.27 g·株-1，这与后者的研究结果一致，而与韩锦峰等[11]的研究结果不同，可能由于近几十年烟农盲目追求高产，大量的氮肥投入，使得成熟期烟株体内积累大量的氮素。这一点尚需要进一步验证。

[1] 汪耀富,张福锁.干旱和氮用量对烤烟干物质和矿质养分积累的影响[J].中国烟草学报,2003,9(1):19-23;29.

[2] 张 翔,毛家伟,黄元炯,等.不同施肥处理对烤烟干物质积累与分配的影响[J].中国土壤与肥料,2011(3):31-34;91.

[3] 张 翔,毛家伟,黄元炯,等.不同施肥处理烤烟氮磷钾吸收分配规律研究[J].中国烟草学报,2012,18(1):53-57;63.

[4] 刘卫群,郭群召,汪庆昌,等.不同施氮水平对烤烟干物质、氮素积累分配及产质的影响[J].河南农业科学,2004(8):25-28.

[5] 钟晓兰,张德远,周生路,等.钾肥用量及基追肥比例对烤烟干物质累积和钾素吸收动态的影响[J].应用生态学报,2006,17(2):251-255.

[6] 殷红慧,赵正雄,王丽萍,等.地膜覆盖下烤烟干物质积累和氮、钾养分吸收分配规律的研究[J].浙江农业科学,2006(1):63-67.

[7] 符云鹏,刘国顺,汪耀富,等.雨养烟区烤烟干物质积累及养分吸收分配规律的研究[J].河南农业大学学报,1998,32(增刊):38-44.

[8] 王世济,刘炎红,崔权仁,等.皖南烟区烤烟干物质和养分的积累研究[J].烟草科技,2004(7):40-43.

[9] MOUSTAKAS N K, NTZANIS H. Dry matter accumulation and nutrient uptake in flue-cured tobacco (NicotianatabacumL.). Field Crop Research, 2005, 94:1-13.

[10]宋海星,李生秀.玉米生长量、养分吸收量及氮肥利用率的动态变化[J].中国农业科学,2003,36(1):71-76.

[11]韩锦峰,郭月清,刘国顺,等.烤烟干物质积累和氮磷钾的吸收及分配规律的研究[J].河南农业大学学报,1987,21(1): 8-18.

(责任编辑：常思敏)

Dynamics of dry matter, nitrogen, phosphorus and potassium accumulation in different flue-cured tobacco varieties

LI Haijiang1, WANG Genfa2, ZHANG Yaoxu1, WANG Yanli3, DING Songshuang3

(1.Pingdingshan Branch of Henan Tobacco Company, Pingdingshan 467000, China; 2.China Tobacco Henan Industrial Co. Ltd. , Zhengzhou 450002, China; 3.Tobacco College of Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

The accumulation dynamics of dry matter, N, P and K in different varieties of flue-cured tobacco were studied under the same cond itions of water and fertilizer supply. The results showed that the dry matter and N, P and K accumulation amounts in different organs and the whole plant of different tobacco varieties were continuously increased with the growing stage extended. This variation was shaped in S curves. The rate of dry matter accumulation and N uptake in leaves and the whole plant of NC 71 was slow at early stage and fast at later stage, and the final dry matter and N accumulation amounts of NC 71 was maximum compared with other varieties. The rate of K accumulation in different organs and the whole plant of Zhongyan 100 was the highest, and the K accumulation amount was the same. Zhongyan 205 had the minimum accumulation rate and amount. The order of accumulation rate of dry matter and mineral nutrition for different tobacco varieties was dry matter accumulation rate >N>K>P and the order was leaf >stem>root in different organs. For the time of maximum mineral nutrition accumulation rate occurring N was a little earlier than K, and P was later. The time of the maximum N accumulation rate also appeared earlier than the time of maximum accumulation rate of dry matter. There were some differences during the different tobacco varieties and the different organs of the same varieties in the time of maximum accumulation rate occurring and the maximum accumulation amounts of dry matter and mineral nutrition.

flue-cured tobacco; variety; dry matter accumulation; nitrogen accumulation； phospho-rus accumulation； potassium accumulation

2014-11-23

河南中烟责任有限公司项目(HN102013008)

李海江(1965-)，男，河南平顶山人，农艺师，研究方向为烟草原料。

丁松爽(1982-)，女，河南南阳人，讲师，博士。

1000-2340(2015)02-0166-05

S 572

A