施氮量对不同烤烟品种光合特性的影响

吴祖聚

摘要 采用多因素裂区试验，研究了不同品种、不同施氮水平下烤烟净光合速率、气孔导度、细胞间CO2浓度和叶片蒸腾速率的变化规律。结果表明，净光合速率、气孔导度和叶片蒸腾速率均在叶龄45 d时达到高峰，之后又平稳下降；与细胞间CO2浓度变化趋势相反。烟叶在生长发育过程中，随着叶片的增长叶面积增大，光合能力不断增强，胞间CO2浓度相对减小，适当增加施氮量使烟叶光合特性增加，氮素过多则光合特性受到抑制，抑制烟叶碳代谢过程。品種间表现差异明显，KRK26在高氮处理下光合特性受到抑制作用最强，中氮处理对K326和云烟87影响相对较小。

关键词 烤烟；施氮量；光合特性；碳代谢

中图分类号 S572.037；S147.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）21-0033-03

Effect of Nitrogen Fertilizer Application Rate on Photosynthetic Characteristics of Different Flue-cured Tobacco Varieties

WU Zu-ju

（Shiyan Danjiangkou Tobacco Companies Marketing Department，Danjiangkou Hubei 442700）

Abstract The changes of net photosynthetic rate，stomatal conductance，intercellular CO2 concentration and leaf transpiration rate of flue-cured tobacco under different varieties and different nitrogen application levels were studied by using a split-plot experiment with two factors. The results showed that the net photosynthetic rate，stomatal conductance and leaf transpiration rate all reached the peak at the leaf age 45 d，and then decreased steadily，and the change trend of intercellular CO2 concentration was just reverse.During the growth and development of tobacco leaves，the photosynthetic capacity of the leaves increased continuously，intercellular CO2 concentration decreased relatively，and the photosynthetic characteristics of the leaves increased by appropriately increasing the amount of nitrogen，and the photosynthetic characteristics of the leaves were inhibited by excessive nitrogen，thus inhibiting the carbon metabolism process of tobacco leaves. There were significant differences between varieties. Under high nitrogen treatment，the photosynthetic characteristics of KRK26 were most inhibited，while the effect of medium nitrogen treatment on K326 and Yunyan 87 was relatively small.

Key words flue-cured tobacco；nitrogen fertilizer application rate；photosynthetic characteristic；carbon metabolism

氮肥是烟叶生产不可或缺的营养元素之一。优良的烟叶品质和合适的产量必须与氮肥的施用量相匹配[1]。氮用量影响光合作用的强弱[2]，光合作用强度与含氮量有密切关系，既相互促进又相互制约[3-4]。光合产物形成的同时需要不断降解来满足植物生长的需要[5-6]。光合作用的主要产物是蔗糖，是碳运输的主要形式，也是代谢库的主要组成部分[7-8]。对烟叶的光氮互作研究表明[9]，遮荫降低了烟叶的蒸腾速率、净光合速率、气孔导度及干物质积累量，但胞间CO2浓度升高；遮荫使转化酶活性降低，氮素营养增大能够促进碳代谢。硝酸还原酶活性随施氮量的增加而升高，氮代谢向碳代谢转化的时间推迟。光弱和施氮量大时烟碱和总氮含量升高，碳水化合物含量下降，呈现出碳代谢减弱、氮代谢增强的趋势。光氮协调能够有效地改善烟株的生长发育，促进体内碳氮代谢平衡，有利于光合产物的转化与运输和品质的形成。因此，开展施氮水平对烟叶光合作用的影响研究，能够为烟叶生产上合理确定施氮量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年在十堰市进行。试验地土壤肥力均匀，地面平整。供试土壤为黄棕壤土，基础土壤肥力为全氮1.21 g/kg、碱解氮69.59 mg/kg、有效磷7.57 mg/kg、速效钾102.43 mg/kg、缓效钾711.58 mg/kg、有机质18.63 g/kg、pH值7.92。

1.2 试验材料

供试烤烟品种共3个，分别为云烟87、K326和KRK26。

1.3 试验设计

试验设低、中、高3个施氮量处理（30、45、60 kg/hm2）、3个品种处理，共组合成9个处理，每个处理3次重复，采用随机区组设计。每小区植烟60株，株行距为55 cm×110 cm。所有处理均施P2O5 60 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2，并添加分析纯NH4NO3满足5个氮素处理，氮肥和钾肥的70%于移栽前施入，30%于移栽后25 d追施，磷肥在移栽前全部施入，按照大田优质烟叶生产管理方法进行管理。

1.4 測定内容与方法

每个品种各选取整齐一致的单株，以第11片叶（从下向上数）为研究对象，分别在叶龄15、30、45、60、75 d（以幼叶长1 cm、宽0.5 cm时作为叶龄1 d）取样。

自叶龄15 d起，每隔15 d采用LI-6400便携式光合测定仪测定叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和细胞间隙CO2浓度等光合指标。

1.5 数据分析

采用SPSS 17.0数据处理系统和Microsoft Excel 2010软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 施氮量对烟叶净光合速率的影响

由表1可知，烟叶生长过程中净光合速率平稳升高至叶龄45 d，之后又平稳下降。云烟87随施氮量的增加净光合速率不断增大，不同施氮量处理间差异明显，均在叶龄45 d达到最大。K326净光合速率也随施氮量增大而增大，从中氮到高氮增加幅度不明显。KRK26净光合速率则在中氮条件下最大。品种间在低氮和中氮处理下，云烟87最低，KRK26最高；在高氮处理下，云烟87最高，KRK26最低。说明烟叶在叶龄45 d时，由于叶片开展达到一定长度和面积，光合能力逐渐增强，净光合速率受施氮量影响很大，增施氮肥可以增大烟叶净光合速率，但是品种间表现不同，KRK26在高氮处理下净光合速率受到抑制。

2.2 施氮量对烟叶气孔导度的影响

由表2可知，烟叶生长发育过程中气孔导度在叶龄45 d时达到最大之后下降，在叶龄15～30 d时增幅较小，在叶龄30～45 d的过程中有个快速升高的过程，之后到叶龄60 d时快速下降，叶龄75 d时下降到最低。不同施肥量条件下各烤烟品种气孔导度随施氮量的增加均有所上升，其中云烟87和K326高氮与中氮处理对比上升明显，KRK26则不明显。品种间低氮条件下差异不大，中氮处理下云烟87略高，高氮条件下KRK26最低。可见，随着烟叶在叶龄45 d时生长迅速，代谢活动增强，之后进入衰老阶段又快速下降，并在成熟期保持较低水平。

2.3 施氮量对烟叶细胞间CO2浓度的影响

由表3可知，细胞间CO2浓度呈先上升后下降的趋势，在叶龄15～45 d时快速下降，之后又缓慢上升至叶龄75 d。增施氮肥细胞间CO2浓度有小幅的上升。不同品种间，在低氮条件下KRK26最低，云烟87和K326相当；在中氮和高氮条件下云烟87最低，KRK26最高；在叶龄75 d时表现为低氮处理最高，高氮处理下最低。说明在叶龄40～60 d烟叶生长迅速，消耗了大量CO2，细胞间CO2浓度越低，碳代谢活性越旺盛，增施氮肥一定程度上增加了对CO2的吸收，也会使细胞间CO2浓度增加，碳代谢相对减弱。

2.4 施氮量对烟叶蒸腾速率的影响

由表4可知，叶片蒸腾速率在叶龄15～45 d时缓慢升高达到最大，之后快速下降。在叶龄15 d时，低氮最低，中、高氮相差不大；在叶龄45 d时，低氮处理下KRK26显著高于云烟87和K326，中氮处理下K326较高，高氮处理下云烟87最高，KRK26最低；在叶龄75 d时，低氮处理下云烟87最高，中、高氮处理下KRK26最高。叶片蒸腾速率较高说明烟叶代谢旺盛，增施氮肥可以提高叶片蒸腾速率，但品种间表现不一致，施肥量过多会使一些品种的旺盛生长期延长。

3 结论与讨论

光合作用是自然界最重要的碳素同化作用，是作物合成物质和获得能量的基础[10]。烟叶光合特性表现为烟叶生长过程中净光合速率、气孔导度和叶片蒸腾速率均在叶龄45 d时达到高峰，之后又平稳下降。细胞间CO2浓度与三者变化趋势刚好相反，在叶龄15～45 d时快速下降，之后又缓慢上升至叶龄75 d。随着施氮量增加，在叶龄15 d时除叶片蒸腾速率品种间差异不大外，其他各光合特性指标均显著增大。K326和KRK26净光合速率在中氮处理下最大，在高氮处理下云烟87最大。气孔导度在叶龄30～45 d时有个快速升高的过程，之后从叶龄60 d开始快速下降。品种间低氮条件下差异不大，中氮处理下云烟87略高，高氮条件下KRK26最低。增施氮肥细胞间CO2浓度有小幅的上升，在低氮条件下KRK26最低，云烟87和K326相当；在中氮和高氮条件下云烟87最低，KRK26最高。叶片蒸腾速率在叶龄15～45 d时缓慢升高达到最大，之后快速下降。随着施氮量增加，KRK26叶片蒸腾速率逐渐增大，云烟87和K326有减少趋势，不同氮素处理和不同叶龄表现不一致。

结合相关研究表明[11]，烟叶在生长发育中期，由于叶片开展达到一定长度和面积，光合碳代谢能力逐渐增强，净光合速率受施氮量影响很大，增施氮肥可以增大烟叶净光合速率，胞间CO2浓度相对增大。品种间表现存在差异，KRK26在高氮处理下光合特性受到抑制作用最强，中氮处理对K326和云烟87的影响相对较小。

4 参考文献

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