不同成熟度烟株根际土壤无机氮含量与叶片SPAD值及氮含量的相关性分析

沐 婵，钱荣青，杨绍聪，张艳军，姚照兵，李成春，胡选江，申文智，林姣姣，蔡述江

（1玉溪市农业科学院，云南 玉溪 653100；2玉溪市特色作物营养工程技术研究中心，云南 玉溪 653100；3澄江县农业技术推广站，云南 澄江 652500）

0 引言

烤烟是玉溪的主要经济支柱产业，多年来历届党委政府高度重视烤烟产业的发展，全市每年种植均在4万hm2以上，不仅增加了当地的财政收入，也是山区农民脱贫致富的重要产业。土壤中的硝态氮和铵态氮是烟草根系可直接吸收利用的主要氮素[1-2]，烟株氮素积累情况反映了烟株发育动态和氮素营养状况[3]，在大田烤烟生产过程中，烟株封顶后10～12天烟叶叶色的变化基本可以决定烟株是否能正常转色落黄而适时采烤，同时也反映出叶片氮含量及根际土壤的供氮水平状况。烤烟大田生产上通过叶色变化指导采烤主要凭感官和经验，根据鲜烟叶叶面与主脉的颜色变化情况判断成熟度[4-6]。也可用叶绿素测定仪的SPAD值代表叶色变化，SPAD值与叶绿素含量正相关，较好地反映了烟叶采收成熟度[7-10]。在烟草上，虽然前人对烤烟叶片SPAD值与总氮含量[11-12]的关系开展了一些前期工作，但对烤烟采烤初期烟株不同成熟度的根际土壤无机氮与叶片SPAD值及氮含量的相关性分析研究很少见报道。笔者以云南省玉溪市烟草产区主栽烤烟品种‘K326’为材料，于2019年7—12月在澄江县对大田烟株封顶后至采烤初期不同成熟度的烤烟进行采样，调查研究不同叶位的叶片SPAD仪测定值（简称SPAD值）、总氮含量及根际土壤无机氮含量的关系，旨在应用SPAD值合理评价田间烤烟成熟度，进而为生产上采取相应技术措施提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 采烤初期前烟株成熟度分级标准

在烤烟封顶后至采烤初期前，对田间烤烟生长的叶片不同叶色表现株进行分级，并以4个叶位的叶片叶色深浅分为过早落黄、正常落黄、正常偏绿、整体绿色等4种烤烟不同成熟度（表1）。

1.2 田间调查及样品采集方法

2019年7月4日，在澄江县对大田烤烟‘K326’烟株封顶后已有10～12天的烤烟进行调查。按4种烤烟不同成熟度进行分类，每个类别为1组样品，每组设3个重复，每个重复选择2株，则每组共选择6株（单株有效叶为24～26片）；每株分别按5叶位、10叶位、15叶位及20叶位（由下向上顺序定叶位）采集叶片，每相同部位的2个叶片为一个样品，每组有12个叶片样品；采集叶片样品时随即采集配套的0～20 cm的根际土样，每2株的根际土混合成一个检测样品。共采集4组配套样品60个。在采集时用SPAD-502叶绿素仪对各叶片进行绿色程度（SPAD值）测定。土壤样品采集好后，风干磨制成检测样品，叶片样品采集后烘干及粉碎作为检测样品。

1.3 SPAD值测定方法

使用SPAD-502 Plus叶绿素仪（日本Konica Minolta公司，精度在±1.0 SPAD单位以内）分别测定4种烤烟不同成熟度烟株的5叶位、10叶位、15叶位及20叶位SPAD值，测定每片烟叶以主脉为对称的叶基、叶中、叶尖的叶脉间部位，共检测6个点，加权平均值为该片烟叶的SPAD值。

1.4 样品检测方法

叶片样品全氮及全钾指标参考文献[13]的方法进行检测；土壤样品pH、有机质、水解性氮、硝态氮、铵态氮、速效钾及水溶性钾等参考文献[14]的方法进行检测。土壤水溶性钾检测方法为，5.00 g土壤样品于振荡瓶中，加50 mL去离子水，振荡30 min，过滤后用原子吸收分光光度计法测定。

1.5 统计分析

调查数据采用Excel 2007进行统计分析，采用单因素方差分析和最小显著法(LSD)检验数据的差异显著性水平，用t检验相关系数的显著性。

表1 采烤初期烟株成熟度分级标准

2 结果与方析

2.1 根际土壤氮、钾养分对烤烟不同成熟度的影响

土壤水解性氮也称有效氮，是铵态氮、硝态氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白质氮的总和[15]。对烤烟成熟度影响最大的是根际土壤无机氮（NH4+-N与NO3--N之和，下同），而土壤有效氮、速效钾和水溶性钾对其的影响较小；烤烟生长到封顶后至采烤初期前，烟株叶色由黄色至绿色的变化与根际土壤无机氮含量呈极显著的正相关，因此在此阶段烟株根际土壤无机氮含量56～74 mg/kg较为适宜，有利于烟株正常落黄；高于或低于此范围值，烟株难于褪色或过早落黄（表2），不利于烤烟的正常生长。

2.2 根际土壤无机氮对烤烟不同叶位叶片SPAD值的影响

同叶位叶片SPAD值大小与叶色黄绿变化呈正相关，烟株叶色由黄至绿色的变化与各个部位叶片SPAD值大小呈极显著的正相关（表3）。采烤初期前烟株由下往上的第5叶位至第20叶位的叶片SPAD值，过早落黄为19～47，正常落黄为25～55，正常偏绿为34～60，整体绿色为37～63。各叶位叶片SPAD值(x)大小与根际土壤无机氮含量(y)均呈极显著的正相关，相关系数分别为0.989、0.986、0.989及0.973，其回归方程分别为，5叶位y=3.566x-49.361，10叶位y=2.948x-54.551，15叶位y=4.033x-136.83，20叶位y=3.520x-127.81。在烤烟生长到封顶后至采烤初期前，可快速地用SPAD-502 Plus叶绿素仪测定叶片SPAD值来估计根际土壤无机氮含量状况，便于及时采取相应管理措施。

2.3 根际土壤无机氮对烤烟不同叶位叶片氮、钾的影响

烟株叶色由黄色至绿色的变化与各个部位叶片全氮含量高低均呈显著正相关，也与叶片N/K值呈显著正相关。采烤初期前烟株由下往上的第5叶位至第20叶位的叶片全氮含量，过早落黄为0.674%～1.236%，正常落黄为0.976%～1.648%，正常偏绿为1.301%～2.019%，整体绿色为1.481%～2.388%（表4～5）。烟株正常落黄的各叶位叶片全钾含量均相应显著高于整体绿色烟株，除第20叶位外，也显著高于过早落黄的相应叶片含钾量。各叶位叶片N/K值以整体绿色烟株最高，并显著高于正常落黄及过早落黄烟株。

烤烟生长到封顶后至采烤初期前，各部位叶片全氮含量及N/K值大小均与烟株根际土壤无机氮呈极显著正相关，而各叶位叶片全钾含量与烟株根际土壤无机氮无明显相关性。

2.4 烤烟不同成熟度的叶片SPAD值及根际土壤无机氮与叶片全氮的关系

烤烟生长到封顶后至采烤初期前，相同叶位的不同成熟度烟株叶片SPAD值与叶片全氮含量呈极显著的正相关，相关系数分别为0.988、0.998、0.952及0.978。根际土壤无机氮与不同叶位叶片全氮含量呈显著正相关，相关系数分别为0.993、0.981、0.945及0.999（表6）。据此，烤烟封顶后至采烤初期前，可快速用SPAD-502 Plus叶绿素仪测定叶片SPAD值估计各叶位叶片全氮含量及根际土壤无机氮的供给水平，便于及时从氮、钾养分的协调性方面采取相应管理措施。

表2 采烤初期烟株不同叶色表现与根际土壤养分的关系

表3 采烤初期烤烟根际土壤无机氮与不同叶位叶片SPAD值关系

表4 采烤初期烤烟根际土壤无机氮与5叶位及10叶位的叶片氮、钾含量关系

表5 采烤初期烤烟根际土壤无机氮与15叶位及20叶位的叶片氮、钾含量关系

表6 采烤初期烤烟不同成熟度的不同叶位叶片SPAD值及根际土壤无机氮与叶片全氮的关系

3 结论

针对烤烟大田生产上出现烟株成熟度不一致的现象，开展田间调查与室内检测分析，结果表明，采烤初期前烟株根际土壤无机氮含量高低直接影响烟株成熟度及叶片全氮含量，而土壤水解氮（有效氮）含量高低对其基本无影响；在烤烟生长到封顶后至采烤初期的这段时间，烟株各叶位叶片SPAD值，与各部位叶片全氮含量、N/K值及烟株根际土壤无机氮含量呈极显著的正相关。据此，采用SPAD-502 Plus叶绿素仪测定各叶位叶片SPAD值，可快速估算出烟株根际土壤无机氮含量及叶片的全氮含量，更好地判断烟株成熟度，便于及时对大田烤烟生产采取相应的管理措施。

4 讨论

本研究不同成熟度烟株根际土壤水解氮差异不大，但无机氮（硝态氮和铵态氮之和）的差异达显著水平，从而导致各叶位叶片的全氮含量也达显著差异，说明土壤无机氮水平高低能较好地反映当季作物土壤供氮水平，这与杜飞乐、陈新平、张宏彦、陈世勇等[16-19]，在研究烤烟、冬小麦氮肥、花椰菜及青贮玉米推荐施肥及花椰菜植株吸氮量时，以土壤无机氮作为供氮水平的思路相一致。作物吸收的氮主要是硝态氮和铵态氮，也吸收一些可溶性的有机氮化物，如尿素、酰胺、氨基酸等，但数量很有限，说明当季作物土壤供氮水平，只考虑水解氮（有效氮）是不够全面的，还需检测硝态氮和铵态氮含量。

本研究应用SPAD-502 Plus叶绿素仪测定叶片SPAD值，快速估计根际土壤无机氮含量及各叶位叶片全氮含量，便于及时掌握烤烟采烤初期前烟株的氮素营养水平，采取有效调控相应管理措施。

研究结论中，烤烟各不同叶位叶片SPAD值(x)大小与根际土壤无机氮含量(y)均呈极显著的正相关，与张燕等[20]对小麦的相关研究规律一致；叶片SPAD值与叶片全氮呈显著的正相关性，与李佛琳等[12]研究结果一致。

烟草是需钾较多的作物，其体内含钾量高低直接影响烟草的品质，而提高烟叶中钾的含量是改善烟叶质量的关键措施之一[21-22]。增施钾肥可以提高钾素的吸收，从而提高烟草的产量和质量；土壤及烟草体内的含钾量与烟叶的产量分别呈指数关系；随施钾量的增加，烟叶的产量及上等烟叶的比例相对提高[23-24]。因此在田间调查测定叶片SPAD值时，选择叶片SPAD值较高的整体绿色烟株，采取了每株兑水浇施硫酸钾100 g的应急措施，施用钾肥后20天，SPAD值明显下降、叶片N/K值明显降低（表7），有利于烟株正常褪色落黄。说明氮钾交互作用对烟叶钾含量的影响较明显，与王亚虹等[25]的研究结果一致。

采用SPAD值进行田间烟叶成熟度快速、便捷判定，本研究仅以当地主栽品种‘K326’的采烤初期为调查对象，对于田间烟株烟叶成熟度的调控需要及时做出反应，不利于更好调控，因此采用SPAD值进行田间烟叶成熟度判定时期可做进一步探讨。此外，由于SPAD值测定与作物品种、生育期、叶片厚度等因素有一定关系[26-28]，因此对于叶片厚度大小不一的其他烤烟品种，如‘云烟87’、‘红花大金元’、‘津KRK26’等品种尚需进一步扩展相关研究。

表7 整体绿色烟株施用与不施用钾肥的叶片SPAD值及氮、钾养分比较