不同来源氮素在烤烟体内的累积分配及对烟叶品质的影响

通过在云南省玉溪市赵桅村6组烟田（A）和赵桅实验基地（B）进行的大田15N示踪试验,研究了在不施氮和施氮90 kg/hm2条件下,水稻土烤烟干物质累积特征、肥料氮和土壤氮的吸收和分配及肥料氮和土壤氮对烟叶品质的影响。结果表明,施氮能显著提高烟株干物重,增加烟株吸氮量,但在生育后期施氮与不施氮处理,烟株均存在干物质和氮素累积过多问题。施氮90 kg/hm2情况下,烟株整个生育期中吸收的氮素主要来自于土壤氮,而且烟株吸收的土壤氮及其占总吸氮量的比例随生育期延长和烟叶着生部位的升高显著增加;到采收结束时,两试验田烟株吸收的土壤氮占总吸氮量的比例分别达69%和74%。不同施氮水平烟叶品质差异较大,不施氮处理各部位烟叶总氮和烟碱含量均偏低,糖碱比不协调;施氮处理各部位烟叶总氮含量均在适宜范围内,但由于烟株生育后期土壤供氮较多,上部烟叶存在烟碱含量偏高的问题。选择有机质含量适宜的土壤,控制烟株生育后期土壤供氮量,对降低上部烟叶总氮和烟碱含量,提高我国烟叶整体质量至关重要。     

稻草还田对土壤氮素矿化及烟叶品质的影响

探索调控土壤供氮的措施,是降低上部烟叶烟碱含量,提高我国烟叶整体质量的关键问题.以云南水旱轮作植烟土壤为研究对象,通过大田原位培养试验,研究了稻草覆盖还田和稻草翻埋还田对土壤氮素矿化及烟叶品质的影响.结果表明,稻草还田提高了土壤供氮能力,稻草还田方式不同对土壤氮素矿化的影响有所差异.在烤烟旺长期,稻草覆盖还田明显增加了土壤氮素矿化量;采收期,稻草翻埋还田处理的土壤氮素矿化量增加显著.在烟株整个生育期,稻草覆盖还田和稻草翻埋还田处理的土壤累积矿化量分别达到139 kg/hm2和129 kg/hm2,比对照处理分别增加了20.4%和12.2%.由此说明,稻草覆盖还田对土壤氮素矿化的促进作用更显著.尽管稻草还田促进了土壤氮素矿化,增加了土壤供氮量,但两种稻草还田方式均显著降低了上部烟叶总氮和烟碱浓度,提高了其总糖和还原糖浓度,改善了上部烟叶品质.其中,两种还田方式的影响差异不大,总氮含量和烟碱浓度约降低18%和17%,总糖和还原糖浓度约增加23%和19%.稻草还田对中部烟叶品质的影响不显著.     

干旱胁迫下氮用量对烤烟养分积累与分配及烟叶产量和品质的影响

采用盆栽试验研究了干旱胁迫下氮用量对烤烟(Nicotiana.Tabacum.L.)养分的积累与分配及烟叶产量和品质的影响。结果表明,在干旱胁迫下随氮用量增加,烟株体内N、P、K、Mn含量显著增加,Ca、Mg、Fe含量明显减少,烟株对各种养分的积累量都显著增大。氮用量还影响烟株体内养分的分配,随施氮量增大,伸根期干旱烟株体内大多数养分在根和茎中的分配比例增加,在叶中的分配比例减少;旺长期和成熟期干旱时则相反。在干旱条件下增加氮用量可以提高烟叶产量和总氮、烟碱含量,降低烟叶还原糖含量。     

叶施15N-尿素增加棉花苗期氮素吸收利用的生理生化机制研究

【目的】苗期棉花根系发育缓慢,吸收能力弱,根系吸收的氮素不能满足棉株生长发育的需要,很容易出现僵苗、 弱苗。叶面施氮可以及时补充氮素营养,解决棉花苗期阶段性营养不足的问题。本研究利用15N同位素示踪技术研究喷施尿素对棉花苗期氮素吸收利用及生理生化特性的影响,以明确棉花苗期叶面喷施尿素的适宜浓度,了解其促进棉花生长发育的机理。【方法】本试验选用黄河流域常规栽培品种中棉所79为试验材料,采用随机区组设计,在棉花苗期叶面喷施0.5%、 1%和2%的15N-尿素溶液,以喷清水为对照,调查了尿素不同喷施浓度棉花氮素的吸收利用及生理生化特性。【结果】1)叶面喷施15N-尿素能显著提高棉株15N含量,各施氮处理棉株内15N含量随时间的变化趋势一致,即叶面喷施后2～96 h之间,逐渐升高,96 h达到最高,此后出现下降。2)棉株可以快速吸收叶面喷施的15N-尿素,各处理棉株叶面氮素平均吸收速率的变化趋势一致,因中午气孔关闭,2～4 h出现降低;4～6 h达到最大,期间急剧上升;6～8 h急剧下降,8～12 h下降也较快,12 h后缓慢下降。0～12 h平均吸收速率非常高,为0.23～0.29 mg/(gh)。棉株对于叶施氮素的吸收主要出现在喷施后12 h之内。3)15N-尿素浓度为0.5%、 1%时,叶面吸收显著促进了根系氮素吸收,且根系吸收的氮很快被转运到地上部分。4)1%尿素喷施浓度内,硝酸还原酶、 谷氨酰胺合成酶活性,叶绿素含量的变化趋势一致,均随尿素喷施浓度的增加而提高,在喷施浓度为1%时达到峰值,超过1%后开始下降。【结论】叶面尿素喷施浓度在0.5%～2%之间均能显著提高棉株15N含量,促进棉株的氮素代谢,以1%效果最佳。棉株对于喷施氮素的吸收主要发生在喷施后0～12 h,平均吸收速率为0.23～0.29 mg/(gh),96 h棉株中15N含量达到最高。棉花叶面施氮促进了根系对氮素的吸收。叶面施氮主要通过增强硝酸还原酶、 谷氨酰胺合成酶活性,提高叶绿素含量,增加叶面积,促进叶片的光合作用,以此提高氮素利用效率,增加棉花株高和总生物量。     

炭基肥对黄壤烤烟生理和氮素吸收与平衡的影响

以烤烟品种云烟87和贵州典型黄壤为试验材料,通过大田试验,设置不施氮（CN）、常规肥（CF）和炭基肥（BF）3个处理,探索不同施肥处理对烤烟氮素吸收相关生理、黄壤－烤烟体系氮素平衡的影响,为优化贵州烟区黄壤氮素管理和减少烟区农田生态环境污染提供科学指导。结果表明,BF处理显著提高土壤脲酶活性、烤烟根长度和根表面积、叶片谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性、吸氮量,烤烟吸氮量较CN和CF处理分别显著提高 35.06％和14.24％。BF处理烤烟根系活力和体积、干物质量及产量最高,显著高于CN处理。不同施肥处理黄壤－烤烟体系氮素均明显盈余,氮素输入主要是土壤起始无机氮,氮素输出主要是土壤无机氮残留以及烤烟吸氮量。BF处理提高了0～20 cm土层无机氮的残留,氮素表观损失量显著减少44.42 kg?hm-2,氮素盈余量减少37.70 kg?hm-2,氮肥表观利用率显著提高16.15%。合理施用炭基肥是贵州烟区优化黄壤氮素管理和保护烟区农田生态环境的有效途径之一。     

不同施氮水平对水稻土氮素供应和烤烟氮素吸收积累的影响

采用大田试验研究分析了凉山州植烟水稻土在不同施氮水平下的无机氮供应动态、烟株干物质积累、烟株对氮素的吸收分配规律以及烤后烟叶品质的差异。结果表明:施氮对土壤无机氮的影响持续到移栽后13周,随施氮量的增加土壤无机氮浓度升高,各处理无机氮供应高峰出现在移栽后7周和13周;各施氮处理烟株干物质积累均显著高于不施氮处理,说明施氮可以促进前期烟株根系的发育;施氮显著提高了各时期烟株中氮素的含量,尤其表现在移栽后9~11周,施氮75 kg/hm~2处理烟株氮积累量显著高于施氮45 kg/hm~2处理,但施氮105 kg/hm~2处理积累量与施氮75 kg/hm~2处理差异不大。综合感官评吸结果,本研究认为供试水稻土施氮量以75 kg/hm~2较为适宜。     

烟叶中含氮化合物氮素来源与肥料氮素形态的关系

氮素是影响烟株生长和发育以及烟叶质量的最重要的元素[1].烟叶内的烟碱、醚提物和蛋白质含量及它们之间的比例是影响烟叶内在质量的关键因素.这些化合物的含量与施氮量及施用肥料种类密切相关[2-4].在烟草生产中往往通过减少施氮量或后期终止供氮来控制烟叶含氮量,但效果不佳[5].上部叶烟碱含量高,工业可用性差,造成库存积压严重的问题依然存在.为了探讨烟株后期供氮与氮素来源之间的关系,利用15N-KNO3同位素标记对烟草吸收的氮素和含氮化合物中氮素的来源进行了研究,为合理施用肥料,降低上部叶烟碱含量,提供理论依据.     

滴灌施氮对烤烟氮素吸收利用及土壤无机氮分布的影响

为明确适合烤烟生长并降低土壤氮素损失的滴灌施氮策略,为烤烟生产提供理论指导。以烤烟品种K326为材料,在盆栽条件下,研究了滴灌施氮对烤烟氮素积累、分配和利用及土壤无机氮含量与分布的影响。结果表明:移栽后28 d滴灌追氮一次,增加追氮比例,叶片的氮素含量、氮素积累量和分配比例增加,根和茎的氮素积累量和分配比例降低,烟株表观氮素利用率提高;土壤无机氮含量升高,土壤无机氮的表观盈余量降低。移栽时施氮50%,移栽后28和42 d滴灌追氮两次的氮素利用率显著高于追氮一次处理;而追氮比例为70%和90%时,氮素利用率低于追氮一次处理。移栽后滴灌追氮两次提高了距滴注点垂直距离5～20 cm和水平距离15～20 cm土层的土壤无机氮含量,降低了距滴注点垂直距离20～25 cm土层的土壤无机氮含量。从烟株氮素利用,土壤无机氮分布及盈余量等方面考虑,移栽时施氮50%,移栽后28 d滴灌追氮35%,42 d滴灌追氮15%可作为生产中参考的滴灌施肥制度。     

地表覆盖和施氮对冬小麦干物质和氮素积累与转移的影响

在黄土高原南部旱区,通过田间试验研究了地表覆盖在不同氮水平下对冬小麦生长和氮素累积及转移的影响。结果表明,覆膜显著增加冬小麦各生育期干物质的积累,提高干物质转移量或花后干物质累积量;覆草显著增加生长后期干物质累积量,随种植年限的增加,覆草能显著增加冬小麦生物产量和子粒产量,其增产作用与覆膜无显著差异。覆膜亦能显著增加冬小麦各生育期氮素的积累,提高氮素转移量;覆草显著增加了生长后期氮的累积,随种植年限的增加,覆草对地上部吸氮量和子粒吸氮量的影响与覆膜无显著差异。施用氮肥显著增加了各生育期干物质和氮素的累积,促进花后干物质的累积和花前累积氮的再转移,显著提高了冬小麦地上部和子粒吸氮量及生物产量和子粒产量。     

滴灌减氮对植烟土壤无机氮变化及烟株氮积累的影响

为明确滴灌施肥条件下减量施氮对土壤无机氮变化特征、烟株氮积累规律的影响,于2016年在登封进行了田间试验,试验共设置5个处理:T0:不施氮肥;T1:常规施肥;T2:减氮15%;T3:减氮30%;T4:减氮45%。分析了0~20、20~40、40~60 cm土层无机氮含量及烟株氮积累量变化,并对0~20 cm土层无机氮含量拟合曲线及烟株氮积累拟合曲线特征值进行分析。结果表明,滴灌施肥能够显著提高栽后40、50 d时0~20 cm土层无机氮含量,显著降低栽后50 d时40~60 cm土层无机氮含量;减氮15%~30%对烟叶产量、生育期内烟株氮素积累量均无显著影响,减氮45%烟叶产量、烟株氮积累量、烟叶氮积累量分别显著下降11.52%、10.53%、10.50%;氮肥农学效率(NAE)、氮肥偏生产力(NPFP)均以T4处理最高,且随施氮量增加逐渐下降,氮肥表观利用率(ARE)以T3处理最高,氮收获指数(NHI)、氮肥生理利用率(NPE)与施氮量间无明显关系。减施氮肥土壤无机氮下降持续时间及烟株氮素快速增长时间会延长,无机氮最大下降速率及烟株最大氮积累速率降低,不利于烟株氮素快速积累。因此,综合考虑认为,在该地区条件下,滴灌施肥减氮15%~30%有利于氮肥高效应用。     

利用~(15)N示踪法研究土壤氮对烤烟氮素累积和烟碱合成的影响

以烤烟(Nicotiana tabacum L.K 326)为试验材料.在大田条件下,利用~(15)N示踪法,研究了土壤氮对烤烟氮素累积和烟碱合成的影响。结果表明。对烤烟氮素累积和烟碱合成的影响。土壤氮比例均随叶位上升而上升,且打顶后上、中、下三个叶位和根茎中土壤氮比例均随生育时期推进而显著增加;打顶后烤烟各器官的土壤氮占总氮比例和占总烟碱氮比例分别为50%和60%。显著高于肥料氮。     

利用15N示踪法研究土壤氮对烤烟氮素累积和烟碱合成的影响

以烤烟（Nicotiana tabacum L. K 326）为试验材料,在大田条件下,利用15N示踪法,研究了土壤氮对烤烟氮素累积和烟碱合成的影响。结果表明,对烤烟氮素累积和烟碱合成的影响,土壤氮比例均随叶位上升而上升,且打顶后三个叶位和根茎均随生育时期推进而显著增加;打顶后烤烟各器官的土壤氮占总氮比例和占总烟碱氮比例分别为50%和60%,显著高于肥料氮。     

Cytokinin-dependent improvement in transgenic P(SARK)::IPT tobacco under nitrogen deficiency

Wild-type (WT) and transgenic tobacco plants overexpressing isopentenyltransferase (IPT), a gene coding the rate-limiting step in cytokinin (CKs) synthesis, were grown under limited nitrogen (N) conditions to evaluate the role of CKs in NUE (N-use efficiency) and in different parameters that determine the quality of tobacco leaves. The results indicate that WT tobacco plants submitted to N deficiency show a decline in the leaf/root ratio, associated with a decrease in the NUE and in tobacco-leaf quality, defined by an increase in the quantity of nicotine. On the contrary, the transgenic plants submitted to N deficiency maintained the leaf/root ratio, presenting a higher NUE and greater quality of tobacco leaves than the WT plants, as the latter showed reduced nicotine and an increase in reducing sugars under severe N-deficiency conditions. Therefore, the overexpression of CKs under N deficiency could be a useful tool to improve tobacco cultivation, given that it could reduce N-fertilizer application and thereby provide economic savings and environmental benefits, maintaining yield and improving tobacco leaf quality.     

烤烟烟碱合成及其氮素来源与移栽期和氮肥的关系研究

采用田间试验与15N同位素示踪微区试验,在湖北襄樊植烟生态区老湾村(N 31°27,′E 111°14′,海拔1130 m)研究了3个不同移栽期和施用氮肥对烤烟烟碱含量和烟碱氮素来源的影响。研究结果表明,与5月5日移栽相比,推迟移栽期至5月15日2~5日,烟碱含量、烟碱氮占总氮比例以及烟碱肥料氮比例分别平均增加10%8~5%、5%1~10%和21%5~6%;与不施氮相比,施用氮肥提高烟碱含量12%5~9%,提高烟碱氮占总氮比例5%~127%。烤烟烟碱氮占总氮的比例随生育进程逐渐增加,而各部位烟叶烟碱肥料氮比例随生育进程和叶位上升逐渐下降。土壤氮是烟碱氮的主要来源,对烟叶烟碱含量有决定性影响。结果说明在当地条件下,控施氮肥和适当提前移栽期更有利于降低烟叶(尤其是中、上部叶)中的烟碱含量。     

Response of Hibiscus Rosa‐Sinensis L. to varying levels of potassium fertilization: Growth,gas exchange and mineral element concentration

Little is known about the effect of varying levels of potassium (K) on the mineral element concentration, growth, and gas exchange, characteristics of woody ornamental plants. The commercially important woody ornamental species Hibiscus rosa‐sinensis L. cv. Leprechaun was evaluated for K response in a series of three experiments with full strength Hoagland's nutrient solution, which supplied 0 to 10 mM K. Plants grown with 4 mM K in nutrient solution (2.4% leaf tissue K) had the greatest shoot growth and root extension. Gas exchange rates (net photosynthesis, transpiration, and stomatal conductance) were also highest at 4 mM K compared to the control (0 mM K /0.6% leaf tissue K), 0.2, 2.0 and 10 mM K treatments. The application of 4 mM K increased net photosynthesis and tranpiration by 2.1 fold and stomatal conductance by 4.5 fold over 0 mM K controls. Increasing K in nutrient solution correlated positively with tissue K, manganese (Mn), and zinc (Zn), but negatively with nitrogen (N), phosphorus (P), calcium (Ca), and magnesium (Mg). There was a stronger sink for K in yonger leaves (the first to fourth fully expanded leaf from the shoot apex) which had higher K concentration than older leaves (the eighth to twelfth fully expanded leaf from the shoot apex). However, with increasing K in nutrient solution, K concentration in leaf tissue increased regardless of leaf age, and the difference between the younger and older leaf was constant. Daily application of 10 mM K resulted in 6.9% leaf tissue K and caused a decrease in plant total dry matter, net photosynthesis, compared to 4 mM K treated plants. However, these parameters remained higher in 10 mM K plants, which retained high ornamental quality than in 0 mM controls. Plants fertilized with 10 mM K, had the highest leaf tissue K and Zn, but lowest P, Ca, Mg, iron (Fe), copper (Cu) and boron (B). Nevertheless, the 10 mM K treated plants exhibited no morphological differences or deficiency symptoms; rather those plants had similar vegetative vigor and flower bud formation rate as those at 4 mM K.     

不同施氮条件对烤烟打顶前后代谢及物质积累的影响

采用大田试验研究了不同施氮条件对烤烟打顶前后碳氮代谢、苯丙烷类代谢关键酶活性及其相关物质积累的影响。结果表明: 不施氮下(N0), 打顶前烟叶碳氮代谢关键酶活性较低, 而苯丙氨酸解氨酶活性却较高, 这使得光合固定的碳优先向蔗糖、淀粉、多酚类积累; 单施化肥下(N1), 烟叶碳氮代谢关键酶活性高于N0处理, 但氮代谢强度大, 烟叶固定的碳较早地向烟碱积累, 色素含量高; 加施饼肥下(N2), 烟叶碳氮代谢关键酶活性高, 但代谢协调, 淀粉积累推迟, 色素含量较高, 而多酚类、烟碱积累量均处于N0与N1处理之间。烟株打顶后, 烟叶在短期内各关键酶活性都增强, 但其改变程度不一致, 烟叶内含物重新分配, 游离氨、色素含量递减, 而烟碱含量逐渐积累, N2处理烟碱含量最高。这说明施氮条件影响烟株碳氮代谢的协调程度, 影响烟叶物质积累的流向。因此, 通过控制施氮条件可以改变烟叶的代谢流向以至改变烟叶的质量风格特征。     

氮肥对水田与旱地烤烟烟叶氮浓度和相关酶活性的影响

试验采用裂区设计,以硝态氮和铵态氮两种氮素形态为主处理,5个供氮水平为副处理,在大田条件下研究了水田与旱地烤烟在团棵、旺长、脚叶采烤、腰叶采烤和顶叶采烤等5个生育期烟叶的总氮浓度、硝酸还原酶和谷酰胺合成酶活性的氮肥效应。结果表明,水田与旱地烤烟在各氮肥处理下团棵期烟叶的氮浓度最高,旺长期稍有下降,至脚叶采烤期则迅速降低;烟叶中的硝酸还原酶和谷酰胺合成酶活性从团棵到旺长期迅速升高,进入采烤后逐渐降低。水田烤烟烟叶总氮浓度和硝酸还原酶活性比旱地烤烟大,而谷酰胺合成酶则水田小于旱地,说明烤烟在水田状况下吸氮能力比旱地烤烟强;然而水田烤烟氮同化能力比旱地烤烟弱。试验结果还表明,水田与旱地烤烟烟叶的总氮浓度、硝酸还原酶和谷酰胺合成酶活性分别在09～0.kg/hm2和07～5.kg/hm2范围内随施氮量的增加而提高;由于土壤中铵态氮的转化与硝态氮淋溶损失,导致铵态氮的肥效优于硝态氮。     

湘南典型植烟土壤养分供应及烟株吸收特征

养分是烤烟生长与烟叶品质形成的基础，为探究烤烟大田生育期间土壤养分供应、烟株养分吸收以及两者匹配情况及其与烟叶品质问题的关系，本研究测定和分析了湘南目前施肥模式下典型植烟土壤速效养分含量（铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾）、表观肥料养分利用率、烟株养分吸收以及有关烟叶品质指标，并监测了烤烟大田生育期间的气候条件及土壤温湿度变化状况。结果表明：①施氮总量较高(183 kg/hm2)，且基施氮量占比高(48.4%)，烤烟大田生育前期(0~36 d)土壤速效养分丰富，但烟株生长较慢，导致当季肥料养分利用率不高；②最后一次追肥时间(43 d)偏晚，使得后期烟株脱氮困难，造成顶叶和上二棚叶烟碱含量过高，还原糖含量偏低；③早春低温是烤烟大田生育前期烟株生长缓慢的重要影响因子。针对目前施肥模式与烟株养分需求不匹配问题及其主要影响因素，提出减施基肥、适时适量追肥的优化施肥模式以及应用控缓释肥料、促生微生物、高效多功能叶面肥和施加外源碳等对策。     

不同区域尺度烟叶化学成分与品质的关系初探

在贵州2个主要烟叶产区,系统采集214个烟叶样品,研究了不同区域尺度烟叶化学成分与品质的关系。结果表明,县级尺度间烟叶的化学成分含量、品质指标及吸食品质差异较大,地级尺度间的差异缩小。在县级尺度,影响烟叶品质的主要化学成分组成较为相似,化学成分主成分分布较为集中,第1主成分主要包括总糖、还原糖、烟碱、糖碱比、氮碱比,化学成分与品质的显著相关性因子较少(1-2个因子),可用较少的化学成分来揭示烟叶品质。在地级尺度,烟叶化学成分与品质的关系复杂化,需用较少的化学成分(碳水化合物、含氮化合物)反映烟叶的主要品质特征,并需用更多的化学成分(K2O、P等矿质成分)才能反映烟叶品质的特有差别。如遵义的吸食总分与总氮、氮碱比、烟碱显著相关,杂气与总氮、氯显著相关。在省级尺度,烟叶化学成分与烟叶品质的关系更为复杂,需用更多的化学成分(碳水化合物、含氮化合物及矿质养分)才能综合反映烟叶的品质,如吸食总分与总氮、糖碱比、氮碱比、磷、镁显著相关,杂气与总氮、糖碱比、氮碱比、磷、镁和还原糖显著相关。说明从县级尺度到省级尺度可用从少到多的化学成分种类表征相应区域尺度的烟叶品质。