覆膜時間對臨滄水稻土供氮狀況和煙株氮積累的影響

黃劉亞，謝新喬，楊子菊，何元勝，亞 平，鄭元仙，何 君，廖小琳，年夫照*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，云南 昆明 650201；2.紅塔集團(煙草)有限責(zé)任公司，云南 玉溪 653100；3.云南省煙草公司 臨滄市公司，云南 臨滄 677000)

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覆膜時間對臨滄水稻土供氮狀況和煙株氮積累的影響

黃劉亞1，謝新喬2，楊子菊1，何元勝3，亞 平3，鄭元仙3，何 君3，廖小琳1，年夫照1*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，云南 昆明 650201；2.紅塔集團(煙草)有限責(zé)任公司，云南 玉溪 653100；3.云南省煙草公司 臨滄市公司，云南 臨滄 677000)

探究了覆膜時間對臨滄水稻土氮供應(yīng)和煙株氮積累的影響。結(jié)果表明，烤煙的大田生育期均為127 d，成熟期葉綠素含量較高，移栽后35～45 d揭膜各項農(nóng)藝性狀指標(biāo)較好。處理M5在整個生育期中氮供應(yīng)表現(xiàn)出先減少-增加-減少-增加的趨勢，其他4個處理均表現(xiàn)出先減少再增加的趨勢。煙堿在煙株各器官中的積累表現(xiàn)為：葉>根>莖，且煙堿在根莖中的積累，T1～T2時期屬于緩慢積累期，T2～T4時期則為快速積累期。總氮在煙株各器官中的積累表現(xiàn)為：葉>莖>根。

覆膜時間；氮供應(yīng)；氮積累；水稻土；烤煙

氮素對煙草生長、品質(zhì)和產(chǎn)量有重要的作用，適量的氮素能增加煙葉產(chǎn)量、提高煙葉等級[1]。土壤中的氮素只有在土壤微生物的作用下經(jīng)過氮礦化作用才能被烤煙吸收利用。氮代謝不僅是煙株最基本的代謝過程，也是形成煙葉品質(zhì)的核心過程，其進行強度、協(xié)調(diào)強度和動態(tài)變化進程都直接或間接地影響煙葉化學(xué)成分含量、煙葉香吃味和安全性等，對煙葉品質(zhì)有極大的影響[2]。其中，覆膜就是影響煙株氮代謝的重要因素之一。

覆膜對氮積累的影響，主要是先通過覆膜影響土壤溫度，進而影響土壤氮供應(yīng)的狀況以及煙株氮積累的過程。地膜覆蓋有效地改變了土壤和近地面的生態(tài)條件，有顯著的增溫效果，而溫度對于土壤中氮的礦化和全氮的轉(zhuǎn)化影響是明顯的，礦化率或轉(zhuǎn)化率均隨著溫度的升高而增加[3]，所以地膜覆蓋應(yīng)該能夠促進覆膜期間土壤中有機氮的礦化。有研究明確指出，在覆膜栽培的情況下，由于減少了水分的蒸發(fā)和增加了土壤溫度，土壤氮素的礦化作用加快，煙株對土壤中硝態(tài)氮的吸收也要早于在不覆膜情況下煙株對硝態(tài)氮的吸收[4-5]。但在煙株生長后期，不覆膜煙株比覆膜煙株葉片中硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為持續(xù)增加較多，結(jié)果導(dǎo)致不覆膜煙株葉片中以硝態(tài)氮形式存在的氮水平比覆膜煙株葉片中以硝態(tài)氮形式存在的氮水平高得多。但還有研究發(fā)現(xiàn)，地膜覆蓋條件下施氮肥能促進氮在煙株地上部的富集[6]。運用元素示蹤的研究也證實，地膜覆蓋栽培的煙株源于肥料的氮量比大田栽培煙株源于肥料的氮量大接近兩倍[7]。

本文探究了覆膜時間對臨滄水稻土氮供應(yīng)和煙株氮積累的影響，旨在為臨滄煙區(qū)烤煙實際生產(chǎn)中選擇合理的覆膜揭膜提供理論基礎(chǔ)，也為進一步解決臨滄煙葉非煙堿氮及上部葉煙堿含量偏高等問題提供相關(guān)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2012年在臨滄市現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)科技示范園進行。

1.2 試驗材料

試驗烤煙品種：K326。

1.3 試驗土壤氮素指標(biāo)

土壤類型為水稻土，pH為5.9，速效氮含量143.2 mg/kg，全氮含量2.14 g/kg，前作油菜。

1.4 試驗設(shè)計與實施

試驗地分植煙區(qū)和非植煙對照區(qū)，植煙區(qū)和非植煙區(qū)施氮量均為105 kg/hm2，6.4 g/株。設(shè)5個揭膜時間：M1，全生育期不覆膜；M2，栽后25 d揭膜；M3，移栽后35 d揭膜；M4，移栽后45 d揭膜；M5，全生育期不揭膜。試驗共計5個處理，3次重復(fù)，采用隨機區(qū)組設(shè)計，共15個小區(qū)，植煙區(qū)每個小區(qū)栽煙40株，共600株。N∶P2O5∶K2O=1∶1∶2.5，基追比為3∶7，30%作為基肥施用，70%作為追肥兩次施用(移栽后7 d施30%，中耕培土?xí)r施40%)。非植煙區(qū)的處理對應(yīng)跟在植煙區(qū)處理之后，不設(shè)重復(fù)，每個處理5個塘。密度16500株/hm2，株行距：120 cm×50 cm。

1.5 測定項目與方法

1.5.1 生育期記錄 記錄各處理煙株的生育期(移栽期、團棵期、現(xiàn)蕾期、封頂期、腳葉成熟期、中部葉成熟期、頂葉成熟期及大田全生育期)。

1.5.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查 移栽后于團棵期，現(xiàn)蕾期和打頂后期調(diào)查記錄一次煙株的株高、葉數(shù)、莖圍、節(jié)距、葉長、葉寬等農(nóng)藝性狀，并計算葉面積系數(shù)等，各重復(fù)每次調(diào)查5株。

1.5.3 土樣和煙樣的采取與測定 移栽施肥前用五點法取0～20 cm的土樣，多點混合后用四分法取土樣(1 kg)，測定主要農(nóng)化性狀。分植煙區(qū)和非植煙區(qū)采集土樣，分別在團棵期(T1)、封頂前(T2)、下部葉采烤前1 d(T3)、中部葉采烤前1 d(T4)、上部葉采烤前1 d(T5)、采烤后(T6)共6個時期。取施肥區(qū)域0～20 cm土層土樣，各處理取3個點，混合后用四分法作為處理樣(1 kg)，測定土壤堿解氮含量；同時在相同的生育時期內(nèi)進行煙樣的采集，煙株分根、莖、葉稱干、鮮重，計算根冠比；煙株各部位105 ℃ 殺青0.5 h，然后在70 ℃烘干后為殺青樣，測定殺青樣總氮、煙堿的含量。

1.5.4 葉綠素含量的測定 分別于旺長期和下二棚煙葉成熟期用SPAD-520葉綠素測定儀測定煙株各部位葉綠素相對含量。旺長期和成熟期測定從上面數(shù)第5、第10、第16片葉的SPAD值。

1.5.5 氮肥表觀利用率 化肥表觀利用率(%)=(施肥區(qū)作物養(yǎng)分吸收量-不施肥區(qū)作物養(yǎng)分吸收量)/化肥施用量×100%。

1.5.6 數(shù)據(jù)分析 采用Excel及SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同揭膜時間對烤煙生長的影響

2.1.1 不同揭膜時間對烤煙生育期的影響 從表1可知，不同揭膜時間對烤煙的各生育時期影響不大，只是對現(xiàn)蕾期產(chǎn)生了一定的影響。5個處理的大田生育期均為127 d。M1煙株的團棵期、現(xiàn)蕾期比M2延遲了1 d，比M3、M4、M5延遲了3 d；除了現(xiàn)蕾期以外，其余各生育時期均相同。

表1 不同揭膜時間對烤煙生育時期的影響

2.1.2 不同揭膜時間對烤煙農(nóng)藝性狀的影響 從表2可知，不同揭膜時間對烤煙的各項農(nóng)藝性狀指標(biāo)產(chǎn)生了一定的影響。在團棵期和封頂期，M1的各項農(nóng)藝性狀指標(biāo)均小于其余幾個處理。團棵期除M1外，其余幾個處理的各項農(nóng)藝性狀指標(biāo)數(shù)值相當(dāng)。封頂期，各處理的株高、莖圍、節(jié)距、葉數(shù)、葉面積系數(shù)分別在109.8～134.7 cm，10.9～13.2 cm，3.5～5.2 cm，19.4～21.9片，3.01～3.86的范圍之內(nèi)，其中M4的各項農(nóng)藝性狀指標(biāo)最優(yōu)。綜合分析可知，揭膜時間在移栽后35～45 d之內(nèi)，烤煙的各項農(nóng)藝性狀指標(biāo)較優(yōu)。

表2 不同揭膜時間對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

2.1.3 不同揭膜時間對烤煙葉綠素含量的影響 從表3可知，不同揭膜時間對烤煙葉綠素含量的影響不大，5個處理之間均無顯著性差異。成熟期的葉綠素含量明顯高于旺長期，均在40以上。其中旺長期葉綠素的含量在37.41～38.79之間，而成熟期則上升到40.29～43.43。

2.1.4 不同揭膜時間對烤煙根冠比變化的影響 從表4可看出，揭膜與否對烤煙的根冠比產(chǎn)生很大的影響，5個處理根冠比均隨著生育期的推進而增加。在T1時期：5個處理中，M2與M3、M4相比，根冠比稍低，但M2、M3、M4處理間均無顯著性差異。在T2時期：M2、M3、M4已經(jīng)揭膜，其根冠比與未揭膜的M5和不蓋膜的M1相比較高。T3時期，M1和M5兩個處理的根冠比極顯著低于其他3個處理的。由此可知，適當(dāng)推遲揭膜時間對生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉具有重要的意義。T4時期，M1與M3之間差異極顯著，與M5之間差異顯著，與M2、M4之間差異不顯著，M2、M4、M5之間差異不顯著。T5時期，M4與其他4個處理間差異極顯著；M5與M2之間差異顯著，與M1、M3之間差異不顯著。T6時期，M1與M3、M4之間差異顯著，與M2、M5之間差異不顯著；M3與M4之間差異不顯著；M2與M5之間差異不顯著。

表3 不同揭膜時間對烤煙葉綠素含量的影響

注：同列數(shù)字后不同小寫、大寫字母分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。下同。

表4 不同揭膜時間對烤煙根冠比變化的影響

2.2 不同揭膜時間對土壤堿解氮含量變化的影響

從圖1可知，不同揭膜時間對土壤氮供應(yīng)產(chǎn)生很大的影響。其中非植煙區(qū)表現(xiàn)出增加-減少-增加和減少-增加-減少兩個趨勢。植煙區(qū)除了M5在整個生育期中表現(xiàn)出減少-增加-減少-增加的趨勢外，其他4個處理均表現(xiàn)出先減少再增加的趨勢。從T1到T2時期，植煙區(qū)5個處理都表現(xiàn)出土壤堿解氮下降的趨勢；其中M4迅速地下降到了整個生育期的最低點，其余4個處理則緩慢下降。從T2到T3時期，M1和M2繼續(xù)下降，并在T3時期下降到整個生育期的最低點，而其余3個處理土壤堿解氮含量則開始上升，其中M5快速地上升，并在T3時期達到整個生育期的最高值，而M3和M4則緩慢上升。T3到T4時期，除了M5堿解氮含量下降外，其他4個處理則呈現(xiàn)不同程度的增加。T4時期后，5個處理堿解氮含量都呈現(xiàn)上升的趨勢。

圖1 不同揭膜時間對非植煙區(qū)和植煙區(qū)土壤堿解氮變化的影響

2.3 不同揭膜時間對烤煙煙堿和總氮積累的影響

2.3.1 不同揭膜時間對烤煙煙堿積累的影響 從圖2～圖4可知，不同揭膜時間對煙堿在烤煙各器官中的積累產(chǎn)生了一定的影響。煙堿在各器官中的積累表現(xiàn)為：葉>根>莖。煙堿在根莖中的積累，T1～T2時期屬于緩慢積累期，T2～T4時期則為快速積累期，并且積累量在T4時期達到整個生育期的積累峰點，之后積累量逐漸下降，到T5時期開始又有所回升。煙堿在葉中的積累除了M4和M5表現(xiàn)不規(guī)則外，其余幾個處理的積累量則持續(xù)上升。

圖2 不同揭膜時間對根中煙堿積累量的影響

圖3 不同揭膜時間對莖中煙堿積累量的影響

圖4 不同揭膜時間對葉中煙堿積累量的影響

2.3.2 不同揭膜時間對烤煙總氮積累的影響 從圖5～圖7可知，不同揭膜時間對總氮在煙株各器官中的積累有不同的影響，總氮在煙株各器官中的積累表現(xiàn)為：葉>莖>根。

總氮在根中的積累表現(xiàn)出單峰型曲線，T1～T3時期是總氮的快速積累期，到T3時期，除M1和M3外，其余幾個處理達到積累的高峰點，之后M1和M3積累量繼續(xù)上升，在T4時期達到積累的高峰點，T4時期開始積累量下降，直到生育期結(jié)束，而其他3個處理則是從T3時期開始，積累量下降到T4時期，T4時期后又開始慢慢回升，直到生育期結(jié)束。

圖5 不同揭膜時間對根中總氮積累量的影響

圖6 不同揭膜時間對莖中總氮積累量的影響

圖7 不同揭膜時間對葉中總氮積累量的影響

總氮在莖中的積累，在T1～T2時期是快速積累期，并且M4、M5的積累量高于其他3個處理，T2時期后兩處理的積累量開始下降，M5則經(jīng)過短暫的下降后，積累量又開始慢慢回升，并且在T4時期與M1、M3一起達到積累的峰點，T4時期后積累量均下降，到T5時期，所有處理r的總氮積累量又慢慢回升，直到生育期結(jié)束。

總氮在葉中的積累在T1～T3時期屬于快速積累期，從T3時期開始，除M3和M5外其余的積累量開始下降，M5在T4時期達到整個生育期的積累高峰點，且積累量遠高于其他處理，M3處理則在T5時期達到整個生育期的積累峰點，之后積累量開始下降，其余的幾個處理從T5時期開始積累量又慢慢回升，直到烤煙整個生育期結(jié)束。

2.4 不同揭膜時間對煙堿氮和非煙堿氮比值變化的影響

從圖8可知，不同揭膜時間對煙堿氮和非煙堿氮比值產(chǎn)生一定的影響。隨著生育期的推進，比值呈上升的趨勢，其中T1～T2時期比值上升的速度較慢，T2～T3比值上升速度加快，T4時期開始，比值上升的速度減慢，一直到生育期結(jié)束，比值變化比較平穩(wěn)。

圖8 不同揭膜時間對煙堿氮和 非煙堿氮比值變化的影響

2.5 肥料氮的表觀利用率

從表5可知，從團棵期到下部葉成熟期，各處理對氮的表觀利用率隨著生育期的推進而呈現(xiàn)增加的趨勢。團棵期各處理的氮肥表觀利用率較低，其中M5表觀利用率較高，這可能是因為不揭膜，改變了煙株根系周圍的環(huán)境，進而影響對氮的吸收。封頂期各處理肥料氮表觀利用率迅速地升高，5個處理中M4的表觀利用率最高。在下部葉成熟期，除處理M5的表觀利用率降低外，其他處理的表觀利用率則繼續(xù)升高。

表5 肥料氮的表觀利用率 %

3 討論與結(jié)論

綜合分析可知，不同揭膜時間對烤煙生長的影響得出，5個處理的大田生育期均為127 d，M1煙株的團棵期、現(xiàn)蕾期比M2延遲了1 d,比M3、M4、M5延遲了3 d，其余各生育時期均相同，說明了地膜覆蓋在烤煙生育前期促進了煙株的早生快發(fā)。從各個處理的農(nóng)藝性狀可以看出，移栽后35～45 d揭膜各項農(nóng)藝性狀指標(biāo)較好，煙葉在成熟期正常落黃成熟，且根冠比適宜。

不揭膜會使壟體內(nèi)溫度較高，微生物活動強烈，促進土壤氮礦化，因而土壤堿解氮含量會升高得較快，而在移栽后適宜時段揭膜的處理會受降雨量大且頻繁等因素的影響，土壤氮素一部分隨水淋洗到根系活動層以下[9]，一部分被雨水帶走，加之溫度低等原因，導(dǎo)致土壤堿解氮含量升高得比較緩慢，這時期土壤消耗了大量的堿解氮供煙株生長，這與烤煙的吸氮規(guī)律相一致。在煙葉成熟期，不揭膜的處理促進微生物的繁殖，因而造成土壤堿解氮含量出現(xiàn)下降的趨勢。到烤煙生長后期各處理溫度升高，土壤微生物活動頻繁，土壤有機質(zhì)被分解，釋放出了大量的礦化氮，從而使得土壤中的堿解氮含量升高。從總氮和煙堿的積累圖大致可以看出，煙堿在各器官中的積累表現(xiàn)為：葉>根>莖，總氮的積累則表現(xiàn)出：葉>莖>根，這與馬興華等的研究結(jié)果[10]一致，并且煙堿和總氮的積累圖與土壤氮供應(yīng)曲線大致表現(xiàn)出一致性，即土壤消耗了堿解氮來促進煙株氮積累。煙堿氮和非煙堿氮的比值隨著生育期的推進而上升。氮肥的表觀利用率隨著生育期的推進呈上升的趨勢，并且在團棵期時最低，在下部葉成熟期時最高。

適宜的揭膜時間有助于煙株養(yǎng)分協(xié)調(diào)，如果揭膜時間過遲(M4和M5)，就有可能造成煙株后期吸氮過多，煙葉煙堿含量偏高。移栽后30 d左右揭膜(M2和M3)對各個指標(biāo)都較好，這個時段揭膜可以促進煙株生長，使氮肥被進入成熟期的煙株充分吸收；而后期揭膜，土壤表層難以吸收的養(yǎng)分被雨水沖淋到下層又被吸收利用，易導(dǎo)致煙株成熟期吸收過多氮素，使煙株煙堿含量增加，從而造成中上部煙葉成分不協(xié)調(diào)，因此合理的覆膜揭膜對烤煙的品質(zhì)有很大的影響[11]。

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(責(zé)任編輯：許晶晶)

Effects of Plastic Film Mulching Time on Nitrogen Supply of Lincang Paddy Soil and Nitrogen Accumulation in Tobacco Plants

HUANG Liu-ya1, XIE Xin-qiao2, YANG Zi-ju1, HE Yuan-sheng3, YA Ping3,ZHENG Yuan-xian3, HE Jun3, LIAO Xiao-lin1, NIAN Fu-zhao1*

(1. College of Tobacco Science, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; 2. Hongta Group (Tobacco) Company Limited, Yuxi 653100, China; 3. Lincang Tobacco Corporation of Yunnan Province, Lincang 677000, China)

The effects of plastic film mulching time on the nitrogen supply of Lincang paddy soil and the nitrogen accumulation in tobacco plants were explored. The results indicated that the field growth duration of flue-cured tobacco was 127 d, the chlorophyll content at mature stage was higher, and the various agronomic characters of tobacco plants during 35～45 d after transplanting were better. In the whole growth period of tobacco, the nitrogen supply of Lincang paddy soil showed the trend of decrease - increase - decrease - increase in treatment M5, and showed the trend of decrease first and then increase in other 4 treatments. The accumulation of nicotine in various organs of tobacco plants revealed the following sequence: leaf > root > stem, and the accumulation of nicotine in roots and stems was slow at T1～T2stage and fast at T2～T4stage. The accumulation of total nitrogen in tobacco plants was arranged as follows: leaf > stem > root.

Plastic film mulching time; Nitrogen supply; Nitrogen accumulation; Flue-cured tobacco; Paddy soil

2016-06-15

云南省煙草公司“臨滄綠色生態(tài)優(yōu)質(zhì)煙葉在紅塔高端品牌中的應(yīng)用研究”(kx141400)。

黃劉亞(1990—)，男，四川成都人，碩士研究生。*通訊作者：年夫照。

S158.2

A

1001-8581(2016)12-0046-06