水氮互作对烤烟氮素吸收利用及烟叶产量和品质的影响

论文摘要

采用控水盆栽、模拟不同降雨年型灌溉和大田试验研究了水氮互作对烟田土壤供肥特性、烟株养分吸收、烤烟水分和肥料利用率及烟叶产量与品质的影响。主要结果如下:1.烟田土壤氮素矿化形态以硝态氮为主,在烤烟生长前期土壤氮素矿化量较小,中后期矿化量较大。植烟土壤硝态氮和铵态氮浓度受施氮量和土壤水分含量的双重影响,随施氮量和土壤水分含量增加,植烟土壤有效供氮量增大,而且施氮对提高土壤供氮能力的效应大于灌水,二者存在显著的互作效应。施用氮肥后,烟田土壤氮素供应主要集中在0～20cm土层,供氮形态以硝态氮为主,供氮时期主要在烤烟生长的前中期,且施氮量越高,土壤供氮能力越强。2.随氮用量增加,烤烟对氮、磷、钾的吸收量都增大,施氮和灌水对烤烟养分吸收都有显著的促进作用,但氮用量的效应大于灌水的作用,水氮互作可以显著促进烤烟对养分的吸收。烤烟吸收的氮素主要分配在叶片中,以中部叶和上部叶氮素积累量较多,下部叶较少。烤烟不同生育期对土壤氮和肥料氮的吸收比例不同,在大田试验条件下,烤烟生长前中期以吸收肥料氮为主,而成熟期则以吸收土壤氮为主。在盆栽条件下,烤烟各生育期都以吸收肥料氮为主。灌水可以促进烤烟对肥料氮的吸收,水氮互作对烤烟吸收肥料氮有显著的耦合效应。施氮还可以加速土壤有机氮的分解释放,对烤烟吸收土壤氮产生显著的激发效应。3.烤烟不同生育期土壤氮和肥料氮对烟株氮素积累的贡献率不同。在大田条件下成熟期土壤氮对烟株氮素积累的贡献率大于肥料氮,且对上部叶氮素积累的贡献率大于中部叶和下部叶。在盆栽条件下烤烟各生育期肥料氮对烟株体内氮素积累的贡献率都大于土壤氮,且随施氮量和土壤水分含量增加,肥料氮对烤烟根、茎、叶中氮素积累的贡献率逐渐升高,而土壤氮的贡献率逐渐降低。不同部位叶片相比较,肥料氮对下部叶氮素积累的贡献率较大,对上部叶氮素积累的贡献率较小。4.水氮互作可以显著提高烤烟水分利用效率。在大田条件下烤烟的耗水量较大,对水分的利用效率较低。在盆栽条件下烤烟的耗水量较小,水分利用效率较高。在模拟不同降雨年型灌溉试验条件下,平水年和丰水年烤烟水分利用效率较低,欠水年水分利用效率较高。随施氮量增加,烤烟水分利用效率有增大的趋势。施氮和灌水对提高烤烟水分利用率存在显著的互作效应,在土壤水分含量不足的条件下,施氮具有以肥调水的作用,促进烤烟对水分的利用;在施氮量较大的情况下,灌水则有以水促肥的效果,促进烤烟对肥料的吸收。5.采用15N同位素示踪技术对不同水氮处理烤烟氮肥利用率的研究结果表明,在大田条件下烤烟的氮素利用率较低,而在盆栽条件下的利用率较高。在模拟不同降雨年型灌溉条件下,欠水年烤烟对氮肥的利用率较低,丰水年利用率较高,水氮互作可以显著提高烤烟氮肥利用率。随氮用量增加,大田烤烟氮肥表观利用率呈上升趋势,而氮肥的农艺利用率、生理利用率和氮肥的偏生产力呈下降趋势,烤烟对土壤氮的依赖性逐渐减弱,对肥料氮的依赖性逐渐增强。在施氮量127.5 kg/hm2条件下,烤烟的氮肥利用率只有23.1～31.8%。烟叶采收结束,肥料氮在土壤中的残留量占施氮量的29%以上,氮肥的损失率在35%以上。烟田肥料氮的残留主要集中在0～20 cm土层,随氮用量和灌水量增加,肥料氮向深层土壤中的淋溶量增大。6.在相同施氮量条件下,随追肥比例增大,烤烟对基肥氮的吸收量明显减少,对追肥氮的吸收量显著增加,烟株总吸氮量及其对肥料氮的吸收比例增大,对土壤氮的吸收比例减小。随追肥用量增加,烤烟对基肥氮的利用率升高,对追肥氮的利用率降低,但各生育期不同基肥与追肥比例处理烤烟对追肥的利用率都显著高于基肥,烤烟对氮肥（基肥+追肥）的利用率增大。烟叶采收结束,基肥氮和追肥氮在烟田土壤中都有不同程度的残留,随追肥比例增大,基肥氮的残留量降低,追肥氮的残留量增加,但肥料氮的总残留量和损失量减少。因此,在施氮量一定的条件下,适当增大追肥比例可以提高多雨地区烤烟氮肥利用率。7.随氮用量和土壤含水量增大,烤烟的株高、茎围、平均叶长、平均叶宽和平均单叶面积都有不同程度增加,水氮互作对烤烟生长具有显著的促进作用,而且株高、叶长和叶面积的增长对土壤水分的反应较叶宽和茎围敏感。从不同水氮处理烤烟干物质积累和分配情况看,随氮用量增加,烤烟根、茎、叶中干物质积累量都显著增大,干物质在烟株体内的分配以叶中最高,茎中次之,根中最低;随生育期延伸,干物质在叶中的分配比例有降低的趋势,而在根和茎中的分配比例有增加的趋势。水氮互作对烤烟干物质积累有显著的促进作用,而且施氮对烤烟干物质积累的作用大于灌水,水氮之间存在显著的耦合效应。8.盆栽试验结果表明,施氮对烟叶的增产效应大于灌水,水氮互作可以显著提高烟叶产量。烤烟不同生育期干旱对烟叶产量和品质的影响效应不同,以旺长期干旱对烟叶产量的影响较大,而成熟期干旱对烟叶品质的影响较为显著。大田试验结果表明,在一定范围内随氮用量增加,烟叶产量、产值和上等烟比例都显著增大,烟叶中总糖和还原糖含量下降,烟碱和总氮含量升高。施氮和灌水都可以提高烟叶的产量、产值和上等烟比例,但施氮的效应大于灌水,灌水和施氮量之间存在不同程度的的互作效应。从不同氮用量处理烟叶经济性状、化学成分和评吸质量综合分析,浏阳试点氮用量以127.5 kg/hm2左右较好,湘西试点施氮量以112.5 kg/hm2左右较为适宜。9.根据控水盆栽和模拟不同降雨年型灌溉试验结果,建立了烤烟生长、干物质积累和烟叶产量的水氮互作效应模型。结果表明,在不同施氮水平下,烤烟株高和干物质积累量与土壤水分呈线性相关,单叶面积与土壤水分呈二次曲线相关;在不同土壤水分条件下,烤烟株高、单叶面积和干物质积累量与施氮量均呈二次曲线相关。说明随氮用量和土壤水分含量增大,烟叶产量、产值和上等烟比例增加,但在氮用量和土壤水分含量较高时,水氮的增产效应都趋于降低。根据所建烤烟水氮互作模型分析,充足的水氮供应能促进烤烟生长和干物质积累,提高烟叶产量。

论文目录

• 摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 烟草水分生理与节水灌溉技术
• 1.1.1 烟草水分生理
• 1.1.2 水分对烟草生长发育的影响
• 1.1.3 水分对烟叶产量品质的影响
• 1.1.4 烟草节水灌溉技术
• 1.2 烟草的氮素营养
• 1.2.1 烟草对氮素的吸收与分配
• 1.2.2 氮素对烟草生长发育的影响
• 1.2.3 氮素对烟叶产量和品质的影响
• 1.2.4 烟草氮肥利用率
• 1.3 烟田土壤供氮能力
• 1.4 水氮互作对烟叶生产的影响
• 第二章 研究背景和思路
• 2.1 研究背景
• 2.2 主要研究内容
• 2.2.1 烟田土壤供氮特征及其对烟叶产量和品质的影响
• 2.2.2 水氮互作对烤烟水分利用率的影响
• 2.2.3 水氮互作对烤烟氮素利用率的影响
• 2.2.4 水氮互作对烤烟生长发育及烟叶产量和品质的影响
• 2.3 研究思路
• 第三章 水氮互作对烟田土壤供氮能力的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试点基本情况
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.3 测定项目
• 3.1.4 测定方法
• 3.1.5 计算公式
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 烟田土壤氮素矿化特征
• 3.2.2 氮肥用量对烟田土壤供氮能力的影响
• 3.2.3 水氮互作对植烟土壤供氮能力的影响
• 3.3 讨论
• 第四章 水肥互作对烤烟生长发育的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试点基本情况
• 4.1.2 试验设计
• 4.1.3 测定项目与方法
• 4.1.4 计算公式
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 氮肥用量对烤烟干物质积累的影响
• 4.2.2 水氮互作对烤烟植物学性状的影响
• 4.2.3 水氮互作对烤烟干物质积累的影响
• 4.3 讨论
• 第五章 水氮互作对烤烟养分吸收的影响
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试点基本情况
• 5.1.2 试验设计
• 5.1.3 测定项目
• 5.1.4 测定方法
• 5.1.5 计算公式
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 氮用量对烤烟氮素积累和分配的影响
• 5.2.2 烤烟对土壤氮和肥料氮的吸收
• 5.2.3 水氮互作对烤烟养分吸收的影响
• 5.3 讨论
• 第六章 水氮互作对烤烟水分利用效率的影响
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 试点基本情况
• 6.1.2 试验设计
• 6.1.3 测定项目
• 6.1.4 测定方法
• 6.1.5 计算公式
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 氮肥用量对烤烟水分利用效率的影响
• 6.2.2 水氮互作对烤烟水分利用效率的影响
• 6.3 讨论
• 第七章 水氮互作对烤烟肥料利用率的影响
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 试点基本情况
• 7.1.2 试验设计
• 7.1.3 测定项目和方法
• 7.1.4 计算公式
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 氮用量对烤烟氮肥利用率和氮素平衡的影响
• 7.2.2 水氮互作对烤烟氮肥利用率的影响
• 7.3 讨论
• 第八章 烤烟对基肥和追肥中氮素的吸收利用
• 8.1 材料与方法
• 8.1.1 试点基本情况
• 8.1.2 试验设计
• 8.1.3 测定项目与方法
• 8.1.4 计算公式
• 8.2 结果与分析
• 8.2.1 烤烟对基肥氮和追肥氮的吸收
• 8.2.2 烤烟各器官对基肥氮和追肥氮的吸收比例
• 8.2.3 基肥与追肥比例对烤烟各器官全氮含量的影响
• 8.2.4 烤烟对基肥氮和追肥氮的利用率
• 8.2.5 基肥和追肥中氮素在土壤中的残留量与损失量
• 8.3 讨论
• 第九章 水氮互作对烤烟产量和品质的影响
• 9.1 材料与方法
• 9.1.1 试点基本情况
• 9.1.2 试验设计
• 9.1.3 测定项目和方法
• 9.2 结果与分析
• 9.2.1 氮肥用量对烤烟产量和品质的影响
• 9.2.2 水氮互作对烤烟产量和品质的影响
• 9.3 讨论
• 第十章 烤烟水氮互作模型
• 10.1 材料与方法
• 10.1.1 试点基本情况
• 10.1.2 试验设计
• 10.1.3 测定项目和方法
• 10.2 结果与分析
• 10.2.1 烤烟水氮效应模型
• 10.2.2 烤烟水氮互作模型
• 10.3 讨论
• 第十一章 主要结论与研究展望
• 11.1 主要结论
• 11.1.1 烟田土壤氮素矿化特征和供氮特性
• 11.1.2 水氮互作对烤烟氮磷钾吸收的效应
• 11.1.3 水氮互作对烤烟生长发育和干物质积累与分配的效应
• 11.1.4 水氮互作对烟叶产量和品质的效应
• 11.1.5 水氮互作对烤烟水分利用效率的效应
• 11.1.6 水氮互作对烤烟肥料利用率的效应
• 11.1.7 烤烟对基肥和追肥氮的吸收利用
• 11.1.8 烤烟水肥效应模型和互作模型
• 11.2 创新点
• 11.3 研究展望
• 参考文献
• 英文摘要
• 致谢
• 作者简历