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本试验在本课题组基于SPAD仪指导施氮研究的基础上,以华烟06为试验材料,设置基于SPAD仪的烤烟实时氮肥追施的施肥方式(SPAD阈值为43)和农户惯用施肥方式两个处理。通过测定各处理不同部位叶片的植物学特性、内部化学成分,碳氮代谢变化及其机理和经济性状,从“纵、横”两个方向上探讨两种施氮方式对烟株典型部位烟叶质量风格形成的影响。研究结果如下:
1.随着叶片发生后天数的增加,下部叶的叶长在发生后35d前增速较快,之后进入定长期,叶面积于发生后25d后增速放缓,比叶重在叶面积变化不大以后开始有所增加,但足低于中部叶和上部叶,且差异显著;中部叶的叶长增速一直较缓,但是生长时间较长,叶长于发生后45d开始才基本不再变化,叶面积匀速增加,小于下部叶,比叶重一直增大且显著高于下部叶;上部叶于发生后45d开始进入定长期,叶面积的变化与中部叶较一致,比叶重则最大。下部叶随叶龄增加的含水率的变化规律与中、上部叶不同,在叶片生长发育后期有所增加。两种施氮方式对新鲜烟叶的植物学特性变化过程的影响差异不显著,但是与农户惯用施肥方式比较,基于SPAD仪的烤烟实时氮肥追施的施肥方式显著增加了各部位叶片的叶面积和比叶重,增大了光合面积,有利于干物质积累。
2.气候因子在不同部位烟叶生长发育过程中存在极显著差异。日均温度、活动积温和日均降雨、累计降雨表现为:上部叶＞中部叶＞下部叶:日照时数和累积日照时数表现为:中部叶＞上部叶＞下部叶。还原糖、总糖、淀粉、总氮含量和施木克值与各气候因子之间不相关;烟碱含量与日照时数和累积日照时数呈显著负相关,与日均温度、活动积温和日均降雨量、累积降雨量呈显著正相关;糖碱比与日均温度、活动积温、日均降雨和累积降雨呈显著负相关,与日照时数呈显著正相关,与累计日照时数呈极显著正相关。
3.随着叶片发生后天数的增加,两种施氮方式下新鲜烟叶的游离氨基酸、可溶性蛋白质和总氮含量,以及硝酸还原酶和谷氨酸脱氢酶活性都呈现降低的趋势。受基于SPAD仪的烤烟实时氮肥追施的施肥方式的影响,下、中和上部叶的上述氮代谢相关化合物含量和酶活性分别在叶片发生后35d,35d和25d前显著高于农户惯用施肥方式下的叶片,之后则下降幅度较大,在叶片生长发育后期氮代谢的活跃程度低于农户惯用施肥方式。另外,各部位叶片的蔗糖转化酶活性在基于SPAD仪的烤烟实时氮肥追施的施肥方式的影响下,于叶片发生后45d前显著高于农户惯用施肥方式;蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶则一直高于农户惯用施肥方式下的叶片,表明基于SPAD仪的烤烟实时氮肥下烟叶生长发育前中期光合能力强,碳的固定与转化代谢比农户惯用施肥方式活跃。与农户惯用施肥方式比较,基于SPAD仪的烤烟实时氮肥追施的施肥方式迎合了烟株生长发育的需氮舰律,适时的过渡到了碳的积累和分解代谢,体现为糖类物质的积累,总氮含量适时减少、及时落黄,碳氮代谢过程协调。
4.首次采收前和中部叶采收前,对所有偶数叶的测定结果表明,烟株上自下而上烟叶的主要氮代谢化合物含量和硝酸还原酶酶活性随着成熟程度的降低逐渐增加,与成熟度反向一致。但是糖类物质的积累代谢在两次采收前始终都足位于烟株中部的叶片最强,第10叶～第14叶的还原糖和总糖含量显著高于其它叶位。两次采收前第16叶～第22叶的淀粉含量显著高于其它叶位。与农户惯用施肥方式比较,基于SPAD仪的烤烟实时氮肥追施的施肥方式下烟株在采收前总氮、烟碱含量低,同时降低了鲜烟叶中的淀粉含量,结合烤后品质看,提升了上部烟叶品质。
5.与农户惯用施肥方式比较,基于SPAD仪的烤烟实时氮肥追施的施肥方式因为满足了烤烟的需肥规律,在不影响烤烟最终产量的情况下,用较少的氮肥用量获得了较农户惯用施肥方式高的烤后上中等烟比例、均价和产值,分别为93.46％、16.34元/kg和42773.2/hm2,且烤后品质优良,烤烟的氮肥农学利用率和氮肥吸收利用率分别达到了14.89和47.57%。在本试验的条件下,综合考虑对烤烟烟株生长发育、氮肥利用效率及烤后烟叶产量、产值、内在化学成分的影响,基于SPAD仪的烤烟实时氮肥追施的施肥方式适宜在生产上推荐应用。