优化施氮对雪茄烟氮素利用及氮素平衡的影响
雪茄烟是一种需氮量很高的经济作物，需通过施用氮肥才能满足其需求，然而当地烟农往往投入大量的氮肥，虽提高了雪茄烟叶产量，但土壤中残留着大量未被吸收的氮素，很容易被淋溶或挥发，造成大气和地下水污染等环境问题，不利于雪茄烟的可持续健康发展。因此，本文以德雪 3号（茄衣）和德雪 1号（茄芯）雪茄烟为试验材料，通过大田试验设置6种不同纯氮水平（0、60、120、150、180和240 kg/hm2，分别记为N0、N60、N120、N150、N180和 N240），分析不用同基因型雪茄烟氮素吸收利用及其分配规律，探讨植烟土壤氮素硝化及反硝化循环过程和烟叶氮代谢过程，研究优化施氮对氮素利用、土壤-雪茄烟氮素平衡等的影响，结合 15N同位素进一步分析优化施氮条件下肥料氮的去向，为四川省什邡市雪茄烟种植合理施氮量提供理论依据。研究结果如下： （1）植烟土壤的硝化作用中氨氧化过程主要由氨氧化古菌主导，反硝化作用中亚硝酸盐还原过程主要有亚硝酸还原酶的 nirS基因起主导作用，此外，硝化作用要强于反硝化作用。随着雪茄烟叶成熟时间的增加，德雪 3号和德雪 1号雪茄烟叶 GS酶活性基本无太大变化，氨基酸含量呈下降趋势，德雪3号的NR酶活性在移栽后75天达到最大值，德雪 3号和德雪 1号烟叶蛋白质含量分别在移栽后 59、75天达到最大值，只有德雪 1号雪茄烟叶 NR酶活性规律性不强。施氮对固氮作用影响较小；增施氮肥对不同基因型雪茄烟的植烟土壤氮循环微生物基因丰度和氮代谢表现各异。 （2）随着雪茄烟移栽时间的推进，雪茄烟干物质和氮素快速积累时期是移栽后28 天至 59 天，氮素含量基本表现为下降的趋势，烟叶干物质和氮素积累分配比例不断减少，根茎干物质和氮素积累分配比例不断增加，此外，氮素含量和积累分配比例大小为叶＞茎＞根，但干物质积累分配比例在移栽后1天至59天表现为叶＞茎＞根，移栽后 75天至 91天表现为茎＞叶＞根。随着氮肥的增加，干物质和氮素积累基本呈先增加后降低的趋势，N150处理在整个生育期间表现较佳。 （3）随着施氮量的增加，德雪3号和德雪1号雪茄烟的氮肥表观利用率均表现为先增加后降低的趋势，氮肥偏生产力表现为减少的趋势，只有当季回收利用率、肥料经济利用率和氮肥农学效率表现各异。施用氮肥，促进了雪茄烟叶产量产值、1级和2级烟叶所占比例的增加，一旦施氮过量，增产效果逐渐缓慢，且优质的 1级和 2级烟叶所占比例下降；相比于其他施氮处理，N150 处理产量产值要略低于 N180 和 N240处理，而其氮素利用效率最高且优质的1级和2级烟叶所占比例总和达80%以上。 （4）随着土层深度的增加，土壤全氮、矿质氮含量及储量基本呈下降的趋势，有部分处理在土壤深度的全氮和矿质氮含量及储量会有所增加，但增量较小；施氮可增加 1 m土层全氮、矿质氮含量及储量，其中 N120处理的铵态氮含量及储量最低，但其硝态氮含量及储量较高，因此，N150处理全氮和矿质氮含量及储量相对较小，可有效减少氮素损失。 （5）随着施氮量的增加，氮肥损失量、氮素平衡系数和氮素平衡率也增加，土壤氮素盈余由亏转盈，其中施氮量为0~60 kg/hm2的氮素盈余处于亏损状态，施氮量为120~240 kg/hm2的氮素盈余处于盈余状态，N180和N240处理氮素平衡率分别为44.54%、98.38%，氮素盈余超过20%，而N120和N150处理氮素平衡率分别为11.98%、9.00%，氮素盈余未超过20%，有利于土壤氮素保持平衡。 （6）通过15N同位素试验可知，雪茄烟吸收的氮素主要来自肥料氮；肥料氮在德雪1号雪茄烟中各器官氮素积累分配比例基本表现为茎＞中叶＞上叶＞下叶＞根＞花；随着施氮量的增加，吸肥料氮的比例也会增加，土壤氮的比例会下降；优化施氮（N150）的干物质和吸氮量、吸肥料氮量和吸土壤氮量及肥料氮利用率均要高于常规施氮（N180），且肥料氮损失量和损失率要低于常规施氮。因此，当施氮量为150 kg/hm2时有利于雪茄烟对肥料氮的高效吸收利用。
雪茄烟;施氮量;氮素利用;氮素平衡
西南科技大学
硕士
环境科学与工程
王青;李富程;樊红柱
2023
中文
S572.062
2023-09-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）