论文部分内容阅读
为解决烤烟氮肥利用效率低和施氮过高带来的烟叶品质下降等问题，本论文基于SPAD仪对田间烤烟氮素营养实时诊断及其氮肥推荐模式展开研究。试验于2008-2009年在广东粤北烟区始兴县马市烟站进行。试验以生产上主栽烤烟品种K326为材料，研究不同施氮水平下不同叶位及叶片位置的叶绿素计(Soil and plant analyzer development，SPAD)值、叶绿素含量、总氮含量的变化特征及其与产质量的相互关系，以确定具有代表性的叶片诊断位置和适宜SPAD值的预设范围；研究不同SPAD施肥阈值下，实时氮肥管理(Real-time nitrogen management，RTNM)模式对烟草生长发育、产质量及氮肥利用率的影响，以期筛选出最适SPAD施肥阈值及相应的氮肥用量，为烤烟生产中利用SPAD仪进行无损监测、指导施肥提供参考依据。研究主要结论如下：
1.SPAD值、总氮含量及叶绿素含量在一定范围内随氮肥用量的增加而增加，SPAD值与烟叶叶绿素、总氮含量呈正相关关系，但不同叶位及叶片位置存在差异，以顶三叶中部相关性最好，变异系数较小，为最佳测定位置。
2.在较低施氮水平下，随着氮肥用量的增加，烟叶产量、产值显著增加，在氮肥用量为115kg/hm2时产值最高；随着氮肥用量的进一步增加，虽然产量亦有增加，但产值开始下降。不同氮肥用量对烤后烟叶化学品质具有明显的影响，综合考虑不同氮肥用量处理烤后烟叶施木克值、氮碱比及糖碱比，以氮肥用量为115-150kg/hm2范围内烤后烟叶氮化合物和碳水化合物较为协调。通过对烤烟顶三叶的SPAD值与烤后烟叶产值回归分析，烤烟获得较好的产质量时SPAD值在旺长阶段的活动区间为38.3-47.2。
3.在RTNM模式下，随着SPAD阈值的提高，施肥次数和施肥量随之增加。且随着SPAD阈值和施氮水平的提高，烟株叶片的蔗糖转化酶、硝酸还原酶(Nitrate reductase，NR)活性在各生育时段均随之升高；淀粉酶活性在移栽后77天以内，与施氮水平呈正相关关系，进入成熟期，与施氮水平呈负相关关系。随着SPAD阈值和施氮水平的提高，淀粉、可溶性糖积累推迟且积累减少，总氮和烟碱则随之提高。
4.在RTNM模式下，随着SPAD阈值和施氮水平不断提高，烤烟干物质和氮素积累量增加，但当SAPD阈值提高到一定值后，再提高SPAD施肥阈值对提高烟株干物质的效果不明显。随着SPAD阈值的提高，施氮水平不断提高，烟株的节距、茎围、株高、有效叶及叶长宽等随之增加，当达到或接近峰值后不再增加或增加幅度减小，甚至在SPAD阈值设定过高时，过量施用氮肥效应值反而降低。
5.在RTNM模式下，SPAD阈值的设定与烟株的氮效率密切相关，适宜的SPAD阈值指导施肥可以显著提高烤烟的氮效率。随着SPAD施肥阈值的提高，氮肥用量不断增加，烤烟地上部氮积累总量(Total N accumulation，TNA)表现为逐渐增加，但是烤烟的氮肥吸收利用率(Nitrogen recovery efficiency，NRE)、氮肥烟叶生产效率(N tobacco productivity efficiency，NTPE)、氮肥偏生产力(N partial factor productivity，NPFP)、氮肥农学利用率（N agronomy efficiency，NAE）、氮肥生理利用率(N physiological efficiency，NPE)则呈逐渐下降的趋势。氮收获指数(N harvest index，NHI)起初变化不明显，但当SPAD施肥阈值达到或超过43（氮肥用量110kg/hm2）时，开始明显下降。
6.在RTNM模式下，随着SPAD阈值的提高，烟叶的产量、产值显著增加，当达到或接近一个高峰值时，烟叶产量、产值不再增加或增加幅度很小，甚至在SPAD值过高时烟叶上中等烟比例、均价、产值显著下降。同样，SPAD阈值的设定对烟叶内在化学成分影响效果明显，适宜的SPAD阈值可以提高烟叶内在化学成分的协调性，反之，SPAD阈值设定过高或过低时，相应的氮肥施用量亦会过多或过少，从而导致糖碱比、氮碱比失调，烟叶品质下降。
7.在RTNM模式下，对SPAD阈值与氮肥用量、收获烟叶产量、产值进行回归分析，可得烟叶获得最高产量和最佳经济产量时的氮肥用量分别为163.11 kg/hm2和108.85 kg/hm2，相应的临界SPAD阈值分别为46.41和43.29。基于SPAD仪的RTNM模式下，能够较为准确地实时监测田间烟株氮素营养状况，本试验条件下，综合考虑基于不同SPAD施肥阈值下的RTNM模式对烤烟烟株生长、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，在RTNM模式下，烤烟品种K326的SPAD施肥指导阈值以40.5-43(氮肥用量：75-110 kg/hm2)范围效果最佳，适宜在生产上推荐应用。