全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（２）：３６２－３７０ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０２１０
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１３－１２－０２ 接受日期：２０１４－０１－２０
基金项目：国家自然科学基金（４１２０１２９１）；中国烟草总公司科技项目（１１０２００９０２０３０）；上海烟草集团公司科技项目（２０１２－０２５）资助。
作者简介：朱佩（１９８６—），男，安徽蚌埠人，硕士研究生，主要从事作物高产优质高效栽培工程方面的研究。Ｅｍａｉｌ：ｚｈｐ１９８８０６１２＠１２６ｃｏｍ
通信作者 Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｚｈｏｎｇｆｅｎｇ＠ｃａａｓ．ｃｎ
不同质地土壤上烤烟氮素积累、分配及
利用率的研究
朱 佩１，２，张继光１，薛 琳３，季学军３，王传义１，程 森４，
段苏珍１，２，任 夏１，２，张忠锋１
（１中国农业科学院烟草研究所，农业部烟草生物学与加工重点实验室，青岛 ２６６１０１；
２中国农业科学院研究生院，北京 １０００８１；３安徽皖南烟叶有限责任公司，安徽宣城 ２４２０００；
４上海烟草集团有限责任公司，上海 ２０００８２）
摘要：【目的】土壤质地能概括反映土壤内在的肥力特征，对土壤养分供应具有调控作用，是影响农田中土壤氮素
供应和氮肥利用的重要因素。本试验通过在皖南烟区３种质地（壤土、黏壤、砂壤）土壤上施用等量氮肥来研究其
对烤烟不同生育期的氮素吸收、积累及利用特征的影响，旨在为烟田土壤改良及烤烟合理施肥提供理论依据。【方
法】在皖南烟区现代农业科技园的典型壤土、黏壤和砂壤土上分别建立田间试验，采用１５Ｎ田间微区试验和室内分
析相结合的研究方法，在烤烟的团棵期（移栽后３８ｄ）、现蕾期（移栽后５３ｄ）、平顶期（移栽后６４ｄ）和成熟期（移栽
后１０３ｄ），采集长势一致的烟株样品，测定烟株各部位的生物量，并采用凯氏定氮法检测其全氮含量，采用 ＺＨＴ－
Ｏ２型同位素质谱仪测定其１５Ｎ丰度。【结果】皖南烟区壤土和黏壤土上烤烟总氮和肥料氮积累均随生育期呈单峰
变化，在烤烟平顶期达最大，总氮积累量分别为４２５ｇ／ｐｌａｎｔ和３９６ｇ／ｐｌａｎｔ，肥料氮积累量分别为２３４ｇ／ｐｌａｎｔ和
２５４ｇ／ｐｌａｎｔ，而砂壤土上烤烟到成熟期其总氮和肥料氮的积累量达到最大，分别是５６４ｇ／ｐｌａｎｔ和２７３ｇ／ｐｌａｎｔ，均
显著高于同时期的壤土和黏壤；壤土、黏壤和砂壤土上烤烟均以叶部肥料氮占总氮比例及氮素分配率较高，茎部次
之，根部最低；不同质地土壤上烤烟氮肥利用率与肥料氮的积累动态具有一致的变化趋势，其中壤土和黏壤在平顶
期最大，分别为３４５％和４０７％，之后壤土利用率缓慢下降，黏壤下降幅度较大，而砂壤土上烤烟氮肥利用率在生
育期内呈上升趋势，至成熟期最大，为４３７％。【结论】不同质地土壤上烟株对氮素的吸收利用顺序为砂壤 ＞壤土
＞黏壤，黏壤土在烤烟生育期内供氮能力较弱，应合理调控土壤氮的矿化及增加肥料氮的供应；砂壤土氮肥利用率
较高，应严格控制氮肥的施用量。
关键词：土壤质地；肥料氮；土壤氮；１５Ｎ示踪；烤烟；氮肥利用率
中图分类号：Ｓ５７２０１；Ｓ６０６＋．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０２－０３６２－０９
Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ｏｆｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｔｅｘｔｕｒｅ
ＺＨＵＰｅｉ１，２，ＺＨＡＮＧＪｉｇｕａｎｇ１，ＸＵＥＬｉｎ３，ＪＩＸｕｅｊｕｎ３，ＷＡＮＧＣｈｕａｎｙｉ１，ＣＨＥＮＧＳｅｎｇ４，
ＤＵＡＮＳｕｚｈｅｎ１，２，ＲＥＮＸｉａ１，２，ＺＨＡＮＧＺｈｏｎｇｆｅｎｇ１
（１ＴｏｂａｃｃｏＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＡＡＳ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｏｂａｃｃｏＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＰｒｏｃｅｓｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ
２６６１０１，Ｃｈｉｎａ；２ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＣＡＡＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；３ＡｎｈｕｉＷａｎｎａｎＴｏｂａｃｃｏＬｅａｆＣｏ．Ｌｔｄ，Ｘｕａｎｃｈｅｎｇ，
Ａｎｈｕｉ２４２０００，Ｃｈｉｎａ；４ＳｈａｎｇｈａｉＴｏｂａｃｃｏＧｒｏｕｐＬｉｍｉｔｅｄＬｉａｂｉｌｉｔｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００８２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｓｏｉｌｔｅｘｔｕｒｅｇｅｎｅｒａｌｙｒｅｆｌｅｃｔｓｉｎｈｅｒｅｎｔｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ，ａｆｅｃｔｅｓｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｕｐｐｌｙ，
ｅｓｐｅｃｉａｌｙｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｐｐｌｙａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｆａｒｍｌａｎｄｓ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｔｅｘｔｕｒｅｉｎｓｏｕｔｈＡｎｈｕｉｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅａ
ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓｆｏｒｌｏｃａｌｒａｔｉｏｎａｌｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ａｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ
ｉｎｌｏａｍ，ｃｌａｙｌｏａｍａｎｄｓａｎｄｙｌｏａｍｓｏｉｌｓｉｎｔｈｅｍｏｄｅｒｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｓｃｉｅｎｃｅｐａｒｋｏｆｓｏｕｔｈＡｎｈｕｉｔｏｂａｃｃｏｐｌａｎｔｉｎｇ
２期 朱佩，等：不同质地土壤上烤烟氮素积累、分配及利用率的研究
ａｒｅａ．Ｔｈｅ１５Ｎｆｉｅｌｄｔｒｉａｌｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．Ｔｈｅｂｉｏｍａｓｓａｍｏｕｎｔｓｏｆ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｓｏｆｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄａｆｔｅｒｂｌｅｎｃｈｉｎｇａｎｄｄｒｙｉｎｇｏｆｔｈｅｓｅｓａｍｐｌｅｓ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｔａｋｅｎ
ｆｒｏｍｔｈｅｆｉｅｌｄｔｒｉａｌｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｇｒｏｗｉｎｇｔｒｅｎｄａｔｔｈｅｒｏｓｅｔｅｓｔａｇｅ（３８ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ），ｂｕｄｄｉｎｇ
ｓｔａｇｅ（５３ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ），ｔｏｐｐｉｎｇｓｔａｇｅ（６４ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ）ａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ（１０３
ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ）ｏｆｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｓｏｆｆｌｕｅｃｕｒｅｄ
ｔｏｂａｃｃｏｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｔｈｅｋｊｅｌｄａｈｌｎｉｔｒｏｇｅｎｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅａｂｕｎｄａｎｃｅｓｏｆ１５Ｎｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙ
ＺＨＴ－Ｏ２ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｔｈｅｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｏｆ
ｔｏｂａｃｃｏｉｎｌｏａｍｓｏｉｌａｎｄｃｌａｙｌｏａｍｓｏｉｌｂｏｔｈｅｘｈｉｂｉｔａｓｉｎｇｌｅｐｅａｋｐａｔｅｒｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎ，ａｎｄｒｅａｃｈｔｈｅｉｒ
ｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｓａｔｔｈｅｔｏｐｐｉｎｇｓｔａｇｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ４２５ｇ／ｐｌａｎｔａｎｄ３９６ｇ／ｐｌａｎｔ，ａｎｄｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ２３４ｇ／ｐｌａｎｔａｎｄ２５４ｇ／ｐｌａｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆｔｏｂａｃｃｏｉｎｓａｎｄｙｌｏａｍｓｏｉｌｒｅａｃｈｔｈｅｉｒｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｓａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｔｏｔａｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ５６４ｇ／ｐｌａｎｔａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎ２７３ｇ／ｐｌａｎｔｗｈｉｃｈａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｌｏａｍｓｏｉｌａｎｄ
ｃｌａｙｌｏａｍｓｏｉｌａｔｔｈｅｓａｍｅｓｔａｇｅ．Ｔｈｅｒａｔｉｏｓｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎｔｏｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅｓ
ｏｆｔｏｂａｃｃｏｉｎｔｈｒｅｅｓｏｉｌｓａｒｅａｌｈｉｇｈｅｓｔｉｎｌｅａｖｅｓ，ｆｏｌｏｗｅｄｂｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄｌｏｗｅｓｔｉｎｒｏｏｔｓ．Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｔｅｎｄｅｎｃｉｅｓｏｆ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆｔｏｂａｃｃｏａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｓｔａｇｅｓａｒｅｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｈｒｅｅｓｏｉｌｓ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｉｎｌｏａｍｓｏｉｌａｎｄｃｌａｙｌｏａｍｓｏｉｌａｒｅ
ｏｂｓｅｒｖｅｄａｔｔｈｅｔｏｐｐｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄａｒｅ３４５％ ａｎｄ４０７％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｄｔｈｅｎ，ｔｈｅｖａｌｕｅｓｄｅｃｒｅａｓｅｇｒａｄｕａｌｙｉｎ
ｌｏａｍｓｏｉｌａｎｄｒａｐｉｄｌｙｉｎｃｌａｙｌｏａｍｓｏｉｌｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｓｔａｇｅ．Ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｏｂａｃｃｏｉｎ
ｓａｎｄｙｌｏａｍｓｏｉｌｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｓｔａｇｅａｎｄｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｏｆ４３７％ ａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｔｙ
ｓｔａｇｅ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｏｂａｃｃｏｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｓｉｓｓａｎｄｙｌｏａｍ ＞
ｌｏａｍ ＞ｃｌａｙｌｏａｍ．Ｄｕｅｔｏｉｔｓｗｅａｋｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｐｐｌｙｃａｐａｃｉｔｙ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｃｌａｙｌｏａｍｓｏｉｌｓｈｏｕｌｄｂｅ
ｐｒｏｍｏｔｅｄａｎｄｍｏｒｅｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｈｏｕｌｄｂｅａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｇｒｏｗｉｎｇｔｏｂａｃｃｏ．Ｗｈｉｌｅ，ｌｅｓｓｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｈｏｕｌｄ
ｂｅｕｓｅｄｉｎｓａｎｄｙｌｏａｍｓｏｉｌｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｈｉｇｈｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｓｏｉｌｔｅｘｔｕｒｅ牷ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎ牷ｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎ牷１５Ｎｔｒａｃｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈ牷ｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏ牷
ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ
氮素是所有营养元素中对烟叶产量和质量影
响最大、最敏感的元素，烟株吸收的氮素主要来源于
土壤供氮和肥料提供的氮［１－４］，适时适量地氮素供
应是烟叶品质形成的关键，氮素供应不足和过量均
降低烤烟品质［５－７］。目前，烟草生产上往往采用同
一片区或植烟村施用等量氮肥的方式，而该区域范
围的土壤类型及土壤质地可能并不一致，造成了土
壤肥力性状、营养条件及环境条件等特征均不相同，
这些因素通过影响水、肥、气、热的移动和含量从而
影响根系生长，进而导致烟草氮素吸收的不同，最终
影响烟叶的成熟过程及烟叶成色的好坏。近年来利
用１５Ｎ示踪技术研究烟田系统中氮肥利用及其去向
受到大多数研究者的广泛关注［８－１５］。翟琨等［１６］认
为土壤供氮在烤烟移栽后４０ｄ左右出现第一次高
峰，土壤氮素大量矿化期出现第二次高峰。王帅［１７］
在临沂烟区的研究认为，烟株吸收的氮素中来自土
壤的氮占总吸氮量的６０％ ９０％，吸收的肥料氮较
少，约占总吸氮量的１０％ ４０％。化党领等［１８］在
恩施烟区的研究亦表明，土壤氮对烟株氮积累的贡
献率较大。烟株不同部位的土壤氮和肥料氮的积累
规律不同，叶部积累量较多，茎部积累量较少，供给
根部的氮素最少［１９］，且所有器官的肥料氮占总氮比
例在打顶后均低于５０％［２０－２１］。目前，研究不同土壤
肥力、种植模式及栽培环境下烤烟对氮素吸收、积累
及分配方面的报道较多［２２－２５］，但在不同土壤质地条
件下，烤烟氮素的相关研究则鲜见报道。本文应
用１５Ｎ同位素示踪法研究了不同质地土壤上烤烟氮
素的积累、分配及利用率特点，旨在为烟区氮肥合理
运筹及烟叶质量调控提供理论和实践指导。
１ 材料与方法
１１ 试验材料
该试验于２０１２年在安徽省宣城市宣州区黄渡
乡现代农业科技示范园内（３０°４０′４９″Ｎ，１１８°４６′１７″
Ｅ）进行。该地区属典型亚热带季风气候区，光、温、
水热条件优越，年均日照时数为２０７２５ｈ，年平均温
３６３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
度１５８℃，无霜期为 ２２８ｄ，年平均降水量 １３２４８
ｍｍ，该地区的土壤主要是河流冲积母质形成的潴育
型水稻土。本试验采用的３种不同质地（壤土、黏
壤和砂壤土）土壤的基本理化性状见表１。
表１ 试验田不同质地土壤的基本理化性质
Ｔａｂｌｅ１ Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｔｅｘｔｕｒｅｄｓｏｉｌｓｆｒｏｍｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｆｉｅｌｄｓ
质地
Ｔｅｘｔｕｒｅ
有机质
Ｏｒｇ．ｍａｔｅｒ
（ｇ／ｋｇ）
碱解氮
Ａｌｋａｌｉｈｙｄｒｏｌ．Ｎ
（ｍｇ／ｋｇ）
有效磷
ＯｌｓｅｎＰ
（ｍｇ／ｋｇ）
速效钾
ＮＨ４ＡｃＫ
（ｍｇ／ｋｇ）
粘粒含量
Ｃｌａｙｐａｒｔｉｃｌｅ
＜０００２ｍｍ
（％）
粉粒含量
Ｓｉｌｔｐａｒｔｉｃｌｅ
０００２ ００２ｍｍ
（％）
砂粒含量
Ｓａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅ
＞００２ｍｍ
（％）
壤土
Ｌｏａｍｓｏｉｌ
２４５０ ２０８２５ ４０５７ ５６５２９ ２０１６ ３３７１ ４６１３
黏壤
Ｃｌａｙｌｏａｍ
２４８０ １８８４２ ３３７８ ３４６７３ ３１３８ ３８９７ ２９６４
砂壤
Ｓａｎｄｙｌｏａｍ
２４２７ １９６８８ ４５８５ ５４８３３ １８６７ ２３２９ ５８０４
１２ 试验设计
采用田间小区和微区试验相结合，分别在壤土、
黏壤和砂壤土上建立田间试验，小区面积９６ｍ２（６
ｍ×１６ｍ），每个试验３次重复。同时设置１５Ｎ微区
试验，每个重复小区中设 １５个微区，微区面积为
０６ｍ２（１２ｍ×０５ｍ），每个微区种植１棵烤烟，微
区四周用塑料隔板隔离（埋入土壤深度５０ｃｍ），微
区内氮、磷、钾肥单独施用，用量的换算与小区施用
量相同。１５Ｎ丰度为１０％的 ＫＮＯ３，由上海化工研究
院提供。不同试验处理种植烟草均按照当地常规施
肥进行（Ｎ∶Ｐ２Ｏ５∶Ｋ２Ｏ＝１∶１６∶３），即每公顷施烟草
专用肥（１０∶１５∶２５）７９５ｋｇ，钙镁磷肥３７５ｋｇ，硫酸
钾７５ｋｇ，邦禾有机肥（含有机质４０％）４５０ｋｇ，硝酸
钾２２５ｋｇ，混合均匀后７０％于移栽前起垄时在垄心
开沟条施，深度距垄面下１５ ２０ｃｍ，３０％于烤烟移
栽３０ｄ后单株定量侧穴追施，定根肥在移栽时将烟
草专用肥３０ｋｇ／ｈｍ２平均施入移栽穴中。烤烟品种
为云烟９７，单株最终留叶数为１８片，其他田间管理
措施各处理间保持一致，并按照当地优质烟叶生产
技术标准进行。
１３ 样品采集与测定
在烤烟移栽后的３８ｄ（２０１２－５－０６，团棵期）、５３
ｄ（２０１２－５－２１，现蕾期）、６４ｄ（２０１２－６－０１，平顶期）
和１０３ｄ（２０１２－７－１０，成熟期）分别在微区中取长势
一致的烟株样品，每次３株，团棵期和现蕾期分３个
部位（根、茎、叶）制样，平顶期和成熟期分５个部分
（根、茎、１ ５叶位下部叶、６ １２叶位中部叶、１３
１８叶位上部叶）制样，样品经１０５℃杀青３０ｍｉｎ，
６５℃恒温烘干，计算烟株各部分生物量，并粉碎过
０１５０ｍｍ筛后测定其全氮和１５Ｎ含量。
全氮采用凯氏法（Ｋ－０５自动定氮仪）测定，１５Ｎ
丰度采用ＺＨＴ－Ｏ２型质谱仪测定。
１４ 计算方法
植株吸收的氮素来源于肥料和土壤的量及比例
的计算参照陈子元的方法［２６］：
ＷＮ ＝Ｗ１×Ｃ１；
Ｎｄｆ＝
１５Ｎ１
１５Ｎ２
×１００；
Ｎｄｆ＝ＷＮ ×％Ｎｄｆ；
Ｎｄｆｓ＝ＷＮ ×（１－％Ｎｄｆ）；
ＲＮ ＝
Ｎｄｆ
Ｗ０×Ｃ０
×１００％
式中：ＷＮ—烤烟样品总氮积累量；Ｗ１—烤烟样品干
重；Ｃ１—烤烟样品含氮量；
１５Ｎ１—烤烟样品
１５Ｎ原子
百分超；１５Ｎ２—肥料
１５Ｎ原子百分超；％Ｎｄｆ—肥料氮
占总氮百分数；Ｎｄｆ—烤烟肥料氮积累量；Ｎｄｆｓ—土
壤氮积累量；ＲＮ—当季氮肥利用率；Ｗ０—肥料的重
量；Ｃ０—肥料含氮百分数。
１５ 数据处理
试验数据采用Ｅｘｃｅｌ２００７和ＳＡＳ９２统计分析
软件进行处理。
２ 结果与分析
２１ 不同质地土壤上烤烟氮素积累动态
由不同质地土壤上烤烟总氮积累动态（图１Ａ）
４６３
２期 朱佩，等：不同质地土壤上烤烟氮素积累、分配及利用率的研究
可知，壤土和黏壤土上烤烟氮素积累动态基本一致，
均呈单峰变化，即在移栽后６４ｄ的平顶期氮素积累
达到顶峰，总氮积累量分别为４２５ｇ／ｐｌａｎｔ和３９６
ｇ／ｐｌａｎｔ，之后缓慢下降，至移栽后１０３ｄ的成熟期降
为３９２ｇ／ｐｌａｎｔ和 ２７９ｇ／ｐｌａｎｔ，砂壤土上，烤烟氮
素积累则随移栽后天数的增加呈线性增加趋势，至
成熟期氮素积累量达最大为５６４ｇ／ｐｌａｎｔ。可见，烤
烟在砂壤土上较壤土和黏壤具有更强的吸收利用氮
素的能力。多重比较结果表明，在烤烟的前３个取
样时期，３种质地土壤上烤烟氮素积累量没有明显
差异，在成熟期，砂壤土上烤烟氮素积累量显著高于
壤土和黏壤（Ｐ＜００５），但壤土和黏壤土上烤烟氮
素积累量差异不显著。
壤土和黏壤土上烤烟对肥料氮的积累量与其总
氮积累变化一致（图１Ｂ），同样在平顶期最大，分别
为２３４ｇ／ｐｌａｎｔ和２５４ｇ／ｐｌａｎｔ，之后迅速下降。砂
壤土，烤烟从平顶期到成熟期仍有部分肥料氮的积
累，但积累速率较前期明显下降，肥料氮积累量最大
值出现在成熟期，为 ２７３ｇ／ｐｌａｎｔ。在移栽后 ３８ｄ
的团棵及移栽后５３ｄ的现蕾期，烤烟对土壤肥料氮
的积累量顺序为黏壤＞壤土＞砂壤，在成熟期，则表
现为砂壤＞壤土＞黏壤，说明平顶期前后是烤烟对
不同质地土壤肥料氮积累量变化的关键时期。
壤土、黏壤和砂壤土上烤烟对土壤氮的积累量
在生育期内呈逐渐增加的趋势（图１Ｃ），在成熟期时
达到最大值，分别为２１０ｇ／ｐｌａｎｔ、１４３ｇ／ｐｌａｎｔ和
２９０ｇ／ｐｌａｎｔ。其中黏壤土上烤烟土壤氮积累量在
整个生育期始终低于壤土和砂壤，说明黏壤土的供
氮能力相对较弱，烟株对其吸收利用最少。在平顶
期之前，壤土和砂壤土上烤烟对土壤氮的吸收积累
量基本一致，而到成熟期，砂壤土上烤烟土壤氮的积
累显著高于壤土和黏壤（Ｐ＜００５）。
２２ 不同质地土壤上烤烟器官的氮素积累量
从表２可以看出，在烤烟平顶期之前，不同质地
土壤上烤烟根部氮素积累量之间差异不显著（Ｐ＞
００５），平顶期之后，烤烟根部氮素积累以壤土和砂
壤增加较多，显著高于黏壤（Ｐ＜００５），至成熟期，
壤土、黏壤和砂壤土上烤烟根部氮素积累量分别为
０８２ｇ／ｐｌａｎｔ、０４０ｇ／ｐｌａｎｔ和０７０ｇ／ｐｌａｎｔ。不同质
地土壤上烤烟茎部氮素积累量随生育期的推进呈增
加趋势。团棵期，黏壤土上烤烟茎部氮素积累量显
著高于壤土和砂壤（Ｐ＜００５）；平顶期至成熟期，砂
壤土上烤烟茎部氮素吸收仍在增加，在成熟期达最
大，为１６２ｇ／ｐｌａｎｔ，黏壤土上烤烟茎部对氮素的吸
图１ 不同质地烤烟和土壤氮素的积累动态
Ｆｉｇ．１ Ｎｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｆｌｕｅｃｕｒｅｄ
ｔｏｂａｃｃｏａｎｄｓｏｉｌｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｔｅｘｔｕｒｅ
收基本停止，二者积累量差异显著（Ｐ＜００５）。从
团棵期到成熟期，壤土和黏壤土上烤烟叶部氮素积
累变化一致，其烤烟叶部氮素积累量在平顶期达到
最大，分别为 ２８２ｇ／ｐｌａｎｔ和 ２７２ｇ／ｐｌａｎｔ，随后迅
速降低。砂壤土上烤烟叶部氮素积累量在现蕾前低
于壤土和黏壤，之后砂壤土上烤烟叶部氮素积累逐
渐增加，至成熟期达最大值，为３３２ｇ／ｐｌａｎｔ。
２３ 不同质地土壤上烤烟氮素分配率
从不同质地土壤上烟株吸收氮素在各部位的分
配率（表３）可以看出，烤烟吸收的氮素主要集中在
叶部，其次是茎部，根分配得最少。在平顶期，烤烟
根、茎、上部叶和中部叶氮素分配率在３种质地土壤
之间均无显著差异，但下部叶氮素分配率以砂壤土
显著高于壤土（Ｐ＜００５）。在成熟期，烤烟茎部和３
个叶位的氮素分配率在３种质地土壤间差异不显
著，但根部氮素分配率以壤土显著高于黏壤和砂壤。
总之，从平顶期到成熟期，各土壤上烤烟吸收的氮素
更多的向根和茎部转移，且壤土烤烟根部和砂壤土
烤烟叶部的氮素分配率相对较高。
５６３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表２ 烤烟各器官在不同生育期的氮素积累量（ｇ／ｐｌａｎｔ）
Ｔａｂｌｅ２ Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏｏｒｇａｎｓａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｓｔａｇｅｓ
部位
Ｐａｒｔ
质地
Ｔｅｘｔｕｒｅ
团棵期
Ｒｏｓｅｔｅｓｔａｇｅ
现蕾期
Ｂｕｄｄｉｎｇｓｔａｇｅ
平顶期
Ｔｏｐｐｉｎｇｓｔａｇｅ
成熟期
Ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
根Ｒｏｏｔ 壤土Ｌｏａｍｓｏｉｌ ００６±００２ａ ０２１±００７ａ ０４８±０１６ａ ０８２±００８ａ
黏壤 Ｃｌａｙｌｏａｍ ００９±００２ａ ０２０±００３ａ ０３５±００９ａ ０４０±００３ｂ
砂壤 Ｓａｎｄｙｌｏａｍ ００６±００２ａ ０２４±００２ａ ０３９±０１０ａ ０７０±０１４ａ
茎Ｓｔａｌｋ 壤土 Ｌｏａｍｓｏｉｌ ００９±００２ｂ ０５９±０１８ａ ０９６±０２１ａ １２９±０３９ａｂ
黏壤 Ｃｌａｙｌｏａｍ ０２１±００８ａ ０４２±００５ａ ０８９±０１１ａ ０９３±００６ｂ
砂壤 Ｓａｎｄｙｌｏａｍ ００９±００４ｂ ０４５±００６ａ ０８１±０１７ａ １６２±０３９ａ
叶Ｌｅａｖｅｓ 壤土 Ｌｏａｍｓｏｉｌ １０２±０４３ａ １９６±０２７ａ ２８２±１３２ａ １８０±０７８ａ
黏壤 Ｃｌａｙｌｏａｍ ０９６±０２１ａ １８６±０１２ａ ２７２±０３４ａ １４５±０４８ａ
砂壤 Ｓａｎｄｙｌｏａｍ ０５２±０１２ａ １９０±０１１ａ ３２１±０８４ａ ３３２±０８４ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
表３ 不同质地土壤烤烟氮素分配率（％）
Ｔａｂｌｅ３ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅｓｏｆｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｔｅｘｔｕｒｅｄｓｏｉｌｓ
时期
Ｓｔａｇｅ
质地
Ｔｅｘｔｕｒｅ
根
Ｒｏｏｔｓ
茎
Ｓｔｅｍｓ
上部叶
Ｕｐｐｅｒｌｅａｖｅｓ
中部叶
Ｍｉｄｄｌｅｌｅａｖｅｓ
下部叶
Ｌｏｗｅｒｌｅａｖｅｓ
平顶期
Ｔｏｐｐｉｎｇｓｔａｇｅ
壤土Ｌｏａｍｓｏｉｌ １１７±４８ａ ２４３±５７ａ ３１４±６２ａ １９３±６３ａ １３３±４１ｂ
黏壤Ｃｌａｙｌｏａｍ ８９±２８ａ ２２６±３１ａ ２９４±３５ａ １８７±６２ａ ２０４±４８ａｂ
砂壤Ｓａｎｄｙｌｏａｍ ９１±３５ａ １８９±６５ａ ２４６±５７ａ ２１６±４９ａ ２５８±２０ａ
成熟期
Ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
壤土Ｌｏａｍｓｏｉｌ ２１４±４０ａ ３３６±５８ａ １４５±６０ａ １７３±４０ａ １３２±５４ａ
黏壤Ｃｌａｙｌｏａｍ １４８±３３ｂ ３４１±４９ａ ２１３±３４ａ １５０±２４ａ １４９±３６ａ
砂壤Ｓａｎｄｙｌｏａｍ １２５±１９ｂ ３０６±７２ａ １７４±５３ａ １４５±２６ａ ２５０±７９ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
２４ 不同质地土壤下肥料氮在植株中的分布
图２表明，在团棵期，壤土、黏壤和砂壤土上烤
烟均以叶部肥料氮占总氮比例较高，分别达到
５５５％、６８６％和 ５０６％，茎部次之，根部最低，分
别为４９０％、６０１％和４２３％。根、茎和叶部肥料
氮占总氮比例均以黏壤土最高，壤土次之，砂壤最
少，说明黏壤土上施用肥料氮对烟株氮素积累贡献
较大，壤土次之，砂壤最小。且黏壤土上烤烟茎部和
叶部肥料氮占总氮比例显著高于壤土和砂壤（Ｐ＜
００５）。在现蕾期，３种质地土壤上烤烟各部位肥料
氮的分布规律与团棵期基本一致（图２）。
平顶期，同一烤烟部位的肥料氮所占比例在３
种土壤间的差异不显著，此外，烤烟肥料氮占总氮的
比例在叶部不同叶位间差异不大，其中下部叶肥料
氮占总氮比例相对稍高（图２）。成熟期，烤烟各部
位肥料氮的分布规律与平顶期稍有不同，根、茎和叶
部肥料氮占总氮的比例较为接近且不同土壤间无显
著差异。壤土、黏壤和砂壤土上烤烟叶部肥料氮占
总氮的比例在该时期最低，仅为４５８％ ５０３％，
且３个叶位肥料氮占总氮的比例基本一致。
图３显示，在不同质地土壤上烟株吸收的肥料
氮占总氮的比例在团棵期以黏壤土最高，为
６７９％，壤土次之，砂壤最低为４９６％，三种土壤之
间达到显著差异（Ｐ＜００５）。现蕾期也具有类似的
趋势。到成熟期，烟株吸收的肥料氮占总氮的比例
下降，其值介于４６７％ ４８８％之间。可见，烟株
６６３
２期 朱佩，等：不同质地土壤上烤烟氮素积累、分配及利用率的研究
图２ 肥料氮在烟株器官的分配状况
Ｆｉｇ．２ ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＮｉｎｖａｒｉｏｕｓｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏｏｒｇａｎｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：方柱上不同字母表示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（Ｐ＜０．０５）．］
图３ 不同质地土壤上烤烟吸收
肥料氮占总氮的比例
Ｆｉｇ．３ ＲａｔｉｏｓｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＮｔｏｔｏｔａｌＮｏｆ
ｆｌｕｅｃｕｒｅｄｔｏｂａｃｃｏｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｔｅｘｔｕｒｅｄｓｏｉｌｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：方柱上不同字母表示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５）
Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（Ｐ＜０．０５）．］
前中期以吸收肥料氮为主，后期则更多的吸收土
壤氮。
２５ 不同质地土壤上烤烟氮肥利用率
从图４可以看出，黏壤土和壤土上烤烟氮肥利
用率变化趋势相似。即从团棵到平顶期，氮肥利用
率均平稳增加，平顶期时达最大，分别为４０７％和
３４５％，且黏壤上烤烟氮肥利用率一直大于壤土，之
后黏壤上的氮肥利用率下降幅度较大，至成熟期，黏
壤土和壤土上烤烟氮肥利用率分别降为２１７％和
图４ 不同质地土壤烤烟氮肥利用率
Ｆｉｇ．４ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｆｌｕｅｃｕｒｅｄ
ｔｏｂａｃｃｏｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｔｅｘｔｕｒｅｄｓｏｉｌｓ
２９２％。砂壤土上烤烟氮肥利用率在生育期内一直
呈上升趋势，团棵期时，其烤烟氮肥利用率最低，仅
为５３％，至成熟期最高，为４３７％，与黏壤土烤烟
氮肥利用率的差异达到显著水平（Ｐ＜００５）。可
见，土壤质地不同，导致烤烟对肥料氮的吸收利用在
生育期间存在明显的差异，其中砂壤土烤烟氮肥利
用率前期较低，随生育期逐渐增加，而黏壤及壤土上
烤烟氮肥利用率则是在生育期前期增加后期降低。
７６３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
３ 讨论
土壤质地是影响烤烟矿质营养吸收与积累的重
要因素［２７］。蓟红霞等［２８］认为土壤质地对烟株氮素
积累量有显著影响，具体表现为粉（砂）质壤土 ＞砂
质壤土＞壤土，罗新宁等［２９］对南疆灌淤土的研究表
明，相同处理条件下砂壤土棉株氮的积累量高于重
壤土。本研究中在成熟期砂壤土上烤烟氮素积累量
最大，显著高于壤土和黏壤，这与上述研究结果一
致。此外，烤烟对肥料氮的积累动态略有差异，其中
在团棵及现蕾期为黏壤 ＞壤土 ＞砂壤，平顶期之后
则表现为砂壤＞壤土＞黏壤。这与皖南的气候条件
有关，在烤烟生育前期，降水较少，黏壤及壤土具有
较好的保水性能，因而具有较好的水肥供应能力。
在成熟期，适逢雨季高温高湿且降水较多，黏壤及壤
土上反而易积水，造成烤烟根系活力下降［３０］，或影
响根系的有氧呼吸造成根系早衰［３１］，导致烤烟对氮
素吸收的减少，因而氮素积累量降低。
烤烟对土壤氮的积累量在生育期内呈逐渐增加
趋势，且黏壤土上烤烟土壤氮积累量始终低于壤土
和砂壤土，这在一定程度上说明黏壤土有机氮矿化
量少，土壤供氮能力较弱。由于土壤中的氮大部分
是有机氮，直接决定土壤供氮能力，土壤质地对氮素
矿化的影响主要通过控制好氧菌活动，土壤粘粒与
土壤有机质的结合等对土壤有机质提供保护，来增
加或减少氮素的矿化［３２］。有研究表明砂壤土中微
生物生物量的Ｃ／Ｎ高于壤土和黏土，且与单位微生
物氮生物量的矿化率呈正相关［３３］，因此砂壤土的氮
矿化及供应能力高于壤土和黏壤，以黏壤土氮矿化
最低，其供氮能力也相对最弱。
从全生育期来看，３种质地土壤上烟株吸收的
肥料氮占总氮的比例为 ４７％ ６８％。但马兴华
等［２２］在临沂褐土上的研究表明，烤烟吸收的氮素以
土壤氮为主，吸收的肥料氮仅占总吸氮量的２０％
３０％。本研究中烤烟的氮肥施量为 Ｎ１１２５
ｋｇ／ｈｍ２，马兴华等研究中所施氮量为 Ｎ８２５
ｋｇ／ｈｍ２，本研究氮肥施用量比后者多出３６％。宇万
太等［３４］认为肥料氮对土壤氮库的稀释作用的存在，
使得施氮作物较不施氮作物少吸收土壤氮，且随氮
肥施用量的增加作物吸收的土壤氮进一步减少，所
以这可能是造成本研究与马兴华等研究结果差异的
原因。
４ 结论
在皖南烟田不同质地土壤上，烤烟对氮素的吸
收利用顺序为砂壤＞壤土＞黏壤，在烤烟成熟期，烟
株总氮积累量分别为５６４、３９２和 ２７９ｇ／ｐｌａｎｔ，
黏壤的供氮能力较弱，应合理调控土壤氮的矿化及
增加肥料氮的供应。烤烟氮肥利用率以砂壤条件下
的当季利用率最高为４３７％，壤土次之为２９２％，
黏壤土上最低为２１７％，仅为砂壤土的１／２。由于
砂壤的氮肥利用率较高，因此应严格控制氮肥的施
用量。
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