全 文 ：收稿日期：!""#$"%$"% 接受日期：!""#$"&$!’
基金项目：国家烟草专卖局重点科技项目“我国主要植烟土壤氮素矿化特性与供氮潜力及应用研究”资助。
作者简介：焦永鸽（()#"—），男，河南周口人，硕士研究生，从事烟草营养与施肥技术研究。*+,-./：0.-1+2134+456(&%7 81,
!通讯作者 95/："("$#!("&()#，*+,-./：:;/.6 8--<= -8= 83
有机质对红壤烤烟氮素累积分配特征的影响
焦永鸽(，!，李天福%，张云贵!，李志宏!!，刘宏斌!，谷海红(，!
（( 中国农业科学院研究生院，北京 ("""#(；!中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 ("""#(；
%云南省烟草科学研究所，云南玉溪 &>%(""）
摘要：利用(>?示踪技术，研究了有机质含量对红壤烤烟氮素累积分配特征的影响。结果表明，随着土壤有机质含
量增加，烤烟氮素累积时期延长，且累积量增加。烤烟后期吸收的氮素，在低有机质含量红壤上来自土壤供氮，中
有机质含量来自肥料供氮，高有机质含量来自肥料供氮与土壤供氮。烤烟吸收总氮量中 !)7"@A!’"7!&A来自肥
料供氮，>)7@’A!@"7)%A来自土壤供氮，表明烤烟吸收氮素大部分来自土壤供氮。氮素在烟株不同部位分配量表
现为烟叶 B烟茎 B烟根；烟叶各部位中的分配量为在低有机质含量的红壤，下、中、上 %个部位分配量相等，中有机
质含量和高有机质含量上则为上部叶 B中部叶 B下部叶。有机质含量对下部叶氮素分配量影响不大，其他部位均
表现为有机质含量越高，氮素分配量越大。烤烟不同部位中肥料氮比例表现为下部叶 B中部叶 B烟根 B烟茎 B上
部叶，土壤氮比例表现为上部叶 B烟茎 B烟根 B中部叶 B下部叶；并且土壤有机含量越高，各部位中土壤氮的比例
越高，肥料氮的比例越低，上部叶受土壤供氮影响最大。红壤上烤烟氮肥利用率在 !>7’!A!%"7&(A之间，低有机
质含量土壤氮肥利用率较低，中、高有机质含量利用率相对较高。在施肥过程中，低有机质红壤上应在 ? )" C4 D ;,!
基础上适当增加氮肥施用量，中等有机质含量上保持不变，高有机质含量上应适当降低氮肥用量。
关键词：有机质；红壤；烤烟；氮素；累积分配
中图分类号：E>@!7"( 文献标识码：F 文章编号：(""#$>">G（!"")）"’$")!%$"@
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植物营养与肥料学报 !"")，(>（’）：)!%$)!)
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氮是影响烤烟产质的重要因素之一［D］。烤烟氮
素的吸收不仅受施肥的影响，而且还受到土壤有机
质水平的影响［部分来自土壤供氮［?］，目前关于烤烟氮素累积分配
特征的研究报道较多［=KL］，而在不同生态区域、土壤
类型及有机质水平上烤烟对氮素的吸收分配差异较
大。云南作为我国优质烤烟生产重点烟区，烟叶产
量占全国总产量的三分之一以上，植烟面积约 A=万
’0<［F］，红壤占到该烟区植烟土壤的 =B@［DB］，且该类
型土壤有机质含量丰富［F］。而南方土壤当有机质含
量大于 D= , G E,时，在烟株生长后期由于土壤有机质
的矿化，会出现土壤氮素供应过量，烟叶贪青晚熟，
不容易正常落黄，甚至发生黑暴的现象［DD］。在该类
型土壤上关于有机质水平对烤烟氮素累积分配特征
的影响报道较少，因此，本研究选择在红壤植烟区，
以有机质含量 D= , G E,为分界点，利用D=H示踪技术
探讨不同有机质水平上烤烟氮素的累积分配特点，
旨在为红壤植烟区烤烟氮肥的合理施用提供依据。
) 材料与方法
)*) 试验设计
试验于 供试烤烟品种为 M<，土壤类型为红壤。以 A个有机
质水平作为处理，分别用 N、J和 O表示。每个处理
A次重复，共 F 个小区，每个小区 CC 0<。试验田基
本理化性质见表 D。
试验氮肥采用 D=H双标记硝酸铵，丰度为
=>A@。每个小区标记 D<株供采样，其余烟株采用
普通硝酸铵。施氮量为 H FB E, G ’0<，磷肥用过磷酸
钙，钾肥用硫酸钾，氮、磷、钾比例 D P D P A。磷肥全部
做底肥，氮钾肥按照基追比 Q P A施入；底肥于移栽
时穴施，追肥于移栽后 AB -浇施。=月 D日移栽，移
栽后 CA -打顶，于打顶前每个小区从非标记烟株中
表 ) 试验田基本理化性质
+,-." ) /,(01 2&%2"&30"( %4 (%0. 05 36" "72"&08"53,. 2.%3(
处理
;+!)&0!*&
有机质
IJ
（, G E,）
碱解氮
R"E)6’/-+$8 H
速效磷
I"#!*8 S
速效钾
HO?IR7 T
（0, G E,）
N L>? ?C>C Q>B =A>A
J D=>C C?>B L DB
O < FF>L D<>? DDC>Q
另选取 C株挂牌供采样，试验田管理与当地生产管
理一致。
)*9 采样及测定
移栽时取样 DB=和 DDF - 每次采 < 株，标记株与非标记株各 D
株；于移栽后 茎、下部叶、中部叶和上部叶 =个部位采集。样品在
DB=U下杀青 AB 03*，CB!QBU烘干至恒重，称重后
粉碎待测。成熟期标记株和挂牌非标记株正常采收
单独保存，最后并入采集样品中。样品采用凯氏定
氮法测全氮，质谱仪测D=H丰度。
烟株吸氮量 V氮含量 W干物质重；
烟株吸收肥料氮 V烟株吸氮量 W烟株的D=H原
子百分超 G肥料D=H的原子百分超；
烟株吸收土壤氮 V烟株吸氮量 K烟株吸收肥料
氮；
氮肥利用率 V烟株吸收肥料氮 G施氮量 W DBB@
9 结果分析
9*) 土壤有机质对烤烟农艺性状的影响
表 <可知，在 A个有机质水平上，烤烟茎粗为 O
2 J 2 N，J和 O之间差异不显著，二者均与 N差异
显著；节距为 J 2 O 2 N，J与 N差异显著；烟叶各
部位叶面积均为 O 2 J 2 N，下部叶叶面积 A个水平
之间差异均不显著；中部叶和上部叶叶面积 J与 O
?表 ! 土壤有机质含量对烤烟农艺性状的影响
"#$%& ! ’((&)*+ ,( +,-% ./ ),0*&0* ,0 #12,0,3-) *2#-*+ ,( (%4&5)42&6 *,$#)),
处理
!"#$%&#’%
茎围
(%#& )*"%+
（,&）
节距
-’%#"’./#0 /*0%$’,#
（,&）
叶面积 1#$2 $"#$0（,&3）
下部叶
4.%%.& 5#$2
中部叶
6#/*7& 5#$2
上部叶
!.8 5#$2
1 9:39 ; <:=> ; ??@:A= $ B?C:B@ ; @@?:?C ;
6 ?:<9 $ @:A= $ ??>:9B $ 9>9:=3 $ BB9:3> $
D ?:@> $ <:B> $; CCA3:@@ $ ?39:39 $ >C9:3> $
注（E.%#）：移栽后 B< /测定 F#%#"&*’#/ $% B< /$G0 $2%#" %"$’085$’%*’)；数值后不同字母表示差异达 A:A=显著水平，下同 H$57#0 2.55.I#/ ;G /*22#"J
#’% 5#%%#"0 *’/*,$%# 0*)’*2*,$’,# $% A:A= 5#K#5 L !+# 0$&# ;#5.IL
之间差异均不显著，但是二者均与 1差异明显。表
明叶位越高，叶面积受土壤有机质含量的影响越大。
!7! 土壤有机质对烤烟干物质累积的影响
烤烟干物质累积特征（图 C）表明，随着生育期
的推进，从移栽后 3C /开始，烤烟干物质累积量急
剧增加，到 >> /时，<个土壤有机质水平的红壤，烤
烟干物质累积量分别达到总累积量的 9=:@?M、
?@:>?M和 >=:?=M；>>/以后，1和 6水平上干物质
累积量增加变缓，而 D水平上仍然表现出较强的增
加趋势。最终干物质累积量为 D N 6 N 1，其中 D和
6水平的干物质累积量分别为 1水平的 C:3= 倍和
C:<<倍。表明土壤有机质含量越高，烤烟干物质累
积量越大。
图 8 土壤有机质含量对红壤烤烟干物质累积的影响
9-1:8 ’((&)* ,( +,-% ./ ),0*&0* ,0 #))434%#*-,0 ,(
62; 3#**&2 ,( (%4&5)42&6 *,$#)), -0 2&6 +,-%
!7< 土壤有机质对烤烟氮素累积的影响
3:<:C 土壤有机质对烤烟总氮素累积的影响 图 3
表明，随着生育期的推进，从移栽后 3C /开始，烤烟
氮素累积量急剧增加。1 水平的红壤上，烤烟
?A:93M的氮素累积主要集中在移栽后 @? /内，此后
累积量增加明显变缓，表明在土壤有机质含量较低
条件下，烤烟在旺长期把土壤中可利用的氮基本全
部吸收。6 水平红壤上，烤烟 ?9:3>M的氮素累积
主要集中在移栽后 B< /内，此后随生育期推进累积
量增加变缓，说明打顶后土壤中可利用氮素较少。
在 D水平红壤上，B< /时烤烟氮素累积量仅占到总
累积量的 >9:>=M，以后累积量仍然表现出较强的
增加趋势，表明土壤有机质含量相对较高的条件下，
打顶后土壤中有较多氮供烟株吸收利用，使氮代谢
旺盛，氮素吸收时期延长。最终烤烟体内总氮素累
积量为 D N 6 N 1，6 和 D水平上分别为 1 水平的
C:@9和 C:=?倍。表明随着土壤有机质含量的增加，
烤烟氮素累积时期延长，且最终累积量也增加。
图 ! 土壤有机质含量对红壤烤烟总氮素累积的影响
9-1:! ’((&)* ,( +,-% ./ ),0*&0* ,0 #))434%#*-,0 ,(
0-*2,1&0 ,( *=& (%4&5)42&6 *,$#)), -0 2&6 +,-%
3:<:3 有机质含量对烤烟不同来源氮素累积的影
响
图 < 可知，随着生育期推进，从移栽后 3C /开
始烤烟对肥料氮的累积急剧增加，在 1水平红壤上，
烤烟对肥料氮的累积在 @? /时达到最大，此后累积
量开始下降，>> /后基本保持平稳，表明在有机质含
量较低的土壤上，肥料氮的效果仅维持 @? /。6与
D水平红壤上，烤烟对肥料氮累积在 ?C /时达到最
大，此后累积量开始缓慢下降，表明有机质含量较高
时，肥料氮发挥效果时间也较长。烟株体内肥料氮
=3?@期 焦永鸽，等：有机质对红壤烤烟氮素累积分配特征的影响
最终累积量在 !与 "水平上基本相当，分别为 #水
平的 $%&’倍和 $%$(倍，表明有机质含量越高，烟株
体内肥料氮累积量越大。
图 ! 有机质含量对红壤烤烟肥料氮累积的影响
"#$%! &’’()*+ ,’ +,#- ./ ),0*(0* ,0 1))232-1*#,0 ,’
0#*4,$(0 ’4,3 ’(4*#-#5(4 ’,4 ’-2(6)24(7 *,81)), #0 4(7 +,#-
图 (看出，#水平红壤上，烤烟对土壤氮的累积
有 )*%&)+在移栽后 (, -内完成，此后累积量增加
变缓，说明在土壤有机质含量较低的条件下，土壤供
氮维持时间较短，生长后期土壤氮素通过有机质矿
化释放速度缓慢。!水平红壤上，烤烟对土壤氮累
积主要在移栽后 ). -内，此后土壤氮累积量基本保
持稳定，说明中有机质含量的红壤，土壤供氮能够持
续到打顶时期（). -），后期土壤通过有机质矿化释
放氮素较少。"水平红壤上，烤烟对土壤氮的累积
量在打顶时期（). -）仅占到总土壤氮累积量的
),%*&+，后期土壤氮累积量仍呈现较强的增加趋
势，表明在有机质含量相对较高条件下，土壤能够通
过矿化释放出更多氮素供烤烟吸收利用。烟株体内
土壤氮最终累积量为 " / ! / #，!和 "水平上分别
为 #水平的 $%)) 倍和 $%*, 倍，说明土壤有机质含
量越高，烤烟对土壤氮的累积时期越长其累积量也
越大。
土壤氮与肥料氮累积特征表明，随着有机质含
图 9 有机质含量对红壤烤烟土壤氮累积的影响
"#$%9 &’’()*+ ,’ +,#- ./ ),0*(0* ,0 1))232-1*#,0
,’ 0#*4,$(0 ’4,3 +,#- ’,4 ’-2(6)24(7 *,81)), #0 4(7 +,#-
量增加，烤烟对土壤氮与肥料氮的累积时期延长，累
积量增加。从打顶至采收结束，#水平上每株肥料
氮累积量减少 ’%&’ 0，土壤氮增加 ’%1& 0；!水平上
肥料氮增加 ’%(’ 0，土壤氮则减少 ’%.’ 0，而 "水平
上土壤氮与肥料氮分别增加了 ’%$’ 0和 $%&, 0。表
明烤烟后期吸收氮素在低有机质含量红壤上来自土
壤供氮，中有机质含量来自肥料供氮，高有机质含量
来自肥料供氮与土壤供氮。
:;9 土壤有机质对烤烟氮素分配的影响
&%(%$ 土壤有机质对烤烟各部位氮素分配量的影
响 表 .结果表明，氮素在烟株不同部位中分配量
为烟叶 /烟茎 /烟根。在 #水平上，烤烟下、中、上
.个叶位氮素分配量基本相同，!和 "水平上均为
上部叶 /中部叶 /下部叶。表明在有机质含量较低
情况下，烟叶不同部位氮素分配量差异较小，有机质
相对较高时，叶位越高，氮素分配量越大。烟株各部
位氮素分配量表明，有机质含量对下部叶氮素分配
量影响不大，中部叶表现为 " / ! / #，"与 #差异
达到显著水平；上部叶、烟茎和烟根中氮素分配量
都表现为 " / ! / #，"与 !差异不大，均与 #差异
显著。
表 ! 有机质含量对红壤烤烟各部位氮素分配量的影响
<18-( ! &’’()*+ ,’ +,#- ./ ),0*(0* ,0 7#+*4#82*#,0 ,’ 0#*4,$(0 #0 7#’’(4(0* =14*+ ,’ *>( ’-2(6)24(7 *,81)), #0 4(7 +,#-
处理
234567486
各部位氮素分配量 9:;63:<=6:>8 >? 8:63>048 :8 -:??43486 @536;（0 A @B586）
下部叶
C>66>7 B45?
中部叶
!4-:=7 B45?
上部叶
2>@ B45?
茎
D6438
根
E>>6
# ’%11 5 ’%1$ < ’%11 < ’%*& < ’%1. <
! ’%1F 5 $%’* 5< $%.) 5 $%F$ 5 ’%,’ 5
" ’%1* 5 $%.& 5 $%(. 5 $%FF 5 ’%,) 5
注（G>64）：移栽后 $$1-测定 946437:84- 56 $$1-5H; 5?643 6358;@B586:80I
)&, 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 $F卷
!"#"! 土壤有机质对烤烟各部位肥料氮与土壤氮
百分比例的影响 表 # 可知，烤烟吸收总氮量中
!$"%&’!#%"!(’来自肥料供氮，约 (%’!&%’来自
土壤供氮，表明烤烟吸收氮大部分来自土壤供
氮［)!］。烤烟各个部位土壤氮比例均大于肥料氮。
不同部位中肥料氮比例表现为下部叶 *中部叶 *烟
根 *烟茎 *上部叶；土壤氮比例为上部叶 *烟茎 *
烟根 *中部叶 *下部叶。+个有机质水平的红壤上，
烤烟吸收总氮及各个部位中肥料氮的比例表现为 ,
* - * .，土壤氮的比例表现为 . * - * ,；下部叶中
.与 ,差异显著，总氮和其他各部位中-和 .均与 ,
差异达到显著水平。表明土壤有机质含量越高，烤烟
吸收总氮及各个部位中肥料氮的比例越小，土壤氮的
比例越大，上部叶受土壤供氮影响最大。
表 ! 有机质含量对红壤烤烟各部位肥料氮与土壤氮百分比例的影响（"）
#$%&’ ! ())’*+, -) ,-.& /0 *-1+’1+ -1 2’3*’1+$4’ -) 1.+3-4’1 )3-5 )’3+.&.6’3 $17 ,-.& .1 7.))’3’1+ 2$3+,
-) )&8’9*83’7 +-%$**- .1 3’7 ,-.&
氮源
/01234 05 67820946
处理
:24;8<468
整株
=>0?4 @?;68
各部位中肥料氮与土壤氮比例
:>4 2;870 67820946 520< 54287?7A42 ;6B C07? 76 B75542468 @;28C
下部叶
D0880< ?4;5
中部叶
-4B71< ?4;5
上部叶
:0@ ?4;5
茎
/84<
根
E008
肥料氮 , #%"!( ; ##"$! ; #)"#& ; +&"F# ; +G"( ; +$"+& ;
H4287?7A42 I - +!"$( J +&"$ ;J ++"F# J +%"+! J +!"+F J ++"#+ J
. !$"%& J +F"!) J !$"F& J !("%$ J !G"%$ J !$"#( J
土壤氮 , F$"&# J FF"%G J FG"F+ J (!"#( J ()"# J (%"(+ J
/07? I - (&"%# ; (!") ;J (("#( ; ($"(G ; (&"(F ; (("F& ;
. &%"$+ ; (#"&$ ; &%"#+ ; &+"$) ; &)"$) ; &%"F# ;
:;< 有机质对氮肥利用率的影响
本试验中，+种土壤氮肥当季利用率在 !F"#!’
!+%"()’之间，中、高有机质含量间差异不明显，但
分别较低含量提高 F"+$个和 +"(!个百分点（图 F）。
表明土壤有机质含量较低时，氮肥利用率也较低，有
机质含量较高时氮肥利用率也相对较高。
图 < 土壤有机质含量对氮肥利用率的影响
=.4>< ())’*+, -) ,-.& /0 *-1+’1+ -1 +?’ 8+.&.6$+.-1 -)
1.+3-4’1 )’3+.&.6’3
@ 讨论
作物吸收氮素主要来自土壤供氮和施肥供氮，
土壤供氮主要通过有机质矿化释放。有研究表明，
土壤矿化氮与作物吸氮量密切相关［)+K)F］，即使在大
量施用氮肥的情况下，作物积累的氮素大约有 F%’
以上来自土壤，某些土壤甚至达到 &%’!G%’［)(］。
所以，土壤中有机质含量的高低直接影响土壤氮素
供应水平［)&］，进而影响作物对氮素的累积。本研究
表明，随着土壤有机质含量增加，烤烟氮素累积时期
延长，累积量增加。此外，中有机质含量的红壤上，
移栽后 +F!)%F B烤烟总氮素累积量和土壤氮累积
量均较高有机质含量的红壤要高，这可能与土壤有
机质组分有关，因为不同形态有机质矿化速率和矿
化程度不同［)G］，对氮素供应状况不同。关于有机质
组分对烤烟氮素累积的影响有待进一步研究。
关于烤烟生长后期吸收氮素来源，有研究认为
烤烟后期主要来自土壤氮［)$］。郭群召等［!］研究表
明，有机质含量较高时后期主要来自土壤供氮，有机
质含量较低时来自肥料供氮。在本试验条件下，低
有机质含量红壤上烤烟后期吸收氮来自土壤供氮，
中有机质含量来自肥料供氮，高有机质含量来自肥
料供氮和土壤供氮，烤烟吸收总氮中 !$"%&’!
#%"!(’来自肥料供氮，F$"#’!&%"$+’来自土壤供
氮，且随着土壤有机质含量增加，肥料氮比例降低，
土壤氮比例升高。本研究中有关土壤氮素矿化的结
果表明，+ 种不同有机质含量红壤上，不施氮条件
&!$#期 焦永鸽，等：有机质对红壤烤烟氮素累积分配特征的影响
下，烤烟生长后期氮素矿化量分别占总矿化量的
!"#$%、&"#’%和 &!#(%。施用氮肥后，烤烟生长后
期氮素矿化量分别占总矿化量的 !&#)%、&’#$%和
(!#*%［"’］。说明烤烟后期吸收土壤氮素主要来自
土壤氮素矿化，施用氮肥后延迟了土壤氮素矿化，在
高有机质土壤上表现尤其明显，导致烤烟生长后期
氮素供应增加。
优质烤烟生产要求烟株对氮素的吸收必须持续
到打顶时，且累积量占到总累积量的 +!%，其后持
续吸收的氮素一般在 !%左右，最多不能超过总吸
氮量的 $*%［"*］。在本试验条件下，低有机质含量红
壤上烤烟 +*#)"%的氮素累积主要集中在 ,+ - 内，
中等有机质含量 +)#"(%在 &’ -内，高有机质含量
上 &’ -时仅占到总累积量的 ()#(!%。所以，在红
壤植烟区进行施肥推荐时，低有机质红壤上应在 .
+* /0 1 23"基础上适当增加氮肥施用量，中等有机质
含量上保持不变，高有机质含量上应适当降低氮肥
用量。
烤烟氮肥利用率已有大量研究。杨宏敏等［"$］
试验表明，烤烟氮肥利用率 $(%! "&%；裘宗海
等［""］指出，氮肥利用率为 ’)#(!%!,’#,!%。本试
验条件下，红壤上氮肥的利用率在 "!#,"%!
’*#&$%之间，低有机质含量土壤氮肥利用率较低，
中、高有机质含量利用率相对较高。主要是因为有
机质含量较高土壤上，烟株发育较好，对氮素累积能
力强；另一方面，由于无机氮的添加可显著增强土
壤对添加氮的生物固定［",］，生长后期随着土壤无机
氮的消耗又通过矿化释放并被作物生长后期吸收利
用［"!］，所以利用率相对较高。
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