全 文 ：中国生态农业学报 2009年 5月 第 17卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2009, 17(3): 454−458


* 常德卷烟厂项目“烟草高效 BD肥研究开发”资助
** 通讯作者: 彭克勤(1955~), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事植物矿质营养与逆境生理研究。E-mail:pkq8055@hunau.net
张雪芹(1979~), 女, 博士研究生, 主要从事植物矿质营养研究。E-mail:zhxq0506-helen@163.com
收稿日期: 2008-03-10 接受日期: 2008-06-27
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00454
烤烟缓释肥料对烟株根系和光合特性的影响*
张雪芹 1,2 彭克勤 1** 王少先 1,3 李再军 1,4
(1. 湖南农业大学植物激素与生长发育重点实验室 长沙 410128; 2. 福建省亚热带植物研究所 厦门 361006;
3. 湖南中烟工业公司技术中心 长沙 410001; 4. 贵州省贵阳市烟草分公司 贵阳 550000)
摘 要 试验研究了烟草缓释肥料对烟株根系活力、叶片光合特性、烟株干物质积累以及产量和产值的影响。
结果表明, 施用烟草缓释肥料可显著提高烟株根系活力、叶片叶绿素含量和净光合速率以及烟株干物质的积
累, 降低胞间 CO2浓度, 其中以每株施用 45.45 g 烟草缓释肥料的效果最好, 其次为每株施用 38.63 g烟草缓
释肥料。施用烟草缓释肥料能提高烟叶的产量和产值, 减少烟草缓释肥料用量的处理虽然降低了烟叶产量, 但
因改善烟叶品质而提高其产值, 缓释肥料对烟叶产值的影响以每株施用 38.63 g烟草缓释肥料处理效果最好。
关键词 缓释肥料 烤烟 光合特性 根系活力
中图分类号: Q946.885 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)03-0454-05
Effect of slow-release fertilizer on the root system and
photosynthesis of flue cured tobacco
ZHANG Xue-Qin1,2, PENG Ke-Qin1, WANG Shao-Xian1,3, LI Zai-Jun1,4
(1. The Key Laboratory of Phytohormones and Growth Development, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
2. Fujian Institute of Subtropical Botany, Xiamen 361006, China; 3. China Tobacco & Hunan Industrial Corporation Technology
Center, Changsha 410001, China; 4. Guiyang Tobacco Branch, Guiyang 550000, China)
Abstract The effect of slow-release fertilizer on the root system, photosynthetic characteristics and dry-matter accumulation in
flue-cured tobacco was studied. The yield and output value of flue-cured tobacco leaf were also analyzed in the experiment. The re-
sults show that slow-release fertilizer increases tobacco root activity, chlorophyll content, net photosynthetic rate and dry-matter ac-
cumulation while reducing inter-cellular CO2 concentration in flue-cured tobacco leaf. 45.45 g slow-release fertilizer for per plant has
the most favorable impact on roots, leaf photosynthetic characteristics and dry-matter accumulation. Also 38.63 g slow-release fertil-
izer for per plant positively influences these variables. Yield and output value of the leaf are enhanced by slow-release fertilizer. Al-
though yield of tobacco leaf decreases with decreasing application amount of slow-release fertilizer, tobacco output value increases
due to the production of high quality tobacco leaf. 38.63 g slow-release fertilizer for per plant has the best effect on tobacco output.
Key words Slow-release fertilizer, Flue cured tobacco, Photosynthetic characteristics, Root activity
(Received March 10, 2008; accepted June 27, 2008)
烟叶品质是烤烟生产中的关键问题, 其中烟叶
含钾量的高低是衡量烤烟品质的重要指标, 它受品
种、施肥、气候条件和烘烤技术等多种因素影响[1]。
研究表明, 肥料种类及施肥方式是影响烤烟生产和
烟叶品质的一项重要因素[2]。
根系是作物吸收养分、水分及合成烟碱、氨基
酸、激素等物质的重要器官, 其发育状况与地上部
形态建成和产量密切相关。施肥对根系生长发育具
有显著影响, 不仅能改变根系构型, 而且直接影响
根系生理功能, 如根系活力。烟叶产量的 90%~95%
来自于光合作用的产物, 只有 5%~10%来自于根系
吸收的营养成分。在烟草生产中, 除育种为目的外,
收获的是烟叶 , 这是烟草生产的特殊性 [3]。研究
表明 , 肥料的种类和施用方式影响烟叶的光合特
性[4−6]。近年来, 缓释肥料被称为是 21 世纪肥料发
展的方向[7], 国内外已经有大量的研究[8−10], 但关于
第 3期 张雪芹等: 烤烟缓释肥料对烟株根系和光合特性的影响 455


烟草缓释肥料的研究尚少见报道。本文在湖南省植
物激素与生长发育重点实验室已经成功研制出烟草
缓释肥料的基础上, 探索了缓释肥料在烤烟生产中
对烟株根系活力、光合特性、干物质积累以及产量
和产值的影响, 为进一步完善和发展烤烟施肥技术
提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试肥料与土壤
供试肥料为湖南省烟草生产上大面积使用的临
湘产烟草专用配方肥 (Tobacco Special Formulated
Fertilizer, TSFF)和由常德卷烟厂技术中心与湖南省
植物激素与生长发育重点实验室共同研制的缓释
肥料(Slow-Release Fertilizer, SRF)。两种肥料 N︰
P2O5︰K2O都为 8︰12︰22。烟草缓释肥料是根据湖
南省烟草生长发育对养分的需求而设计并采用包膜
材料对常规肥料进行包膜研制而成的粉末状肥料 ,
一次施用烟草缓释肥料即能满足烤烟整个生育时期
对养分的需求。
采用盆栽试验, 在湖南农业大学烟草工程中心
实验基地进行。供试土壤采自湖南农业大学烟草工
程中心实验基地。供试土壤为水稻土 , 其理化性
状分别为 pH 6.5, 有机质 24.3 g·kg−1, 全氮 7.0
g·kg−1, 全磷 13.0 g·kg−1, 全钾 22.2 g·kg−1, 碱解
氮 126 mg·kg−1, 速效磷 12 mg·kg−1, 速效钾 181
mg·kg−1。所用塑料盆高 0.3 m, 直径 0.28 m, 每盆
装土 12 kg, 栽种烟株 1棵。
1.2 试验设计
试验设 5个处理:Ⅰ(CK1), 无肥处理(0 g·株−1);
Ⅱ(CK2), 施用烟草专用配方肥(TSFF) 45.45 g·盆−1;
Ⅲ(SRF), 施用缓释肥料 45.45 g·盆−1; Ⅳ(85%SRF),
施用缓释肥料 38.63 g·盆−1; Ⅴ(70%SRF), 施用缓
释肥料 31.85 g·盆−1。所有处理均不再施用其他肥
料, 移栽前一次性施肥, 其他管理按烤烟优质栽培
管理措施进行。2007年 3月 30日移栽, 6月 4日打
顶抹杈, 每个处理栽 60株, 重复 3次。
1.3 取样及测定方法
烟株进入成熟期(5 月 23 日)后, 破坏性地取样,
每次每个处理取 3 株长势较一致的烟株, 用 TTC法
测定其根系活力[11], 用 mg·g−1·h−1表示(每 7 d取
样 1 次, 连续 5 次)。烟株进入旺长期(4 月 30 日)后
开始测定光合作用指标, 每 10 d 测定 1 次, 连续 5
次。光合作用指标的测定用 LI-6400 型便携式光合
作用测定仪。每次测定时间在上午 8:30~11:00, 红蓝
光源光强设定为 800 μmol·m−2·s−1, CO2流量为 400
μmol·m−2·s−1。测定烟株顶端倒数第 4片功能叶的
光合作用, 每小区重复 3 次。同时打孔法取烟株第
10 片叶的 5~6 叶脉间的叶片, 称取 0.2 g 新鲜叶片,
采用丙酮浸提法测定叶绿素含量, 用 mg·g−1 (FM)
表示。经济性状考察按照小区挂牌烘烤, 每个小区
考察 100 片单叶重量及等级比率 , 分析标准按照
GB2635-1992 烤烟国家标准进行, 产量按每小区实
际产量计算, 各小区单收单晒, 单独计算产量和产
值, 然后按照 16 500株·hm−2计算其产量和产值。
采用 DPS(V 6.05)数据处理系统的 LDS 法进行
数据统计和方差分析。
2 结果与分析
2.1 缓释肥料对烟株根系活力的影响
随着生育期的延后, 各处理根系活力均呈现由
弱到强再到弱的变化趋势(表 1)。6月 7日烟株根系
活力最强, 达到峰值, 6月 21日根系活力最弱。烟草
缓释肥料可明显提高烟株根系活力, 以处理Ⅲ的烟
株根系活力最强。生育前期, 处理Ⅱ的根系活力高
于处理Ⅳ和处理Ⅴ, 但 6月 14日和 6月 21日, 处理
Ⅱ烟株根系活力低于处理Ⅳ和处理Ⅴ。6月 21日, 处
理Ⅰ和其他处理之间差异显著; 不同生育期, 处理
Ⅱ和处理Ⅲ根系活力差异均显著。
2.2 缓释肥料对烟叶叶绿素含量的影响
在烤烟生长发育前期(5 月 20 日前), 各处理叶
片的叶绿素含量较低。4 月 30 日, 处理Ⅰ与各施肥
处理之间叶绿素含量差异显著, 但各施肥处理之间
叶绿素含量差异不显著。从 5月 20日到 5月 30日,
叶绿素含迅增加, 之后略有降低(表 2)。试验表明,
施用缓释肥料可提高叶片叶绿素含量, 以处理Ⅲ叶
片叶绿素含量最高。5 月 30 日和 6 月 9 日, 处理Ⅰ
叶绿素含量与处理Ⅴ差异不显著。5月 10日和 5月
20日, 处理Ⅱ和处理Ⅲ叶绿素含量差异显著。
2.3 缓释肥料对烟草光合性能的影响
2.3.1 缓释肥料对净光合速率的影响
由表 3 可知, 缓释肥料对烟叶净光合速率的影
响较小, 各处理净光合速率差异较小。试验结果表
明, 烟叶平均净光合速率处理Ⅲ>处理Ⅳ>处理Ⅱ>
处理Ⅴ>处理Ⅰ , 处理Ⅲ净光合速率最高达 24.17
μmol·m−2·s−1, 处理Ⅰ净光合速率最低至 18.64
μmol·m−2·s−1。处理Ⅲ与处理Ⅱ净光合速率差异显
著, 即施用缓释肥料较烟草专用配方肥能更好地提
高烟草叶片净光合速率。叶片净光合速率处理Ⅲ>
处理Ⅳ>处理Ⅴ , 表明净光合速率的大小同时也受
肥料用量多少的影响, 养分供应充足则叶片净光合
456 中国生态农业学报 2009 第 17卷


表 1 烟草缓释肥料对根系活力的影响
Tab. 1 Effect of slow-release fertilizer on tobacco root activities mg·g−1·h−1
日期(月-日)
Date (month-day)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
05-23 35.05±0.65D 43.87±1.03B 47.84±1.01A 36.31±0.53CD 37.26±0.57C
05-30 42.46±0.78C 46.14±1.12B 54.93±0.27A 46.38±0.44B 43.60±0.65C
06-07 50.96±0.53D 63.66±2.00B 75.34±0.67A 55.50±0.90C 49.60±0.82D
06-14 46.02±0.28C 48.26±1.03C 64.45±1.03A 54.50±0.58B 48.38±1.32C
06-21 21.62±1.09E 26.98±0.92D 46.62±1.20A 33.53±0.65B 30.99±0.78C
同列不同大写字母表示差异达 1%显著水平, 下同。Different capitals in the same column mean significant difference at 1% level. The same below.

表 2 烟草缓释肥料对叶绿素含量的影响
Tab. 2 Effect of slow-release fertilizer on content of tobacco chlorophyll mg·g−1 (FM)
日期(月-日)
Date (month-day)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
04-30 0.84±0.02B 1.33±0.08A 1.42±0.06A 1.28±0.07A 1.21±0.14A
05-10 1.22±0.01D 2.11±0.10B 2.85±0.10A 2.24±0.14B 1.57±0.09C
05-20 2.12±0.06C 2.61±0.14B 3.35±0.12A 2.77±0.09B 2.50±0.14B
05-30 7.51±0.07C 15.51±0.51A 15.57±0.55A 13.61±0.58B 8.58±0.33C
06-09 6.99±0.04B 12.38±0.51A 13.32±0.47A 12.65±0.64A 7.34±0.11B

表 3 烟草缓释肥料对净光合速率的影响
Tab. 3 Effect of slow-release fertilizer on tobacco net photosynthetic rate μmol·m−2·s−1
日期(月-日)
Date (month-day)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
04-30 19.61±0.60D 21.82±0.44BC 24.17±0.87A 23.34±0.60AB 21.71±0.35C
05-10 18.64±0.48D 19.52±0.34CD 21.54±0.50A 20.05±0.03BC 20.76±0.31AB
05-20 19.97±0.19B 20.52±0.51B 21.51±0.48A 20.19±0.06B 20.08±0.27B
05-30 21.00±0.23C 21.12±1.05BC 23.76±0.49A 22.52±0.30AB 19.61±0.29C
06-09 20.29±0.09D 21.44±0.55BC 22.70±0.37A 22.17±0.67AB 20.99±0.14CD

速率高。处理Ⅱ与处理Ⅳ净光合速率差异不显著。
2.3.2 缓释肥料对胞间 CO2浓度的影响
由表 4 可知, 施肥降低烤烟叶片胞间 CO2浓度,
处理Ⅰ胞间 CO2 浓度高于施肥处理 , 高达 263.78
μmol·m−2·s−1, 即处理ⅠCO2 同化力最弱; 各个生
育时期 , 处理Ⅲ胞间 CO2 浓度最低 , 低至 162.72
μmol·m−2·s−1, 即处理ⅢCO2同化能力最强。处理
Ⅱ与处理Ⅳ胞间 CO2浓度比较接近, 5月 20日之前,
处理Ⅱ和处理Ⅳ的胞间CO2浓度差异不显著, 5月 30
日, 处理Ⅱ胞间 CO2 浓度高于处理Ⅳ, 即生育后期,
施用烟草专用配方肥处理烤烟叶片同化能力减弱。
生育后期(5 月 30 日以后), 减少缓释肥料用量可增
高胞间 CO2浓度, 其大小为处理Ⅲ<处理Ⅳ<处理Ⅴ。
2.4 缓释肥料对烟草干物质积累的影响
从移栽到收获, 烤烟的干物质积累呈“S”型曲
线。烤烟移栽后的前 20 d, 各处理干物质积累量不
到收获时总干重的 1%, 此期间, 烟株处于缓苗期或
生根期, 生物量很小, 干物质积累缓慢增加。从移栽
后的第 40 d 开始, 干物质积累进入对数增长阶段,
干物质对数增长期为移栽后的 40~80 d, 这一时期,
各施肥处理烟株干物质积累量占整个生育期干物质
积累总量的 76%~85%(图 1)。不同生育期, 均以处理
Ⅰ干物质积累量最少 , 且与其他处理之间差异显
著。各生育时期, 处理Ⅱ与处理Ⅲ干物质积累差异
显著。减少肥料用量降低干物质积累, 移栽后 20 d,


图 1 盆栽试验烟草干物质积累动态
Fig. 1 Dry biomass accumulation dynamic of tobacco
第 3期 张雪芹等: 烤烟缓释肥料对烟株根系和光合特性的影响 457


处理Ⅳ、Ⅴ干物质积累差异不显著, 其余生育时期,
干物质积累大小为处理Ⅲ＞处理Ⅳ＞处理Ⅴ, 且处
理Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ差异显著; 处理Ⅰ与处理Ⅳ、Ⅴ干物
质积累差异不显著。移栽后 40 d内, 处理Ⅱ与处理
Ⅳ干物质积累量差异不显著。移栽后 60~100 d, 各
处理干物质积累量差异显著。该结果表明, 肥料用
量和肥料类型同时影响干物质积累, 但肥料用量对
干物质积累的影响大于肥料种类对干物质积累的
影响。
2.5 缓释肥料对烟草产量和产值的影响
缓释肥料不仅影响烤烟植株的生长发育和光合
性能, 且还影响烤烟的产量和产值(表 5)。由表 5可
知, 施肥可明显提高烟叶的产量和产值, 改善烟叶
品质。试验结果表明, 处理Ⅰ烟叶的可用性较小, 施
用缓释肥料可提高烟叶产量和产值, 适量减少肥料
用量虽降低了烟叶产量, 但提高了烟叶的品质和产
值。缓释肥料处理Ⅲ与烟草专用配方肥处理Ⅱ相比,
产量增加 10.45%, 但产值却增加 12.55%, 两个处理
烟叶平均价格差异不显著。减少缓释肥料用量 15%
的处理Ⅳ与处理Ⅱ产量比较接近, 处理Ⅳ产量是处
理Ⅱ的 1.013 倍, 但产值却比处理Ⅱ增加 11.29%。
处理Ⅳ产量明显低于处理Ⅲ, 但其产值与处理Ⅲ差
异不显著, 其烟叶的平均价格反而高于处理Ⅲ。烟
叶价格的高低与烟叶品质密切相关, 考虑到肥料用
量和成本价格, 处理Ⅳ的烟叶品质和增值效果都高
于处理Ⅲ, 即适当减少缓释肥料用量虽然降低了烟
叶产量, 但提高了烟叶品质。减少缓释肥料 30%的
处理Ⅴ的产量和产值分别为施用烟草专用配方肥处
理Ⅱ的 81.4%和 78.3%, 且烟叶的平均价格低于处理
Ⅱ, 明显不利于烤烟“优质适产”的要求。
3 讨论
根系是植物从土壤中吸收和运输水分及溶解在
水中的矿质元素的器官, 是土壤资源的直接利用者
和作物产量及品质形成的重要贡献者[11], 故提高根
系活力, 尤其是维持烟草生育后期的根系活力, 是
调节烟叶品质的重要措施 [12]。在我国烟草生产中 ,
生育后期常因烟株根系活力下降 , 营养供应不足 ,
尤其是钾肥的不足而导致烟叶钾含量过低, 限制烟
叶品质的提高。杨铁钊等[13]的研究表明, 上部叶绝
对钾含量与根系总吸收面积相关显著(r=0.755 5*),
但与根系活跃吸收面积相关性不大(r=0.438 9*)。因
此认为提高烟叶钾含量应特别重视培育强大的根
系。马新明等[14]研究指出, 烟草根系发育无论是苗
期还是大田期都与地上部存在密切联系, 根部性状
与地上部农艺性状(株高、叶片数、叶面积等)之间呈
显著正相关。根干重、根数、根系活力与烟碱含量
之间呈显著正相关, 与糖含量呈负相关, 根系对烟
草产量及品质都有重要的调节作用[15−17]。本试验结
果表明, 施用缓释肥料能明显促进根系生长, 提高
根系活力, 尤其生育后期的根系活力, 并通过提高
生育后期的根系活力而提高烟叶含钾量和品质, 达
到提高烟叶产值的目的。生育后期, 减少缓释肥料
用量的处理Ⅳ和处理Ⅴ根系活力高于处理Ⅱ。
烟草产量和品质的形成依赖于光合作用产生的
有机物质, 提高产量和品质的根本途径是改善烟草
的光合性能[18]。叶绿素是光合作用的色素, 其含量
的高低直接影响叶片光合能力和有机物质的积累。
烟叶保持较高的叶绿素含量既有利于烟叶的营养生
长, 也有利于烟叶香气物质的形成和积累[19]。本研
究结果表明, 处理Ⅲ的烟叶叶绿素含量高于处理Ⅱ,

表 4 烟草缓释肥料对胞间 CO2浓度的影响
Tab. 4 Effect of slow-release fertilizer on tobacco intercellular CO2 concentration μmol·m−2·s−1
日期(月-日)
Date (month-day)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
04-30 263.78±1.57A 246.55±0.98B 243.66±0.28C 249.03±0.62B 249.71±0.40B
05-10 214.05±1.41A 198.22±0.44B 192.66±0.72D 198.02±0.67B 194.96±0.87C
05-20 226.58±0.77A 212.75±2.44B 202.57±1.37C 211.48±1.15B 202.88±0.51C
05-30 213.95±0.57A 214.95±0.26A 178.78±0.49D 182.64±0.82C 193.81±0.71B
06-09 218.13±1.23A 174.97±0.72D 162.62±2.13E 179.27±0.96C 193.98±0.56B

表 5 烟草缓释肥料对烤烟产量和产值的影响
Tab. 5 Effects of slow-release fertilizer on yield and output value of tobacco
项目 Item Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
产量 Yield (kg·hm−2) 937.04Dd 2 455.75Bb 2 712.36Aa 2 487.65Bb 1 999.40Cc
产值 Output value (yuan·hm−2) 可用性小 40 462.78Bb 45 541.98Aa 45 030.30Aa 31 690.82Cc
平均价格 Average value (yuan·kg−1) 16.48Bb 16.79Bb 18.12Aa 15.85Cc
同列不同小写字母表示差异达 5%显著水平 Different small letters in the same column mean significant difference at 5% level.

458 中国生态农业学报 2009 第 17卷


减少缓释肥料用量的处理Ⅳ叶绿素含量与处理Ⅱ差
异不显著, 也即施用缓释肥料可一定程度上提高叶
绿素含量。施用烟草缓释肥料可提高叶片的净光合
速率, 降低胞间CO2浓度, 有利于CO2的同化, 即使
CO2浓度低, 其有机物合成还比较强。
从移栽到收获, 施肥处理烤烟的干物质积累总
量与时间的关系呈“S”型曲线。烟草缓释肥料影响
烟叶的产量和产值, 处理Ⅲ较处理Ⅱ提高了烟叶的
产量和产值, 但两个处理的烟叶平均价格差异不显
著。处理Ⅲ烟叶的产量和产值高于处理Ⅳ, 但其烟
叶平均价格低于处理Ⅳ , 两个处理产值差异不显
著。烟叶价格的高低与烟叶品质呈正相关 , 故根
据产量、产值以及烟叶品质的综合评价结果表明 ,
减少烟草缓释肥料用量 15%的处理Ⅳ增值效果最
明显。
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