全 文 ：中国生态农业学报 2013年 11月 第 21卷 第 11期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2013, 21(11): 1328−1332


* 公益性行业(农业)科研专项(201103007)、湖北省烟草专卖局重大攻关项目(027Y2011-055, 20070301)和江西省自然科学基金项目
(20122BAB214007)资助
** 通讯作者: 涂书新(1962—), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事核技术农业应用和植物营养生态研究, E-mail: stu@mail.hzau.edu.cn; 张嵚
(1981—), 男, 讲师, 主要从事土壤矿物和农产品品质方面研究, E-mail: qz@mail.jxau.edu.cn
谢志坚(1982—), 男, 博士研究生, 助理研究员, 研究方向为植物营养生态学。E-mail: hoblecat@126.com
收稿日期: 2013−04−12 接受日期: 2013−07−21
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2013.30355
烤烟基肥施用时间与氮肥利用的相关性研究*
谢志坚 1,2 涂书新 2** 张 2,3** 徐昌旭 1 李进平 4
(1. 江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所 南昌 330200; 2. 华中农业大学资源与环境学院 武汉 430070;
3. 江西农业大学国土资源与环境学院 南昌 330045; 4. 湖北省烟草科研所 武汉 430030)
摘 要 烤烟是一种氮素敏感型的品质作物, 对氮素的需求非常严格。氮肥的合理施用不仅有利于提高烤烟
对氮素养分的吸收利用, 也有利于提高烤烟烟叶品质。本研究采用大田试验的方法, 在湖北省烤烟主产区研究
了基肥在 3个不同施用时间(烤烟烟苗移栽前 0 d、15 d和 30 d)对烤烟氮肥利用参数的影响及其相关性。结果
表明, 烤烟地上部烟叶和茎秆中干物质累积量和氮素含量均随着基肥施用时间的提前而表现出增加趋势。与
移栽当天(0 d)施用基肥相比, 提前 15 d、30 d施用基肥, 烤烟烟叶中干物质累积量和氮素含量分别平均增加
16.4%、22.6%和 1.5%、8.7%; 茎秆中则分别平均增加 2.5%、12.7%和 13.4%、33.9%。提前施用基肥有提高烤
烟氮肥表观利用率的趋势, 但是各处理间差异不显著(P>0.05), 而在烤烟烟苗移栽前 15 d、30 d 施用基肥显
著降低烤烟地上部氮肥农学利用率(35.2%、37.4%)和生理利用率(35.4%、41.6%)(P<0.05)。另外, 基肥施用
时间与氮肥农学利用率、生理利用率和偏生产力均表现出显著或者极显著负相关关系, 而氮肥农学利用率与
生理利用率和氮肥偏生产力以及氮肥生理利用率与偏生产力之间均表现出显著或极显著正相关关系。因此,
在烤烟烟苗移栽时适当提前基肥的施用时间(15~30 d)有利于提高烤烟对氮素的吸收利用, 促进烟叶中干物质
的累积。
关键词 烤烟 基肥施用时间 氮肥利用 偏生产力 相关性分析
中图分类号: S572; S311 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2013)11-1328-05
Effect of basal nitrogen fertilization time on nitrogen fertilizer use
in flue-cured tobacco
XIE Zhi-Jian1,2, TU Shu-Xin2, ZHANG Qin2,3, XU Chang-Xu1, LI Jin-Ping4
(1. Institute of Soil & Fertilizer/Resources & Environment, Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200,
China; 2. College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 3. School of
Environmental and Land Resources Management, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 4. Tobacco
Science Institute of Hubei Province, Wuhan 430030, China)
Abstract Flue-cured tobacco (FCT) is a nitrogen-sensitive plant with strict requirements for nitrogen (N). Reasonable application
of N fertilizer not only favors N absorption and utilization as nutrient, but also improves tobacco leaf quality. A field experiment was
carried out to determine the effects of basal N fertilization time (0 d, 15 d and 30 d before tobacco seedling transplant) on N use
parameters by FCT plant in the main tobacco production area of Hubei Province. The results showed that dry matter accumulation
(DMA) and N content in tobacco leaf and stem increased with earlier basal fertilization time. For basal fertilizer application times of
15 d and 30 d before seedling transplant, DMA/N content respectively increased by 16.4%/1.5% and 22.6%/8.7% in tobacco leaf and
by 2.5%/13.4% and 12.7%/33.9% in tobacco stem. Basal fertilizer application time did not significantly (P > 0.05) influence N
recovery efficiency. However, it significantly (P < 0.05) decreased agronomic N use efficiency by 35.2% and 37.4% and
physiological N use efficiency by 35.4% and 41.6% respectively for basal fertilizer application times of 15 d and 30 d before seedling
第 11期 谢志坚等: 烤烟基肥施用时间与氮肥利用的相关性研究 1329


transplant. Furthermore, basal fertilization time was negatively correlated with agronomic N use efficiency, physiological N use
efficiency and partial factor productivity of applied N. However, agronomic N use efficiency was positively correlated with
physiological N use efficiency and partial factor productivity of applied N. Also physiological N use efficiency was positively
correlated with partial factor productivity of applied N. In terms of N absorption and utilization and dry matter accumulation in
tobacco leaf, it was advantageous to apply basal N fertilizer 15 d and 30 d before tobacco seedling transplant.
Key words Flue-cured tobacco, Basal nitrogen fertilization time, Nitrogen fertilizer use, Partial factor productivity,
Correlation analysis
(Received Apr. 12, 2013; accepted Jul. 21, 2013)
氮素营养是作物生长必需的大量营养元素之一,
对其吸收利用因作物品种特性、施肥和土壤以及环
境等条件的差异而有所不同。因此, 长期以来, 国内
外对氮肥的合理施用、运筹及其利用率等方面进行
了许多研究[1−4], 这对合理施用氮肥, 实现作物的高
产、高效发挥了重要指导作用。然而, 关于氮肥不
同施用时间对烟草作物氮肥利用各参数的影响及其
相关性分析的研究还比较缺乏。事实上, 在烤烟移
栽前, 提前适墒整地、起垄并施用基肥不仅有利于
避免移栽时整地、起垄、施用基肥和移栽同时集中
用工造成劳动力紧张的矛盾, 也可以避免移栽时整
地起垄时天气不利、土壤墒情不佳、农事操作不便等
困难, 从而提高整地、起垄、施用基肥的操作质量, 保
证在最佳时期移栽烤烟。这项措施已在湖北各主要植
烟生态区得到广泛推广应用。但是, 基肥施用时间不
当不仅会影响养分在土壤中的迁移与分布, 还可能
导致氮肥淋失、挥发和硝化反硝化等损失[5], 不利于
烤烟对养分的吸收与利用, 降低肥料利用率。
烟草从移栽到“工艺成熟”的大田生育期一般比
较短 [6], 如何在烟草栽培中选择合适的基肥施用时
间以满足烟草在各生育期内对养分的需求, 做到兼
顾产、质量的同时又不对环境造成危害是至关重要
的。本试验主要以烤烟为研究对象, 研究基肥施用
时间对烤烟氮素利用参数的影响及其相关性特征 ,
为环神农架烟区“金神农”优质烤烟合理施肥技术提
供理论指导。
1 材料与方法
1.1 供试材料
田间试验于 2007 年在湖北省襄阳市保康县
(31°28′ N, 111°15′ E)进行。试验田土壤为黄棕壤, 其
0~20 cm和 20~40 cm土层的基础理化性状见表 1。试
验点在试验期间的降雨量见图 1。供试烤烟(Nicotiana
tabacum L.)品种为“K326”。前茬作物为冬小麦。
表 1 供试土壤 0~20 cm和 20~40 cm的基本理化性状
Table 1 Basic agro-chemical properties of soil (0−20 cm and 20−40 cm) in experimental sites
土层
Soil layer (cm)
pH 全氮
Total N (g·kg−1)
碱解氮
Available N (mg·kg−1)
有效磷
Olsen-P (mg·kg−1)
速效钾
NH4Ac-K (mg·kg−1)
有机质
Organic matter (g·kg−1)
0~20 7.31 1.14 104.03 13.60 118.18 13.60
20~40 7.62 0.35 30.34 1.47 30.36 1.47


图 1 2007年试验点的降雨量
Fig. 1 Precipitation at the experimental site in 2007
1.2 试验设计
试验设 3 个不同基肥施用时期, 即在烟苗移栽
前 0 d、15 d和 30 d, 每个基肥施用时间又分别设计
供氮(N)和不供氮对照(N0)两个处理。随机区组排列,
每个处理 3次重复。每个小区面积为 42.9 m2, 按照
行距×株距为 130 cm×55 cm种烤烟 60株·小区−1, 分
为计产区(40 株·小区−1)和采样区(20 株·小区−1), 加
保护行。
1.3 施肥与田间管理
除不施氮肥处理外 , 每个施氮处理施用氮肥
72 kg·hm−2。所有处理磷、钾肥按 N︰P2O5︰K2O=
1︰1.2︰3 的比例施用 P2O5 86.4 kg·hm−2, K2O
216 kg·hm−2。其中, 基肥包括 70%的氮肥(NH4NO3)
和钾肥 (K2SO4)以及 100%的过磷酸钙 , 单行条施 ,
沟深 20 cm, 随即盖土覆膜。剩余 30%的氮肥和钾
肥用作追肥, 在移栽后 15 d水溶液环施于烟株四周
1330 中国生态农业学报 2013 第 21卷


10 cm左右, 沟深 10 cm, 用细土将环形沟填实, 覆
膜。其他田间管理同当地优质烟叶生产方法。
1.4 取样和测定
在采样区标记烤烟 2 株, 烟叶随着叶片的成熟,
分部位(上、中和下部)依次采收, 茎秆于最后一次采
收上部烟叶时将整株烤烟齐土壤表面进行斩株, 并
将植株分成上部烟叶和茎秆 2 个部分。烤烟各部位
烟叶和茎秆均在 105 ℃下杀青 30 min后 70 ℃下烘
干, 称干重后粉碎, 过筛(60目)装袋, 用于测定植株
含氮量。烤后烟叶根据 42级国标法进行分级, 按小
区逐级计算产量(t·hm−2)。
土壤基础理化性状按照土壤调查实验室方法手
册[7]中的方法测定。植株全氮采用 YC/T 161—2002
连续流动注射法测定[8]。
1.5 氮肥各利用参数的计算方法
[ ](g) (%) (g)= ×∑氮累积量 各器官含氮量 干物质重 (1)
( )ARE肥料表观利用率 =
100%−施氮区植物吸氮量 对照区植物吸氮量施肥量 × (2)
( )AUE =施氮区产量 对照区产量肥料农学利用率
施肥量
−
(3)
( )PUE肥料生理利用率 =
−
−
施氮区产量 对照区产量
施氮区植株吸氮量 对照区吸氮量 (4)
( )PFP =施氮区产量氮肥偏生产力 施氮量 (5)
( ) 100%SNDR 对照区植株总吸氮量土壤氮素依存率 施氮区植株总吸氮量= ×
(6)
(NHI) = ∑∑
各部位 吸氮量
氮素收 指
植株 吸氮量
烟叶获 数
总
(7)
1.6 数据分析方法
数据统计分析采用 SAS 8.1统计软件 , 百分数
做反正弦转换后再做 ANOVA 方差分析 , 处理平
均数比较采用 Duncan 法。图表用 MS Excel 2003
绘制。
2 结果与分析
2.1 基肥施用时间对烤烟氮素累积量的影响
由表 2 可知, 在烤烟烟苗移栽之前, 提前基肥
的施用时间不仅有利于地上部烟叶(上、中和下部叶
之总和)和茎秆中氮素的吸收与累积, 还促进了干物
质累积。与提前 0 d(烤烟烟苗移栽当天)施用基肥相
比, 在烟苗移栽前 15 d、30 d施用基肥, 烤烟地上部
烟叶和茎秆中干物质累积量分别增加 16.4%、22.6%
和 2.5%、12.7%, 而氮素含量分别增加 1.5%、8.7%
和 13.4%、33.9%。
在烤烟烟苗移栽之前, 提前施用基肥均有利于
增加烤烟各部位烟叶和茎秆中氮素含量和干物质累
积量。以中部烟叶为例, 与烤烟烟苗移栽当天施用
基肥相比, 在提前 15 d和 30 d施用基肥, 中部烟叶
中干物质累积量分别增加 17.9%和 22.3%, 氮素含量
分别增加 5.2%和 9.1%(表 2)。
表 2 不同基肥施用时间对烤烟地上部干物质和氮素累积量的影响
Table 2 Effects of different basal fertilization time on dry matter accumulation and N content in tobacco leaves and stem
g·plant−1
干物质重 Dry matter accumulation 吸氮量 N content 施肥时间
Fertilization
time (d)
上部叶
Upper leaf
中部叶
Middle leaf
下部叶
Lower leaf
茎秆
Stem
烟叶合计
Total of leaf
上部叶
Upper leaf
中部叶
Middle leaf
下部叶
Lower leaf
茎秆
Stem
烟叶合计
Total of leaf
01) 61.7±8.85b 51.5±3.10b 25.5±4.49b 63.0±5.49b 138.7±12.85b 1.51±0.17b 0.77±0.03b 0.37±0.02b 1.12±0.51b 2.65±1.02b
15 62.1±2.52b 60.7±1.43a 38.7±2.02a 64.6±2.56b 161.5±13.59a 1.49±0.18b 0.81±0.08a 0.39±0.01b 1.27±0.14b 2.69±0.68b
30 73.0±5.21a 63.0±3.10a 34.1±2.93a 71.0±8.17a 170.1±11.70a 1.60±0.13a 0.84±0.06a 0.44±0.04a 1.50±0.12a 2.88±0.46a
1) 0、15和30分别表示烟苗移栽当天、移栽前15 d和30 d。同列数据后的不同字母表示在P<0.05水平上存在显著差异, 下同。1) 0, 15 and 30
indicate that the basal fertilizer was applied on the transplanting date or 15 d and 30 d before the transplanting date, respectively. Values followed by
different letters are significantly different at P < 0.05. The same below.

2.2 基肥施用时间对氮肥表观利用率、农学利用率
和生理利用率的影响
用差减法测定烤烟氮肥利用率的结果(表 3)显
示, 不同基肥施用时间条件下, 烤烟对氮肥的表观
利用率为 49.9%~53.5%, 而且在烤烟烟苗移栽前 15 d
和 30 d施用基肥有提高烤烟氮肥表观利用率的趋势,
只是在本试验条件下各处理之间没有显著性差异
(P>0.05)。
另外 , 提前基肥施用时间显著降低了氮肥的
农学利用率和生理利用率(P<0.05)。与烤烟烟苗移
栽当天施用基肥相比 , 烤烟烟苗移栽前 15 d、30 d
施用基肥使得烤烟地上部对氮肥的农学利用率和
生理利用率分别降低 35.2%、37.4%和 35.4%、
41.6%(表 3)。
第 11期 谢志坚等: 烤烟基肥施用时间与氮肥利用的相关性研究 1331


表 3 基肥施用时间对烤烟氮肥表观利用率、农学利用率
和生理利用率的影响
Table 3 Effects of different basal fertilization time on the
apparent nitrogen recovery efficiency (ARE), agronomic
nitrogen use efficiency (AUE) and physiological nitrogen use
efficiency (PUE) of tobacco
施肥时间
Fertilization time
(d)
表观利用率
ARE
(%)
农学利用率
AUE
(kg·kg−1)
生理利用率
PUE
(kg·kg−1)
0 49.9±1.92a 14.7±1.17a 27.4±1.38a
15 50.4±2.32a 9.5±0.26b 17.7±0.70b
30 53.5±1.36a 9.2±0.17b 16.0±0.13b

2.3 基肥施用时间对氮肥偏生产力、土壤氮素依存
率和氮素收获指数的影响
由表 4 可以看出, 基肥施用时间对氮肥偏生产
力和氮素收获指数的影响均不显著, 但是土壤氮素
依存率随着基肥施用时间的提前而表现出增加的趋
势。与烤烟烟苗移栽当天施用基肥相比, 在烟苗移
栽前 15 d 和 30 d施用基肥使得烤烟对土壤氮素的
表 4 基肥施用时间对烤烟氮肥偏生产力、土壤氮素依存
率和氮素收获指数的影响
Table 4 Effects of basal fertilization time on the partial factor
productivity for applied nitrogen (PFP), soil nitrogen dependent
rate (SNDR) and nitrogen harvest index (NHI) of tobacco
施肥时间
Fertilization time (d)
氮肥偏生产力
PFP
土壤氮素依存率
SNDR (%)
氮素收获指数
NHI
0 36.2±1.23a 49.0±0.69b 0.68±0.02a
15 35.2±0.43a 50.7±1.12ab 0.71±0.01a
30 34.8±0.28a 52.2±1.09a 0.68±0.01a

依存率分别增加 3.5%和 6.5%。
2.4 基肥施用时间和氮肥利用各参数之间的相关
性分析
基肥施用时间与氮肥利用各参数之间的相关性
分析结果表明(表 5), 基肥施用时间与氮肥表观利用
率和土壤氮素依存率呈现正相关关系, 但是没有达
到显著水平(P>0.05), 而与氮肥农学利用率、生理利
用率和氮肥偏生产力均表现为显著或极显著负相关
关系。
表 5 基肥施用时间与烤烟氮肥各参数之间的相关系数
Table 5 Correlation coefficients among basal fertilization time and the parameters of nitrogen fertilizer using of tobacco
参数
Parameter
基肥施用时间
Basal fertilization time
氮肥表观利用率
ARE
氮肥农学利用率
AUE
氮肥生理利用率
PUE
氮肥偏生产力
PFP
氮肥表观利用率 ARE 0.66ns
氮肥农学利用率 AUE −0.87** −0.36ns
氮肥生理利用率 PUE −0.91** −0.49ns 0.99**
氮肥偏生产力 PFP −0.67* −0.13ns 0.81** 0.76*
土壤氮素依存率 SNDR 0.41ns −0.16ns −0.11ns −0.11ns 0.37ns
*、**和 ns分别表示相关性达到显著(P<0.05)、极显著(P<0.01)和不显著(P>0.05)水平。* and ** indicate significant correlation at 0.05 and 0.01
levels, respectively. “ns” indicates no significant correlation.

另外, 氮肥农学利用率与氮肥生理利用率和氮肥偏
生产力之间均表现出极显著正相关关系 (P<0.01),
氮肥生理利用率与氮肥偏生产力之间也呈现显著正相
关关系(P<0.05)。
3 讨论与结论
在烤烟烟苗移栽之前适当提前施用基肥时间有
利于烤烟地上部各器官中氮素养分的吸收与累积 ,
尤其是提前 30 d施用基肥, 烤烟地上部烟叶和茎秆
中氮素累积量显著增加。土壤中一定数量的养分是
植物生长的物质基础, 养分是否充足、平衡是实现
烤烟优质高产高效的关键[9]。基肥施用时间不同, 从
基肥施入土壤后至烟苗移栽这段时间内土壤微生物
种群和数量及其活性也有所差异, 再加上外源无机
氮素进入土壤后会在各土壤氮库(有机氮库和无机
氮库)之间进行动态分配, 其分配程度和各氮库间的
平衡度受土壤自身因素影响, 而土壤中有机氮的矿化
则由土壤微生物调控, 影响了土壤中养分供应[10]。此
外, 一定的土壤湿度和温度条件下, 在烤烟烟苗移
栽之前提前施用基肥, 养分在土壤中得以充分扩散
而分布比较均匀, 烟苗移栽后, 根系可以接触到适
宜的氮素养分 , 有利于其在生育早期较好地生长 ,
为在生育后期烤烟更好地吸收氮素养分打下坚实基
础 [11], 也可能有利于植株更好地进行光合作用, 从
而有利于烤烟植株的生长和干物质的形成与累积。但
是, 由于在移栽当天(提前 0 d)施肥容易引起耕层土
壤局部浓度偏高而导致“烧苗”, 不利于烤烟根系 的
生长及其在生育后期对氮素养分的吸收利用。
本试验研究结果表明 , 在烤烟烟苗移栽前
15~30 d 施用基肥有提高烤烟氮肥表观利用率的趋
势, 只是不同基肥施用时间对烤烟氮肥表观利用率
的影响不显著(P>0.05)。一般来说, 用氮肥表观利用
率来评价作物对氮肥的吸收利用情况是比较符合生
产实际情况[1]。通过 15N示踪法测定的氮肥利用率低
于用差减法测定的氮肥表观利用率 [11], 但是基肥
时间对其影响也同样不显著。这是因为差减法测定
结果还包括因施无机氮肥烟草植株多吸收的土壤
氮素[12], 表现出施用无机氮肥后对土壤氮素的正激
1332 中国生态农业学报 2013 第 21卷


发效应[13]。另外, 提前 15~30 d施用基肥不仅可降低
氮肥偏生产力, 而且可显著降低烤烟对氮肥的农学
利用率和生理利用率 , 增加其土壤氮素依存率
(P<0.05)。众所周知, 氮肥农学利用率是施用氮肥后
作物增加的产量与施氮量的比值, 反映了每千克纯
氮增产的能力; 而生理利用率则主要反映了作物对
所吸收的氮素肥料在作物体内的利用率, 即作物所
吸收肥料转化为经济产量的能力; 氮肥偏生产力主
要是指作物施用氮肥后的产量与氮肥施用量的比值,
反映了当地土壤基础养分水平和氮肥施用量综合效
应; 土壤氮素依存率反映了土壤氮对作物氮营养的
贡献率。提前施用基肥, 由于试验地区在烟苗移栽
前发生降雨等缘故, 外源无机氮肥发生了氮素的淋
溶等损失, 而与此同时, 提前施用基肥却促进了烤
烟地上部各器官对氮素的吸收累积, 还增加了烤烟
地上部干物质量和产量, 但是减少了对肥料氮的吸
收, 尤其是在烤烟生育后期烤烟吸收的氮素主要来
源于土壤氮素 [11,14–15], 这可能是降低烤烟氮肥农学
利用率、生理利用率和氮肥偏生产力, 却增加土壤
氮素依存率的原因之一。对基肥施用时间和氮肥利
用各参数进行相关分析的结果也表明, 基肥施用时
间与氮肥农学利用率、生理利用率和氮肥偏生产力
均表现出显著或极显著负相关关系。另外, 氮肥农
学利用率与氮肥生理利用率和氮肥偏生产力之间均
表现出极显著正相关关系, 而氮肥生理利用率与氮
肥偏生产力之间也呈现出显著正相关关系。
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