烤烟光氮空间分布、光合特性及干物质积累对增密的响应

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0147

农学学报 ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (8): 16-23.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0147

烤烟光氮空间分布、光合特性及干物质积累对增密的响应

宗钊辉¹^,²(), 王寒³, 李谨诚³, 赵伟才¹^,², 邓文君⁴, 王维⁴, 余纯强², 王军¹^,²()

¹ 广东省烟草科学研究所，广东韶关 512029
² 广东烟草韶关市有限公司，广东韶关 512029
³ 广东中烟工业有限责任公司，广州 510599
⁴ 华南农业大学农学院，广州 510642

收稿日期:2023-06-13 修回日期:2023-09-05 出版日期:2024-08-20 发布日期:2024-08-16
通讯作者:
王军，男，1974年出生，安徽巢湖人，高级农艺师，博士，研究方向：烟草栽培研究工，E-mail：wangjun4170@126.com。
作者简介:
宗钊辉，男，1994年出生，广西桂平人，硕士研究生，研究方向：烟草栽培与育种。通信地址：512029 广东韶关市武江区滨江路69号城投商务大厦西塔6、7层广东省烟草科学研究所，Tel：0751-3822676，E-mail：982136230@qq.com。
基金资助:
广东中烟科技项目“韶关烟区烤烟烟碱含量偏低的原因分析及其调控措施研究”(20214400003400007)

Responses of Light Energy and Nitrogen Spatial Distribution, Photosynthetic Characteristics and Dry Matter Accumulation to Increased Planting Density of Flue-cured Tobacco

ZONG Zhaohui¹^,²(), WANG Han³, LI Jincheng³, ZHAO Weicai¹^,², DENG Wenjun⁴, WANG Wei⁴, YU Chunqiang², WANG Jun¹^,²()

¹ Tobacco Science Institute of Guangdong, Shaoguan 512029, Guangdong, China
² Guangdong Tobacco Shaoguan City Co., Ltd., Shaoguan 512029, Guangdong, China
³ Guangdong Company of China Tobacco Industrial Co., LTD, Guangzhou 510599, Guangdong, China
⁴ College of Agronomy, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong, China

Received:2023-06-13 Revised:2023-09-05 Online:2024-08-20 Published:2024-08-16

摘要/Abstract

摘要：

为探究增密对韶关烟区烤烟冠层光氮分布、光合特性及其干物质积累与产值的影响。以‘粤烟97’为试验材料，设置4个密度（M₁:10500、M₂:13500、M₃:16500、M₄:19500株/hm²），测定了不同冠层光资源与氮素分布、色素含量、干物质积累及经济性状。研究发现，随着密度的增加，不同冠层透光率下降，叶绿素含量增加，移栽80 d时M₄处理上部叶叶绿素较M₁处理增加了26.31%，叶绿素b增幅大于叶绿素a；光合特性与氮素是作物碳氮代谢重要指标，密度增加，烟株光合速率下降，M₄处理上部叶较M₁处理下降了32.16%~35.83%，胞间CO₂浓度、蒸腾速率、气孔导度，呈先上升后下降趋势，氮素浓度呈下降趋势，但不同时期M₄、M₃、M₂处理中上部叶差异不显著；‘粤烟97’在16500株/hm²时群体叶器官干物质积累达到最大值，取得了最高产量与经济效益，与10500株/hm²相比，产量与产值显著提高。合理密植，‘粤烟97’能通过降低叶绿素降解与提高中上部叶氮素分布对抗弱光胁迫下的光合速率下降，促进烟株群体干物质积累能力，获得更高的烟叶产量和产值。

关键词: 烤烟, 种植密度, 光合特性, 干物质, 光氮分布

Abstract:

To explore the effects of densification on the distribution of light andnitrogen, photosynthetic characteristics, dry matter accumulation and output value of flue-cured tobacco canopy in Shaoguan tobacco-growing area, four densities (M₁:10500 plants/hm², M₂:13500 plants/hm², M₃:16500 plants/hm², M₄:19500 plants /hm²) of ‘Yueyan 97’ were set to determine the light resources and nitrogen distribution, pigment content, dry matter accumulation and economic properties of different canopy. The results showed that with the increase of density, the light transmittal rate of different canopy decreased and the chlorophyll content was increased. Compared with M₁ treatment, the upper leaf chlorophyll of M₄ treatment increased by 26.31% at 80d, and the increase of Chlb was greater than that of Chla. Photosynthetic characteristics and nitrogen are important indexes of crop carbon and nitrogen metabolism. As density increased, photosynthetic rate of tobacco plant decreased, compared with M₁ treatment, the upper leaves of M₄ treatment decreased by 32.16% to 35.83%. The Ci, Tr and Gs increased first and then decreased, while nitrogen concentration showed a decreasing trend, but there was no significant difference between middle and upper leaves of M₄, M₃ and M₂ treatment at different periods. When the density was 16500 plants/hm², the dry matter accumulation in leaf organs of ‘Yueyan 97’ reached the maximum, and the highest yield and economic benefit were obtained. Compared with the density of 10500 plants/hm², the yield and output value were significantly increased. Reasonable dense planting of ‘Yueyan 97’ could resist the decline of photosynthetic rate under weak light stress by reducing chlorophyll degradation and improving nitrogen distribution in middle and upper leaves, promoted the dry matter accumulation ability of tobacco plant population, and obtained higher tobacco yield and output value.

Key words: flue-cured tobacco, planting density, photosynthetic characteristics, dry matter, light energy and nitrogen spatial distribution

宗钊辉, 王寒, 李谨诚, 赵伟才, 邓文君, 王维, 余纯强, 王军. 烤烟光氮空间分布、光合特性及干物质积累对增密的响应[J]. 农学学报, 2024, 14(8): 16-23.

ZONG Zhaohui, WANG Han, LI Jincheng, ZHAO Weicai, DENG Wenjun, WANG Wei, YU Chunqiang, WANG Jun. Responses of Light Energy and Nitrogen Spatial Distribution, Photosynthetic Characteristics and Dry Matter Accumulation to Increased Planting Density of Flue-cured Tobacco[J]. Journal of Agriculture, 2024, 14(8): 16-23.

图/表 6

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测定时间/d	处理	上部叶				中部叶				下部叶
测定时间/d	处理	Chl a	Chl b	Cars	Chl a/b	Chl a	Chl b	Cars	Chl a/b	Chl a	Chl b	Cars	Chl a/b
60	M₁	1.649c	1.136b	0.324a	1.452a	2.278b	1.691c	0.462a	1.347a	2.601c	1.719b	0.489a	1.513a
	M₂	1.651c	1.141b	0.321ab	1.447a	2.341b	1.711c	0.453a	1.368a	2.671c	1.813b	0.468b	1.473ab
	M₃	1.762b	1.359a	0.316bc	1.340b	2.456a	1.897b	0.432b	1.295b	2.789b	1.926ab	0.461bc	1.448bc
	M₄	1.891a	1.467a	0.308c	1.339b	2.517a	2.016a	0.416b	1.249b	2.901a	2.078a	0.448c	1.396c
70	M₁	1.479c	1.014c	0.271a	1.459a	2.011c	1.571b	0.402a	1.280a	2.110c	1.666c	0.423a	1.267a
	M₂	1.560c	1.098c	0.260b	1.421a	2.141b	1.643b	0.390ab	1.303a	2.190c	1.679c	0.395ab	1.272a
	M₃	1.678b	1.234b	0.253c	1.360b	2.349a	1.823a	0.377b	1.232b	2.254b	1.819b	0.372b	1.239b
	M₄	1.799a	1.347a	0.257c	1.336b	2.465a	1.846a	0.371b	1.209b	2.561a	2.043a	0.362b	1.208c
80	M₁	0.915b	0.896d	0.206a	1.021a	0.921c	1.147c	0.196a	0.803a	0.692b	0.643c	0.177a	1.076a
	M₂	0.930b	1.020c	0.190b	0.912b	0.940c	1.154c	0.190ab	0.815a	0.705b	0.657c	0.169b	1.073a
	M₃	0.967b	1.109b	0.188b	0.872b	1.012b	1.312b	0.188b	0.771ab	0.721ab	0.712b	0.166b	1.013b
	M₄	1.084a	1.231a	0.178c	0.881b	1.121a	1.491a	0.186b	0.752b	0.746a	0.815a	0.164b	0.915c
90	M₁	0.560b	0.652c	0.175a	0.859a	0.444c	0.767c	0.165a	0.579a	0.447c	0.582c	0.112a	0.768a
	M₂	0.580bc	0.691b	0.170ab	0.839ab	0.457c	0.796c	0.160ab	0.574ab	0.457c	0.616c	0.109a	0.742ab
	M₃	0.612ab	0.742a	0.165bc	0.825ab	0.524b	0.862b	0.157bc	0.555b	0.584b	0.675b	0.108a	0.717bc
	M₄	0.638a	0.789a	0.161c	0.809b	0.584a	0.923a	0.153c	0.554b	0.629a	0.767a	0.109a	0.690c

测定时间/d	处理	上部叶				中部叶				下部叶
测定时间/d	处理	Chl a	Chl b	Cars	Chl a/b	Chl a	Chl b	Cars	Chl a/b	Chl a	Chl b	Cars	Chl a/b
60	M₁	1.649c	1.136b	0.324a	1.452a	2.278b	1.691c	0.462a	1.347a	2.601c	1.719b	0.489a	1.513a
	M₂	1.651c	1.141b	0.321ab	1.447a	2.341b	1.711c	0.453a	1.368a	2.671c	1.813b	0.468b	1.473ab
	M₃	1.762b	1.359a	0.316bc	1.340b	2.456a	1.897b	0.432b	1.295b	2.789b	1.926ab	0.461bc	1.448bc
	M₄	1.891a	1.467a	0.308c	1.339b	2.517a	2.016a	0.416b	1.249b	2.901a	2.078a	0.448c	1.396c
70	M₁	1.479c	1.014c	0.271a	1.459a	2.011c	1.571b	0.402a	1.280a	2.110c	1.666c	0.423a	1.267a
	M₂	1.560c	1.098c	0.260b	1.421a	2.141b	1.643b	0.390ab	1.303a	2.190c	1.679c	0.395ab	1.272a
	M₃	1.678b	1.234b	0.253c	1.360b	2.349a	1.823a	0.377b	1.232b	2.254b	1.819b	0.372b	1.239b
	M₄	1.799a	1.347a	0.257c	1.336b	2.465a	1.846a	0.371b	1.209b	2.561a	2.043a	0.362b	1.208c
80	M₁	0.915b	0.896d	0.206a	1.021a	0.921c	1.147c	0.196a	0.803a	0.692b	0.643c	0.177a	1.076a
	M₂	0.930b	1.020c	0.190b	0.912b	0.940c	1.154c	0.190ab	0.815a	0.705b	0.657c	0.169b	1.073a
	M₃	0.967b	1.109b	0.188b	0.872b	1.012b	1.312b	0.188b	0.771ab	0.721ab	0.712b	0.166b	1.013b
	M₄	1.084a	1.231a	0.178c	0.881b	1.121a	1.491a	0.186b	0.752b	0.746a	0.815a	0.164b	0.915c
90	M₁	0.560b	0.652c	0.175a	0.859a	0.444c	0.767c	0.165a	0.579a	0.447c	0.582c	0.112a	0.768a
	M₂	0.580bc	0.691b	0.170ab	0.839ab	0.457c	0.796c	0.160ab	0.574ab	0.457c	0.616c	0.109a	0.742ab
	M₃	0.612ab	0.742a	0.165bc	0.825ab	0.524b	0.862b	0.157bc	0.555b	0.584b	0.675b	0.108a	0.717bc
	M₄	0.638a	0.789a	0.161c	0.809b	0.584a	0.923a	0.153c	0.554b	0.629a	0.767a	0.109a	0.690c

部位	处理	Pn/[mmol/(M₂·s)]			Gs/[mmol/(M₂·s)]			Ci/(μmol/μmol)			Tr/[μmol/(M₂·s)]
部位	处理	现蕾期	圆顶期	成熟期	现蕾期	圆顶期	成熟期	现蕾期	圆顶期	成熟期	现蕾期	圆顶期	成熟期
上部叶	M₁	22.76a	24.07a	22.63a	321.00b	381.07a	367.07a	406.10a	372.67a	362.82a	3.64c	3.45b	3.87c
	M₂	22.34a	23.85a	21.96a	420.00a	452.31a	432.48a	411.11a	380.33a	327.00ab	5.49b	5.40a	5.58b
	M₃	18.30b	19.80b	17.21b	400.33a	433.46a	407.05a	357.47b	339.67a	319.45bc	6.74a	6.04a	6.78a
	M₄	15.67b	16.51c	14.52c	159.90c	201.56b	233.80b	343.98b	314.67b	280.63c	4.10c	3.51b	4.14c
中部叶	M₁	17.85a	19.65a	16.81a	290.00a	302.39a	253.30ab	350.06a	324.33a	311.74a	4.39b	4.16b	5.53ab
	M₂	17.56a	18.63a	15.94a	310.00a	324.08a	302.10a	352.22a	313.33a	239.47c	4.77b	4.10b	4.92b
	M₃	13.31b	14.35b	11.88b	265.83a	345.46a	284.43a	323.15a	310.00a	267.53b	5.83a	5.45a	6.11a
	M₄	12.48b	12.78c	11.36b	110.43b	112.48b	170.51b	238.93b	235.33b	233.65c	3.31c	2.70c	3.60c
下部叶	M₁	13.97a	15.50a	12.60a	268.00a	280.36a	227.43a	361.40a	316.00a	304.81a	4.55b	4.24b	4.69b
	M₂	13.50a	15.30a	12.29a	189.40ab	247.33a	205.59a	292.92b	265.56b	232.47b	5.92a	5.68a	6.07a
	M₃	11.84b	13.76b	10.89ab	135.40bc	155.59b	122.12b	225.00c	193.33c	120.36c	3.18c	2.90c	3.36c
	M₄	11.42b	12.99b	10.28b	74.80c	140.39b	82.07b	225.05c	205.00bc	163.81c	1.95d	1.29d	2.00d

部位	处理	Pn/[mmol/(M₂·s)]			Gs/[mmol/(M₂·s)]			Ci/(μmol/μmol)			Tr/[μmol/(M₂·s)]
部位	处理	现蕾期	圆顶期	成熟期	现蕾期	圆顶期	成熟期	现蕾期	圆顶期	成熟期	现蕾期	圆顶期	成熟期
上部叶	M₁	22.76a	24.07a	22.63a	321.00b	381.07a	367.07a	406.10a	372.67a	362.82a	3.64c	3.45b	3.87c
	M₂	22.34a	23.85a	21.96a	420.00a	452.31a	432.48a	411.11a	380.33a	327.00ab	5.49b	5.40a	5.58b
	M₃	18.30b	19.80b	17.21b	400.33a	433.46a	407.05a	357.47b	339.67a	319.45bc	6.74a	6.04a	6.78a
	M₄	15.67b	16.51c	14.52c	159.90c	201.56b	233.80b	343.98b	314.67b	280.63c	4.10c	3.51b	4.14c
中部叶	M₁	17.85a	19.65a	16.81a	290.00a	302.39a	253.30ab	350.06a	324.33a	311.74a	4.39b	4.16b	5.53ab
	M₂	17.56a	18.63a	15.94a	310.00a	324.08a	302.10a	352.22a	313.33a	239.47c	4.77b	4.10b	4.92b
	M₃	13.31b	14.35b	11.88b	265.83a	345.46a	284.43a	323.15a	310.00a	267.53b	5.83a	5.45a	6.11a
	M₄	12.48b	12.78c	11.36b	110.43b	112.48b	170.51b	238.93b	235.33b	233.65c	3.31c	2.70c	3.60c
下部叶	M₁	13.97a	15.50a	12.60a	268.00a	280.36a	227.43a	361.40a	316.00a	304.81a	4.55b	4.24b	4.69b
	M₂	13.50a	15.30a	12.29a	189.40ab	247.33a	205.59a	292.92b	265.56b	232.47b	5.92a	5.68a	6.07a
	M₃	11.84b	13.76b	10.89ab	135.40bc	155.59b	122.12b	225.00c	193.33c	120.36c	3.18c	2.90c	3.36c
	M₄	11.42b	12.99b	10.28b	74.80c	140.39b	82.07b	225.05c	205.00bc	163.81c	1.95d	1.29d	2.00d

生育期	处理	上部叶	中部叶	下部叶	小计	茎	根	全株	总积累量/(kg/hm²)
现蕾期(70 d)	M₁	24.23a	45.40 a	40.16a	109.79a	51.44a	52.13a	220.18a	2642.11c
	M₂	22.07ab	44.80 a	39.23a	106.10ab	50.60a	51.39a	214.09a	3211.38b
	M₃	20.43b	41.62 b	38.33a	100.38b	49.61a	50.65ab	204.21ab	3675.78a
	M₄	16.83c	34.00 c	32.00b	82.83c	45.41b	47.65b	181.87b	3819.31a
现蕾期(80 d)	M₁	34.21a	66.11 a	53.15a	153.47a	77.28a	76.39a	307.14a	3685.68c
	M₂	33.16ab	64.79 a	52.16a	150.11a	76.11a	75.26ab	301.48a	4522.20b
	M₃	31.23 b	62.13 a	46.22b	139.58b	75.64a	73.47ab	288.69a	5196.42c
	M₄	27.25 c	51.00 b	38.23c	116.48c	71.45a	70.29b	258.22 b	5422.62a
成熟期(90 d)	M₁	57.35 a	84.16a	58.15a	199.66a	101.56a	87.56a	388.78a	4665.36c
	M₂	56.14 a	82.57a	56.46a	195.17a	99.78a	85.89ab	380.84ab	5712.60b
	M₃	53.27 a	76.16ab	47.16b	176.59b	96.26ab	82.11b	354.96b	6389.28a
	M₄	44.00 b	63.00c	40.33c	147.33c	92.56b	78.54c	318.43c	6687.03a

烤烟光氮空间分布、光合特性及干物质积累对增密的响应

Responses of Light Energy and Nitrogen Spatial Distribution, Photosynthetic Characteristics and Dry Matter Accumulation to Increased Planting Density of Flue-cured Tobacco

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密度	产量/(kg/hm²)	均价/（元/kg）	产值/（元/hm²）	上等烟比例/%	中上等烟比例/%
M₁	2236.67c	24.91b	55725.73b	40.36%c	90.36%b
M₂	2552.46ab	29.46a	75195.6a	56.22%a	97.75%a
M₃	2722.11a	27.86a	75847.11a	51.31%b	95.94%a
M₄	2504.70b	20.56c	51492.29b	30.38%b	84.47%c

[1]	杨美丽, 王帮太, 鹿红卫, 程建梅, 苏玉杰, 赵树政, 张晓春, 程翠, 秦贵文. 种植密度对玉米籽粒灌浆特性和干物质积累的影响[J]. 农学学报, 2024, 14(8): 1-8.
[2]	彭迎春, 谭志鹏, 江智敏, 吴楚杰, 吴文信, 宗毅, 李思军, 温永财, 成明珠, 夏冰, 邓小华. 基肥添加微生物菌剂和提苗肥对烤烟生长和养分积累的影响[J]. 农学学报, 2024, 14(8): 38-43.
[3]	吴文信, 李思军, 谭志鹏, 宗毅, 何铭钰, 潘飞龙, 毕一鸣, 江智敏, 陈焘, 夏冰, 成明珠, 邓小华. 打顶时间和方式对烤烟经济性状和烟叶品质的影响[J]. 农学学报, 2024, 14(8): 9-15.
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生育期	处理	氮素浓度/(g/kg)			氮积累量
生育期	处理	上部叶	中部叶	下部叶	叶/mg	茎/mg	根/mg	全株/mg	总积累量/(kg/hm²)
现蕾期	M₁	16.99a	16.17a	14.56a	1829.716a	567.67a	396.76a	2794.15a	33.53b
	M₂	16.64ab	16.04ab	14.30a	1732.682ab	558.34ab	391.14a	2682.16ab	40.23a
	M₃	15.92ab	15.22b	13.21b	1512.193b	547.41ab	385.52a	2445.13b	44.01a
	M₄	15.64bc	14.84b	13.01b	1266.938c	525.00b	362.64b	2154.58c	45.25a
圆顶期	M₁	20.48a	19.08a	15.91a	2807.616a	682.92a	458.02a	3948.55a	47.38c
	M₂	20.08ab	18.78ab	15.72a	2702.564a	672.58a	451.24a	3826.38c	57.40b
	M₃	19.85ab	17.55b	13.61b	2374.737b	668.43a	440.51a	3483.67b	62.71ab
	M₄	19.22b	17.12b	13.53b	2054.727c	644.26a	421.44a	3120.43c	65.53a
成熟期	M₁	22.44a	20.84a	17.42a	4053.801a	1540.58a	696.58a	6290.96a	75.49c
	M₂	21.92ab	20.52ab	16.85a	3876.276a	1513.58ab	683.29a	6073.15a	91.10b
	M₃	20.76ab	19.06ab	14.17b	3350.227b	1482.35ab	653.22ab	5485.80b	98.74a
	M₄	20.28	18.88b	13.96b	3036.579c	1430.11b	624.82b	5091.51b	106.92a

生育期	处理	氮素浓度/(g/kg)			氮积累量
生育期	处理	上部叶	中部叶	下部叶	叶/mg	茎/mg	根/mg	全株/mg	总积累量/(kg/hm²)
现蕾期	M₁	16.99a	16.17a	14.56a	1829.716a	567.67a	396.76a	2794.15a	33.53b
	M₂	16.64ab	16.04ab	14.30a	1732.682ab	558.34ab	391.14a	2682.16ab	40.23a
	M₃	15.92ab	15.22b	13.21b	1512.193b	547.41ab	385.52a	2445.13b	44.01a
	M₄	15.64bc	14.84b	13.01b	1266.938c	525.00b	362.64b	2154.58c	45.25a
圆顶期	M₁	20.48a	19.08a	15.91a	2807.616a	682.92a	458.02a	3948.55a	47.38c
	M₂	20.08ab	18.78ab	15.72a	2702.564a	672.58a	451.24a	3826.38c	57.40b
	M₃	19.85ab	17.55b	13.61b	2374.737b	668.43a	440.51a	3483.67b	62.71ab
	M₄	19.22b	17.12b	13.53b	2054.727c	644.26a	421.44a	3120.43c	65.53a
成熟期	M₁	22.44a	20.84a	17.42a	4053.801a	1540.58a	696.58a	6290.96a	75.49c
	M₂	21.92ab	20.52ab	16.85a	3876.276a	1513.58ab	683.29a	6073.15a	91.10b
	M₃	20.76ab	19.06ab	14.17b	3350.227b	1482.35ab	653.22ab	5485.80b	98.74a
	M₄	20.28	18.88b	13.96b	3036.579c	1430.11b	624.82b	5091.51b	106.92a