不同品种晒烟叶片发育过程中碳氮代谢对施肥的响应
摘要： 以东北典型产区种植的3个晒烟品种为供试材料，采用双因子裂区设计，研究了不同施肥水平对晒烟叶片发育过程中碳氮代谢关键酶活性及其代谢产物含量的影响。结果表明：3个晒烟品种中部叶发育过程中NR活性呈单峰曲线，高峰在叶龄27 d；Inv活性呈下降趋势；同一施肥水平下青黄叶、大白花品种氮代谢较强，总氮和烟碱含量较高，而大叶黄碳代谢较强，烟叶糖含量较高；在传统施肥基础上，适当降低施肥水平可有效调控晒烟碳氮代谢，协调烟叶化学成分，改善烟叶品质。
关键词：晒烟；品种；施肥水平；碳氮代谢 中图分类号：S572.062文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）03-0063-05
Response of Carbon and Nitrogen Metabolism in Leaf Development
Process of Different Sun-cured Tobacco Varieties to Fertilization Levels
Qiu Baoping1，Kang Xueli2，Guo Shiying1，Shan Jiajie3，Hou Zhenwu4，Zhang Peng5，Fu Yunpeng2*
（1.Hongta Liaoning Tobacco Co.， Ltd，Shenyang 110003，
China；2.Tobacco Science College of Henan Agricultural University，
Zhengzhou 450002，China；3.Tobacco company of Jilin province，Changchun 130061，China；4.Nong-an County tobacco Ltd.，
Changchun 130200，China ；5. Yingkou Cigarette Factory of Hongta Liaoning Tobacco Co.， Ltd，Shenyang 115002，China）
AbstractField experiments were conducted to investigate the effects of different fertilization levels on the key enzymes activities and main products of carbon and nitrogen metabolism during leaves development of three sun-cured tobacco varieties in Northeast China. Result showed that the NR activities were the single peak curve during tobacco leaves development under different treatments，the peak value was in the 27 d，and the sucrose invertase activities had decreasing trend. Under the same fertilization levels，the nitrogen metabolism was stronger and the content of total nitrogen and nicotine in the both varieties of Qinghuangye and Dabaihua， while the carbon metabolism was stronger and the content of total sugar was higher in Tobacco variety Dayehuang. On the basis of traditional fertilization， properly decreasing fertilizer levels can
effectively regulate the intensity of sun-cured carbon and nitrogen metabolism and adjust the chemical composition of tobacco， laying foundation for improving the quality of tobacco.
Key wordsSun-cured tobacco； Variety； Fertilizer level； Carbon and nitrogen metabolism
碳、氮代谢是作物最基本的代谢过程。碳代谢包括无机碳在叶绿体中通过光合作用的卡尔文循环转化为有机碳的光合固定代谢、磷酸丙糖通过叶绿体膜运至细胞质合成蔗糖并进一步转化为单糖的碳水化合物的运输转化代谢，以及以淀粉积累为主要标志的碳水化合物的积累代谢等。氮代谢需要依赖碳代谢提供碳源和能量，而碳代谢又需要氮代谢提供酶蛋白和光合色素，两者需要共同的还原力、ATP和碳骨架[1，2]。二者代谢强度及其在烟草生育期间的变化动态直接影响光合产物的形成、转化以及矿质营养的吸收、蛋白质和烟碱的合成等，并最终影响烟叶的产量水平和化学成分的含量及比例。关于氮肥对烤烟碳氮代谢的影响研究较多[3～7]，方明[8]曾研究了氮素水平对湘西晒红烟碳氮代谢的影响，但不同晒烟品种碳氮代谢对施肥的响应鲜见报道。吉林省农安县是我国晒烟最大的产区，主要种植品种单一，施肥量较大。本试验在大田条件下，对近两年品种筛选表现较好的3个晒烟品种在不同施肥条件下的碳氮代谢变化进行了初步研究，
旨在为不同品种合理施肥、维持体内碳氮代谢平衡及进一步提高晒烟质量提供理论依据。 1材料与方法 1.1试验设计
试验于2012年在农安县青山口乡朝阳沟村进行。土壤为油砂土，肥力中等，地势平坦。试验采用双因子裂区设计，主处理为施肥，设2个水平，即T1施烟草专用复合肥（N∶P2O5∶K2O=10∶12∶22）750 kg/hm2，腐熟菜籽饼300 kg/hm2；T2常规施肥，施烟草专用复合肥900 kg/hm2，腐熟菜籽饼300 kg/hm2；副处理为3个晒烟品种，分别为大叶黄、青黄叶、大白花。小区面积666.7m2，随机区组排列，重复3次。试验采取宽窄行种植，宽行距130 cm，窄行距65 cm，株距65 cm。全部饼肥、70%烟草专用肥做基肥在起垄时条施，30 %烟草专用肥在移栽后30 d追施。田间管理按晒烟生产技术规范进行。 1.2测定项目与方法
每个处理选取具有代表性的烟株30株，于叶片发生（长0.5 cm）时，标记叶龄为0。在中部叶（自下而上第8位叶）叶龄7、27、43、58 d时取样，每次取6～10片，从主脉处分开，1/2叶片用于测定酶活性，1/2叶片杀青烘干用于测定碳氮代谢产物。硝酸还原酶活性采用活体法测定[9]，转化酶活性采用3，5-二硝基水杨酸（DNS）比色法测定[9]；水溶性总糖采用YC/T 159-2002烟草及烟草制品水溶性糖的测
定：连续流动法[10]，烟碱采用YC/T 160―2002 烟草及烟草制品总植物碱的测定：连续流动法[11]，总氮采用YC/T 161-2002烟草及烟草制品总氮的测定：连续流动法[12]。仪器为德国ALLIANCE公司生产的 Alliance Futura流动分析仪。
1.3数据统计分析
运用Microsoft Excel和SPSS数据处理软件进行统计分析，显著性分析用Duncan’s法检验。 2结果与分析
2.1不同处理对烟叶碳氮代谢关键酶活性的影响 2.1.1对烟叶硝酸还原酶（NR）活性的影响硝酸还原酶（NR）是植物氮代谢的限速酶，其活性大小与氮代谢的强弱密切相关[8]。两种施肥水平下不同品种烟叶NR活性总体变化态势基本一致（图1），均呈单峰曲线变化，在叶龄27 d时达到高峰；叶龄27 d之前，NR活性上升代表氮代谢增强，有利于蛋白质合成和细胞分裂，叶片处于快速扩展阶段；叶龄27 d之后，NR活性下降，表明氮代谢逐渐减弱，叶片细胞分裂停止、扩展速率减慢，主要进行物质的积累和转化，这有利于晒烟正常成熟和品质的提高。3个品种NR活性均表现为T2>T1（叶龄58 d时除外）。叶龄27 d之前，两种施肥水平下NR活性均表现为青黄叶>大叶黄>大白花，说明青黄叶前期氮代谢较强；叶龄27 d之后，青黄叶品种NR活性