氮磷钾配施比例对晒红烟碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响

　　摘要：为探讨氮用量及氮磷钾配施比例对晒红烟碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响，以晒红烟品种大叶黄为材料，测定各处理下不同生育期转化酶（INV）、淀粉酶（AM）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性。结果表明：在碳代谢的过程中，低氮处理的INV活性主要在烟叶生长中期起作用，增施氮肥可促使其作用时间提前，N：P2O5在1：（0.5～1.0）内增施磷肥能增强INV的活性。各处理的AM活性在烟叶生长中期起作用，增施氮肥能促使烟叶成熟期淀粉酶活性减弱。在氮代谢过程中，GS活性主要在生长前期起作用；在烟叶成熟期，中氮水平下Gs活性较强。GDH活性主要在生长后期起作用，烟叶成熟期的GDH活性在高氮水平下最强，且在同一氮水平下以中钾水平处理活性较强；晒后烟叶的化学成分在中氮中磷高钾处理下较协调。
　　关键词：晒红烟；氮用量；氮磷钾配施比例；碳氮代谢；化学成分；酶活性
　　中图分类号：S572.06文献标志码：A文章编号：1002-1302（2015）05-0095-03
　　碳氮代谢是烟株最基本的生理代谢过程，其代谢强度及在生长发育过程中的动态变化对烟叶的产量和品质形成具有重大的影响。氮、磷、钾是烟草正常生长发育所必需的大量营养元素，对碳氮代谢过程中各种关键酶活性的变化起决定性的调节作用。有研究表明，在烟草碳氮代谢中，施氮量直接关系到硝酸还原及整个氮代谢的强度，适当增施氮素对烤烟光合作用中碳固定代谢具有显著的促进作用；施磷量对烟叶中后期淀粉酶活性有影响，增施磷肥可以明显提高烤烟淀粉酶的活性，使碳代谢能力增强；钾素作为某些酶的催化剂，能直接参与烤烟的碳氮代谢和多种物质的合成与运输，增强烤烟的抗逆性，改善烟叶的燃烧性，还与烟叶吃味、香味、香气量有关。适宜的氮磷钾配施比例（简称配比）可协调烟叶的内在化学成分，显著提高烟叶品质。吉林省是我国主要的晒烟产区之一，目前仍有相当部分产地晒烟采用传统生产方式，不重视养分的平衡供应，缺钾现象普遍，烟叶钾含量低、燃烧虚弱。本试验研究氮用量及氮磷钾配比对晒红烟生长发育过程中碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响，为指导晒红烟合理施肥、提高烟叶品质提供科学依据。
　　1.材料与方法
　　1.1试验材料
　　试验于2013年在吉林省农安县青山口乡青山口村进行。供试晒红烟品种为大叶黄，试验地土壤为油沙土，含有机质12.70g/kg、碱解氮142mg/kg、速效磷19.89mg/kg、速效钾243.54mg/kg，pH值5.52。
　　1.2试验设计
　　试验设氮磷钾3因素3水平，氮水平分别为45kg/hm²（N1）、67.5kg/hm²（N2）、90kg/hm²（N3）；磷水平即N：P203分别为1：0.5（P1）、1：1.0（P2）、1：1.5（P3）；钾水平即N：K20分别为1：1（K1）、1：2（K2）、1：3（K3），共形成9个处理组合（表1），采用L9。（3⁴）正交试验，随机区组排列，3次重复，小区面积为200m²。试验所用肥料为烟草专用复合肥（N、P2O5、K2O含量分别为10%、12%、22%）、硝酸铵磷、磷二铵、硫酸钾等，基追肥比例为8：2。行株距分别为120、50cm，其他栽培管理方式按当地最优措施实施。
　　1.3样品的采集与制备
　　各处理选择生长一致的烟株取中部叶（9～10位叶）进行研究，分别在10、20、30、40、50、60叶龄时取样，每张叶片取中间部位去除主侧脉，混合后立即用液氮冷冻，在-80℃冰箱中保存，用于烟叶碳氮代谢关键酶活性的测定。同样部位调制后的烟叶用于测定其化学成分。
　　1.4指标的测定与方法
　　1.4.1碳氮代谢关键酶转化酶（INV）活性采用3，5一二硝基水杨酸比色法测定；淀粉酶活性按照文献[6]的方法测定；谷氨酰胺合成酶（Gs）活性测定参照郝再彬等的方法；谷氨酸脱氢酶（GDH）活性测定参照Turano等的方法，在340min处测定30s内吸光度的变化，以1min反应混合液于30℃减少1bunol的NADH定义为1个酶活性单位，GDH活性以1min内1mg蛋白催化NADH减少的量（μmol）表示。
　　1.4.2主要化学成分按照YC/T159-2002《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法》、YC/T160-2002《烟草及烟草制品
　　总植物碱的测定
　　连续流动法》、YC/T161-2002《烟草及烟草制品
　　总氮的测定
　　连续流动法》、YC/T217-2007《烟草及烟草制品
　　钾的测定
　　连续流动法》、YC/T162-2002《烟草及烟草制品氯的测定连续流动法》测定烟叶中总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾和氯的含量，所用仪器为德国布朗卢比公司制造的AA3型流动分析仪。
　　1.5数据处理
　　利用Excel2007和SPSS19.0软件进行统计分析。
　　2.结果与分析
　　2.1不同处理对晒红烟生长发育过程中碳氮代谢关键酶活性的影响
　　2.1.1转化酶（INV）
　　转化酶与植物的碳代谢密切相关，可催化细胞质中蔗糖转化成单糖，促进叶绿体内磷酸丙糖向外运转，使叶绿体中的淀粉积累量减少，并通过与呼吸作用偶联的氧化磷酸化产生能量，使光合碳固定过程加强。转化酶反映了烟叶对光合产物的利用程度，是碳代谢强弱的重要标志。由表2可知，在烟叶生长发育过程中不同处理的转化酶活性均呈现出先增强后减弱的趋势。N1水平下的活性高峰出现在30叶龄时，N2、N3水平下的活性高峰出现在20叶龄时，且N1水平下的活性高峰值高于N2、N3水平，在20叶龄时各处理间差异不显著，说明增施氮肥不能增强转化酶的活性而会促使其活性高峰期提前、下降时间前移。在代谢旺盛时期，同一氮水平下，P2水平下的烟叶转化酶活性最强；在60叶龄时，各处理转化酶活性差异不显著。说明在烟叶生长前期，P2处理能增强烟叶转化酶的活性，有利于糖类物质的外运，加强体内代谢，促进叶片快速生长；但在烟叶成熟时期，不同处理对叶片转化酶活性的影响不显著。

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