沼液对烟苗生长及生理特征的影响

2011-07-31赵会纳潘文杰宗学凤

中国烟草科学 2011年5期

赵会纳，雷波，陈懿，潘文杰*，宗学凤

（1.贵州省烟草科学研究所，贵阳 550081；2.西南大学农学与生物科技学院，重庆 400715）

有机食品作为一种安全、健康、友好的产品，越来越受到人们的青睐[1-3]。烟草作为一种较为特殊的产品受到全世界的重视，在食品安全、人体健康倍受关注和有机食品迅猛发展的时代，有机烟草的生产也逐渐加快进程[4]，烟草的安全性及品质是我国烟草出口的瓶颈和公众关心的热点，加上“吸烟与健康”问题受到普遍关注，烟草安全性问题变得更加敏感，因此，发展生产有机烟叶就具有非常重要的现实意义，对提高我国烟叶品质和卷烟产品质量具有深远影响。培育健壮有机烟苗是有机烟草生产的首要环节，是获得优质高产有机烟叶的基础，因此如何培育有机烟苗已成为急需解决的问题，但我国有机烟草生产开始较晚，目前国内还鲜有关于有机育苗的报道。漂浮育苗所需主要材料为基质和肥料，而基质主要由草炭、牛粪、珍珠岩和蛭石组成[5-8]，符合有机生态烟叶生产规范，因此有机育苗的关键就是寻找有机肥来替代育苗专用肥，而沼液含有多种植物生长的养分，丰富的氨基酸及各种生长激素、维生素等是人们广为熟知的一种速效性有机肥料。近年来，人们已将沼液用于水稻[9]、玉米[10]、小麦[11]、黄瓜[12]、胡萝卜[13-15]、狗尾草[16]、番茄[17]等作物，结果表明施用沼液后使作物产量提高、品质改善、抗病性增强，沼液的利用价值越来越受到人们关注，但以往的研究大多是叶面喷施或大田灌根[10,15-16]，将沼液作为营养液的研究较少。因此，笔者研究了沼液对烟苗的生长发育及生理特征的影响，以期为沼液的合理利用、进一步优化有机育苗技术和发展有机烟叶生产提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于 2010年在贵州省开阳县龙岗镇贵州烟科所良种繁育基地育苗大棚中进行，采用漂浮育苗方式育苗。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为云烟85。漂浮育苗盘为160孔，规格为51.5 cm×32.5 cm×6.0 cm。使用常规商品育苗基质。肥料：①烤烟育苗专用肥，m(N):m(P2O5):m(K2O)=17:10:18的复合肥，总养分≥45%。②沼液，全氮1.13 g/L，全磷0.19 g/L，全钾0.15 g/L，有机质0.17 g/L，pH为7.6。

1.3 试验设计

试验设沼液营养液氮浓度分别为 50 mg/L（T1）、150 mg/L（T2）、250 mg/L（T3）3个处理，烤烟育苗专用肥为对照（CK）。每个处理6盘，每盘160株，分别在出苗、定苗、第2次剪叶时加入营养液。每次加入营养液时，把育苗盘搬出，根据育苗池中的水量加入育苗专用肥（融入少量水后加入）或沼液，混匀。沼液施用前先凉置一段时间使里面的氨气挥发，育苗期补水不断变换进水点。2月23日播种，4月13日和4月21各剪叶一次，播种后70 d左右成苗时取样测定各指标。

1.4 测定项目和方法

1.4.1 烟苗植物学性状和生物量测定播种 70 d后，每个处理取长势均匀的烟苗 12株，分别测定其株高和最大叶长宽（长度大于2 cm的叶片），并测定烟苗根系的鲜、干质量。

1.4.2 光合特性的测定和光合色素含量测定播种后70 d，每个处理取4株烟苗，取其功能叶，用LI-6400型便携式光合仪在上午9:00—10:30测定各处理烟苗的功能叶的光合特性，系统控制CO2浓度为 380 μmol/mol，控制 LED红白光源光照强度在600 μmol/(m2.s)。测定时要提前1 d将烟苗移出大棚适应外界环境。测定光合指标后，将功能叶去掉主脉后剪碎混匀，用95%乙醇提取光和色素，用分光光度法测定叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量[19]。

1.4.3 叶片生理指标的测定播种后 70 d每个处理取9株烟苗的功能叶放入-20 ℃冰箱保存，测定可溶性蛋白、过氧化物酶（POD）、超氧化物岐化酶（SOD）、丙二醛（MDA）含量，详见参考文献[19]。

1.4.4 根系形态指标测定每个处理取3株烟苗，将带基质的根系浸水10 h后洗净，按照WinRHIZO根系分析系统专业版2009b的使用手册操作，将幼苗根系摊开不重叠，通过数字化扫描仪（EPSON Expreesion 1000XL）对完整的根系进行扫描，之后用 WinRHIZO 根系分析系统软件（Regent Instruments Canada Inc.）对根系（总表面积、根总长、根总数、根平均直径等）进行定量分析。

1.4.5 烟苗根系活力测定播种后 70 d每个处理取3株烟苗的根，测定其根系活力，根系活力用TTC还原法[19]测定。

1.4.6 统计分析用SPSS 17.0统计软件进行方差分析和多重比较。

2 结果

2.1 沼液对烟苗生长和生理特性的影响

2.1.1 沼液对烟苗生长的影响与CK相比，T1、T2、T3处理烟苗根系生物量（干鲜质量）均有明显提高（表1），根系鲜质量分别提高 120.80%、151.46%、77.86%，根系干质量分别提高65.67%、81.74%、65.67%，其中 T2处理的干鲜质量与 CK差异均达到显著水平。T2处理的烟苗株高、叶长宽与CK最为接近，且差异没有达到显著水平。T1地上部长势最差，烟苗矮小。

表1 沼液对烟苗生长和生物量的影响Table1 Effects of slurry on growth and biomass of flue-cured tobacco seedlings

2.1.2 沼液对烟苗根系生长的影响由表2可知，与 CK相比，T1、T2处理根系直径分别增加了9.66%、6.98%，但没有达到5%显著差异水平；T1、T2、T3处理根总长分别增加了74.06%、19.69%、4.28%，根表面积分别增加了 99.62%、37.95%、13.66%，根体积分别增加了 127.54%、62.48%、22.46%，此说明沼液有促进烟苗根系生长趋势。

表2 沼液对烟苗根系生长的影响Table 2 Effects of slurry on root growth of flue-cured tobacco seedlings

2.1.3 沼液对烟苗根系活力的影响由图1可知，烤烟的根系活力在不同处理间主要表现为 T3＞T2＞CK＞T1。与CK相比，T1处理的根系活力降低了 2.46%，T2、T3处理的根系活力分别提高了6.27%、23.04%，但各处理间差异没有达显著水平。

2.1.4 沼液对烟苗根系形态的影响与CK相比，T1 处理在 0～0.7、0.7～1.4、1.4～2.1、2.1～2.8、2.8～3.5 mm直径范围内的根长比 CK分别增加67.90%、145.76%、193.17%、115.57%、42.13%（表3），其中0～0.7、0.7～1.4、1.4～2.1 mm直径范围内的根长与 CK处理差异达到显著水平；T2处理0～0.7、0.7～1.4、1.4～2.1、2.1～2.8 mm直径范围内的根长比CK分别增加15.99%、57.82%、81.74%、51.44%；T3处理各直径范围内的根长都比CK有所增加，但T2、T3处理各直径范围根长与CK差异没有达到显著水平。

图1 沼液对烟苗根系活力的影响Fig.1 Effects of slurry on root activity of flue-cured tobacco seedlings

表3 沼液对烟苗根系形态的影响Table3 Effects of slurry on root morphology of flue-cured tobacco seedlings

2.2 沼液对烟苗生理特性的影响

2.2.1 沼液对烟苗光合色素含量的影响从表4中看出，施用沼液可以促进烤烟叶绿素总量、叶绿素a和类胡萝卜素含量的增加。与CK相比，3个处理叶绿素总量分别增加了0.82%、9.95%和8.49%；叶绿素a含量分别增加了0.14%、15.82%和11.00%；类胡萝卜素含量分别增加了 37.70%、73.17%和58.14%；但沼液各处理叶绿素b含量与CK处理差别不大。

表4 沼液对烟苗光合色素含量的影响Table 4 Effects of slurry on photosynthetic pigments of flue-cured tobacco seedlings

2.2.2 沼液对烟苗光合参数的影响从表5中看出，T2、T3处理烟苗的净光合速率较CK高出0.56和0.51 mol/CO2(m2·s)，但提高的幅度不大；T2处理烟苗的气孔导度和胞间CO2浓度最高，分别达到了 0.45 mol/H2O(m2·s)和 217.40 μmol/CO2mol，与CK相比，分别增加了40.63%和5.17%；T1处理的气孔导度和胞间CO2浓度最低，只有0.29 mol/H2O(m2·s)和 288.87 μmol/CO2mol，和 CK 相比，分别降低了9.38%和4.29%。但方差分析结果表明，这些差异都没有达到 5%显著水准，说明沼液仅仅有增加或降低烟苗光合特性的趋势。

表5 沼液对烟苗光合特性的影响Table5 Effects of slurry on photosynthetic characteristics of flue-cured tobacco seedlings

2.2.3 沼液对烟苗生理特性的影响从表6中可以看出，烟苗的可溶性蛋白含量在不同处理间主要表现为T3＞CK＞T2＞T1；POD活性以T1处理最强，和CK相比增加了131.12%，而T3处理烟苗的POD活性低于CK处理（33.95%）；T1处理烟苗的POD、SOD、MDA含量最高，而T2和CK处理烤烟的可溶性蛋白含量、POD、SOD、MDA基本相近。

表6 沼液对烟苗生理指标的影响Table 6 Effects of slurry on physiological property of flue-cured tobacco seedlings

3 讨论

营养液是烟苗生长的养分和水分来源。营养液的营养元素种类、形态、比例和浓度等是影响烤烟漂浮育苗成败的重要因素[20-21]。而沼液中含有作物生长所需的氮、磷、钾等营养元素，是很好的有机肥料。同时，沼液中存留了丰富的氨基酸、B族维生素、各种水解酶、某些植物生长素、对病虫害有抑制作用的物质或因子，已有研究表明秧苗期喷施沼液能够促进秧苗的营养生长，较快地产生分蘖和形成更多的分蘖，使秧苗根系保持较好的生活力，从而提高秧苗素质[9]。本试验采用沼液配制营养液氮浓度在50 mg/L时，地上部长势较差，表现出明显的缺肥症状，而氮浓度在150 mg/L时地上部长势与育苗专用肥相差不大，氮浓度在250 mg/L时地上部长势略差。采用沼液配制营养液与漂浮育苗专用营养液相比，明显提高了根系生物量，沼液比育苗专用肥处理的烟苗总根长、根平均直径、根表面积、根体积、侧根数均有不同程度的增加，沼液明显促进了烟苗根系的生长，其根系发达、粗壮，有助于移栽后快速返苗。

叶绿素是植物的光合色素，其含量对叶片光合性能有较大影响.叶片叶绿素含量是反映叶片生理活性变化的重要指标之一，与叶片光合机能大小具有密切关系[22]。已有研究表明，沼液喷施能够促进玉米生长发育，玉米茎杆粗壮，叶色浓绿，叶片变厚，光合作用好[10]。本试验结果表明，采用沼液配制营养液氮浓度在150、250 mg/L，较育苗专用肥处理烟苗烟叶中光合色素含量和光合特性稍有提高，但营养液中氮浓度50 mg/L时，光合色素含量和光合特性明显低于育苗专用肥。氮浓度50 mg/L时POD、SOD、MDA含量显著高于育苗专用肥，可知氮浓度为50 mg/L时遭受养分胁迫，而氮浓度150 mg/L时，与育苗专用肥差异不大，在250 mg/L时含量最低。

总之，沼液150 mg/L处理效果最好，地上部长势与常规生产上用的育苗专用肥长势相差不大，而且地下部生长和发育明显优于育苗专用肥，其烟苗叶片中的光合色素含量和光合特性效果相当。用沼液配制营养液，操作简单，取材方便，经济适用，成本低，烟农易于掌握，只要按照漂浮育苗的技术操作规程，根据沼液中含氮量加入沼液即可，能够达到使用漂浮育苗专用营养液的效果，因此在探索发展有机育苗时，可考虑用沼液150 mg/L处理替代育苗专用肥。

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