GPIT生物制剂在烟草上的应用效果

王 纶，王星玉，杨红军，那郅烨，元改香，王树红，元慕田

（1.山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，山西太原030031；2.云南生态农业研究所，云南昆明650106；3.山西省奥圣农业开发有限公司，山西太原030001）

烟草属于茄科（Solanaceae）烟草属（Nicotiana）。我国栽培利用的商品烟草是烟草属的2个种，一个是普通烟草，又叫红花烟草（Nicotiana tabacum L.），另一个是黄花烟草（Nicotiana rustica L.）[1]。2 个烟种均起源于南美洲的安第斯山区。烟草最早传入我国是明代万历年间（1573—1619年），由菲律宾和朝鲜2条路线传入我国[2]。山西种植烟草较晚，据清乾隆《曲沃县志》（1758年）记载：“烟旧无此种，商民张时英自闽中携种植之”。由此推断，烟草引入山西的时间至今只有260 a左右[3]。但作为卷烟工业原料用的红花烤烟类品种却是20世纪初才传入我国，虽然烤烟类品种在我国的种植时间不长，但随着卷烟工业的需要，卷烟生产发展迅速，我国的烤烟面积和总产量已居世界第1位，烟草已成为我国重要的经济作物之一。由于吸烟有害健康，为保证国民的身体健康，我国在种植结构的调整中，已压缩了烟草的种植面积，但国际和国内市场对高质量的卷烟需求仍然是供不应求。为了满足我国卷烟工业的需求，提高国际市场的竞争力，尽快提高烟草的质量和单位面积产量，对国民经济的发展仍然具有重要的意义[4]。烟草也是山西重要的经济作物，20世纪80年代种植面积在0.7万hm2左右，近年来压缩至0.5万hm2。GPIT生物制剂的核心作用是大幅提高作物的光能利用率，在此前提下达到高产优质的目的[5]。

为了验证GPIT生物制剂在烟草上的应用效果，从而为大田生产的应用提供参考依据，本研究于2017年在山西烟草公司的生产基地——运城市垣曲县蒲掌乡洼里村通过蘸根移栽和叶面喷施的方法对烟草进行GPIT生物制剂的应用试验。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试烟草品种为从河南午阳县引入的红花烤烟类品种潘元黄。该品种产量高，叶大平整，烘烤后叶色金黄，品相好，级指高，经济效益好，是当地烟农脱贫致富的主推品种[6]。GPIT生物制剂由山西省奥圣农业开发有限公司配制生产。

1.2 试验方法

1.2.1 试验地概况 试验地面积为667 m2。该地地理坐标为北纬 35°16′，东经 112°01′，海拔 872 m，无霜期160 d，年平均温度8～10℃，≥0℃积温4 000～4 500℃，年降水量650～700 mm[7]。土壤为黏性红壤，微酸性。试验地前茬作物为玉米。

1.2.2 试验设计 把667 m2的试验土地等分10个小畦，每个小畦面积66.7 m2，每小畦移栽180株苗，行距70 cm，株距50 cm，试验单双数排列，单数1，3，5，7，9 小畦为 GPIT 生物制剂处理；双数2，4，6，8，10 小畦为对照（CK），不作任何处理。处理和对照的育苗移栽时间与田间管理均一致，采摘叶片的时间和次数以及烘烤的时间、火候、温度、湿度和其他条件要求均一致。

1.2.3 GPIT生物制剂的处理时间和方法 （1）蘸根移栽：幼苗在苗床上生长45～50 d后，当苗高在10cm左右时裸根向大田移栽，方法是把幼苗轻轻从苗床上分离后，根部放入预先配制好的以原液和水1∶100倍的GPIT生物制剂稀释液，加过筛细土搅拌成的稀泥浆中，待幼苗根系蘸满稀泥浆后，在阴凉处放置10 min左右，然后移栽覆土和浇水[8]；（2）叶面喷施：移栽成活后，生长15 d左右进行第1次叶面喷施，浓度以原液和水1∶200倍为宜；再过20 d进行第2次叶面喷施，浓度以1∶300倍为宜[9]。

对照在移栽时根部少带泥坨，成活后在处理2次叶面喷施时，也同步叶面喷施清水。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 产量 小区产量是分别累计每次采摘各小区处理和对照烘烤叶片后的质量，然后计算各小区的平均质量，再折合成公顷产量进行比较。

1.3.2 植株的特征、特性

1.3.2.1 成活率 移栽7 d后调查，统计出处理和对照的死苗数，各除以处理和对照的总株数（900株），计算出各自的死苗率，然后以100%减去各自的死苗率，即各自的成活率。同步对各自的死苗进行移栽补苗。

1.3.2.2 株高和茎粗 在脚叶成熟时，也就是移栽成活后65 d左右，在处理和对照田中各选10株有代表性的植株，测量茎基部至顶花茎部的高度，并取平均值，即为株高，精确到0.1 cm；测量茎中部的直径，取10株平均值为茎粗，精确到0.1 cm。

1.3.2.3 腰叶长和腰叶宽 处理和对照均摘取地面以上有效叶第12片腰叶，腰叶的长为叶柄至叶尖的长度，宽为叶中部叶的最宽处，取10株平均值，精确到0.1 cm。

1.3.2.4 腰叶质量 把测量完的处理和对照的腰叶烘烤干后，分别称质量，取10株平均值，精确到0.1g。

1.3.2.5 叶片数 全部叶片采摘完后，处理和对照各随机选择10株茎秆，数出茎秆上摘除叶片后留下的痕迹，茎基部1～4叶为无效叶，不计入，取10株平均值，精确到0.1片。

1.3.2.6 含糖量 以便携式测糖仪在叶片生长盛期，测量采摘到第12片腰叶鲜叶的含糖量，并取3株的平均值，精确到0.01%。

1.3.2.7 级指 处理和对照烘烤后的烟叶达到卷烟要求质量标准的等内品（1～3级）占总产量的百分比，精确到0.1%。

1.3.2.8 黑胫病、花叶病 处理和对照田中茎叶的感病轻重，用轻、重、无表示。

2 结果与分析

2.1 GPIT生物制剂处理和对照小区产量的比较

烟叶的采摘是根据叶片的老嫩程度自下而上分期分批采摘，并随时烘烤。茎基部最先长出的1～4片叶为早生叶，没有利用价值，不予采摘。从第5片叶开始采摘，一直到最后一片顶叶采摘完毕，大约要经过60 d左右，完成8个批次的采摘烘烤。因此，小区产量实际上是处理和对照8批次采摘烘烤后的小区分别计产的累计产量。由表1可知，处理的5个小区产量均在40kg以上，小区之间产量的差异不大，最高的为44.5 kg，最低的为40.2 kg，最高与最低只差4.3 kg，说明经处理后的烟叶产量是比较稳定的。对照的5个小区产量均未超过40 kg，均在30 kg以上，小区之间的产量差异也较大，最高的为36.8 kg，最低的为31.5 kg，最高与最低相差5.3 kg，说明对照的小区产量不仅明显低于处理的小区产量，而且产量的稳定性也明显低于处理。从处理和对照的小区平均产量看，处理的小区平均产量比对照高7.68 kg，折成公顷产量为1 152 kg，增产22.54%，说明GPIT生物制剂在烟草上的应用，大幅提高了烟草对太阳光能的利用率，在高光效的作用 下使烟草的产量得到明显提高。

表1 GPIT生物制剂对烟叶处理后与对照的小区产量比较 kg

2.2 GPIT生物制剂处理对烟草特征、特性的影响

GPIT生物制剂对烟草产量的提高发挥了重要作用，势必要对烟草的各项特征、特性产生重要的影响，根据各项调查结果（表2）表明，育苗移栽时经蘸根处理的试验小区，成活率比对照提高6.8百分点，说明GPIT生物制剂对裸根移栽的烟苗，防止出现更多的死苗率，保证移栽后的苗全苗旺发挥了重要的作用。其实不仅是在烟草上得到了体现，在之前的番茄、甜椒上的试验也得到了验证，此次对烟草育苗移栽成活率的明显提高，就更加说明，GPIT生物制剂对育苗移栽作物幼苗具有促进早生根、减少茎叶水分蒸发的作用，从而起到减少移栽后的死苗率，提高成活率的效果。从株高情况看，经处理的株高比对照株高高10.8 cm。移栽后烟草全生育期植株生长过程的表现表明，在移栽成活后的生长前期，茎叶的生长速度明显晚于对照，但又明显的表现出茎叶颜色深绿，茎秆矮壮的优势，说明经处理的植株在生长前期主要对根系的生长发育发挥作用，导致根系发育良好，虽然出现茎叶生长暂时缓慢的现象，但茎叶矮壮的优势为中后期植株健壮快速的生长奠定了良好的基础。以致出现了中后期处理植株生长加速后的株高较对照高出10.8 cm的结果，处理株高的增加为烟草叶片的增多创造了条件。虽然烤烟的产量高低，以叶片的产量来衡量，茎秆产量的多少，没有利用价值，也没有实际意义，不计入经济产量之内，但茎秆的增高导致叶片的增加，却间接的提高了烟草的单位面积产量。因此，处理比对照株高的增加也是烟草叶片产量增加的一项不可忽视的因素。而处理茎秆高度的增加还是由于GPIT生物制剂对烟草处理后高光效的作用产生的效果。首先，第1次育苗移栽时，经高浓度蘸根后的处理，导致根部发育良好，起到了植株矮壮的蹲苗效果，在生长盛期又经过2次分别为中浓度和低浓度的叶片喷施处理，使GPIT生物制剂的高光效作用在烟草的生长发育过程中得到了更加充分的发挥，在高光效的作用下，首先表现出的就是植株的健壮生长，而株高的增加又是体现植株健壮生长的一个重要的形态特征，除了株高以外，茎粗的变化也很重要。从茎粗来看，处理比对照增加0.3 cm，株高和茎粗相互匹配协调生长，共同构建了处理后的植株茎秆健壮生长的形态特征。高大粗壮的茎秆，不仅为烟草在生长发育过程中起到了明显的抗倒伏作用，而且也为处理着生更多的叶片和叶片的健壮生长提供了条件。叶片的大小和健壮与否以腰叶为代表进行衡量，从腰叶长的比较来看，处理比对照增加6.4 cm，决定烤烟的产量高低主要以叶片的多少和质量来决定，腰叶在烟草所有的叶片中最具有代表性，腰叶的大小对腰叶本身的质量和对烟草全株叶片的产量都起着举足轻重的作用，而腰叶的长度又是影响腰叶大小的一个重要因素，处理后腰叶长度的增加就意味着腰叶叶面积的增加，当然腰叶叶面积的增加，也不能忽视腰叶宽度的增加，只有在宽度也同步增加的情况下，才能使腰叶叶面积的增加得到保证，但一般情况下，烟叶叶片在长度增加的前提下，叶宽也会相应得到增加。由表2可知，处理的腰叶宽比对照增加4.4 cm，在处理的叶长和叶宽均比对照增加，而且二者增加的数量还比较多的情况下，自然也就导致了处理后腰叶叶面积比对照明显增大的结果。其实，经GPIT生物制剂处理过的任何作物在叶片形态特征上，在生长过程中都会出现这样的情况，如叶片增大、增厚，叶绿素增加，叶色浓绿，这就为GPIT生物制剂的高光效功能提供了发挥的平台，在此基础上最终导致了籽粒产量或果实及茎叶产量的提高及品质的改善[10]。但对于作为经济作物的烟草来说，其经济价值的高低不是体现在籽粒或果实上的产量高低，而是体现在最终烟叶的产量高低上，而腰叶的大小对于整株烟叶的产量又起着举足轻重的作用，所以，处理比对照腰叶叶面积的增加，对于处理比对照最终烟叶产量的提高有着至关重要的作用。除了腰叶的叶面积大小外，腰叶质量也不可忽视。从腰叶质量的比较来看，处理比对照腰叶的质量也增加3.2 g。决定腰叶质量的大小，除了腰叶的叶面积是一个重要的因素外，腰叶的厚度也是一个不可忽视的重要因素，但处理和对照腰叶厚度的差异，难以用卡尺测量，不过可以直观的看出来，处理腰叶的健壮生长外观，比对照要厚实且平展的多，而且随着腰叶叶面积的增大，叶绿素和因光合效率的增加合成有机物以及矿物质元素含量的增加，其厚度也会同步增厚，这样才能保持处理后的腰叶对光能的吸收转化利用和积累。由于烟叶在种子上碳水化合物的积累很小，一般在现蕾开花后，为保证烟叶产量的提高，在栽培管理过程中，除了根据需要预留翌年种植的种子对部分植株保留花蕾结种子外，大量的植株都要打顶摘除花蕾，这样就保证了烟叶碳水化合物的更多积累，也就相对提高了烟叶的质量，最终导致全株叶片产量的提高。处理腰叶质量比对照腰叶质量的提高，就表明处理全株叶片比对照全株叶片产量增加的可能性。但最终的产量结果，还要看全株叶片数量的多少。从表2可以看出，处理的腰叶叶片数比对照增加4.2片，这个结果从处理株高比对照株高增加10.8 cm的结果中就已经显示出植株的增高，叶片也会同步增加的结果。在植株的生长发育过程中，茎和叶的生长始终是协调一致发展的。在处理植株的腰叶长、腰叶宽、腰叶质量和叶片数4项烟叶的产量指标均大于对照的前提下，就会导致处理比对照烟叶最终单位面积产量提高的结果。由于在4项决定烟叶产量高低的指标中，没有任何一项出现负数，这就为处理比对照单位面积产量提高较大的幅度创造了条件，奠定了基础。更何况处理比对照成活率的提高，也是一个导致最终产量比对照提高的一个不可忽视的因素。

表2 GPIT生物制剂处理对烟草特征、特性的影响

以上的结果分析中，重点阐明了GPIT生物制剂对烟草农艺性状叶片产量因子的影响。除此之外，对烟叶的品质质量还会产生怎样的影响呢，从表2中叶片含糖量、级指、黑胫病、花叶病的比较结果进行了分析[11]。从含糖量看，处理的比对照叶片含糖量增加4.57百分点。处理后增加的幅度还大于对照含糖量0.42百分点，也就是说处理是对照叶片含糖量2倍多。说明GPIT生物制剂高光效的作用不仅在烟叶的产量上得到了明显体现，在烟叶的主要品质质量指标含糖量上也发挥了重要的作用。烟叶含糖量的增加，使卷烟的口感柔和、气味纯正清香得到了明显改善，进一步提高了卷烟的质量和档次。此外，烟草公司在统一收购烟叶的定单中就明确指出，按烟叶质量的高低以质论价，一般情况下在保证烘烤质量的前提下，以腰叶为中心，腰叶上下的5片叶，连同腰叶共11片叶的质量最佳，定为1级品，在11片以外上下5片叶为2级品，最后剩余的上下叶片为3级品，残次的和病害、虫害叶片为级外品。衡量烟叶的质量好坏，以级指表示，达到1～3级的级内品，均在级指的百分比之内，残次的和病害、虫害的级外品均在级指之外，因此，级指也是衡量烟叶质量的重要指标。由表2可知，处理比对照的级指高13.5百分点，造成这种情况的原因仍然与GPIT生物制剂的高光效作用关系密切，在处理光能利用率提高的前提下，烟草的幼苗从移栽成活后开始，植株的生长就发生了明显的变化，健壮的植株导致茎叶的繁茂，茎叶的繁茂又使得叶面积增加，叶质量增大，叶片数增多。而且叶片的整齐性、平整性、成熟的一致性均为叶片级指的提高奠定了良好的基础。除此之外，茎叶的感病性也是一个不仅影响烟叶的产量，而且也是影响叶片级指和质量的一个不可忽视的因素。烟草常发生的病害主要有2种，一种是黑胫病，另一种是花叶病。从田间2种病害发生程度看，处理的2种病害发病率为零或很低，特别是黑胫病发病率为零，只出现轻微的花叶病，总体表现为轻；而对照出现轻度的黑胫病和重度的花叶病，总体表现为重（表2）。虫害也是影响烟叶级指和品质质量的重要因素，危害烟草的虫害也是主要有2种，一种是蚜虫，另一种是菜青虫。田间表现为：处理未发现2种病虫害为害症状，总体为无；而对照均出现2种虫害比较明显的症状，总体为重（表2）。造成处理比对照病害减轻，虫害未出现的情况，均与GPIT生物制剂的处理有着不可分割的关系。分析原因，处理后的植株生长健壮，茎叶繁茂，大大增强了抵抗病害的能力，减少了病菌和病毒侵染的机会，提高了自身的抗病性能，这样就减轻了因病害带来的对叶片产量和级指以及品质质量的影响和损失。至于处理的植株未出现因虫害造成危害的原因，是由于GPIT生物制剂本身对软体虫害就具有吸附触杀能力，危害烟叶的2种虫害均属于软体虫类，因此，处理的烟叶也就不会出现因虫害造成的损失。综合处理和对照在含糖量、级指、病害和虫害4项指标的对比结果，处理均明显比对照占有优势，说明GPIT生物制剂在对烟叶产量提高的前提下，对烟叶品质质量的提升也表现出明显的效果[12]。

3 结论与讨论

GPIT生物制剂的应用对所有的绿叶植物来说，都会起到提高光合功能的效果，这个效果的最终体现就是籽粒或果实产量的大幅提高和品质的改善。绿叶在其中只起到一个吸收和利用太阳光能制造和合成碳水化合物的作用。最终碳水化合物的转化和积累还要靠籽粒或果实来完成[13]。而烟草却并非如此，烟草也产籽粒，但繁殖系数高，除留少量作为种子外，并没有实际的经济利用价值，反而浪费大量的营养物质，因此，在生产实践中只要有顶花花序出现，就会在栽培管理过程中人为的打顶摘除，以提高叶片的产量和保证叶面贮存更多的营养物质。由此可见，烟草的叶片担负着营养物质的制造和贮存的双重作用。叶片制造和贮存的营养物质越多，叶片的质量就会越大，在叶片质量增大的前提下，就会最终导致烟叶产量的提高。GPIT生物制剂在烟草上的试验表明，由于在幼苗蘸根移栽时采用GPIT生物制剂的处理，起到了明显的蹲苗效果，导致处理后的幼苗根系健壮发达[14]，在快速生长期又经过2次GPIT生物制剂中浓度和稀浓度的叶面喷施强化处理，使得处理植株比对照更加茂盛生长[15]，在株高和茎粗比对照增加的前提下，以腰叶为代表，使叶片的叶面积和质量以及全株的叶片数均比对照得到了增加，这就为处理比对照烟叶产量的提高奠定了基础[16]，也是处理比对照烟叶产量之所以能大幅提高的主要原因。在烟草产量提高的前提下，又导致烟叶的含糖量大幅增加[17]，级指大幅提升，病害和虫害的危害大大减轻，这又为烟草整体品质质量的提升创造了条件。在产值均得到提升的情况下，一是明显的提高了烟农的经济收入，经处理后的烟叶平均售价为15.46元/kg，而经处理后的烟叶每公顷产量为6264kg，每公顷产值为96 841.44元；对照的平均售价为12.14元/kg，折合每公顷产量为5 112 kg，每公顷产值为62 059.68元，处理比对照公顷产值增加34 781.76元[18]，提高56.05%。由此可见，GPIT生物制剂在烟草上的应用对当地烟农的脱贫致富发挥了重要作用。二是解决了卷烟生产企业对高质量烟叶原料的需求，特别是1，2级上等和上中等烟叶的需求，不仅为满足国内卷烟市场的需求，更为提高我国国际卷烟市场的竞争力，满足国际市场的需求，增加国家财政外汇的收入作出了积极的贡献[19]。三是GPIT生物制剂是大幅提高太阳光能的高科技生物制剂，在此前提下对提高烟草的抗病、抗虫性，全生育期免去了喷施农药的环节，不仅节省了劳力，也为生产有机、绿色的烟叶，降低因吸烟对人体造成的危害创造了条件，同时免除了生态环境因使用农药造成的污染。GPIT生物制剂在烟草上的试验结果，也为今后各地卷烟生产基地、烟农在大面积种植烟草中，推广应用GPIT生物制剂提供了理论参考依据。