植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GGR對(duì)香料煙根系發(fā)育及活力的影響

劉峰峰，符云鵬*，宋玉川，賀曉輝，屈生彬，羅威輝

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，國(guó)家煙草生理生化研究基地，鄭州 450002；2.云南煙草保山香料煙有限責(zé)任公司，云南 保山 678000 ）

煙草的根系不僅是重要的吸收器官，而且還是煙堿、激素、氨基酸等重要有機(jī)物質(zhì)的合成器官，根系的發(fā)育及活力的高低在某種程度上與煙株的生長(zhǎng)發(fā)育以及煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)有著密切聯(lián)系[1-4]。因此，對(duì)煙草根系的研究已得到很多學(xué)者的重視。馬新明等[5]研究了烤煙根系形態(tài)發(fā)育模擬模型，汪鄧民等[6]、韓錦峰等[7-8]研究了不同栽培措施對(duì)烤煙根系的影響，韓錦峰等[9-10]、王小純等[11]研究了激素和不同調(diào)節(jié)劑對(duì)烤煙根系發(fā)育及生理特性的影響。多年來(lái)，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)植物根系發(fā)育影響的研究一直受到人們的關(guān)注。GGR是繼ABT生根粉1～5號(hào)之后研制出來(lái)的一種新型、廣譜、高效的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，它的主要生理功能是補(bǔ)充外源激素與促進(jìn)植物體內(nèi)源激素合成，在小麥、玉米、果樹(shù)、烤煙等作物上進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)研究，結(jié)果均表明，GGR具有促進(jìn)根系發(fā)育、提高根系活力、增加產(chǎn)量的作用[12-14]。云南保山香料煙生產(chǎn)在冬春季節(jié)，煙苗移栽后持續(xù)的低溫干旱往往導(dǎo)致大田前期地下部分根系發(fā)育緩慢，對(duì)養(yǎng)分的吸收利用率較低；生長(zhǎng)后期煙株不打頂，往往造成根系衰老過(guò)快，不能滿足上部葉片及花序發(fā)育對(duì)養(yǎng)分的需求，導(dǎo)致上部葉煙堿含量過(guò)低，香氣量不足。筆者研究了 GGR10對(duì)香料煙根系發(fā)育和活力、根系煙堿含量的影響，旨在為制定香料煙合理的調(diào)控措施，促進(jìn)香料煙根系發(fā)育、提高根系活力、改善香料煙葉品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于 2008—2009年在云南省德宏州鳳平鎮(zhèn)拉塞村進(jìn)行，供試品種為云香巴斯瑪一號(hào)，試驗(yàn)地土壤為砂壤土，前作為水稻，土壤 pH 5.32，有機(jī)質(zhì)含量為25.03 g/kg，全氮1.77 g/kg，速效磷4.97 mg/kg，速效鉀78.00 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理。處理1：在移栽前5 d用10 mg/L的GGR10溶液噴灑煙苗1次，移栽后30 d揭膜培土?xí)r噴灑1次，至葉面有液珠滴下為宜；處理2：移栽時(shí)用10 mg/L的GGR10溶液沾根，移栽后30 d揭膜培土?xí)r用10 mg/L的GGR10溶液進(jìn)行葉面噴灑，方法同處理1；對(duì)照（CK），不用GGR10，在移栽后30 d葉面噴清水。小區(qū)面積40 m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

各處理于12月7日移栽，行株距為40 cm×10 cm，氮用量 60 kg/hm2，m(N):m(P2O5):m(K2O)=1: 1:2.5，分別由煙草專用復(fù)合肥[m(N):m(P2O5):m(K2O):m(Zn):m(B)=18: 5: 22: 1: 1]、硝酸鉀、過(guò)磷酸鈣提供，全部的磷肥、80%的氮、鉀肥作基肥在起壟時(shí)條施，20%的氮、鉀肥作追肥于移栽后30 d施入土壤。其他栽培管理措施及煙葉調(diào)制按照香料煙生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

于移栽后35、49、63、77、91、105 d取樣，每個(gè)處理取具有代表性煙株3株，將根系沖洗干凈，用于測(cè)定根系體積和根系活力。另取3株用于測(cè)定根系干重及煙堿含量。根系活力用TTC法測(cè)定[15]，根體積采用排水法測(cè)定，根系干重采用烘干稱重法測(cè)定，煙堿含量采用紫外分光光度法測(cè)定[16]。干物質(zhì)積累速率計(jì)算方法為：某一階段干物質(zhì)積累量/積累時(shí)間，單位為g/株·d。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPASS軟件（12.0版）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié) 果

2.1 不同處理對(duì)香料煙根系發(fā)育的影響

2.1.1 對(duì)根系干物質(zhì)積累的影響 由圖 1可以看出，整個(gè)生育期香料煙根系干物質(zhì)積累趨勢(shì)近似直線，在移栽后35 d根干物質(zhì)積累量很少，35 d之后根干物質(zhì)積累量逐漸增加，至77 d之后增加較快。不同處理對(duì)香料煙根系干物質(zhì)積累量有一定的影響，在移栽后63 d之前，根系干物質(zhì)積累量以處理1最高，處理2次之，對(duì)照最低；到移栽后63 d時(shí)，處理1和處理2根系干物質(zhì)積累量分別比對(duì)照提高39.49 %和33.12 %；在移栽后63～105 d，根系干物質(zhì)積累量以處理2最高，處理1次之，對(duì)照最低；到105 d時(shí)，處理1和處理2根系干物質(zhì)積累量分別比對(duì)照提高8.71 %和29.55 %。說(shuō)明使用GGR10能促進(jìn)大田期香料煙根系干物質(zhì)的積累，處理1的作用主要在大田生長(zhǎng)的前中期，處理2的作用維持時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

從圖 2可以看出，在整個(gè)大田生育期，使用GGR10的 2個(gè)處理煙株根系干物質(zhì)積累速率為雙峰曲線，第一高峰在移栽后63 d，第二高峰在移栽后91 d，且第二峰值明顯高于第一峰值。對(duì)照煙株根系干物質(zhì)積累速率為單峰曲線，移栽后77 d之前根系干物質(zhì)日增長(zhǎng)率相對(duì)較低，特別是移栽后63 d之前其干物質(zhì)日積累速率遠(yuǎn)低于處理1和處理2，致使其干物質(zhì)積累量在移栽后 77 d之前一直低于施用GGR10的2個(gè)處理；77～91 d對(duì)照根系干物質(zhì)日積累速率高于處理 1，從而使對(duì)照根系干物質(zhì)積累量在該階段基本趕上處理1，可能與處理1煙株較早地由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)為生殖生長(zhǎng)，消耗大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而使葉片合成的干物質(zhì)向根系分配比例減少有關(guān)。91 d之后對(duì)照根系干物質(zhì)日積累速率快速下降，至105 d時(shí)遠(yuǎn)低于處理2和處理1，可能與GGR10的作用喪失有關(guān)。

2.1.2 對(duì)香料煙根系體積的影響 由表1可以看出，各處理根系體積在移栽后49 d之前較小，49～91 d增加較快，91 d之后根系體積略有增加。在香料煙發(fā)育過(guò)程中，使用GGR10的處理1和處理2的根系體積均高于對(duì)照。在移栽后35 d，處理1與對(duì)照的差異達(dá)到顯著水平；在移栽后49 d，處理2與處理1、處理3之間的差異達(dá)極顯著水平；在移栽后63 d，處理1和處理2的根系體積顯著高于對(duì)照；在移栽63 d之后，處理之間差異較小，但直到移栽后105 d，處理2的根系體積仍然顯著高于對(duì)照。說(shuō)明使用GGR10的2個(gè)處理對(duì)香料煙生育前期根系發(fā)育均有明顯的促進(jìn)作用，尤以處理2的效果持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

圖1 不同處理對(duì)香料煙根系干物質(zhì)積累的影響Fig.1 Effect of different treaments on dry matter accumulation in oriental tobacco roots

圖2 不同處理對(duì)香料煙根系干物質(zhì)積累速率的影響 Fig.2 Effect of different treaments on dry matter accumulation rate in oriental tobacco roots

表1 不同處理對(duì)香料煙根系體積的影響Table 1 Efects of diferent treatments on root volume of oriental tobacco mL/株

2.2 不同處理對(duì)香料煙根系活力的影響

根系活力是衡量煙草生長(zhǎng)發(fā)育狀況的重要生理指標(biāo)，它直接關(guān)系到根系對(duì)礦物質(zhì)及水分的吸收和對(duì)煙堿及某些生長(zhǎng)物質(zhì)的合成。從圖3看出，在香料煙整個(gè)生育期內(nèi)，各個(gè)處理根系活力變化動(dòng)態(tài)呈雙峰曲線。移栽返苗后，隨著根系的發(fā)育其活力迅速提高，在移栽后49 d出現(xiàn)第一次高峰；49～63 d根系活力有所下降，可能與該階段氣候干旱有關(guān)；63 d之后根系活力稍有回升，至移栽后77 d出現(xiàn)第二次高峰，該峰值低于第一峰值，此后隨著煙葉逐漸成熟，根系活力快速下降，這與烤煙的根系活力變化動(dòng)態(tài)有所不同[3,11]。不同處理對(duì)根系活力的影響不同，移栽后35～49 d，各處理之間根系活力差異較大，使用GGR10能明顯提高香料煙根系活力，尤以處理2煙株根系活力最高，這2個(gè)時(shí)期處理1和處理 2的根系活力分別較對(duì)照提高 6.61 %和35.52 %、2.16 %和8.37 %；49 d之后各處理之間煙株根系活力差異減小，但施用GGR10的2個(gè)處理的根系活力仍然高于對(duì)照，并一直保持到生育期末，特別是處理2根系活力明顯高于處理1和對(duì)照。

2.3 不同處理對(duì)香料煙根系中煙堿含量的影響

煙堿是煙草化學(xué)成分的核心物質(zhì)，主要在根部合成，再運(yùn)送到地上部分并在葉中積累，因此根系中煙堿含量的高低在一定程度上反映了根系活力的高低，并對(duì)地上部分葉片煙堿的含量有一定的影響[4]。從圖4中可以看出，整個(gè)大田期香料煙根系煙堿含量的變化動(dòng)態(tài)與根系活力的變化相似，在移栽后35～49 d根系煙堿含量快速增加，49～91 d維持在較高水平，91 d之后，隨著根系的衰老、活力的降低，其煙堿含量下降。使用 GGR10能明顯提高整個(gè)生育期香料煙根系中煙堿含量，尤以處理 2效果最為明顯，從移栽后49 d開(kāi)始，在各個(gè)測(cè)定時(shí)期其根系煙堿含量分別比對(duì)照提高14.11 %、12.61%、12.50 %、17.54 %、19.39 %。

圖3 不同處理對(duì)香料煙根系活力的影響Fig.3 Effect of different treatments on the root activity of oriental tobacco

3 討 論

試驗(yàn)結(jié)果表明，香料煙根系體積和干物質(zhì)積累曲線近似直線，根系體積增加高峰在移栽后49～91 d，干物質(zhì)積累高峰在移栽后77～105 d。使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GGR10能促進(jìn)前期煙株根系早發(fā)快長(zhǎng)，增加根系體積和干物質(zhì)積累，其中以處理2的作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，并且在后期也能表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。

韓錦峰等[3]研究表明，整個(gè)生育期內(nèi)烤煙根系活力呈單峰曲線，峰值在移栽后60 d；王小純等[11]研究表明烤煙根系活力變化動(dòng)態(tài)呈雙峰曲線，第一峰值在移栽后30 d，第二峰值在移栽后80 d，且第一峰值高于第二峰值。本研究表明，香料煙根系活力變化動(dòng)態(tài)呈雙峰曲線，第一高峰在移栽后49 d，第二峰值在移栽后77 d，且第一峰值明顯高于第二峰值，而云南保山香料煙多在11月下旬至12月上旬移栽，移栽后經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間的低溫階段，煙株生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，致使煙株根系活力的第一峰值較烤煙有所推遲。使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 GGR10能明顯提高香料煙根系活力，處理1提高根系活力的效果主要在移栽后49 d之前，處理2在整個(gè)生育期對(duì)根系活力的提高均有明顯效果。

香料煙由于不打頂以及氮肥用量較低，一般煙堿含量較低。而云南保山香料煙煙堿含量明顯低于其他產(chǎn)區(qū)，尤其是上部葉煙堿含量更低[17-18]，在一定程度上影響了煙葉的質(zhì)量。有研究表明，根系活力、根干重、根體積與葉片煙堿含量呈顯著或極顯著的正相關(guān)[3,19]。本研究結(jié)果也表明，使用GGR10在整個(gè)生育期能明顯提高根中煙堿含量。煙堿主要在根部合成，再運(yùn)送到地上部分并在葉中積累，“源”中煙堿濃度提高，必然會(huì)增加“庫(kù)”中煙堿的含量。

圖4 不同處理對(duì)香料煙根系中煙堿含量的影響 Fig.4 Effect of different treatments on nicotine content in oriental tobacco roots

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