沼液對煙苗生長及生理特征的影響

趙會納，雷 波，陳 懿，潘文杰*，宗學鳳

（1.貴州省煙草科學研究所，貴陽 550081；2.西南大學農(nóng)學與生物科技學院，重慶 400715）

有機食品作為一種安全、健康、友好的產(chǎn)品，越來越受到人們的青睞[1-3]。煙草作為一種較為特殊的產(chǎn)品受到全世界的重視，在食品安全、人體健康倍受關注和有機食品迅猛發(fā)展的時代，有機煙草的生產(chǎn)也逐漸加快進程[4]，煙草的安全性及品質(zhì)是我國煙草出口的瓶頸和公眾關心的熱點，加上“吸煙與健康”問題受到普遍關注，煙草安全性問題變得更加敏感，因此，發(fā)展生產(chǎn)有機煙葉就具有非常重要的現(xiàn)實意義，對提高我國煙葉品質(zhì)和卷煙產(chǎn)品質(zhì)量具有深遠影響。培育健壯有機煙苗是有機煙草生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，是獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)有機煙葉的基礎，因此如何培育有機煙苗已成為急需解決的問題，但我國有機煙草生產(chǎn)開始較晚，目前國內(nèi)還鮮有關于有機育苗的報道。漂浮育苗所需主要材料為基質(zhì)和肥料，而基質(zhì)主要由草炭、牛糞、珍珠巖和蛭石組成[5-8]，符合有機生態(tài)煙葉生產(chǎn)規(guī)范，因此有機育苗的關鍵就是尋找有機肥來替代育苗專用肥，而沼液含有多種植物生長的養(yǎng)分，豐富的氨基酸及各種生長激素、維生素等是人們廣為熟知的一種速效性有機肥料。近年來，人們已將沼液用于水稻[9]、玉米[10]、小麥[11]、黃瓜[12]、胡蘿卜[13-15]、狗尾草[16]、番茄[17]等作物，結(jié)果表明施用沼液后使作物產(chǎn)量提高、品質(zhì)改善、抗病性增強，沼液的利用價值越來越受到人們關注，但以往的研究大多是葉面噴施或大田灌根[10,15-16]，將沼液作為營養(yǎng)液的研究較少。因此，筆者研究了沼液對煙苗的生長發(fā)育及生理特征的影響，以期為沼液的合理利用、進一步優(yōu)化有機育苗技術(shù)和發(fā)展有機煙葉生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

試驗于 2010年在貴州省開陽縣龍崗鎮(zhèn)貴州煙科所良種繁育基地育苗大棚中進行，采用漂浮育苗方式育苗。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為云煙85。漂浮育苗盤為160孔，規(guī)格為51.5 cm×32.5 cm×6.0 cm。使用常規(guī)商品育苗基質(zhì)。肥料：①烤煙育苗專用肥，m(N):m(P2O5):m(K2O)=17:10:18的復合肥，總養(yǎng)分≥45%。②沼液，全氮1.13 g/L，全磷0.19 g/L，全鉀0.15 g/L，有機質(zhì)0.17 g/L，pH為7.6。

1.3 試驗設計

試驗設沼液營養(yǎng)液氮濃度分別為 50 mg/L（T1）、150 mg/L（T2）、250 mg/L（T3）3個處理，烤煙育苗專用肥為對照（CK）。每個處理6盤，每盤160株，分別在出苗、定苗、第2次剪葉時加入營養(yǎng)液。每次加入營養(yǎng)液時，把育苗盤搬出，根據(jù)育苗池中的水量加入育苗專用肥（融入少量水后加入）或沼液，混勻。沼液施用前先涼置一段時間使里面的氨氣揮發(fā)，育苗期補水不斷變換進水點。2月23日播種，4月13日和4月21各剪葉一次，播種后70 d左右成苗時取樣測定各指標。

1.4 測定項目和方法

1.4.1 煙苗植物學性狀和生物量測定 播種 70 d后，每個處理取長勢均勻的煙苗 12株，分別測定其株高和最大葉長寬（長度大于2 cm的葉片），并測定煙苗根系的鮮、干質(zhì)量。

1.4.2 光合特性的測定和光合色素含量測定 播種后70 d，每個處理取4株煙苗，取其功能葉，用LI-6400型便攜式光合儀在上午9:00—10:30測定各處理煙苗的功能葉的光合特性，系統(tǒng)控制CO2濃度為 380 μmol/mol，控制 LED紅白光源光照強度在600 μmol/(m2.s)。測定時要提前1 d將煙苗移出大棚適應外界環(huán)境。測定光合指標后，將功能葉去掉主脈后剪碎混勻，用95%乙醇提取光和色素，用分光光度法測定葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量[19]。

1.4.3 葉片生理指標的測定 播種后 70 d每個處理取9株煙苗的功能葉放入-20 ℃冰箱保存，測定可溶性蛋白、過氧化物酶（POD）、超氧化物岐化酶（SOD）、丙二醛（MDA）含量，詳見參考文獻[19]。

1.4.4 根系形態(tài)指標測定 每個處理取3株煙苗，將帶基質(zhì)的根系浸水10 h后洗凈，按照WinRHIZO根系分析系統(tǒng)專業(yè)版2009b的使用手冊操作，將幼苗根系攤開不重疊，通過數(shù)字化掃描儀（EPSON Expreesion 1000XL）對完整的根系進行掃描，之后用 WinRHIZO 根系分析系統(tǒng)軟件（Regent Instruments Canada Inc.）對根系（總表面積、根總長、根總數(shù)、根平均直徑等）進行定量分析。

1.4.5 煙苗根系活力測定 播種后 70 d每個處理取3株煙苗的根，測定其根系活力，根系活力用TTC還原法[19]測定。

1.4.6 統(tǒng)計分析 用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行方差分析和多重比較。

2 結(jié) 果

2.1 沼液對煙苗生長和生理特性的影響

2.1.1 沼液對煙苗生長的影響 與CK相比，T1、T2、T3處理煙苗根系生物量（干鮮質(zhì)量）均有明顯提高（表1），根系鮮質(zhì)量分別提高 120.80%、151.46%、77.86%，根系干質(zhì)量分別提高65.67%、81.74%、65.67%，其中 T2處理的干鮮質(zhì)量與 CK差異均達到顯著水平。T2處理的煙苗株高、葉長寬與CK最為接近，且差異沒有達到顯著水平。T1地上部長勢最差，煙苗矮小。

表1 沼液對煙苗生長和生物量的影響Table1 Effects of slurry on growth and biomass of flue-cured tobacco seedlings

2.1.2 沼液對煙苗根系生長的影響 由表2可知，與 CK相比，T1、T2處理根系直徑分別增加了9.66%、6.98%，但沒有達到5%顯著差異水平；T1、T2、T3處理根總長分別增加了74.06%、19.69%、4.28%，根表面積分別增加了 99.62%、37.95%、13.66%，根體積分別增加了 127.54%、62.48%、22.46%，此說明沼液有促進煙苗根系生長趨勢。

表2 沼液對煙苗根系生長的影響Table 2 Effects of slurry on root growth of flue-cured tobacco seedlings

2.1.3 沼液對煙苗根系活力的影響 由圖1可知，烤煙的根系活力在不同處理間主要表現(xiàn)為 T3＞T2＞CK＞T1。與CK相比，T1處理的根系活力降低了 2.46%，T2、T3處理的根系活力分別提高了6.27%、23.04%，但各處理間差異沒有達顯著水平。

2.1.4 沼液對煙苗根系形態(tài)的影響 與CK相比，T1 處理在 0～0.7、0.7～1.4、1.4～2.1、2.1～2.8、2.8～3.5 mm直徑范圍內(nèi)的根長比 CK分別增加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直徑范圍內(nèi)的根長與 CK處理差異達到顯著水平；T2處理0～0.7、0.7～1.4、1.4～2.1、2.1～2.8 mm直徑范圍內(nèi)的根長比CK分別增加15.99%、57.82%、81.74%、51.44%；T3處理各直徑范圍內(nèi)的根長都比CK有所增加，但T2、T3處理各直徑范圍根長與CK差異沒有達到顯著水平。

圖1 沼液對煙苗根系活力的影響Fig.1 Effects of slurry on root activity of flue-cured tobacco seedlings

表3 沼液對煙苗根系形態(tài)的影響Table3 Effects of slurry on root morphology of flue-cured tobacco seedlings

2.2 沼液對煙苗生理特性的影響

2.2.1 沼液對煙苗光合色素含量的影響 從表4中看出，施用沼液可以促進烤煙葉綠素總量、葉綠素a和類胡蘿卜素含量的增加。與CK相比，3個處理葉綠素總量分別增加了0.82%、9.95%和8.49%；葉綠素a含量分別增加了0.14%、15.82%和11.00%；類胡蘿卜素含量分別增加了 37.70%、73.17%和58.14%；但沼液各處理葉綠素b含量與CK處理差別不大。

表4 沼液對煙苗光合色素含量的影響Table 4 Effects of slurry on photosynthetic pigments of flue-cured tobacco seedlings

2.2.2 沼液對煙苗光合參數(shù)的影響 從表5中看出，T2、T3處理煙苗的凈光合速率較CK高出0.56和0.51 mol/CO2(m2·s)，但提高的幅度不大；T2處理煙苗的氣孔導度和胞間CO2濃度最高，分別達到了 0.45 mol/H2O(m2·s)和 217.40 μmol/CO2mol，與CK相比，分別增加了40.63%和5.17%；T1處理的氣孔導度和胞間CO2濃度最低，只有0.29 mol/H2O(m2·s)和 288.87 μmol/CO2mol，和 CK 相比，分別降低了9.38%和4.29%。但方差分析結(jié)果表明，這些差異都沒有達到 5%顯著水準，說明沼液僅僅有增加或降低煙苗光合特性的趨勢。

表5 沼液對煙苗光合特性的影響Table5 Effects of slurry on photosynthetic characteristics of flue-cured tobacco seedlings

2.2.3 沼液對煙苗生理特性的影響 從表6中可以看出，煙苗的可溶性蛋白含量在不同處理間主要表現(xiàn)為T3＞CK＞T2＞T1；POD活性以T1處理最強，和CK相比增加了131.12%，而T3處理煙苗的POD活性低于CK處理（33.95%）；T1處理煙苗的POD、SOD、MDA含量最高，而T2和CK處理烤煙的可溶性蛋白含量、POD、SOD、MDA基本相近。

表6 沼液對煙苗生理指標的影響Table 6 Effects of slurry on physiological property of flue-cured tobacco seedlings

3 討 論

營養(yǎng)液是煙苗生長的養(yǎng)分和水分來源。營養(yǎng)液的營養(yǎng)元素種類、形態(tài)、比例和濃度等是影響烤煙漂浮育苗成敗的重要因素[20-21]。而沼液中含有作物生長所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，是很好的有機肥料。同時，沼液中存留了豐富的氨基酸、B族維生素、各種水解酶、某些植物生長素、對病蟲害有抑制作用的物質(zhì)或因子，已有研究表明秧苗期噴施沼液能夠促進秧苗的營養(yǎng)生長，較快地產(chǎn)生分蘗和形成更多的分蘗，使秧苗根系保持較好的生活力，從而提高秧苗素質(zhì)[9]。本試驗采用沼液配制營養(yǎng)液氮濃度在50 mg/L時，地上部長勢較差，表現(xiàn)出明顯的缺肥癥狀，而氮濃度在150 mg/L時地上部長勢與育苗專用肥相差不大，氮濃度在250 mg/L時地上部長勢略差。采用沼液配制營養(yǎng)液與漂浮育苗專用營養(yǎng)液相比，明顯提高了根系生物量，沼液比育苗專用肥處理的煙苗總根長、根平均直徑、根表面積、根體積、側(cè)根數(shù)均有不同程度的增加，沼液明顯促進了煙苗根系的生長，其根系發(fā)達、粗壯，有助于移栽后快速返苗。

葉綠素是植物的光合色素，其含量對葉片光合性能有較大影響.葉片葉綠素含量是反映葉片生理活性變化的重要指標之一，與葉片光合機能大小具有密切關系[22]。已有研究表明，沼液噴施能夠促進玉米生長發(fā)育，玉米莖桿粗壯，葉色濃綠，葉片變厚，光合作用好[10]。本試驗結(jié)果表明，采用沼液配制營養(yǎng)液氮濃度在150、250 mg/L，較育苗專用肥處理煙苗煙葉中光合色素含量和光合特性稍有提高，但營養(yǎng)液中氮濃度50 mg/L時，光合色素含量和光合特性明顯低于育苗專用肥。氮濃度50 mg/L時POD、SOD、MDA含量顯著高于育苗專用肥，可知氮濃度為50 mg/L時遭受養(yǎng)分脅迫，而氮濃度150 mg/L時，與育苗專用肥差異不大，在250 mg/L時含量最低。

總之，沼液150 mg/L處理效果最好，地上部長勢與常規(guī)生產(chǎn)上用的育苗專用肥長勢相差不大，而且地下部生長和發(fā)育明顯優(yōu)于育苗專用肥，其煙苗葉片中的光合色素含量和光合特性效果相當。用沼液配制營養(yǎng)液，操作簡單，取材方便，經(jīng)濟適用，成本低，煙農(nóng)易于掌握，只要按照漂浮育苗的技術(shù)操作規(guī)程，根據(jù)沼液中含氮量加入沼液即可，能夠達到使用漂浮育苗專用營養(yǎng)液的效果，因此在探索發(fā)展有機育苗時，可考慮用沼液150 mg/L處理替代育苗專用肥。

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