半膜覆蓋栽培對烤煙生長發(fā)育的影響

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半膜覆蓋栽培對烤煙生長發(fā)育的影響

高維常1，胡偉2，林葉春1，陳偉1，潘文杰1*，王勁2，葉浩2

（1.貴州省煙草科學(xué)研究院，貴陽550081；2.貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司湄潭復(fù)烤廠，貴州湄潭564100）

摘要：為降低烤煙生產(chǎn)的勞動強(qiáng)度，提高塑料地膜利用效率，通過田間小區(qū)試驗(yàn)，研究半膜覆蓋栽培模式對烤煙生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，半膜覆蓋栽培能提高植株葉片光能利用效率，半膜全生育期地膜覆蓋（T1）與對照（CK）氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）；半膜覆蓋栽培能促進(jìn)植株根系直徑增粗、根層下移和植株地上部生長勢，移栽后90 d，半膜覆蓋栽培平均根系直徑比對照增加0.22 mm，與對照呈顯著差異（P<0.05），根系下扎深度增加0.05 m，干物質(zhì)積累量增加46.57 g·plant-1。同時，減少50.00%地膜使用量，降低50.00%的地膜成本，促進(jìn)作物增產(chǎn)246.01 kg·hm-2，綜合實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效4 481.94元·hm-2。半膜覆蓋栽培作為新的種植模式，在實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)煙葉豐產(chǎn)同時，可提高生產(chǎn)效益，減輕地膜對環(huán)境污染，促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，推廣應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：烤煙；高效栽培；半膜覆蓋；節(jié)本增效

網(wǎng)絡(luò)出版時間2015-1-12 9:52:06

[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20150112.0952.003.html

高維常,胡偉,林葉春,等.半膜覆蓋栽培對烤煙生長發(fā)育的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2015, 46(1): 13-18.

塑料地膜覆蓋具有保溫、保濕、抗蟲、防病、抑制雜草生長等作用，已在煙草及其他作物生產(chǎn)中廣泛使用[1]。長時間全壟地膜覆蓋，會導(dǎo)致植株側(cè)根量減少、根層變淺，植株難以吸收充足養(yǎng)分，中后期土壤溫度偏高，植株易早衰[2]，感染病蟲害嚴(yán)重[3]，煙葉品質(zhì)降低。由于塑料地膜以化纖作原料，主要成分為聚乙烯、聚氯乙烯，在田間殘留，不易降解。當(dāng)前對地膜覆蓋在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用研究主要集中在不同覆蓋方式、覆蓋增溫保濕、改善土壤理化性狀、提高土壤肥力、促進(jìn)植物早生快發(fā)和提高產(chǎn)量與品質(zhì)等方面[4-5]，但對提高地膜利用效率，減少“白色污染”方面研究較少。本文提出半膜覆蓋栽培模式。模式優(yōu)勢：①烤煙生長過程中，一半根系處于膜內(nèi)，一半根系處于膜外，綜合干旱地膜保濕、雨澇排水特點(diǎn)，能提高肥料利用率，促進(jìn)根系發(fā)育與烤煙生長；②減少一半地膜使用量的同時，提高地膜回收效率，有效降低“白色污染”；③減少勞動用工。為考查該模式的應(yīng)用效果，本試驗(yàn)通過研究半膜覆蓋栽培對烤煙地下和地上部植株生長發(fā)育情況的影響，以期為環(huán)境保護(hù)、資源高效利用和煙田土壤資源持續(xù)利用提供新思路。

1　材料與方法

1.1材料

供試品種為K326，由貴州省煙草科學(xué)研究院良種繁育研究中心提供，采用漂浮育苗，于2013年4~9月在貴州省煙草科學(xué)研究院龍崗試驗(yàn)基地進(jìn)行。供試地膜由貴州天興塑料制品有限公司提供，半膜覆蓋栽培用地膜寬度1.00 m，厚度0.008 mm，雙行凹壟栽培用地膜寬度2.00 m，厚度0.008 mm；供試土壤為黃壤土，取0~20 cm土壤進(jìn)行化驗(yàn)，主要理化性狀為：pH 5.93，有機(jī)質(zhì)62.93 g·kg-1、全氮0.21%、堿解氮147.70 mg·kg-1、全磷0.98 g·kg-1、有效磷23.33 mg·kg-1、全鉀6.80 g·kg-1、速效鉀251.86 mg·kg-1；2013年試驗(yàn)基地4~9月平均氣溫20.60℃，降雨475.20 mm，氣溫高于常年，但降雨明顯低于常年（常年4~9月平均氣溫18.80℃，降雨889.10 mm）。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用田間小區(qū)試驗(yàn)，設(shè)3個處理，即T1：半膜全生育期地膜覆蓋；T2：半膜地膜覆蓋，移栽后35 d揭膜培土；CK：雙行凹壟全生育期地膜覆蓋，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積115.00 m2，植煙8行，行長13.00 m。半膜覆蓋栽培模式按壟底2.10 m開廂起梯形寬壟，壟高0.25~0.30 m，壟內(nèi)行距為0.90 m，壟間行距為1.20 m，株距0.55 m，即采用寬窄行種植，壟面略呈弧形，保證不集雨，在地壟肩部，距地壟中心線0.50 m處開深0.15~0.20 m施肥溝進(jìn)行施肥，用單壟地膜覆蓋于壟面中心位置，邊沿落入條施基肥的施肥溝，在施肥溝上覆土將邊沿蓋實(shí)壓緊，半膜覆蓋栽培模式如圖1所示。雙行凹型壟按2.20 m開廂起壟，壟高0.25~0.30 m，壟內(nèi)行距為1.00 m，壟間行距為1.20 m，株距0.55 m，同樣采用寬窄行種植，雙行凹壟栽培模式如圖2所示。各處理施肥方式和施肥位置一樣，條施于植株正下方，施純氮90.00 kg·hm-2，基追肥比例為7?3，基肥于移栽前全部條施，追肥于栽后20 d穴施。除試驗(yàn)因素外，其他管理措施嚴(yán)格按照《貴州省烤煙標(biāo)準(zhǔn)體系》[6]進(jìn)行。

1.3測定項(xiàng)目與方法

于移栽當(dāng)天、栽后30、60和90 d取植株根系，按重復(fù)取樣，每處理取3株，采用根系掃描分析系統(tǒng)（WinRHIZO）測定植株根系生物學(xué)性狀，包括總根長、總根表面積、總根體積和平均根系直徑，并在煙葉成熟期挖土壤剖面調(diào)查植株根系田間分布情況，煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法參照標(biāo)準(zhǔn)YC/T l42-2010進(jìn)行[7]，于栽后90 d在上午10: 00~12: 00選取植株功能葉測定葉片SPAD值和光合特性，每處理測量10片葉，用葉綠素儀測定葉片SPAD值，Li-6400測定植株葉片光合特性。每個小區(qū)單獨(dú)采收，掛牌打捆散葉烘烤，計(jì)產(chǎn)計(jì)值按照國標(biāo)42級制進(jìn)行。

圖1　半膜覆蓋栽培模式Fig. 1　Semi-film mulching cultivation mode

圖2　雙行凹壟栽培模式Fig. 2　Double-row concave ridge cultivation mode schematic diagrams

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010和SAS v8軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1植株根系生物學(xué)性狀

從圖3看，不同栽培模式植株根系生物學(xué)性狀差異顯著。植株根系總根長、總根表面積和總根體積半膜全生育期地膜覆蓋（T1）與半膜地膜覆蓋，移栽后35 d揭膜培土（T2）在生育過程中趨勢表現(xiàn)基本一致，但兩處理均小于對照（CK），栽后90 d時均呈極顯著差異（P<0.01）。栽后30 d，各處理間差異較小，隨后差異逐漸擴(kuò)大，到后期對照明顯高于半膜種植模式。植株根系平均根系直徑從移栽當(dāng)天到栽后60 d，半膜種植模式與對照雙行凹壟基本保持一致；移栽后60 d，半膜種植模式平均根系直徑仍然保持增長趨勢，CK平均根系直徑逐漸減??；移栽后90 d，半膜種植模式明顯大于CK，呈顯著差異（P<0.05），半膜種植模式平均根系直徑比CK增加0.22 mm。

2.2植株根系田間分布

植株根系田間分布情況是指根系在壟內(nèi)橫向分布寬度和根系向下深入土層的深度，以及以植株莖桿為中心，根系在莖桿兩側(cè)壟內(nèi)橫切面分布情況（見表1）。

由表1可知，半膜種植模式植株根系向下深入土層深度較CK要深，半膜種植模式植株根系下扎深度約0.20 m，CK根系下扎深度約0.15 m。橫向分布寬度半膜種植模式植株根系沒有CK分布寬，半膜種植模式橫向分布約0.55 m，CK約0.60 m。田間觀察發(fā)現(xiàn)，T1植株不定根系數(shù)量少于CK，而且根系明顯不對稱，分布比例7?3，覆蓋地膜的一側(cè)根系特別是不定根系數(shù)量明顯多于未覆膜的一側(cè)；半膜地膜覆蓋，T2處理同T1比較，根系對稱分布比例不同，T2為6?4，而且不定根系和側(cè)根系出現(xiàn)一定的分層現(xiàn)象，不定根系主要集中在土層0.15 m以上；CK田間根系呈對稱分布，在一定范圍內(nèi)，壟寬度與根系分布寬呈正比。

圖3　不同種植模式對植株根系生物學(xué)特性的影響Fig. 3　Effects of different cropping patterns on biological characteristics of flue-cured tobacco root

2.3植株農(nóng)藝性狀

由表2可知，移栽后60 d，半膜種植模式葉面積、株高和莖圍均達(dá)到CK種植模式效果，葉片數(shù)均約23片，方差分析表明，葉面積半膜全生育期地膜覆蓋（T1）與半膜地膜覆蓋，移栽后35 d揭膜培土（T2）、CK差異達(dá)顯著水平（P<0.05），莖圍半膜種植模式與CK差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；移栽后90 d，半膜種植模式葉面積、株高和莖圍同樣均達(dá)到CK種植模式的效果，葉片數(shù)均約23片，著生葉片半膜種植模式多于CK，但方差分析無顯著差異。

表2　不同種植模式對植株農(nóng)藝性狀的影響Table 2　Effects of different cropping patterns on agronomic characters of flue-cured tobacco

2.4葉片光合特性和SPAD值

由表3可知，半膜種植模式植株凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）均高于CK種植模式。T1、T2與CK的Gs差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），T1與CK的Ci差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。半膜種植模式植株葉片SPAD值要高于CK，其中T1比CK高3.22，T2比CK高 5.62，T2與CK差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

2.5植株干物質(zhì)積累

由圖4可知，移栽后90 d，半膜覆蓋栽培模式植株地上部干物質(zhì)積累量大于CK，增加量46.57 g·plant-1。從田間長勢看，半膜覆蓋栽培模式長勢較旺。T1與T2無顯著差異，但兩者與CK間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

表3　不同種植模式對煙葉光合特性和SPAD值的影響Table 3　Effects of different cropping patterns on photosynthesis characteristic and SPAD of flue-cured tobacco leaves

圖4　不同種植模式下植株干物質(zhì)積累量的變化Fig. 4　Change of flue-cured tobacco dry matter accumulation under different cropping patterns

2.6經(jīng)濟(jì)效益

由表4可知，半膜種植模式產(chǎn)量、產(chǎn)值和上中等煙率均高于CK，但均價差異不大，其中T2經(jīng)濟(jì)效益最好，半膜種植模式比CK平均產(chǎn)量增加246.01 kg·hm-2、產(chǎn)值增加3 611.94元·hm-2、上中等煙率提高3.81%；半膜種植模式因采用地膜半幅覆蓋，與CK相比可節(jié)約地膜50.00%，同樣可節(jié)約成本50.00%，如CK按1 200.00元·hm-2計(jì)算，半膜種植模式可節(jié)約成本600.00元·hm-2，如生產(chǎn)措施得當(dāng)可實(shí)現(xiàn)地膜重復(fù)利用，同時節(jié)省15.00%的起壟蓋膜用工，每個用工按60.00元計(jì)算，可節(jié)省270.00元·hm-2。綜上分析，半膜種植模式比CK種植模式平均節(jié)本增效4 481.94元·hm-2。

表4　不同種植模式的經(jīng)濟(jì)效益Table 4　Economic benefit of flue-cured tobacco under different cropping patterns

3　討論

3.1覆蓋方式與植株生物學(xué)特性的關(guān)系

根系是植物的重要器官之一，烤煙根系生長發(fā)育情況與植株農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)收益和煙葉品質(zhì)等關(guān)系密切[8]。地膜覆蓋促使土壤富水層上移，根系密集層升高，植株根系70.00%~80.00%密集在地表下0.05~0.15 m土層內(nèi)，限制根系吸收土壤養(yǎng)分，阻礙植株根系自身及地上部中后期的生長發(fā)育，不利上部煙葉質(zhì)量的提高，容易發(fā)生早衰現(xiàn)象，甚至產(chǎn)生“灰色葉”[9]。本研究表明，采用半膜覆蓋栽培，能促進(jìn)植株根系直徑加粗，促使植株根層下移，充分吸收土壤養(yǎng)分，改善植株根系及地上部中后期生長發(fā)育的營養(yǎng)條件。半膜覆蓋栽培模式葉面積、株高、莖圍和葉片數(shù)均優(yōu)于對照種植模式，表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長勢，優(yōu)勢明顯。原因是半膜覆蓋栽培模式通過擴(kuò)大壟體以及壟體的半幅覆蓋和半幅裸露，植株根系處于膜內(nèi)和膜外兩種狀態(tài)之下，綜合干旱地膜保濕、雨澇排水的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)以水調(diào)肥，促進(jìn)土壤肥效提高[10]，為植株生長發(fā)育創(chuàng)造適宜環(huán)境[11]。因此，半膜覆蓋栽培模式可促進(jìn)植株根系和農(nóng)藝性狀的生長發(fā)育，為烤煙優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)提供前提條件。烤煙根系橫向生長超過縱向生長[12]。

3.2覆蓋方式與植株光合特性的關(guān)系

個體與群體的光合作用決定植株生長發(fā)育以及產(chǎn)質(zhì)量的形成[13]。本研究條件下，半膜覆蓋栽培模式植株凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率均高于對照。半膜覆蓋栽培模式能優(yōu)化植株地下地上田間生長環(huán)境，改善田間通風(fēng)透光以及空氣流通，提高植株葉片光能利用效率[14]。半膜覆蓋栽培模式植株SPAD值高于對照，栽后90 d干物質(zhì)積累量增加。從田間長勢來看，半膜種植模式的植株具有生長整齊一致，生長勢強(qiáng)，葉色濃綠等特點(diǎn)。

4　結(jié)論

本試驗(yàn)研究表明，半膜覆蓋栽培模式能提高煙葉光能利用效率，促進(jìn)植株根系直徑加粗、根層下移及對養(yǎng)分的吸收；促進(jìn)植株地上部生長發(fā)育，增加植株葉面積、株高和莖圍，田間表現(xiàn)出較強(qiáng)生長勢，移栽后90 d，植株干物質(zhì)積累量比對照增加46.57 g·plant-1。半膜覆蓋栽培模式比雙行凹壟栽培模式平均增產(chǎn)246.01 kg·hm-2，增收3 611.94元·hm-2，同時可降低能耗，節(jié)約地膜50.00%，降低地膜成本50.00%，綜合計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效4 481.94元·hm-2。因此，應(yīng)用半膜覆蓋栽培模式，可調(diào)節(jié)植株生長環(huán)境，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)煙葉豐產(chǎn)，推廣應(yīng)用前景良好。

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Gao Weichang, Hu Wei, Lin Yechun, et al. Effect of semi-film mulching cultivation mode on growth and development of flue-cured tobacco[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2015, 46(1): 13-18. (in Chinese with English abstract)

Effect of semi-film mulching cultivation mode on growth and develop?

ment of flue-cured tobacco

/GAO Weichang1, HU Wei2, LIN Yechun1, CHEN Wei1, PAN Wenjie1, WANG Jin2, YE Hao2

(1.Guizhou Tobacco Research Institute, Guiyang 550081, China; 2. Meitan Factory of Guizhou Tobacco Redrying Limited Company, Meitan Guizhou 564100, China)

Abstract:To reduce labor intensity and improve the utilization efficiency of plastic film, and to reduce the cost and increase the products, field plot experiment method was used to study the effects of semi-film mulching cultivation mode on the growth and development of flue-cured tobacco. The results showed that semi-film mulching could increase the efficiency of photosynthesis , semi-film mulching growth period (T1）treated with control (CK) stomatal conductance (Gs), intercellular CO2concentration (Ci) the difference was significant (P<0.05); Compared with the control, semi-film mulching could promote the growth of root diameter and the down-growing of root, and enhance the growth potential of plant, the average root diameter increased 0.22 mm, significant difference (P<0.05), increased 0.05 m depth tie root and dry matter accumulation increased 46.57 g·plant-190 d after transplanting. Therefore, the cost of plastic film cultivation mode could be saved 50.00% and 50.00% usage amount of plastic film was saved by using the semi-film mulching cultivation mode. The yield of plastic film cultivation mode increased by 246.01 kg·hm-2and economic saved 4 487.94 yuan·hm-2. Semi-film mulching cultivation mode was a new cropping pattern, withbook=46,ebook=19broad prospects of popularization and application, as it could increase the yield and reduce the cost and the pollution of film for environment, and promote the sustainable development of the environment.

Key words:flue-cured tobacco；efficient cultivation；semi-film mulching cultivation mode；saving cost and increasing economic benefit

*通訊作者：潘文杰，研究員，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)闊煵菰耘?。E-mail: wenjiepan@163.com

作者簡介：高維常（1983-），男，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)闊煵菰耘?。E-mail: gzyksg@163.com

基金項(xiàng)目：國家煙草專賣局科技重大專項(xiàng)（Ts-02-20110015）

收稿日期：2014-08-12

文章編號：1005-9369（2015）01-0013-06

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

中圖分類號：S572.05