根區(qū)施用不同生物有機肥對烤煙根系生長發(fā)育的影響

徐文兵，吳 峰，鄧小華，齊永杰，羅建欽，李群嶺，楊麗麗，李海林，羅 偉

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，南寧 530001；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128）

根區(qū)施用不同生物有機肥對烤煙根系生長發(fā)育的影響

徐文兵1，吳 峰1，鄧小華2*，齊永杰1，羅建欽1，李群嶺1，楊麗麗2，李海林2，羅 偉2

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，南寧 530001；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128）

為篩選可以施于煙苗根區(qū)的生物有機肥，采用盆栽試驗研究了不同生物有機肥施于根區(qū)對烤煙根系形態(tài)、根系生理特性及干物質(zhì)的影響。結(jié)果表明，生物有機肥施于根區(qū)，可增加烤煙根系長度、體積、直徑和分枝數(shù)，提高烤煙根系活力，增加烤煙干物質(zhì)量，以三餅合一生物有機肥對烤煙的促生效果最好。三餅合一生物有機肥、煙秸生物有機肥、中煙多效生物有機肥可以做基肥施于根區(qū)。凹凸棒復(fù)合微生物有機肥不能做基肥施于根區(qū)。

生物有機肥；烤煙根系生長；根區(qū)施肥

生物有機肥可活化植煙土壤養(yǎng)分[1-2]、改善土壤微生態(tài)環(huán)境[3-4]、促進烤煙生長[5]、提高烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)[6]，已在烤煙生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用。因擔(dān)心生物有機肥傷苗而較少采用穴施，一般是撒施[7]或開溝條施[8-9]。煙草是稀植作物，加之南方雨水較多，肥料流失也嚴重[9-10]，撒施或條施于壟間和煙株間的生物有機肥利用率低。湘南稻作煙區(qū)土塊大，常在移栽煙苗時施用安蔸灰（主要是火土灰）來密封煙苗營養(yǎng)土團與大塊水稻土之間的縫隙，促進烤煙早發(fā)。如果將安蔸灰與生物有機肥混勻后做成移栽肥施于煙苗根區(qū)土壤，使根、土、肥充分接觸，不僅提高肥料利用率，更有利于烤煙早生快發(fā)[11]。不同有機肥及其施肥方式對烤煙根系發(fā)育影響的研究較多，如張翔等[12]、高家合等[4]、化黨領(lǐng)等[13]研究了條施有機肥、生物有機肥對烤煙大田根系的影響；滕桂香等[14]分別研究了微生物有機肥施用于苗床和穴施對烤煙根系生長的影響；李艷平等[15]、李曉婷等[16]將有機肥與土壤混勻采用盆栽方法研究了煙稈有機肥、有機肥與無機肥配施對烤煙根系生長的影響，但上述研究沒有涉及根區(qū)施用微生物有機肥。鑒此，采用盆栽試驗?zāi)M生物有機肥施于煙苗根區(qū)土壤狀態(tài)，研究其對烤煙根系生長的影響，以篩選適合根區(qū)施用的生物有機肥，為南方稻作煙區(qū)生物有機肥在煙草上高效應(yīng)用及促進烤煙早生快發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年9—11月進行?？緹熎贩N為K326。試驗土壤的pH為6.71、有機質(zhì)為34.36 g/kg、堿解氮為169.45 mg/kg、有效磷為30.32 mg/kg、速效鉀為101.21 mg/kg，取于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園基地的稻田，曬干備用。試驗用生物有機肥為凹凸棒復(fù)合微生物有機肥（有效活菌數(shù)≥0.5億/g，有機質(zhì)≥45%，N+P2O5+K2O≥5%）、煙秸生物有機肥（有效活菌數(shù)≥0.7億/g，有機質(zhì)≥60%，N+P2O5+K2O≥5%）、三餅合一生物有機肥（有效活菌數(shù)≥0.5億/g，有機質(zhì)≥70%，N+P2O5+K2O≥8%）和中煙多效生物有機肥（有效活菌數(shù)≥0.5億/g，有機質(zhì)≥30%，N+P2O5+K2O≥5%）。提苗肥的N、P2O5、K2O含量分別為20%、9%、0%。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個處理，分別是：T1，凹凸棒復(fù)合微生物有機肥；T2，煙秸生物有機肥；T3，三餅合一生物有機肥；T4，中煙多效生物有機肥；CK，不施生物有機肥。生物有機肥用量為15 g/株。采用盆栽試驗，盆缽規(guī)格為25 cm（直徑）×40 cm（高），每盆裝水稻土12 kg。每處理25盆，共125盆。為模擬生物有機肥根區(qū)施肥的烤煙根部環(huán)境，將經(jīng)風(fēng)干粉碎并過 0.5～1.0 mm網(wǎng)篩的水稻土與生物有機肥混勻制成移栽營養(yǎng)土，施入營養(yǎng)盆中間被掏空的水稻土中（1 kg/盆），然后在營養(yǎng)土上栽培煙苗。每盆移栽7葉1心且大小基本一致的烤煙苗1株，澆透定根水。移栽后7 d澆施5 g/盆提苗肥。

1.3 測定項目及方法

移栽后15、25、35、45、55、65 d，每處理選擇3株典型煙株用于檢測。采用LA-90多參數(shù)根系分析系統(tǒng)（加拿大Legentsys-Sintek）分析根長、平均直徑、體積及根系分支數(shù)等形態(tài)學(xué)參數(shù)。采用TTC法測定煙草根系活力[17]；采用硫代巴比妥酸法測定丙二醛含量[18]；采用過氧化氫紫外分光光度法測定過氧化氫酶[18]。按《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》（YC/T142—2010）測定煙草農(nóng)藝性狀。

1.4 統(tǒng)計方法

采用Microsoft Excel 2003和SPSS17.0進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。采用Duncan法進行多重比較。

2 結(jié) 果

2.1 對根系長度的影響

由圖1可知，在煙苗移栽后15、25、35 d，T2、T3、T4的根系總長度顯著高于T1、CK，且T1顯著小于CK；在煙苗移栽后的45、55 d，T2、T3、T4的根系總長度顯著高于T1、CK；在煙苗移栽后的65 d，T3的根系總長度顯著高于T1、T2、T4、CK?？梢?，T1根系伸長受到了生物有機肥的傷害，T2、T3、T4生物有機物可促進根系伸長，以T3生物有機肥促進根系伸長作用最好。

圖1 不同生物有機肥的煙株根系總長度Fig. 1 The total root length of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

2.2 對根系體積的影響

由圖2可知，T1、T2、T3、T4的根系體積顯著高于CK，特別是在煙苗移栽45 d以后的差異更大，表明生物有機肥可促進煙苗根系體積增加。在煙苗移栽65 d，T3、T4的根系體積顯著高于T1、T2，表明不同生物有機肥以T3、T4促進根系體積增加的效果較好。

圖2 不同生物有機肥的煙株根系體積Fig. 2 The root volume of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

2.3 對根系平均直徑的影響

由圖3可知，T1、T2、T3、T4的根系平均直徑顯著高于CK，特別是在煙苗移栽55 d后的差異更大?？梢姡镉袡C肥可促進煙苗根系增粗，不同生物有機肥以T3、T4促進根系增粗的效果較好。

2.4 對根系分枝數(shù)的影響

由圖4可知，在煙苗移栽后15、25、35 d，T2、T3、T4的根系分枝數(shù)顯著高于T1、CK；在煙苗移栽后45 d，T1、T2、T3、T4的根系分枝數(shù)顯著高于 CK，T2、T3、T4的根系分枝數(shù)顯著高于 T1。至煙苗移栽后55 d，T2、T3的根系分枝數(shù)顯著高于 T1、T4、CK，T1、T4根系分枝數(shù)也顯著高于CK。在煙苗移栽后65 d，T2、T3的根系分枝數(shù)顯著高于 T1、T4、CK，CK根系分枝數(shù)也顯著高于T1、T4?？梢?，不同生物有機肥以T2、T3促進分枝數(shù)增加的效果較好。

2.5 對根系干物質(zhì)的影響

由圖5可知，在煙苗移栽后15 d，各處理根干物質(zhì)差異不顯著。在煙苗移栽后25 d，T2、T3、T4、CK的根系干物質(zhì)顯著大于T1。在煙苗移栽后35、45 d，T2、T3、T4的根系干物質(zhì)大于T1、CK。在煙苗移栽后55、65 d，T1、T2、T3、T4的根系干物質(zhì)顯著大于CK。不同處理以T3的根系干物質(zhì)最高。表明施用生物有機肥可促進煙株根系生長，有利干物質(zhì)積累，以T3促進干物質(zhì)積累的效果最好。

2.6 對根系活力的影響

圖3 不同生物有機肥的煙株根系平均直徑Fig. 3 The average root diameter of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

圖4 不同生物有機肥的煙株根系總分枝數(shù)Fig. 4 The total roots branching number of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

圖5 不同生物有機肥的煙株根系干物質(zhì)Fig. 5 The root dry matter of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

圖6 不同生物有機肥的煙株根系活力Fig. 6 The root activity of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

由圖6可知，在煙苗移栽后15、25 d，根系活力是T2＞T3＞T4＞CK＞T1；其中，T2、T3、T4的根系活力顯著高于T1、CK。至煙苗移栽后35 d，根系活力是 T3＞T2＞T4＞T1＞CK；其中，T2、T3、T4的根系活力顯著高于CK。煙苗移栽45 d以后，T1、T2、T3、T4根系活力顯著高于CK，均以T3根系活力最高。從根系活力動態(tài)看，煙苗移栽后至45 d，根系活力增加，以后，各處理的根系活力下降?？梢?，施用生物有機肥可提高煙株根系活力，以T3提高根系活力效果最好。

2.7 對根系丙二醛含量的影響

由圖7可知，在煙苗移栽后15、25、35 d，T1的根系丙二醛含量顯著高于其他處理；在煙苗移栽45 d及以后，T1、CK的根系丙二醛含量相對較高，而T2、T3、T4的根系丙二醛含量相對較低。丙二醛主要由于植物器官在逆境條件下受傷害而產(chǎn)生，可反映植物器官逆境傷害程度。施用凹凸棒生物有機肥的根系丙二醛含量在前期相對較高，可推測其對根系有傷害。CK在45 d及以后的丙二醛含量高，有可能是缺肥（僅施提苗肥）而導(dǎo)致。

圖7 不同生物有機肥的煙株根系丙二醛含量Fig. 7 The root malondialdehyde content of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

2.8 對根系過氧化氫酶活性的影響

由圖8可知，在煙苗移栽后15 d，各處理的根系過氧化氫酶活性差異較大，表現(xiàn)為：T3＞T2＞T4＞CK＞T1。在煙苗移栽后25 d以后，T1、T2、T3、T4的根系過氧化氫酶活性高于CK，其中在移栽45 d以后，T1、T2、T3、T4的根系過氧化氫酶活性顯著高于 CK。以上表明，除施用凹凸棒生物有機肥在前期根系受到傷害外，施用生物有機肥可提高根系過氧化氫酶活性。

圖8 不同生物有機肥的煙株根系過氧化氫酶活性Fig. 8 The root catalase activity of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

3 討 論

根區(qū)施肥是將肥料施到植物活性根系分布區(qū)域，使肥料養(yǎng)分擴散的動態(tài)范圍與根系伸展的動態(tài)范圍達到最佳匹配[11]?？緹熓侵昃噍^大的作物，根區(qū)施肥將使烤煙根區(qū)成為養(yǎng)分供應(yīng)的核心區(qū)域，可提高肥料利用效率，但必須選擇適合根區(qū)施用的肥料并確保根區(qū)有一個適當?shù)酿B(yǎng)分濃度。試驗結(jié)果表明，施用凹凸棒復(fù)合微生物有機肥的丙二醛含量較高，其根系活力在生長前期低于其他處理，根系生長也弱于其他處理，這是根系受肥料傷害的表現(xiàn)。凹凸棒復(fù)合微生物有機肥是利用凹凸棒礦物、畜禽糞便和微生物制成，可能是其有機物發(fā)酵程度差，吸附的養(yǎng)分釋放快，導(dǎo)致根區(qū)養(yǎng)分濃度大而傷害根系。煙秸生物有機肥是煙秸與微生物發(fā)酵制成，三餅合一生物有機肥是三種餅肥與微生物發(fā)酵制成，中煙多效生物有機肥是以黃腐酸、大豆低聚糖、聚谷氨酸、抗高滲透壓微生物菌劑等有機物料為主要作用物質(zhì)的生物有機肥[19]，這類微生物有機肥中的有機物發(fā)酵程度高，肥效緩和，可以作為根區(qū)施肥?？梢?，并不是所有的生物有機肥均可以用于烤煙根區(qū)施肥。本研究只是盆栽試驗結(jié)果，與大田生產(chǎn)應(yīng)用還有一定差距。大田生產(chǎn)的施肥位點、混土比例會發(fā)生變化，養(yǎng)分在土壤中擴散分布也不同于盆栽，還要進一步研究才能明確其是否可以用于根區(qū)施肥。

烤煙根系不僅是重要的吸收器官，也是氨基酸、煙堿等化合物的合成部位[20]，培養(yǎng)強大的烤煙根系，是烤煙優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的關(guān)鍵。試驗結(jié)果表明，三餅合一生物有機肥、煙秸生物有機肥、中煙多效生物有機肥可明顯促進煙苗根系的生長和發(fā)育，增加了根系的總長度、體積、平均直徑和分枝數(shù)，形成更理想的形態(tài)參數(shù)，也提高了根系活力和根系生物量。究其原因，可能是生物有機肥腐解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物具有生理活性，可促進煙苗根系生長；此外生物有機肥含有較高的活性有機質(zhì)，參與根細胞的合成與根系呼吸作用[21]，增強了根系活力；還可能是由于生物有機肥優(yōu)化了根系生長的微生態(tài)環(huán)境，從而促進根系發(fā)育[4]；還可能與生物有機肥氮磷鉀養(yǎng)分平衡供應(yīng)有關(guān)。

從研究的生物有機肥種類看，三餅合一生物有機肥對煙株的促生效果最好，其次是煙秸生物有機肥，再次是中煙多效生物有機肥，這不僅與生物有機肥的有機質(zhì)組成有關(guān)，還可能與肥料中的有效養(yǎng)分有關(guān)，如三餅合一生物有機肥的氮磷鉀有效養(yǎng)分不少于 8%，而其他生物有機肥的氮磷鉀有效養(yǎng)分不少于 5%。本研究僅僅是從煙苗根系的角度證明部分生物有機肥可以用于烤煙根區(qū)施肥，有關(guān)生物有機肥用于稻作烤煙根區(qū)施肥對烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響還需開展相關(guān)大田試驗進行驗證。

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Effects of Root-zone Application of Different Bio-organic Fertilizers on Flue-cured Tobacco Roots

XU Wenbin1, WU Feng1, DENG Xiaohua2*, QI Yongjie1, LUO Jianqin1, LI Qunling1,YANG Lili2, LI Hailing2, LUO Wei2

(1. China Tobacco Guangxi Industrial Co., Ltd., Nanning 530001, China; 2. Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

In order to select bio-organic fertilizer applied to tobacco plant root-zone, a pot experiment was conducted to study the effect of different bio-organic fertilizers applied to flue-cured tobacco root-zone on root morphology, root physiological characteristics and dry biomass of roots. The results showed that bio-organic fertilizers applied to root-zone could promote root length, root volume, root diameter, root branching number, improve root activity, increase dry biomass of roots. The “bio-organic fertilizer combined with 3 oil cake” was found to have the best effects of accelerating tobacco root growth. “Bio-organic fertilizer combined with 3 oil cake”, “bio-organic fertilizer by tobacco straw fermentation” and “zhong-yan multi-effect bio-organic fertilizer”could be applied to flue-cured tobacco root-zone, while “embossed cudgel ore bio-organic fertilizer” could not be used for flue-cured tobacco root-zone application.

bio-organic fertilizer; root growth of flue-cured tobacco; root-zone fertilization

S572.06

1007-5119（2017）05-0045-05 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2017.05.008

廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司項目“滿足真龍品牌的郴州烤煙優(yōu)化群體質(zhì)量及其調(diào)控技術(shù)研究”（201545000034011）

徐文兵（1979-），男，碩士，經(jīng)濟師，主要從事煙葉原料生產(chǎn)和加工研究。E-mail：305208925@qq.com。*通信作者，E-mail：yzdxh@163.com

2017-04-09

2017-08-02