微生物菌劑對烤煙光合特性及產(chǎn)質(zhì)量的影響

王 輝,李小艷,云 菲,葛國鋒,武東玲,史龍飛*

(1.河南省煙草公司 洛陽市公司，河南 洛陽 471000；2.洛陽農(nóng)林科學(xué)院，河南 洛陽 471023；3.國家煙草生理生化研究中心，河南 鄭州 450002)

烤煙作為重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在我國各地已普遍種植，因多生態(tài)類型之間的差異，形成了各地區(qū)烤煙不同的香味風(fēng)格[1]。同時，烤煙也是一種忌連作作物，煙田長時間連作能夠?qū)е聼熑~病蟲害的加重，土壤微生物環(huán)境的惡化，影響煙株的正常生長發(fā)育，致使煙葉品質(zhì)下降，進(jìn)而降低煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益[2-6]。微生物菌劑作為一種含有活性微生物的特定制品，在生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè)和綠色、無公害食品等領(lǐng)域彰顯出巨大的應(yīng)用潛力[7]，不僅能夠直接或間接改良土壤、恢復(fù)地力、預(yù)防土傳病害、維持根際微生物區(qū)系平衡和降解有毒害物質(zhì)等作用，而且還可以提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、減少化肥用量、降低成本、改良土壤、保護(hù)生態(tài)環(huán)境[8-13]。本論文基于前人的研究，從微生物菌劑對烤煙整個生育期的不同處理次數(shù)和方式出發(fā)，研究了微生物菌劑對烤煙不同生育期光合特性及經(jīng)濟(jì)性狀的影響，為微生物菌劑在生態(tài)煙葉發(fā)展上的應(yīng)用提供參考。

1 試驗方法

1.1 試驗地點

試驗于2017年在河南省洛陽市伊川縣葛寨現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)示范區(qū)進(jìn)行。試驗田選取在地勢較平坦，土壤質(zhì)地疏松，前茬作物為煙草，土壤類型紅粘土，試驗田土壤基礎(chǔ)肥力狀況：速效氮54.73 mg/kg、速效磷11.99 mg/kg、速效鉀176.5 mg/kg、有機(jī)質(zhì)11.9 mg/kg、pH值7.86。田間持水量為23%，供試煙草品種為豫煙10號。2017年5月2日移栽，移栽時按行株距120 cm×60 cm進(jìn)行。試驗所用肥料為煙草專用肥(N∶P2O5∶K2O=1∶2∶3)。移栽時將所用肥料的70%與土壤混合均勻后作為基肥，團(tuán)棵前追施剩余的30%肥料。其他管理方法同大田優(yōu)質(zhì)煙草。

1.2 試驗方案

試驗設(shè)計共分為4個處理：T1(CK)：常規(guī)優(yōu)質(zhì)煙葉管理措施；T2：微生物菌劑蘸根移栽(200倍菌液)；T3：微生物菌劑蘸根移栽(200倍菌液)+團(tuán)棵期葉面噴施微生物菌劑(500倍菌液)；T4：微生物菌劑蘸根移栽(200倍菌液)+團(tuán)棵期葉面噴施微生物菌劑(500倍菌液)+旺長期葉面噴施微生物菌劑(400倍菌液)。

微生物菌劑：由盛瑞康生物科技開發(fā)有限公司提供，有效活菌數(shù)≥2.0億/mL。菌種：枯草芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌。

1.3 測定項目

1.3.1 農(nóng)藝性狀測定 分別于團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期和圓頂期分3次在每小區(qū)取有代表性的煙株10株，分別記錄煙株的株高、有效葉數(shù)、莖圍、最大葉長和葉寬。采集數(shù)據(jù)時選擇五點取樣法，選擇大田長勢一致煙株進(jìn)行調(diào)查，避免選擇地頭、田邊、病株等不符合取樣要求的樣品。

1.3.2 葉綠素和類胡蘿卜素的測定 葉綠素和類胡蘿卜素含量采用80%丙酮提取法進(jìn)行測定[14]。

1.3.3 光合指標(biāo)的測定 采用美國PP-SYSTEMS公司生產(chǎn)的CIRAS-2便攜式光合系統(tǒng)測定煙草葉片的光合速率(An)、蒸騰速率(Tr)、胞間二氧化碳濃度(Ci)和氣孔導(dǎo)度(Gs)。每個處理選取5株健壯、長勢一致且具有受光良好的中部功能葉片的煙株，于團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期和圓頂期分別進(jìn)行光合指標(biāo)的測定,測量時間為北京時間9:30～11:30。

1.3.4 常規(guī)化學(xué)成分測定 選取烤后煙葉下部葉(X2F)、中部葉(C3F)、上部葉(B2F)進(jìn)行煙葉常規(guī)化學(xué)成分分析。

1.3.5 經(jīng)濟(jì)性狀測定 按照GB 2635─1992《烤煙》中分級方法對煙葉進(jìn)行分級，調(diào)查各處理烤后煙葉的產(chǎn)量、均價、上等煙比例、上中等煙比例、產(chǎn)值等經(jīng)濟(jì)性狀。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物菌劑對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，微生物菌劑處理能夠促進(jìn)煙株的生長發(fā)育，但沒有產(chǎn)生顯著性差異。在團(tuán)棵期，T2、T3、T4處理后煙株的株高、葉片數(shù)、莖圍優(yōu)于T1處理，最大葉片無明顯變化；在現(xiàn)蕾期和圓頂期，T3、T4與T1處理相比，在株高和葉片數(shù)上存在顯著差異，莖圍和最大葉片有增加，但不存在顯著差異。T3和T4處理在株高、葉片數(shù)、莖圍和最大葉片上的增幅較大，與T1處理相比農(nóng)藝現(xiàn)狀指標(biāo)表現(xiàn)較好。這表明隨著生育期的推進(jìn)，微生物菌劑能夠改善煙株的生存環(huán)境，促進(jìn)了煙株的生長發(fā)育，提高煙株受光面積。通過比較T3、T4處理最能表現(xiàn)微生物菌劑在煙株生長發(fā)育上的影響效果。

表1 微生物菌劑對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

注：同列小寫字母表示在0.05水平上的差異性，字母相同則差異不顯著，不同則顯著。下同。

2.2 微生物菌劑對烤煙光合特性的影響

2.2.1 微生物菌劑對烤煙葉片光合色素的影響 光合色素的含量影響著煙株葉片光合作用的強(qiáng)弱[15]。由表2可知，隨著煙株生長發(fā)育，葉片中葉綠素逐漸降低，在現(xiàn)蕾期，葉綠素a、葉綠素b的含量達(dá)到最大值；整體表現(xiàn)為T4>T3>T2>T1；在團(tuán)棵期，T3、T4與T1處理之間差異顯著；在現(xiàn)蕾期和圓頂期，T2、T3、T4處理與T1處理都達(dá)到了顯著水平。在圓頂期，T4處理的葉綠素a、葉綠素b含量達(dá)到最大值后下降比較緩慢，表明微生物菌劑處理能夠減緩煙株葉片中葉綠素a、葉綠素b的降解，提高圓頂期葉片進(jìn)行光合作用的能力，但是對煙株葉片的落黃成熟有一定的影響。不同時期微生物處理后類胡蘿卜素呈現(xiàn)增加趨勢，T4處理在圓頂期與T1處理有顯著差異，表明微生物菌劑處理對煙株煙葉片類胡蘿卜素含量影響較小。在整個生育期，T4處理能夠增加類胡蘿卜素含量，促進(jìn)煙株葉片落黃，而T2、T3處理達(dá)不到成熟后期促煙葉落黃效果。

2.2.2 微生物菌劑對烤煙葉片光合作用的影響 由表3可知，隨著微生物菌劑處理，煙株葉片的光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)逐漸增加，而胞間二氧化碳濃度(Ci)含量逐漸下降。不同處理之間差異顯著，說明微生物菌劑處理能夠影響葉片對光照有效輻射的吸收，通過提高葉片氣孔導(dǎo)度，增強(qiáng)葉片與空氣之間二氧化碳交換，提高胞間二氧化碳活躍度，提高葉片光合速率；因氣孔導(dǎo)度增大，導(dǎo)致葉片蒸騰速率的顯著增加，促進(jìn)煙株葉片光合能力提高，增加葉片干物質(zhì)的積累。

表2 微生物菌劑對烤煙煙葉光合色素的影響 mg/g FW

表3 微生物菌劑對烤煙葉片光合特性的影響

2.3 微生物菌劑對烤煙葉片化學(xué)成分的影響

由表4可知，微生物菌劑對烤煙烤后葉片的常規(guī)化學(xué)成分存在一定的影響，結(jié)果表明：T4處理不僅能提高下部葉鉀離子含量，降低煙堿含量，且達(dá)到顯著差異；而且還能改善葉片糖、氯離子、總氮等含量，但未達(dá)到顯著差異；T3、T4能提高中部葉片鉀離子含量和鉀氯比，降低煙堿和氯離子含量，且達(dá)到了顯著差異；T4處理能提高上部葉鉀離子含量，降低煙堿含量，且達(dá)到顯著差異。T2、T3處理能夠提高上、中、下部位煙葉中的糖、鉀離子的含量和鉀氯比，降低煙堿和氯離子含量，但未達(dá)到顯著差異。這表明微生物菌劑處理在一定程度上能夠改善煙葉光合特性，進(jìn)而提高煙葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)，但具有特定性。

2.4 微生物菌劑對烤煙主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

由表5可知，煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值隨微生物菌劑處理次數(shù)增多均呈現(xiàn)增加的趨勢。其中，T2處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值與T1處理相比，分別提高5.42%、5.85%；T3處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值與T1相比，分別提高15.66%、17.68%；T4處理的產(chǎn)量和產(chǎn)值與T1相比，分別提高17.10%、20.23%。上等煙比例、中上等煙比例、均價在微生物菌劑處理后都有所增加，T3、T4處理有顯著性差異。這說明微生物菌劑能夠提高煙葉的品質(zhì)，增加葉片干物質(zhì)積累，提高煙葉產(chǎn)值，增加煙農(nóng)收益水平。T3、T4處理之間差異不顯著，考慮煙農(nóng)產(chǎn)前生產(chǎn)投入，T3處理為最優(yōu)選擇。

表4 微生物菌劑對烤煙化學(xué)成分的影響

表5 微生物菌劑對烤煙主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

3 小結(jié)與討論

本研究結(jié)果表明，微生物菌劑處理(蘸根處理+葉面噴施)能夠促進(jìn)烤煙的生長發(fā)育，增加了煙株株高、莖圍、葉片數(shù)及最大葉片，這與前人研究結(jié)果一致[16-19]?？緹熑~片的光合作用、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及其在體內(nèi)的重新分配等一系列生理活動，最終會影響到物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成[20-21]。微生物菌劑顯著提高了葉綠素的含量，光合速率也明顯提高，表明微生物菌劑能夠增強(qiáng)了關(guān)合系統(tǒng)PSⅡ活性，增加了光合產(chǎn)物的積累，提高產(chǎn)量。從煙葉的化學(xué)成分看，施用微生物菌劑能夠提高煙葉中總糖、還原糖和鉀離子的含量，降低煙堿含量，提高鉀氯比，使煙葉化學(xué)成分更趨協(xié)調(diào)，提高煙葉品質(zhì)，這與前人研究的結(jié)果一致[22-24]。從經(jīng)濟(jì)性狀來看，微生物菌劑對烤煙產(chǎn)量、均價、上等煙比例和產(chǎn)值提高都有一定的促進(jìn)效果，相比較而言，施用微生物菌劑(蘸根處理+葉片噴施)產(chǎn)值分別較清水對照提高17.68%、20.23%，均價分別較清水對照提高2.61%、1.73%。

由以上分析可見，烤煙施用微生物菌劑對煙株生長生長發(fā)育、光合特性、化學(xué)品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)性狀均有提高和改善作用，且蘸根處理配合葉面噴施效果更佳。

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