有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對烤煙上部葉生長和品質(zhì)的影響

摘要：為提高廣元煙區(qū)煙葉綜合質(zhì)量，探尋有機肥施用量與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對煙株及上部葉生長和品質(zhì)的影響，以烤煙品種云煙87為研究對象，采用二因素隨機區(qū)組設(shè)計，共9個處理，設(shè)置3種有機肥施用量處理即T1（高有機肥，1 500 kg/hm²）、T2（中有機肥，1 125 kg/hm²）、T3（低有機肥，750 kg/hm²），并噴施A（甲殼素 30 mg/L）、B（蕓苔素內(nèi)酯10 μg/L）和C（蒸餾水），測定成熟期不同處理煙株農(nóng)藝性狀、葉綠素相對含量（SPAD值）、光合生理指標(biāo)及烤后煙葉化學(xué)成分等指標(biāo)。結(jié)果表明，在T1條件下，可以促進煙株長勢，增強葉片光合作用，提高煙株傷流強度并改善烤后煙葉化學(xué)成分，煙葉總體品質(zhì)更高。與對照相比，施用A和B均可增加株高、葉面積、莖圍、傷流強度和葉綠素含量，且施用B對煙株促進效果更顯著，烤后煙葉也具有更好的品質(zhì)。綜合表現(xiàn)以T1B處理效果最佳，表明有機肥用量在1 500 kg/hm²條件下配合葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯對提高廣元烤煙上部葉的生長及內(nèi)在品質(zhì)具有良好的促進效果。

關(guān)鍵詞：烤煙；有機肥；蕓苔素內(nèi)酯；甲殼素；上部葉；生長；品質(zhì)

中圖分類號：S572.06""文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）22-0044-06

有機肥能改善植煙土壤理化性狀和生物特性，熟化土壤，增強土壤的保肥、供肥能力和緩沖能力等，為煙草生長創(chuàng)造良好的土壤條件，合理的肥力水平可以促進煙葉的產(chǎn)量與品質(zhì)的提高。蕓苔素內(nèi)酯（brassinolide）是一種類固醇植物激素，可以調(diào)節(jié)種子萌發(fā)、花芽分化、根系發(fā)育等生理過程，對作物生長發(fā)育、增產(chǎn)增效具有顯著的作用^［1］。甲殼素（chitosan）是一種從甲殼類動物殼中提取的多糖類化合物，能夠有效地促進植物的根、莖、葉生長，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。施加有機肥可以增加根系生物量和根系分泌物，有機肥和化肥配施能夠提高煙葉葉綠素含量及光合速率，促使煙葉內(nèi)在化學(xué)成分更協(xié)調(diào)^［2-4］。劉國順等研究發(fā)現(xiàn)，在酸性植煙土壤中施用有機肥，可提高土壤pH值，有利于煙草品質(zhì)的提高^［5］。蕓苔素內(nèi)酯在植物的生長發(fā)育中起著非常重要的作用，能促進幼苗生長和莖的伸長，增加葉片面積，使植物生長更加迅速。劉偉等研究表明，施用蕓苔素內(nèi)酯可以增加花生幼苗的根長、莖長和葉面積等指標(biāo)^［6］。孫石昂等研究表明，蕓苔素內(nèi)酯能夠調(diào)節(jié)玉米幼苗的代謝過程，增加其對光、熱和水分的利用效率，提高植物的抗逆能力^［7］。陳秀等研究表明，蕓苔素內(nèi)酯還能夠促進植物葉片的展開和光合作用過程，施用蕓苔素內(nèi)酯可以提高植物的葉綠素含量和光合作用效率，從而促進光能轉(zhuǎn)化和生長發(fā)育^［8］。此外，適量施用甲殼素能夠促進幼苗的根系生長和發(fā)育，提高植物的抗逆能力^［9］。Guan等研究表明，施用甲殼素衍生物殼聚糖可增加玉米種子的萌發(fā)率，增強玉米幼苗對低溫脅迫的耐受性^［10］。王艷芳等研究表明，適量施用甲殼素可以提高植物的葉綠素含量和光合作用效率，使其更加高效穩(wěn)定地進行光合作用，提高產(chǎn)量及品質(zhì)^［11］。有機肥養(yǎng)分釋放緩慢，外源調(diào)節(jié)劑肥效快，兩者配合施用，有利于更好地促進煙株生長和品質(zhì)形成。以往的研究往往僅針對不同有機肥水平對土壤理化性狀的影響，并沒有結(jié)合蕓苔素內(nèi)酯與甲殼素對地上部葉片生長發(fā)育的調(diào)控作用進行探究。本試驗通過設(shè)置3種有機肥施用量，并噴施蕓苔素內(nèi)酯與甲殼素，探索有機肥與二者互作對煙葉生長及內(nèi)在化學(xué)成分的影響，以期篩選出適合當(dāng)?shù)乜緹熒L的施肥條件，優(yōu)化栽培技術(shù)措施，進一步提升煙葉質(zhì)量，為當(dāng)?shù)馗哔|(zhì)量烤煙生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1"材料與方法

1.1"試驗地概況

試驗地點位于四川省廣元市劍閣縣唐家坪（32°0′9″N，105°27′1″E，海拔684 m）。試驗于2023年4—9月布置開展，試驗點屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，夏季氣溫較高，年均降水量約為1 039.4 mm，平均風(fēng)速6.4 km/h。試驗地面積1 933.3 m²，2023年4月22日進行移栽。

1.2"試驗材料

供試烤煙品種為云煙87，由廣元市煙草公司提供。供試土壤為黃壤，基礎(chǔ)理化性質(zhì)：pH值7.11，速效鉀含量112.68 mg/kg，有機質(zhì)含量 9.83 g/kg，堿解氮含量36.42 mg/kg、有效磷含量9.47 mg/kg。供試外源調(diào)節(jié)劑為蕓苔素內(nèi)酯（河北蘭升生物科技有限公司）、甲殼素（連云港福隆農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司）。供試肥料：商品有機肥（N、P2O5、K2O含量分別為10%、15%、25%），煙草專用復(fù)合肥料（N、P2O5、K2O含量分別為10%、15%、25%），油枯（N、P2O5、K2O含量均為為2%），硝酸鉀，煙草專用追肥（N、P2O5、K2O含量分別為4%、8%、30%）。

1.3"試驗設(shè)計

采用二因素隨機區(qū)組試驗，設(shè)置3種有機肥施用量處理：T1，高有機肥處理，1 500 kg/hm²；T2，中有機肥處理，1 125 kg/hm²；T3，低有機肥處理，750 kg/hm²。在3種不同有機肥條件下，分別噴施2種外源調(diào)節(jié)劑和清水：A，甲殼素30 mg/L；B，蕓苔素內(nèi)酯10 μg/L；C，以噴施清水處理作為對照，CK。共計9個處理。各處理保持無機肥氮、磷、鉀的施入總量相等，N 112.5 kg/hm²，P2O5 150.0 kg/hm²，K2O 337.5 kg/hm²。每處理設(shè)置3個重復(fù)，每個小區(qū)面積為51 m²。種植密度為16 500株/hm²，行距 120 cm，株距50 cm。甲殼素和蕓苔素內(nèi)酯分別于移栽后30、60、90 d進行葉面噴施，均勻噴施葉片正反面。具體施肥情況如表1所示。

1.4"測定指標(biāo)及方法

1.4.1"農(nóng)藝性狀測定"在煙株移栽后100 d（成熟期），每小區(qū)選取代表性煙株3～6株，測定煙株株高、莖圍、上部葉最大葉片長寬及葉面積等指標(biāo)。

1.4.2"葉片SPAD值測定"采用手持式SPAD-502（日本Minolta Camera公司生產(chǎn)）測定成熟期上部煙葉的葉基、葉中及葉尖的SPAD值，取平均值作為葉片SPAD值。

1.4.3"光合生理指標(biāo)測定"采用LI-6400便攜式光合作用測定儀（美國LI-COR公司生產(chǎn)）于上午9：00—11：00測定煙株成熟期葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）。測定時使用紅藍光源，設(shè)置光源強度為800 μmol/（m²·s）。各處理選取具有代表性的3株煙，每株測定的煙葉為上部葉（從上往下數(shù)第5葉位），每處理測定3株，取其平均值。

1.4.4"根系傷流強度測定"在煙株成熟期，測量煙草根系傷流液量及傷流強度，煙草根系傷流液的提取方法參考金成忠等的方法^［12］，選取每個處理代表性植株3株進行收集傷流液。收集時間為08：00至當(dāng)天20：00，在小塑料袋內(nèi)填入松緊適度的干燥脫脂棉（已稱好重），用清洗干凈的干燥刀片切去煙株的地上部分（切口距地面10 cm），并用蒸餾水沖洗切口，套上裝有脫脂棉的小塑料袋，讓脫脂棉貼緊切口，用橡皮筋扎緊袋口，收集完成后取出脫脂棉放入注射器，擠入離心管獲取傷流液。將收集的傷流液進行稱重，采用差量法獲得傷流量^［12］。傷流強度=傷流液量/收集時間。

1.4.5"烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分測定"測定烤后煙樣的總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀的含量等?？竞鬅熑~總糖和還原糖含量的測定參照《煙草及煙草制品"水溶性糖的測定"連續(xù)流動法》（YC/T 159—2019），總氮含量的測定參照《煙草及煙草制品"總氮的測定"連續(xù)流動法》（YC/T 161—2002），總植物堿含量的測定參照《煙草及煙草制品"總植物堿的測定"連續(xù)流動（硫氰酸鉀）法》（YC/T 468—2013），鉀含量的測定參照《煙草及煙草制品"鉀的測定"連續(xù)流動法》（YC/T 217—2007），并計算糖堿比（還原糖/煙堿）。

2"結(jié)果與分析

2.1"有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對煙株農(nóng)藝性狀的影響

由方差分析結(jié)果可知，有機肥施用量對煙株最大葉面積、最大葉長和莖圍的影響均達到了極顯著水平，蕓苔素內(nèi)酯對最大葉面積和最大葉寬的影響達到顯著水平，互作效應(yīng)對各項農(nóng)藝性狀的影響未達到顯著水平。結(jié)合表2數(shù)據(jù)可知，成熟期煙株最大葉面積和株高總體表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，說明高有機肥和中有機肥處理的煙株長勢較好；莖圍以中有機肥處理最大，總體來看，在成熟期增施有機肥的煙株發(fā)育更好。噴施植物調(diào)節(jié)劑對最大葉面積的影響表現(xiàn)為T1B＞T1A＞T1C，T2B＞T2A＞T2C，T3B＞T3A＞T3C。蕓苔素內(nèi)酯（B）和甲殼素（A）處理的最大葉面積、株高和莖圍均較對照（C）增加，同時最大葉面積和株高B處理＞A處理，以T1B處理的煙株生長最佳。

2.2"有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對煙株葉綠素相對含量（SPAD）的影響

從表3可以看出，有機肥施用量、甲殼素和蕓苔素內(nèi)酯對煙株SPAD值的影響均達到了顯著或極顯著水平。由圖1可知，不同施肥條件下，煙葉SPAD值均表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，以高有機肥處理下的煙葉SPAD值最高，分別較中、低有機肥處理增加了1.58%～4.02%、7.48%～9.70%。不同肥力條件下，噴施2種外源調(diào)節(jié)劑均能明顯提高葉綠素含量。高有機肥（T1）條件下，施用甲殼素（A）和蕓苔素內(nèi)酯（B）處理的SPAD值分別較對照（C）增加了5.78%和11.53%；中有機肥條件下，分別增加了4.20%和8.92%；低有機肥條件下，分別增加了5.23%和11.28%，均以T1處理增加比例最高。噴施蕓苔素內(nèi)酯的煙株葉片SPAD值明顯增高，表明蕓苔素內(nèi)酯具有加強葉綠素合成、延緩葉片衰老、延長煙葉保綠時間的作用。

2.3"有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對烤煙上部葉光合特性的影響

由表4可知，有機肥施用量對凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間CO2濃度的影響均達到了顯著或極顯著水平。不同處理的凈光合速率表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，同時T1處理的煙株氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均高于T2和T3處理（甲殼素處理除外），說明高比例的有機肥可以促進煙株體內(nèi)的光合作用，增加光合產(chǎn)物的積累，有利于提高煙草有機物積累，促進葉片的生長。噴施蕓苔素內(nèi)酯（B）和甲殼素（A）處理的凈光合速率分別較對照（C）顯著增加，同時B處理的凈光合速率最大，說明蕓苔素內(nèi)酯能夠更顯著地促進煙株的光合生產(chǎn)能力提高，這與其促進了葉綠素的合成有關(guān)。蕓苔素內(nèi)酯和施肥量的交互作用對蒸騰速率具有極顯著影響，以T1B處理的煙株光合特性最佳。

2.4"有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對煙株傷流強度的影響

從表5可以看出，有機肥施用量和蕓苔素內(nèi)酯均對煙株傷流強度的影響達到了極顯著水平，但互作效應(yīng)的影響并不顯著。結(jié)合圖2可知，T1B和T2B分別較對照T1C和T2C提高12.6%、15.8%。在T1和T2處理下噴施甲殼素可以提高煙株傷流強度，且在T2條件下較CK提高明顯，提升17.6%，僅在T3處理噴施甲殼素的煙株傷流強度小于對照。在不同肥力處理間煙株傷流強度表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，以高有機肥處理的煙株傷流液強度最大。作物根系傷流強度可視為植株根部生理活性指標(biāo)，也反映地上部生長的盛衰，由測得的數(shù)據(jù)可知，增施有機肥及噴施甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯均有助于提高煙株根系的吸收能力和合成能力。

2.5"有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對烤煙上部葉常規(guī)化學(xué)成分的影響

從表6數(shù)據(jù)分析可得，總糖、還原糖含量和糖堿比均表現(xiàn)為T1C＞T2C＞T3C，說明有機肥的施用可以增加烤煙總糖、還原糖含量及糖堿比。一般認為，優(yōu)質(zhì)煙葉總氮含量為1.5%～3.5%，煙堿含量為1.5%～3.5%，鉀含量在2%以上^［13］。由表4可得，煙堿和總氮含量處理間差異不顯著，所有處理的煙堿和總氮含量均滿足優(yōu)質(zhì)煙葉需求。噴施外源激素蕓苔素內(nèi)酯（B）和甲殼素（A）均能夠顯著提高煙葉總糖、還原糖和鉀含量，且B處理的煙葉總糖及還原糖含量在中有機肥和高有機肥條件下要高于A處理。噴施蕓苔素內(nèi)酯和甲殼素均對煙葉中煙堿含量有提高作用，不同處理的糖堿比均符合優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)需求。與優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分相比，各處理鉀含量偏低，在高有機肥（T1）和中有機肥（T2）條件下噴施植物生長調(diào)節(jié)劑的煙株更接近優(yōu)質(zhì)煙葉鉀含量需求。

3"討論

3.1"有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對煙株農(nóng)藝性狀的影響

植煙土壤肥力對煙株農(nóng)藝性狀的影響已有較多研究，在不同生育時期不同施肥處理條件下，煙草的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理代謝存在較大的差異。本試驗研究表明，在成熟期高有機肥配比處理的煙株具有更好的長勢，與張煥菊等的研究結(jié)果^［14］相符。有機肥養(yǎng)分需要通過土壤微生物的分解才能釋放，養(yǎng)分釋放速度慢^［15］。本試驗表明，增施有機肥能夠在后期為煙株提供較為全面的養(yǎng)分，滿足煙株成熟期生長對養(yǎng)分的需求。

前人研究表明，蕓苔素內(nèi)酯具有促進植株生長、莖的伸長、增加葉片大小的功能，加快植株生長^［1］。本試驗結(jié)果表明，在同一施肥條件下，噴施甲殼素與蕓苔素內(nèi)酯可以提高煙株最大葉面積。此外，施用2種植物生長調(diào)節(jié)劑的處理株高和莖圍總體較CK增大，說明在煙株生長發(fā)育過程中，蕓苔素內(nèi)酯和甲殼素都能對煙株的農(nóng)藝性狀起到促進作用。試驗結(jié)果顯示，蕓苔素內(nèi)酯處理的煙株總體長勢大于甲殼素處理，高有機肥條件下噴施蕓苔素內(nèi)酯對煙株的生長具有更顯著的提升作用。

3.2"有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對煙株葉綠素含量及光合特性的影響

葉綠素是植物光合作用過程中不可缺少的物質(zhì)，對植物生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的形成起著至關(guān)重要的作用。煙葉中的葉綠素可以分解轉(zhuǎn)化成中性致香物等影響煙葉香氣的重要成分。因此，葉綠素對烤煙產(chǎn)量、質(zhì)量都有非常大的影響。本試驗條件下，增施有機肥可以提高煙葉的SPAD值，促進葉綠素的合成和積累，這與黃明月等的研究結(jié)論^［16］相一致。此外，李佛琳等的研究表明，SPAD值也可以反映煙葉氮素水平，說明有機肥分解能夠增加土壤中的氮、磷、鎂等元素含量，提高煙株對氮、鎂等營養(yǎng)元素的吸收量，從而提高光合產(chǎn)物的合成能力^［17］。結(jié)果表明，增施有機肥條件下噴施蕓苔素內(nèi)酯和甲殼素均有助于提升煙葉葉綠素含量，在成熟期延緩葉綠素的降解，且蕓苔素內(nèi)酯的作用更加明顯。

光合作用是烤煙生長發(fā)育及煙葉產(chǎn)量形成的關(guān)鍵。凈光合速率是煙草光合作用的重要指標(biāo)，反映了單位時間內(nèi)煙草植株中有機質(zhì)的積累^［18］。本試驗表明，增施有機肥有助于煙葉凈光合速率提高，這與王通明等的研究結(jié)果^{［3，18］}相一致。光合作用是煙株獲取能量和制造有機物質(zhì)的重要過程，有機肥中的有機物質(zhì)可以促進植物體內(nèi)的光合作用，高有機肥處理下的煙株氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均高于中有機肥和低有機肥處理，說明增施有機肥可以增加光合產(chǎn)物的積累，提高葉綠素的含量及光合作用效率，進而促進氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的提高。同時，噴施2種植物生長調(diào)節(jié)劑的煙葉凈光合速率大于對照，且噴施蕓苔素內(nèi)酯的煙葉凈光合速率顯著高于噴施甲殼素處理，說明2種植物調(diào)節(jié)劑均能夠提高光合效率，但蕓苔素內(nèi)酯的作用更顯著。在高有機肥條件下，噴施蕓苔素內(nèi)酯的煙株蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度較對照明顯增加，試驗表明T1B（有機肥 1 500 kg/hm²，蕓苔素內(nèi)酯10 μg/L）處理對煙株光合作用效率和光合產(chǎn)物的提升最佳。

3.3"有機肥與甲殼素、蕓苔素內(nèi)酯互作對煙株根系傷流強度及烤后煙常規(guī)化學(xué)成分的影響

作物根系傷流強度可視為根系生理活性指標(biāo)，也反映地上部生長的盛衰。研究表明，施用有機肥的土壤有機質(zhì)含量高，增施有機肥可調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分含量，且經(jīng)過微生物分解后形成腐殖酸，有利于截獲土壤中的水分和礦質(zhì)元素，改善根際營養(yǎng)作用^［19］。本試驗表明，隨著有機肥施用量的增加，煙株根系傷流強度呈上升趨勢，說明增施有機肥可改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤保水能力和通氣性，為根系生長提供良好的生長環(huán)境，促進煙株生長后期形成發(fā)達的根系。在高、中有機肥條件下，噴施蕓苔素內(nèi)酯和甲殼素?zé)熤甑膫鲝姸染笥趯φ?，說明兩者有助于提高根系的吸收和合成能力，這與前人研究結(jié)論相似。蕓苔素內(nèi)酯可以促進煙株根系發(fā)育及內(nèi)含物質(zhì)的積累，甲殼素能夠促進植株生長發(fā)育^［9，20］。在低有機肥條件下，噴施甲殼素的煙株傷流液量明顯小于對照，此外，噴施甲殼素的蒸騰速率也較對照減少，可能與甲殼素及其衍生物殼聚糖的成膜性有關(guān)，減少了植株體內(nèi)液體的流失有關(guān)。

烤后煙葉的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性影響煙氣特征，是鑒定煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)。本試驗結(jié)果表明，隨著有機肥施用量的增加，烤煙中總糖、還原糖含量及糖堿比呈上升趨勢，這與肖飛等的研究結(jié)果^［21］基本相似。噴施植物生長調(diào)節(jié)劑蕓苔素內(nèi)酯和甲殼素均能夠改善煙葉內(nèi)部化學(xué)成分，且噴施蕓苔素內(nèi)酯處理的煙葉內(nèi)在化學(xué)成分在中有機肥和高有機肥條件下優(yōu)于甲殼素處理。不同處理的糖堿比均符合優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)需求，其中在高有機肥力條件下噴施蕓苔素內(nèi)酯，煙葉內(nèi)在化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，上部葉可用性最強。

4"結(jié)論

本試驗研究表明，甲殼素（30 mg/L）和蕓苔素內(nèi)酯（10 μg/L）與有機肥互作均能夠提高成熟期煙株的農(nóng)藝性狀、葉綠素含量、根系傷流強度、煙株光合特性，協(xié)調(diào)烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分，且噴施蕓苔素內(nèi)酯的促進作用更顯著。增施有機肥可以提升煙株的葉綠素含量、根系傷流強度及光合特性。綜上所述，高有機肥條件（有機肥1 500 kg/hm²，復(fù)合肥375 kg/hm²，油枯 225 kg/hm²）與蕓苔素內(nèi)酯（10 μg/L）互作處理的煙葉表現(xiàn)最好，煙株凈光合速率較高、葉綠素含量高，煙株根系傷流強度較高，煙葉內(nèi)在化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，可達到提高上部煙葉質(zhì)量的目的。

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