不同火土灰用量對煙苗生長發(fā)育的影響

肖艷松 楊如意 廖雅樺 曹志輝 簡宏 李麗娟 李思軍 許娜

摘 ?要：為明確火土灰對煙苗生長發(fā)育的影響，采用漂浮育苗的方式，研究不同含量火土灰育苗基質對煙苗葉綠素含量、根系構型、根系活力及硝酸還原酶活性的影響。結果表明，隨育苗基質中火土灰比例升高煙苗葉綠素含量、總根長、根總表面積、根平均直徑、根體積和根系活力呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，在50%火土灰+50%常規(guī)育苗基質處理條件下達到峰值;根系硝酸還原酶活性隨基質中火土灰用量增加呈增加趨勢;育苗基質中火土灰用量在50%以內時，火土灰用量與總根長、根總表面積極顯著正相關，與根總體積顯著正相關?？梢?，50%的火土灰和50%的常規(guī)育苗基質配比最有助于促進煙苗生長發(fā)育。

關鍵詞：火土灰;煙苗;根系構型;根系活力

Abstract： In order to clarify the influence of fired soil on the quality of tobacco seedlings， the floating seedling breeding method was adopted to study different amounts of fired soil seedling substrates on chlorophyll， root architecture， root activity and nitrate reductase activity of tobacco seedlings. The results showed that， the chlorophyll， total root length， root surface area， root mean diameter， root volume and root activity increased at first and then decreased， and reached peak under 50% fired soil with 50% conventional seedling substrates treatment; The root nitrate reductase activity increased with the increase of the amount of fired soil; When the proportion of fired soil was within 50%， the amount of fired soil was positively correlated with total root length and root surface area at the 0.01 level， and was positively correlated with total root volume at the 0.05 level. It was concluded that 50% fired soil together with 50% conventional seedling substrate was the best for the development of tobacco seedlings.

Keywords： fired soil; tobacco seedlings; root architecture; root activity

火土灰是將秸稈、柴草等覆蓋于生土之上，內部燃燒形成的灰黑色土塊。由于成本低、制作方便、效果明顯，受到了農戶們的喜愛[1]。煙草秸稈含有大量的有機質，干物質、灰分、鉀、氯和氮含量適中，是進行生物有機肥加工的良好原料[2-3]。但煙葉收獲后，殘留的煙草秸稈廢棄物很難處理，不僅嚴重污染了煙區(qū)環(huán)境，而且還造成資源的極大浪費[4]。將煙草秸稈作為燒制火土灰原料，可以使煙草秸稈廢棄物得到有效利用。

化肥的大量施用導致土壤板結、次生鹽漬化和有毒物質的積累[5]。火土灰具有疏松透氣、保水保肥等特點，且火土灰中富含微量元素及有機質，能夠有效彌補植物對土壤中有機質等的消耗，在一定程度上能夠很好地改善土壤理化性質，促進煙苗生長，改善烤煙農藝性狀[6-8]?；鹜粱矣欣跓煵莞瞪L，促進煙苗早生快發(fā)，提高煙苗的出苗率和成活率，有利于煙苗地上部分和地下部分干物質的積累[6-7，9]。目前，不同火土灰用量是否影響煙苗生長發(fā)育以及如何影響煙苗生長發(fā)育的報道較少，因此本研究采用漂浮育苗的方式，通過不同火土灰和育苗基質的配比處理，研究不同處理條件下煙苗葉綠素含量、根系構型、根系活力及硝酸還原酶活性的變化，旨在為煙草育苗過程中合理施用火土灰以提升煙苗素質提供科學依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗材料

試驗于2021年在湖南省郴州市北湖區(qū)華塘鎮(zhèn)招旅村育苗棚中進行，供試烤煙品種為云煙87。本試驗所用煙苗于1月20日播種，3月15日成苗，苗齡55 d。

1.2 ?試驗設計

采用漂浮育苗的方式，設置5個處理，CK：常規(guī)育苗基質;T1：10%火土灰+90%常規(guī)育苗基質;T2：30%火土灰+70%常規(guī)育苗基質;T3：50%火土灰+50%常規(guī)育苗基質;T4：70%火土灰+30%常規(guī)育苗基質，每個處理3個重復。試驗于成苗期取樣，從育苗盤中小心取出煙苗后將根系洗凈，裝入封口袋，用冰盒將樣品帶回實驗室進行各指標檢測。

1.3 ?測定項目和方法

葉綠素測定：稱取0.1 g的新鮮葉片，剪成細絲浸沒在10 mL的96%乙醇中至于暗處24 h，測定665 nm、649 nm、470 nm下的吸光值，計算葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量[10-12]。

根系構型測定：使用Epson Expression 11000XL進行總根長、根總表面積、根直徑及根總體積分析。

根系活力測定：使用TTC法測定[13-14]。

硝酸還原酶活性測定：按照硝酸還原酶活性測定試劑盒（蘇州科銘生物技術有限公司）要求提取酶液，340 nm條件下測定酶液與反應液在1 min和6 min的吸光值，通過計算NADH的變化速率求出硝酸還原酶的活性[15]。

1.4 ?數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理和作圖;采用SAS 9.2進行單因素方差分析，表中及圖中所示數(shù)值為平均值±標準差;采用SPSS軟件進行相關性分析。

2 ?結 ?果

2.1 ?不同火土灰用量對煙苗葉綠素含量的影響

由表1可知，各處理葉綠素a含量為T3>CK>T1>T2>T4;與CK相比，T3處理葉綠素a顯著升高，增幅為21.56%;與T1和T2相比，CK處理葉綠素a顯著升高，增幅分別為25.75%和35.28%;與T4相比，T1和T2處理葉綠素a顯著升高，增幅分別為14.91%和9.24%。各處理葉綠素b含量為T3>CK>T1>T4>T2;與CK相比，T3處理葉綠素b顯著升高，增幅為17.61%;與T1、T2和T4相比，CK處理葉綠素b顯著升高，增幅分別為21.47%、29.09%和27.93%。各處理總葉綠素含量為T3>CK>T1>T2>T4;與CK相比，T3處理總葉綠素顯著升高，增幅為20.37%;與T1和T2相比，CK處理總葉綠素顯著升高，增幅分別為24.53%和33.71%;與T4相比，T1處理總葉綠素顯著升高，增幅為13.71%。因此，50%火土灰與50%育苗基質配施有利于葉綠素合成，高于或低于此配施比例均不利于葉綠素合成。

2.2 ?不同火土灰用量對煙苗根系構型的影響

由圖1可知，T3處理的總根長顯著大于CK、T1、T2和T4，增幅分別為47.23%、32.04%、48.58%和35.09%。T3處理根總表面積顯著大于CK、T1、T2和T4，增幅分別為67.10%、51.47%、83.66%和61.85%。T3處理根平均直徑顯著大于CK、T1、T2和T4，增幅分別為14.62%、15.83%、20.92%和20.99%。T3處理根總體積顯著大于CK、T1、T2和T4，增幅分別為71.71%、75.95%、122.09%和95.69%。

2.3 ?不同火土灰用量對煙苗根系活力及硝酸還原酶活性的影響

由圖2可知，與T4處理相比，CK、T1、T2和T3根系活力顯著升高，增幅分別為26.79%、25.22%、24.97%和38.64%。由圖3可知，各處理根系硝酸還原酶活性為T4>T3>T1>CK>T2，總體呈現(xiàn)隨火土灰用量升高而升高的趨勢。T4處理顯著大于CK、T1、T2和T3處理，增幅分別為60.32%、43.26%、81.98%和27.04%;T3處理顯著大于CK和T2處理，增幅分別為26.19%和43.24%。

2.4 ?各指標參數(shù)相關性分析

除根系硝酸還原酶活性隨火土灰用量升高而呈現(xiàn)升高趨勢之外，葉綠素含量、根系構型各項指標均為T3處理為峰值，之后隨火土灰用量升高而呈現(xiàn)下降趨勢。為研究火土灰用量與煙苗農藝性狀和生理指標之間的相關性，以及農藝性狀和生理指標之間的相關性，對CK及T1、T2、T3處理的各參數(shù)指標進行了相關性分析。由表2可知，育苗基質中火土灰用量在50%以內時，火土灰用量與總根長、根總表面積在0.01水平上顯著正相關，與根總體積在0.05水平上顯著正相關。總葉綠素含量與總根長、根總表面積、根平均直徑和根總體積在0.01水平上顯著正相關?？偢L與根總表面積、根總體積和硝酸還原酶活性在0.01水平上顯著正相關。根總表面積與根平均直徑、根總體積和硝酸還原酶活性在0.01水平上顯著正相關。根平均直徑和根總體積在0.01水平上顯著正相關。根總體積和硝酸還原酶活性在0.05水平上顯著正相關。

3 ?討 ?論

本研究發(fā)現(xiàn)，煙苗葉片葉綠素含量隨火土灰配施比例的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。相關研究表明，火土灰中富含有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀，對煙株施用火土灰可以有效促進其對氮、磷、鉀等礦質元素的吸收和積累[6，16]。氮作為葉綠素的重要組成物質，在葉綠素合成過程中起重要作用[17-19]，磷肥和鉀肥不僅能夠促進葉綠素的合成，還能延緩葉綠素的降解[20-22]。因此，50%火土灰與50%育苗基質配施可以通過有效促進煙苗對氮、磷、鉀肥的吸收來促進葉綠素合成。超過50%火土灰配施導致葉綠素含量下降，可能是由于過多的火土灰施用打破了煙苗對養(yǎng)分的均衡吸收，反而不利于葉綠素合成。

本研究表明，在50%火土灰配施比例范圍內，火土灰的施用可以顯著促進煙苗總根長、根總表面積、根系平均直徑和根總體積顯著增加，這與李秀春等[6]研究結果一致。根系活力的增加也有助于根系的生長發(fā)育[23-25]，黃杰等[26]指出，火土灰可以提升根系活力并促進根系發(fā)育，與本研究結果一致。硝酸還原酶是植物氮代謝過程中的關鍵限速酶，能夠反映植物對土壤中氮元素的利用情況[27]。增施氮肥會促進植株直根及側根的生長，提高地上部和地下部的生物量[28]。本研究表明，50%火土灰與50%育苗基質配比下的硝酸還原酶活性較高，因此本處理煙苗對基質中氮素利用率更高進而促進煙苗根系的發(fā)育。湖南煙區(qū)育苗階段容易出現(xiàn)較長時間的“低溫寡照”天氣，這種天氣使得煙苗發(fā)育緩慢，抗性差，感染病害[5，29]?；鹜粱覍τ诜篮纼鼍哂泻芎玫男в肹30]，湘南煙區(qū)煙農廣泛使用火土灰作為假植營養(yǎng)土。因此，在育苗基質中添加適宜比例的火土灰有利于通過促進煙苗生長發(fā)育來提高煙苗抗寒能力。本研究結果表明，育苗基質中火土灰用量在50%以內時，火土灰用量與總根長、根表面積及根總體積呈正相關;根系構型之間、生理指標之間及根系構型和生理指標之間均呈正相關關系。由此推斷，適宜的火土灰用量可以通過優(yōu)化煙苗關鍵生理指標來協(xié)調促進煙苗的生長發(fā)育。

4 ?結 ?論

試驗結果表明，隨育苗基質中火土灰比例升高，煙苗葉綠素含量、根系構型各指標和根系活力呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，在50%火土灰+50%常規(guī)育苗基質處理條件下達到峰值;根系硝酸還原酶活性隨基質中火土灰用量增加呈增加趨勢，70%火土灰+30%常規(guī)育苗基質處理根系硝酸還原酶活性最高;育苗基質中火土灰用量在50%以內時，火土灰用量與總根長、根總表面積在0.01水平上顯著正相關，與根總體積在0.05水平上顯著正相關。綜上，50%的火土灰和50%的常規(guī)育苗基質配比最有助于促進煙苗生長發(fā)育。

參考文獻

[1]張幸，熊有明，伏林軍，等. 利用烤房爐渣制作有機土雜肥的應用效果初探[J]. 農村經濟與科技，2020，31（18）：28-29.

ZHANG X， XIONG Y M， FU L J， et al. Preliminary study on the application effect of making organic soil manure from slag of baking house[J]. Rural Economy and Science and Technology， 2020， 31（18）： 28-29.

[2]葉協(xié)鋒，劉紅恩，孟琦，等. 不同類型煙秸稈化學組分分析[J]. 煙草科技，2013（10）：76-79.

YE X F， LIU H E， MENG Q， et al. Comparsion of chemical composition in stalks of different tobaccos[J]. Tobacco Agronomy，

2013（10）： 76-79.

[3]韓非，王瑞. 煙草秸稈生物有機肥產業(yè)化綠色發(fā)展的現(xiàn)狀與策略[J]. 中國煙草學報，2016，22（3）：126-132.

HAN F， WANG R. Present situation and strategy of green development of tobacco straw bio-organic fertilizer industrialization[J]. Acta Tabacaria Sinica， 2016， 22 （3）： 126-132.

[4]張鴻雁. 煙草秸稈的厭氧消化產氣性能與預處理技術研究[D]. 北京：北京化工大學，2019.

ZHANG H Y. Research on the methane production and pretreatment

of tobacco stalk[D]. Beijing： Beijing University of Chemical Technology， 2019.

[5]許威，彭耀東，郭洪光，等. 烤煙移栽營養(yǎng)土配制材料篩選[J]. 安徽農業(yè)科學，2019，47（18）：152-154.

XU W， PENG Y D， GUO H G， et al. Screening of nutrient soil preparation materials for flue-cured tobacco transplanting[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences， 2019， 47（18）： 152-154.

[6]李秀春，李宏光，肖艷松，等. 火土灰對煙草苗期根系生長及根際養(yǎng)分的影響[J]. 中國煙草科學，2020，41（5）： 43-48.

LI X C， LI H G， XIAO Y S， et al. Effects of fired soil on root growth and rhizosphere nutrients of tobacco seedlings[J]. Chinese Tobacco Science， 2020， 41（5）： 43-48.

[7]匡傳富，李宏光，許清孝，等. 施用火土灰改良烤煙根際環(huán)境技術研究[J]. 農業(yè)開發(fā)與裝備，2013（9）：52-53.

KUANG C F， LI H G， XU Q X， et al. Study on improving rhizosphere environment of flue-cured tobacco by application of fired soil[J]. Agricultural Development and Equipment， 2013（9）： 52-53.

[8]曹敏建. 耕作學（農學專業(yè)用）[M]. 北京：中國農業(yè)出版社，2002：40-42.

CAO M J. Farming science （for agricultural science） [M]. Beijing： China Agriculture Press， 2002： 40-42.

[9]姜超英，錢曉剛. 貴州烤煙托盤育苗基質配方研究[J]. 中國農村小康科技，2007（12）：48-50.

JIANG Y CH， QIAN X G. Research on substrates formula in tray system of flue-curing tobacco seedling[J]. Science & Technology for China Rural Prosperity， 2007（12）： 48-50.

[10]鄒琦. 植物生理生化實驗指導[M]. 北京：中國農業(yè)出版社，1995：36-38.

ZOU Q. Guidance for plant physiology and biochemistry experiment[M]. Beijing： China Agriculture Publishing House， 1995： 36-38.

[11]卻志群. 烤煙葉片葉綠素提取及其穩(wěn)定性研究[J]. 河南農業(yè)科學，2012，41（7）：47-49，53.

QUE Z Q. Study on the extraction and stability of chlorophyll from flue-cured tobacco leaves[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences， 2012， 41（7）： 47-49， 53.

[12]昌夢雨，魏曉楠，王秋悅，等. 植物葉綠素含量不同提取方法的比較研究[J]. 中國農學通報，2016，32（27）：177-180.

CHANG M Y， WEI X N， WANG Q Y， et al. Comparative study on different extraction methods of chlorophyll content in plants[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2016， 32（27）： 177-180.

[13]朱秀云，梁夢，馬玉. 根系活力的測定（TTC法）實驗綜述報告[J]. 廣東化工，2020，47（6）：219-220.

ZHU X Y， LIANG M， MA Y. A review on the experiment of measuring root activity （TTC method）. Guangdong Chemical Industry， 2020， 47 （6）： 219-220.

[14]白寶璋，金錦子，白崧，等. 玉米根系活力TTC測定法的改良[J]. 玉米科學，1994（4）：44-47.

BAI B Z， JIN J Z， BAI S， et al. Improvement of TTC method for determination of maize root activity[J]. Journal of Maize Science， 1994（4）： 44-47.

[15]宋月，崔婷婷，武麗娟，等. 玉米葉片硝酸還原酶活性測定方法的優(yōu)化[J]. 湖北農業(yè)科學，2017，56（15）：2817-2820，2907.

SONG Y， CUI T T， WU L J， et al. Optimization of the method for determination of nitrate reductase activity in maize leaves[J]. Hubei Agricultural Sciences， 2017， 56（15）： 2817-2820， 2907.

[16]劉英，劉強，劉建豐. 不同外源有機物料組合對植煙土壤理化性狀和酶活性的影響[J]. 天津農業(yè)科學，2017，23（10）：89-93.

LIU Y， LIU Q， LIU J F. Effects of different exogenous organic materials on physicochemical properties and enzyme activities of tobacco growing soil[J]. Tianjin Agricultural Sciences， 2017， 23（10）： 89-93.

[17]王秀芬. 礦質元素在植物體內的生理作用[J]. 河北農業(yè)科技，1989（2）：9-10.

WANG X F. Physiological effects of mineral elements in plants[J]. Journal of Hebei Agricultural Science and Technology， 1989（2）： 9-10.

[18]徐濟春，林釗沐，羅微，等. 礦質營養(yǎng)對光合作用影響的研究進展[J]. 安徽農學通報，2007，13（7）：23-25.

XU J C， LIN Z M， LUO W， et al. Effects of mineral nutrients on photosynthesis. Anhui Agricultural Science Bulletin， 2007， 13（7）： 23-25.

[19]吳良歡，陳峰，方萍，等. 水稻葉片氮素營養(yǎng)對光合作用的影響[J]. 中國農業(yè)科學，1995，28（增刊）：104-107.

WU L H， CHEN F， FANG P， et al. Effects of nitrogen nutrition on photosynthesis in rice leaves [J]. Scientia Agricultura Sinica， 1995， 28（supplement）： 104-107.

[20]楊晴，劉奇勇，白巖，等. 冬小麥不同葉層葉綠素和可溶性蛋白對氮磷肥的響應[J]. 麥類作物學報，2009，29（1）： 128-133.

YANG Q， LIU Q Y， BAI Y， et al. Response of chlorophyll and soluble protein in different leaf layer of winter wheat to nitrogen and phosphate fertilizer[J]. Journal of Triticeae Crops， 2009， 29（1）： 128-133.

[21]陳菁，石偉琦，孫光明，等. 噴施磷肥對菠蘿葉片磷、鐵、葉綠素含量及其生長的影響[J]. 現(xiàn)代農業(yè)科技，2015（24）：100，108.

CHEN J， SHI W Q， SUN G M， et al. Effects of spraying phosphorus fertilizer on phosphorus， iron， chlorophyll content and growth of pineapple leaves[J]. Modern Agricultural Science and Technology， 2015（24）： 100， 108.

[22]RODRGUEZ D， ANDRADE F H， GOUDRIAAN J. Goudriaan. Effects of phosphorus nutrition on tiller emergence in wheat[J]. Plant and Soil， 1999， 209（2）： 283-295.

[23]郭芳陽，吳照輝，閻小毛，等. 不同輪作模式對烤煙前茬土壤養(yǎng)分、根系活力及煙葉質量的影響[J]. 河南農業(yè)科學，2017，46（5）：45-50.

GUO F Y， WU Z H， YAN X M， et al. Effects of different rotation patterns on previous crop soil nutrient， rootactivity and leaf quality of flue-cured tobacco[J]. Henan Agricultural Science， 2017， 46（5）： 45-50.

[24]劉海龍，鄭桂珍，關軍鋒，等. 干旱脅迫下玉米根系活力和膜透性的變化[J]. 華北農學報，2002，17（2）：20-22.

LIU H L， ZHENG G Z， GUAN J F， et al. Changes of root activity and membrane permeability of Maize under drought stress[J]. North China Agricultural Bulletin， 2002， 17（2）： 20-22.

[25]郭培國，陳建軍，李榮華. pH 值對烤煙根系活力及烤后煙葉化學成分的影響[J]. 中國農業(yè)科學，2000（1）：42-48.

GUO P G， CHEN J J， LI R H. Effect of pH on root activity and chemical composition of flue-cured tobacco leaves[J]. Chinese agricultural science， 2000（1）： 42-48.

[26]黃杰，楊爽，張德利，等. 移栽營養(yǎng)土對煙苗生長及干物質積累的影響[J]. 農業(yè)科學與技術，2017，18（9）：1666-1670.

HUANG J， YANG S， ZHANG D L， et al. Effects of transplanting nutrient soil on growth and dry matter accumulation of tobacco seedlings[J]. Agricultural Science and Technology， 2017， 18（9）： 1666-1670.

[27]MAY S K，顧立江，程紅梅. 植物中硝酸還原酶和亞硝酸還原酶的作用[J]. 生物技術進展，2011，1（3）：159-164.

MAY S K， GU L J， Cheng H M. Effects of nitrite reductase and nitrite reductase in plants. Biotechnology Progress， 2011， 1（3）： 159-164.

[28]吳會會，黃光明. 氮肥對枳生長和根系發(fā)育的影響[J]. 長江大學學報（自然科學版），2021，18（1）：122-126.

WU H H， HUANG G M. Effect of nitrogen fertilizer on the growth and root system development of trifoliateral orange[J]. Journal of Yangtze University （Natural Science Edition）， 2021， 18（1）： 122-126.

[29]王學棟. 不同栽培措施對隆回烤煙生長及煙葉品質的影響[D]. 長沙：湖南農業(yè)大學，2014.

WANG X D. Effect of different cultivation methods on growth and quality of the flue-cured tobacco in Longhui areas[D]. Changsha： Hunan Agricultural University， 2014.

[30]水業(yè). 棚菜受凍的補救方法[J]. 農村科學實驗，2013（4）：19.

SHUI Y. Remedies for greenhouse vegetables frozen[J]. Rural scientific experiment， 2013（4）： 19.

2756501186382