不同育苗方式和移栽方式對烤煙田間抗病抗逆性的影響

王顥杰, 李俊營, 何曉冰, 許躍奇, 何雷, 孟顥光, 蔣士君, 常棟, 崔江寬

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,河南 鄭州 450046; 2.河南省煙草公司平頂山市公司,河南 平頂山 467000; 3.河南省煙草專賣局(公司),河南 鄭州 450018)

育苗方式和移栽方式對煙草產(chǎn)量和生長發(fā)育影響重大。工廠化漂浮育苗中的煙苗隱性感染問題一直是黃淮煙區(qū)面臨的普遍且難以解決的生產(chǎn)問題。高溫、高濕等環(huán)境壓力導(dǎo)致煙苗生長遲緩、代謝受阻,也降低了其抗性[1]。在煙草的田間生長階段,不合理的管理也會降低其抗病性,使其易受到病害侵襲,進(jìn)而影響產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。因此,有必要深入研究工廠化育苗和移栽方式對烤煙田間抗病抗逆性的影響。研究顯示,適宜的育苗方式可以增強(qiáng)煙苗的農(nóng)藝性狀和抗病抗逆性,改進(jìn)式漂浮育苗可以提高煙苗的成苗素質(zhì)[3-4]。淺水位的無紡布育苗可以有效保持苗床內(nèi)的溫濕度等條件,有助于改善苗期的農(nóng)藝性狀[5]?？茖W(xué)的田間栽培管理方式是提高烤煙產(chǎn)量和降低病害發(fā)生率的重要措施[6]。雖然膜下小苗移栽具有操作便捷的優(yōu)勢,但容易損害根系,導(dǎo)致緩苗慢,易發(fā)病。采用適宜的抗旱栽培技術(shù)可以緩解烤煙的干旱脅迫,促進(jìn)生長發(fā)育,提高抗病抗逆性[7]。井窖式碗罩移栽方式有助于更好地抵御高溫和惡劣氣候條件對煙株的不利影響,提高了其抗逆性[8]。此外,井窖式移栽改善了移栽初期井窖內(nèi)的溫度和土壤等環(huán)境條件,增強(qiáng)了烤煙對逆境的適應(yīng)能力[9]。良好的移栽方式可以增加烤煙微生物的根際多樣性,進(jìn)一步而提高其抗病性[10]。深井窖可以延伸煙苗的根系,促進(jìn)了更豐富的根際微生物多樣性[11],從而提高了烤煙植株的抗病抗逆性。通過科學(xué)的育苗和栽培方式,可以提高烤煙的抗病抗逆性,同時降低病害的發(fā)生。生產(chǎn)者應(yīng)根據(jù)不同的生長環(huán)境和需求,選擇適宜的栽培和育苗方式,以實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)效益和品質(zhì)。然而,育苗和移栽方式對大田煙草抗病抗逆性的影響鮮有報道。本研究在常規(guī)工廠化漂浮育苗的基礎(chǔ)上,調(diào)整了育苗方式。同時,在黃淮煙區(qū)引入了烤煙井窖式移栽,并因地制宜改良為適合我省煙草種植的“生態(tài)深栽”方式,改善煙草生長環(huán)境。以期明確適宜黃淮煙區(qū)廣泛應(yīng)用推廣的育苗方式與移栽方式組合,為提高河南省烤煙的產(chǎn)量品質(zhì)奠定重要基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021—2022年5—10月在河南省平頂山市郟縣進(jìn)行。該地屬于溫帶季風(fēng)氣候,海拔220 m,年均氣溫14 ℃,年均降水量800 mm。供試烤煙品種為中煙100。選擇地面平整、灌溉條件良好的土地移栽,土壤基本理化性質(zhì)為pH值7.09、電導(dǎo)率114.62 S·cm-1、堿解氮含量5.5 mg·kg-1、有效磷含量7.61 mg·kg-1、速效鉀含量18.24 mg·kg-1。該地為煙草連作田,田間病害發(fā)生普遍較重。

表1 不同育苗方式技術(shù)要點Table 1 Key points of operation of different seedling breeding methods

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用雙因素完全隨機(jī)設(shè)計,設(shè)置10個處理組合,包括2種移栽方式和5種育苗方式。移栽方式以膜下小苗移栽(A2)為對照設(shè)置生態(tài)深栽(A1)。育苗方式以漂浮育苗(B5)為對照,設(shè)置濕潤育苗(B1)、淺水育苗(B2)、干濕交替育苗(B3)和無紡布育苗(B4)。10個處理組合分別為:A1B1(生態(tài)深栽濕潤育)、A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)、A1B3(生態(tài)深栽干濕交替育苗)、A1B4(生態(tài)深栽無紡布育苗)、A1B5(生態(tài)深栽漂浮育苗)、A2B1(膜下小苗濕潤育苗)、A2B2(膜下小苗淺水育苗)、A2B3(膜下小苗干濕交替育苗)、A2B4(膜下小苗無紡布育苗)和A2B5(膜下小苗漂浮育苗),以膜下小苗移栽漂浮育苗(A2B5)為對照處理。移栽時,膜下小苗移栽方法參考孔銀亮[12]的研究方法。生態(tài)深栽移栽使用特制的打孔器在報滿壟體膜上打出深為22～25 cm,直徑為6～7 cm的窖穴,移栽時將五葉一心煙苗垂直放入窖穴,同時搭配適量藥肥水灌根。各處理設(shè)置3個試驗小區(qū),每小區(qū)的煙草株數(shù)不少于400株,煙草株行株距為120 cm×55 cm,各處理施肥量和追肥時間保持一致,其他管理措施均保持一致。

1.2.1 數(shù)據(jù)測定及方法 農(nóng)藝性狀測定方法 煙草大田期的伸根期(移栽后30 d)、旺長期(移栽后60 d)和成熟期(移栽后120 d),生育時期的劃分參考《煙草栽培學(xué)》[13],以確保試驗的時間點符合生育時期的特點。隨機(jī)選取每個處理的煙苗20株,并依據(jù)《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》(YC/T 142—2010)的規(guī)定[14],測量煙株農(nóng)藝性狀,包括株高、莖圍、有效葉片數(shù)、最大葉片的葉長和葉寬,并計算葉片的葉面積(葉長 × 葉寬 × 0.634 5)。

根活力測定方法 在煙苗移栽時,隨機(jī)選取不同育苗方式的10株煙苗(播種后55 d)。參照上海尚寶科技有限公司試劑盒說明書,使用TTC比色法使用紫外分光光度計(上海翱藝儀器有限公司,UV-1800)測定煙苗根活力。

酶活性測定方法 參照北京索萊寶科技有限公司試劑盒說明書,隨機(jī)選取每個處理的5株的鮮葉片作為待測樣品,采用微量法(Spectrophotometer),使用酶標(biāo)儀(美國賽默飛,Multiskan FC),測定過氧化物酶(peroxidase,POD)活性和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的活性。

1.2.2 病害分級標(biāo)準(zhǔn)與計算公式 于煙草大田期的伸根期(移栽后30 d)、旺長期(移栽后60 d)和成熟期(移栽后120 d),隨機(jī)調(diào)查每個處理30株煙草的病毒病、葉斑類病害和根莖類病害;并在煙草成熟期采用拔根法調(diào)查根結(jié)線蟲病。病害的分級標(biāo)準(zhǔn)參照《煙草病蟲害防治技術(shù)手冊》和《煙草病蟲害分級及調(diào)查方法》(GB/T 23222—2008)并稍作調(diào)整[15]。

病毒病分級標(biāo)準(zhǔn) 0級:全株無病;1級:心葉脈明或輕微花葉,病株無明顯矮化;3級:1/3葉片花葉但不變形,或病株矮化為正常株高的3/4以上;5級:1/3～1/2葉片花葉,或植株矮化為正常的2/3～3/4;7級:1/2～2/3葉片花葉,或植株矮化為正常的1/2～2/3;9級:全株葉片花葉,病株矮化為正常株高的1/2以下。

葉斑類病害分級標(biāo)準(zhǔn) 0級:全株無病;1級:小病斑(≤2 mm) ≤15個,或大病斑(>2 mm) ≤2個;3級:小病斑≤50個,或大病斑2～10個;5級:1/3以下葉片上有病斑,或小病斑50～100個,或大病斑10～20個;7級:1/3～2/3葉片上有病斑,或小病斑>100個,或大病斑 >20個;9級:2/3以上葉片有病斑,部分葉片干枯。

根莖類病害分級標(biāo)準(zhǔn) 0級:全株無病;1級:莖部病斑不超過莖圍的1/3,或1/3以下葉片凋萎;3級:莖部病斑環(huán)繞莖圍1/3～1/2,或半數(shù)1/3～1/2葉片輕度凋萎;5級:莖部病斑超過莖圍的1/2,或1/2～2/3葉片凋萎;7級:莖部病斑全部環(huán)繞莖圍,或2/3以上葉片凋萎;9級:病株基本枯死。

根結(jié)線蟲病分級標(biāo)準(zhǔn) 0級:根部正常;1級:1/4以下根上有少量根結(jié);3級:1/4～1/3根上有少量根結(jié);5級:1/3～1/根上有根結(jié);7級:1/2以上根上有根結(jié),少量次生根上發(fā)生根結(jié);9級:所有根上,包括次生根上也長滿根結(jié)。

計算公式 病情指數(shù) = [∑(病斑等級 × 發(fā)病數(shù))] / (總數(shù) × 最高病斑等級)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。使用IBM SPSS Statistics 20對育苗方式和移栽方式進(jìn)行雙因素方差分析,單因素方差分析評估組合方式之間的差異。使用Origin 2022進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析和繪圖。

2 結(jié)果分析

2.1 不同育苗方式對烤煙煙苗長勢和根活力的影響

不同育苗方式煙苗長勢存在差異(圖1),B1(濕潤育苗)、B2(淺水育苗)和B4(無紡布育苗)出苗相對整齊,長勢較為均勻一致。B3(干濕交替育苗)出苗整齊但部分煙苗長勢弱小,B5(漂浮育苗)存在缺苗現(xiàn)象且長勢相對較弱。移栽時,不同處理的煙苗根活力存在差異(圖2,p<0.05),淺水育苗的根活力與無紡布育苗無顯著差異,但淺水育苗顯著高于濕潤育苗,漂浮育苗和干濕交替育苗處理,比漂浮育苗對照提高20.60%。

B1:濕潤育苗;B2:淺水育苗;B3:干濕交替育苗;B4:無紡布育苗;B5:漂浮育苗。圖片拍攝于播種后50 d。下同。

2.2 烤煙不同育苗方式和移栽方式對大田期煙草農(nóng)藝性狀的影響

通過主效應(yīng)分析,育苗方式和移栽方式對煙草的農(nóng)藝性狀影響顯著(表2)。與膜下小苗對照處理(A1)相比,生態(tài)深栽處理(A2)顯著提高了煙草的有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉面積等農(nóng)藝性狀。將育苗方式和移栽方式組合方式進(jìn)行單因素方差分析,在煙草伸根期,生態(tài)深栽淺水育苗處理下有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉面積比膜下小苗漂浮育苗對照提高了31.14%、27.43%、35.71%和51.69%(p<0.05)。在煙草的旺長期,生態(tài)深栽淺水育苗相對于膜下小苗漂浮育苗對照,有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉面積提高了25.00%、20.86%、17.31%和30.06%;生態(tài)深栽無紡布育苗比膜下小苗漂浮育苗對照提高了21.77%、22.51%、15.38%和25.06%。在煙草的成熟期,生態(tài)深栽煙草的有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉面積均優(yōu)于膜下小苗處理,其中生態(tài)深栽無紡布育苗處理的有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉面積比膜下小苗漂浮育苗對照分別提高了19.69%、22.43%、15.42%和11.88%(p<0.05);生態(tài)深栽淺水育苗比膜下小苗漂浮育苗對照提高了21.70%、25.16%、14.54%和18.95%(p<0.05)。

表2 不同處理對煙草農(nóng)藝性狀的影響Table 2 Effects of different treatments on agronomic traits of tobacco

2.3 不同育苗方式和移栽方式對烤煙大田期重要病害的影響

在煙草各生育時期,不同處理對煙草病毒病、葉斑類病害和根莖類病害的防治效果差異明顯。在煙草伸根期(圖3-A),育苗方式和移栽方式對病毒病、葉斑類病害和根莖類病害的病情指數(shù)無交互作用(表3)。主效應(yīng)分析表明,生態(tài)深栽下根莖類病害病情指數(shù)顯著低于膜下小苗(p=0.002)。由于不存在交互作用,對組合處理進(jìn)行單因素方差分析,結(jié)果顯示,A1B1(生態(tài)深栽濕潤育苗)、A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)、A2B1(膜下小苗濕潤育苗)和A2B2(膜下小苗淺水育苗)病毒病的病情指數(shù)低于其他處理,較A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對照病情指數(shù)降低了23.99%、24.29%、23.37%和21.37%。對于葉斑類病害,A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)病情指數(shù)顯著低于其他處理,相較于A2B5(膜下小苗漂浮育苗),降低了45.09%。根莖類病害病情指數(shù)方面,A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)、A1B4(生態(tài)深栽無紡布育苗)和A2B2(膜下小苗淺水育苗)的病情指數(shù)低于其他處理,較A2B5(膜下小苗漂浮育苗)降低了68.84%、60.52%、60.52%。

A:伸根期;B:旺長期;C:成熟期。

表3 育苗方式和移栽方式對煙草重要病害病情指數(shù)交互作用分析Table 3 Interaction analysis of seedling raising and transplanting method on important tobacco disease index

在煙草旺長期(圖3-B),病毒病發(fā)病最重,根莖類病害和葉斑類病害次之。育苗方式和移栽方式對葉斑類病害和根莖類病害病情指數(shù)無交互作用,但對病毒病病情指數(shù)產(chǎn)生了交互作用(表2)。A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)和A1B4(生態(tài)深栽無紡布育苗)葉斑類病害病情指數(shù)顯著低于其他處理,相較于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)降低了31.16%和21.88%。根莖類病害病情指數(shù)方面,A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)和A1B4(生態(tài)深栽無紡布育苗),較A2B5(膜下小苗漂浮育苗)降低了43.41%、38.28%。育苗方式和移栽方式對根莖類病害影響顯著,其中淺水育苗和無紡布育苗病情指數(shù)顯著低于其他育苗方式,而生態(tài)深栽葉斑類病害和根莖類病害病情指數(shù)整體低于膜下小苗方式。

在煙草成熟期(圖3-C),根莖類病害和根結(jié)線蟲發(fā)病最重,病毒病和葉斑類病害次之。育苗方式和移栽方式對根莖類病害和線蟲病情指數(shù)無交互作用,但對病毒病病情指數(shù)和葉斑類病害病情指數(shù)產(chǎn)生了交互作用。在不同組合中,A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)和A1B4(生態(tài)深栽無紡布育苗)較A2B5(膜下小苗漂浮育苗),根莖類病害病情指數(shù)降低了35.99%、31.84%。采用拔根法調(diào)查根結(jié)線蟲并計算病情指數(shù),結(jié)果顯示,A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)和A1B4(生態(tài)深栽無紡布育苗)病情指數(shù)顯著低于其他處理,較A2B5(膜下小苗漂浮育苗)降低了30.43%、23.73%。結(jié)合3個生育時期,淺水育苗和無紡布育苗方式都可以顯著減少病情指數(shù),而采用生態(tài)深栽方式可以整體減少根莖類病害和根結(jié)線蟲的發(fā)病情況。

2.4 不同育苗方式和移栽方式對大田期烤煙POD和SOD活性的影響

育苗方式和移栽方式對POD活性和SOD活性的影響沒有交互作用(表4)。由于不存在交互作用,對酶活性進(jìn)行單因素方差分析,結(jié)果表明,煙草伸根期不同組合處理對POD活性的影響顯著(圖4-A),A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)和A2B2(膜下小苗淺水育苗)的酶活性高于其他育苗方式,相對于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對照,POD活性分別增加了60.66%和39.86%。對于SOD活性(圖4-B),A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)方式的SOD活性高于其他組合方式,相對于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對照,增加了108.88%。

A:伸根期POD活性;B:伸根期SOD活性;C:旺長期POD活性;D:旺長期SOD活性;E:成熟期POD活性;F:成熟期SOD活性。

表4 育苗方式和移栽方式對POD和SOD活性

煙草旺長期,育苗方式對POD活性的影響顯著(圖4-C)。同時,不同組合處理同樣對SOD活性有顯著影響(圖4-D)。A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)處理式高于其他處理方式,相對于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對照,POD活性增加了68.36%。A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)處理方式的SOD活性高于其他育苗方式,相對于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對照,SOD活性增加了43.08%。

在煙草成熟期,育苗方式和移栽方式對POD活性和SOD活性的影響無交互作用,但生態(tài)深栽相較于膜下小苗方式的煙草具有更高的POD和SOD活性(圖4-E～F)。A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)和A1B4(生態(tài)深栽無紡布育苗)處理方式的POD和SOD活性也要高于其他處理方式,相對于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對照,POD活性分別增加了22.67%和22.98%,SOD活性分別增加了27.69%和15.38%。綜合來看,在煙草的不同生長期,生態(tài)深栽淺水育苗和生態(tài)深栽無紡布育苗的處理方式可以顯著提高POD和SOD的活性。

2.5 大田期煙草抗病抗逆酶活性與農(nóng)藝性狀指標(biāo)的相關(guān)性分析

在煙草伸根期測得的多項指標(biāo)間在0.05或0.01水平上顯著相關(guān),最大葉面積與病毒病病情指數(shù)之間呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)(圖5-A)。有效葉片數(shù)、株高、莖圍、葉面積、SOD和POD活性與葉斑類病害病情指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)(圖5-A),其中株高、SOD和POD活性與葉斑類病害病情指數(shù)在0.01水平上呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.71、-0.80和-0.83。同時,葉面積和SOD活性與根莖類病害之間也存在顯著負(fù)相關(guān),其中SOD活性與根莖類病害病情指數(shù)在0.01水平上顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.79。此外,病毒病和葉斑類病害與根莖類病害之間也存在顯著性相關(guān)。綜合分析發(fā)現(xiàn),病毒病、葉斑類病害和根莖類病害對SOD和POD活性產(chǎn)生負(fù)調(diào)控影響作用,同時也在一定程度上抑制了葉面積的生長。SOD和POD活性提升降低病毒病、葉斑類病害和根莖類病害的發(fā)生。

A:伸根期;B:旺長期;C:成熟期。SPL:有效葉片數(shù);RL:根長;STEM:莖圍;LA:葉面積;VSI:病毒病病情指數(shù);LSI:葉斑類病害病情指數(shù);RSI:根莖類病害病情指數(shù);RKI:根結(jié)線蟲病情指數(shù);POD:POD活性;SOD:SOD活性。*表示在0.05水平上顯著相關(guān),**表示在0.01水平上顯著相關(guān)。

在煙草旺長期,有效葉片數(shù)、莖圍和病毒病病情指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),而最大葉面積與病情指數(shù)之間無顯著相關(guān)性(圖5-B)。葉片數(shù)、株高、莖圍、葉面積、POD和SOD活性與葉斑類病害病情指數(shù)在0.01水平上呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān),其中POD和SOD活性的相關(guān)系數(shù)分別為-0.66和-0.78,表明葉斑類病害會極大程度上影響旺長期煙草的生長并且降低SOD和POD活性。同時,有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉面積等農(nóng)藝性狀與根莖類病害病情指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),而POD和SOD活性與根莖類病害之間沒有顯著相關(guān)。病毒病、葉斑類病害和根莖類病害兩兩之間均存在顯著性相關(guān)。綜合分析發(fā)現(xiàn)在旺長期,葉斑類病害對SOD和POD活性產(chǎn)生負(fù)調(diào)控影響作用,而病毒病、葉斑類病害和根莖類病害則影響了煙草的生長,抑制了煙草的農(nóng)藝性狀指標(biāo)。同時,SOD和POD活性的上升有可能會抑制葉斑類病害的發(fā)生。

在煙草成熟期,農(nóng)藝性狀和酶活性與病毒病病情指數(shù)在0.01水平上均存在顯著相關(guān)性,而SOD和POD與病毒病病情指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(圖5-C)。同樣,有效葉片數(shù)、株高、莖圍和葉面積等農(nóng)藝性狀和葉斑類病害病情指數(shù)在0.01水平上顯著負(fù)相關(guān),表明成熟期葉斑類病害會極大程度上抑制煙草的生長。葉片數(shù)、株高、莖圍和葉面積等農(nóng)藝性狀與根莖類病害病情指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),而POD活性與根莖類病害無顯著相關(guān)。對于根結(jié)線蟲病情指數(shù),有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉面積等農(nóng)藝性狀與根結(jié)線蟲病病情指數(shù)在0.01水平上呈顯著負(fù)相關(guān),而與SOD和POD無顯著相關(guān)性。病毒病、葉斑類病害、根莖類病害和根結(jié)線蟲病病情指數(shù)兩兩之間在0.01水平上均存在顯著性相關(guān)。綜合分析發(fā)現(xiàn)在成熟期,病毒病、葉斑類病害、根莖類病害和根結(jié)線蟲病均會抑制煙草的生長,降低農(nóng)藝性狀指標(biāo)和SOD活性。SOD活性的上升可能會抑制病毒病、葉斑類病害和根莖類病害的發(fā)生。

3 結(jié)論與討論

根活力是衡量植物受到逆境脅迫后根系對環(huán)境的適應(yīng)能力的指標(biāo),其活性增加表明植物根系對逆境的適應(yīng)能力提高,抗病抗逆性增強(qiáng)[16]。不同育苗方式煙苗成苗率以及長勢均存在差異,漂浮育苗和干濕交替育苗的煙苗長勢相對較弱,漂浮育苗存在明顯的缺苗現(xiàn)象,由于豫中煙區(qū)春季氣候多變,漂浮育苗無法很好地適應(yīng)這種極端氣候條件,導(dǎo)致代謝受阻、生長緩慢,根活力下降,嚴(yán)重時造成缺苗死苗現(xiàn)象。淺水育苗和無紡布育苗出苗相對整齊,根活力較高。

葉面積、葉綠素含量、根系發(fā)育等農(nóng)藝性狀直接影響植物對病蟲害和逆境(如干旱、高溫、低溫等)的抵抗能力[17-18]。莖圍加粗也能增強(qiáng)植物對于干旱、低溫、高溫等逆境的抵抗力[19]。本研究結(jié)果表明,淺水育苗培育的煙苗根活力高于其他處理。淺水育苗中較低的水位使得氧氣能夠更容易進(jìn)入根部,提供充足的氧氣供應(yīng)從而增加根活力。吳杰等[20]的研究結(jié)果與本試驗一致,表明淺水育苗可以有效提高煙苗的莖圍、葉面積、側(cè)根數(shù)量等農(nóng)藝性狀。生態(tài)深栽移栽方式比膜下小苗移栽方式能夠提高葉片數(shù)、株高和葉面積。生態(tài)深栽結(jié)合淺水育苗對煙草的葉片數(shù)、株高、莖圍和葉面積都高于膜下小苗漂浮育苗對照處理。在煙草成熟期,分別提高了21.70%、25.16%、14.54%和18.95%。吳薇等[21]的研究也驗證了生態(tài)深栽相較于傳統(tǒng)的膜下小苗移栽方式具有更高的農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀,能夠有效提高烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)。雷曉等人通過對不同移栽方式對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)采用膜下小苗的移栽方式可以有效提高烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)[22],這可能是由于不同地區(qū)、不同氣候條件下對烤煙的抗病抗逆性影響可能存在差異。生態(tài)深栽使幼苗提前適應(yīng)了土壤環(huán)境,從而有助于促進(jìn)根系的早期生長,井窖內(nèi)相對穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境可以幫助煙草在整個生長周期內(nèi)保持較為一致的生長速度和質(zhì)量。

烤煙大田期重要的病害主要包括根結(jié)線蟲病、病毒病、葉斑類病害和根莖類病害,均會嚴(yán)重影響烤煙的生長發(fā)育,品質(zhì)和產(chǎn)量。根結(jié)線蟲可以降低吸水能力、破壞根系和影響與微生物的互作關(guān)系,從而導(dǎo)致煙草產(chǎn)量和品質(zhì)下降[23-24]。煙草病毒病會導(dǎo)致烤煙葉片的營養(yǎng)物質(zhì)含量降低,生長受阻,從而影響烤煙的質(zhì)量和產(chǎn)量[25]。葉斑類病害會影響其葉面積指數(shù)和蒸騰速率等生理指標(biāo),降低光合作用效率和生長速度,從而降低烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量[26-27]。根莖類病害病原物主要是通過土壤傳播,通過侵染其根系導(dǎo)致烤煙植株生長受阻,影響產(chǎn)量和質(zhì)量[28]。病情指數(shù)是評估烤煙受病害感染程度的重要指標(biāo),與烤煙的抵抗能力密切相關(guān)[29]。病毒病、葉斑類病害和根莖類病害在不同生長期的發(fā)病情況存在差異。在煙草旺長期,采用生態(tài)深栽淺水育苗組合處理方式,病毒病、葉斑類病害和根莖類病害的病情指數(shù)最低。煙草成熟期,生態(tài)深栽淺水育苗和生態(tài)深栽無紡布育苗組合處理方式顯著降低了根莖類病害和根結(jié)線蟲病情指數(shù),相較于膜下小苗漂浮育苗對照處理方式,根莖類病害病情指數(shù)降低了35.99%和31.84%,根結(jié)線蟲病情指數(shù)降低了30.43%和23.73%。GHORBANI等[30]的觀點也印證了本試驗的結(jié)論,其認(rèn)為合適的田間管理措施可以使植物對病原菌的抵抗能力增強(qiáng),從而減少病害的發(fā)生。合適的種植密度和間作方式可以改善作物的生長環(huán)境,也可以減少病害的發(fā)生[31],采用綜合管理措施可以顯著提高烤煙的根結(jié)線蟲病抗性,包括選擇抗病品種、適宜的施肥措施、加強(qiáng)田間管理等[32]。

POD和SOD是植物細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化酶,它們的活性與植物的抗病抗逆密切相關(guān),活性的提高可以增強(qiáng)烤煙對病害和逆境的抵抗力[33-34]。本研究表明,在煙草大田生長的生育期內(nèi),生態(tài)深栽淺水育苗處理可以提升葉片的POD和SOD活性。在煙草伸根期、旺長期和成熟期,POD活性提升幅度分別為60.66%、68.36%和22.67%,SOD活性提升幅度分別為108.88%、43.08%和27.69%。綜合來看,生態(tài)深栽淺水育苗可以顯著提升POD和SOD活性,應(yīng)對逆境的表現(xiàn)也越積極。這和王亞寧等[35]的研究結(jié)果一致,他們發(fā)現(xiàn)生態(tài)深栽移栽方式可以顯著提高白肋煙的活性氧代謝能力,降低烤煙葉片的丙二醛含量和脂質(zhì)過氧化程度,從而減輕了烤煙的氧化傷害,并提高了其產(chǎn)量和品質(zhì)。此外,趙銘欽等[36]的研究結(jié)果顯示,改變種植密度可以顯著提高烤煙葉片POD和SOD的活性,也佐證了本研究。因此,通過調(diào)整不同的管理措施來影響烤煙葉片的抗氧化能力,為烤煙的種植管理和栽培提供了一定的理論基礎(chǔ)和實踐指導(dǎo)。

在煙草不同的生育期中,不同病害對煙草生長影響不同。煙草伸根期,病毒病的病情指數(shù)與最大葉面積呈顯著的負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為-0.62),同時葉斑類病害、病毒病和根莖類病害也負(fù)向調(diào)控了SOD和POD的活性,并抑制了葉面積的生長。煙草旺長期,葉斑類病害對煙草SOD和POD的活性也呈現(xiàn)出負(fù)向調(diào)控(相關(guān)系數(shù)分別為-0.66和-0.78),而病毒病、葉斑類病害和根莖類病害抑制了煙草的農(nóng)藝性狀。煙草成熟期,病毒病抑制了煙草的農(nóng)藝性狀,但對SOD活性和POD活性無明顯相關(guān)性。葉斑類病害、病毒病、根莖類病害和根結(jié)線蟲病均抑制了煙草的農(nóng)藝性狀和POD活性。因此,正向調(diào)控POD和SOD活性一定程度上可以緩解發(fā)病狀況。在不同組合方式中,生態(tài)深栽組合淺水育苗和生態(tài)深栽組合無紡布育苗可以增加農(nóng)藝性狀和酶活性,從而提高對各種病害的抵抗能力。盡管高溫和干旱條件會更容易受到病原菌的感染[37],生態(tài)深栽的井窖具有保溫保濕的功能,可以一定程度上緩解氣候條件的影響。因此,選擇合適的移栽方式和育苗方式可以有效降低田間病害的發(fā)生情況。生態(tài)深栽獨特的井窖,可以為五葉一心時期的煙苗在田間有一個緩苗期,這個緩苗期可以為煙苗提供一個適應(yīng)水培到陸生環(huán)境的過渡階段,使其根系發(fā)育更加健壯,抵抗力強(qiáng),從而減少植株受到外界壓力和病蟲害侵害的可能性。

4 結(jié)論

生態(tài)深栽結(jié)合淺水育苗和無紡布育苗組合處理在不同的生育期均表現(xiàn)出較高的農(nóng)藝性狀和抗病抗逆性。其中,在煙草成熟期生態(tài)深栽淺水育苗,有效葉片數(shù)、株高、莖圍和最大葉面積較膜下小苗漂浮育苗對照分別提高了21.70%、25.16%、14.54%和18.95%,根莖類病害和根結(jié)線蟲病情指數(shù)分別降低了35.99%和30.43%,且POD活性和SOD活性分別增加了22.67%和27.69%。因此,生態(tài)深栽結(jié)合淺水育苗和無紡布育苗處理能夠顯著改善煙草的農(nóng)藝性狀和抗氧化酶活性,降低病情指數(shù),并增強(qiáng)其抗病抗逆性。