吳俊林,毛家偉,張 翔,楊立均,李 亮,司賢宗
(1.駐馬店市煙草公司,河南駐馬店463000;2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所,河南鄭州450002)
餅肥是有機肥的一種,它是油料的種子經(jīng)榨油后剩下的殘渣,可作肥料施用,在我國煙草生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用[1-3]。餅肥含有豐富的有機質(zhì)和各種營養(yǎng)元素[4],包括大量元素和微量元素,在土壤中腐解過程會釋放大量的有機酸、氨基酸以及高級脂肪酸,從而提高土壤的有機營養(yǎng)成分,改善土壤的理化性質(zhì)[5]。芝麻餅肥和菜籽餅肥均是煙葉生產(chǎn)中效果較好的餅肥[6-8],其中,菜籽餅肥在南方煙區(qū)應(yīng)用較多。而在河南煙區(qū),生產(chǎn)中施用的餅肥以芝麻餅肥為主,有研究表明[9],以芝麻餅肥與化肥配施煙葉的香氣和高級脂肪酸含量明顯增加,煙葉品質(zhì)提高,但由于河南省芝麻種植面積較小,從外地采購又增加了原料成本,因此,部分煙區(qū)的芝麻餅肥存在以次充好的現(xiàn)象,進(jìn)而影響了煙葉品質(zhì)。近年來,隨著河南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和種植制度調(diào)整,油菜面積不斷擴大[10],為菜籽餅肥在煙田應(yīng)用提供了一個良好的基礎(chǔ)。
本試驗針對煙葉生產(chǎn)需要,通過田間小區(qū)試驗,設(shè)置芝麻餅肥和菜籽餅肥不同配比,研究不同餅肥配比對烤煙生長發(fā)育、抗氧化酶活性及經(jīng)濟性狀的影響,旨在為解決河南省芝麻餅肥存在的問題及有機肥合理利用提供參考依據(jù)。
試驗于2016 年在河南省泌陽縣楊家集鄉(xiāng)董莊村進(jìn)行。試驗地土壤耕層基礎(chǔ)理化性狀為:pH 值7.4,有機質(zhì)11.8 g/kg,堿解氮95.3 mg/kg,速效磷18 mg/kg,速效鉀131.7 mg/kg。試驗地肥力均勻一致,地勢平坦,排灌方便。試驗前茬作物均為煙草。
供試烤煙品種為豫煙6 號。供試肥料種類有:芝麻餅肥(N 5%)、菜籽餅肥(N 5%),磷酸一銨(N 11%,P2O544%),硝銨磷(N 32%,P2O 54%),硫酸鉀(K2O 50%)。
試驗設(shè)5 個處理:T1. 不施餅肥處理(CK);T2.100%芝麻餅肥;T3.70%芝麻餅肥+30%菜籽餅肥;T4.50%芝麻餅肥+50%菜籽餅肥;T5.30%芝麻餅肥+70%菜籽餅肥;T6.100%菜籽餅肥。各處理氮、磷、鉀用量相同,氮磷鉀比例為1∶1.5∶3.5,氮、磷、鉀用量分別為N 67.5 kg/hm2,P2O5101.25 kg/hm2,K2O 236.25 kg/hm2。其中,氮肥和磷肥全部基施;餅肥全部作基肥;鉀肥70%作基肥,剩余30%在團(tuán)棵期作追肥。試驗3 次重復(fù),隨機排列,小區(qū)面積72 m2(4 行,行距1.2 m,小區(qū)長15 m)。試驗于4 月25 日移栽,9 月11 日采烤結(jié)束。其他各項田間生產(chǎn)管理措施統(tǒng)一按當(dāng)?shù)匾?guī)范化措施進(jìn)行。
1.4.1 農(nóng)藝性狀測定 每個小區(qū)選擇有代表性的煙株5 株掛牌作標(biāo)記,分別在移栽后30,60 d 記錄株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長及葉寬等農(nóng)藝性狀。
葉面積=葉片長×葉片寬×葉面積指數(shù)(1)其中,葉面積指數(shù)通常取0.634 5。
1.4.2 葉綠素含量測定 在移栽后30,45,60 d 用SPAD-502 葉綠素測定儀分別測定煙株倒數(shù)第5 片功能葉的葉基、葉中、葉尖3 個部位的SPAD 值,取平均值。移栽后30,45 d,每個處理取3 株煙樣,根莖葉分開,葉片在105 ℃下殺青30 min,然后在70 ℃下烘干至恒質(zhì)量。
1.4.3 抗氧化酶活性測定 在圓頂期,各處理隨機選3 株,采集中部葉片5~6 g,并迅速用錫紙包好放于液氮中,采集完畢后帶回實驗室存放于-80 ℃冰箱保存,用于測定抗氧化酶活性[11]。其中,過氧化氫酶(CAT)活性采用紫外吸收法測定,超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍(lán)四唑法測定,過氧化物酶(POD)活性采用愈創(chuàng)木酚法測定,抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性采用紫外分光光度法測定。
1.4.4 產(chǎn)量測定 各小區(qū)單獨計產(chǎn),并根據(jù)烤煙國標(biāo)對烤后煙葉分級,確定烤煙的產(chǎn)值、均價、上等煙比例及中上等煙比例。
采用Excel 2010 和SPSS 軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,并采用Duncan 新復(fù)極差法多重比較。
表1 不同處理對煙株農(nóng)藝性狀的影響
從表1 可以看出,在移栽后30 d,除莖圍外,其他農(nóng)藝性狀指標(biāo)均以對照不施餅肥處理T1 最高;各施用餅肥間相比,以處理T5 株高和葉片數(shù)最高,分別達(dá)18.2 cm 和10.4 片,葉面積從大到小順序為:T2>T5>T4>T6>T3。移栽后60 d,與對照不施餅肥處理T1 相比,施用餅肥處理在各農(nóng)藝性狀指標(biāo)上均有一定增加;其中,株高、莖圍和葉片數(shù)均顯著增加。各施用餅肥處理間相比,株高和葉片數(shù)差異不顯著,以處理T5 各農(nóng)藝性狀指標(biāo)最高,葉面積達(dá)1 617 cm2,除處理T6(100%菜籽餅)外,隨著菜籽餅比例的增加,葉面積有增加的趨勢。
表2 不同處理對煙株干物質(zhì)積累的影響 g/株
由表2 可知,在移栽后30 d,不同處理間相比,以T5 處理干物質(zhì)積累最高,根莖達(dá)8.64 g/株,葉達(dá)22.03 g/株;從餅肥和菜籽餅肥不同比例來看(T3,T4,T5 處理),隨著菜籽餅肥比例的增加,煙株根莖葉干物質(zhì)積累有增加的趨勢,且相互間差異達(dá)顯著水平(P<0.05),純菜籽餅肥處理(T6 處理)與純芝麻餅肥(T2 處理)相比,根莖葉干物質(zhì)積累有一定減少,但二者間差異不顯著。在移栽后45 d,除處理T6 外,其他餅肥處理與對照處理T1 相比,煙株根莖葉干物質(zhì)積累均有一定增加,增加幅度為:根0.75~5.14 g/株、莖1.29~7.93 g/株、葉5.0~15.5 g/ 株,葉干物質(zhì)積累以T5 處理最高,顯著高于T3,T4 處理,純菜籽餅肥與純芝麻餅肥處理相比,莖和葉的干物質(zhì)積累顯著減少。
葉片SPAD 值讀數(shù)越大說明葉綠素含量越高,SPAD 值也間接反映了植株的氮素營養(yǎng)狀況[12]。從表3 可以看出,在移栽后30 d,以對照不施餅肥T1處理最高,SPAD 值達(dá)45.9,純菜籽餅肥T6 處理最低,且二者間差異達(dá)顯著水平(P<0.05),其他施用餅肥處理間無明顯差異。說明純菜籽餅在前期對煙葉葉綠素的提高沒有明顯促進(jìn)作用。在移栽后45 d,以T3 處理SPAD 值最高,達(dá)46.7,且顯著高于T2,T4,T5 處理(P<0.05);其次是T6 處理,但與T3 處理間差異不顯著。在移栽后60 d,施用餅肥處理間相比,T2 處理SPAD 值顯著低于其他處理,其他處理間差異不顯著,純菜籽餅T6 處理煙葉SPAD 值最高,隨著菜籽餅肥比例的增加,煙葉SPAD 值有上升的趨勢,說明過多的菜籽餅肥不利于煙葉成熟落黃。
表3 不同處理對煙葉SPAD 值的影響
植物為了維持正常的生長,通過抗氧化酶系統(tǒng)和抗氧化劑對活性氧進(jìn)行清除[13]。超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)同屬保護(hù)酶系統(tǒng),其中,SOD 可清除體內(nèi)過量的活性氧,是生物防御活性氧毒害的關(guān)鍵性保護(hù)酶之一[14]。由圖1 可知,CAT 活性以T3 處理最高,達(dá)46.7 U/g,且顯著高于其他處理,以100%菜籽餅肥T6 處理最低。POD 活性以T3處理最高,顯著高于不施餅肥對照T1 處理,T3,T4,T5,T6 處理相比,隨著菜籽餅肥比例的增加,POD 活性有降低的趨勢,且T6 處理與其他3 個處理間差異顯著。SOD 活性以T1 處理最低,施用餅肥處理與T1 處理相比,SOD 活性提高了5.6%~20.2%,T3,T4 處理與T1 處理間差異達(dá)顯著水平,以T3 處理最高。除T6 處理外,其他處理APX 活性差異不顯著。
從表4 可以看出,與對照T1 處理相比,施用餅肥處理均顯著提高了煙葉產(chǎn)量,增加幅度為6.9%~23.7%;不同施用餅肥處理間相比,以處理T5 產(chǎn)量最高,達(dá)3 069 kg/hm2,且顯著高于其他處理,而其他施用餅肥處理間差異不顯著。以T3 處理產(chǎn)值最高,達(dá)63 110 元/hm2,施用餅肥處理均顯著高于對照T1 處理(P<0.05);除純菜籽餅T6 處理外,其他施用餅肥處理間差異不顯著。各處理均價和上等煙比例分別以T3 處理和T2 處理最好,T2 處理上等煙比例達(dá)48.8%,T3 處理均價達(dá)23.4 元/kg。
表4 不同處理對烤煙經(jīng)濟性狀的影響
本試驗結(jié)果表明,移栽后60 d,與對照不施餅肥處理相比,施用餅肥處理在各農(nóng)藝性狀指標(biāo)上均有一定增加,而各施用餅肥處理間相比,以T5 處理各農(nóng)藝性狀指標(biāo)最高。在移栽后45 d,除T6 處理外,其他餅肥處理與對照處理相比,煙株根莖葉干物質(zhì)積累均有一定增加。施用芝麻和菜籽餅肥能夠促進(jìn)煙株的生長發(fā)育,這與前人研究結(jié)果一致[15-18],可能與有機肥施用提高了土壤養(yǎng)分含量、增加了土壤通透性和改善了土壤微生物群體結(jié)構(gòu)有關(guān)。有研究證明[19-20],葉綠素SPAD 值可以應(yīng)用于煙草氮素狀況的監(jiān)測。本試驗中,施用100%菜籽餅肥處理在前期SPAD 值顯著低于其他處理,在移栽后60 d,隨著菜籽餅肥比例的增加,煙葉SPAD 值有上升的趨勢,說明菜籽餅肥氮素養(yǎng)分釋放速度較慢。植物的抗氧化酶活性對清除活性氧起到重要作用,是環(huán)境脅迫下植物應(yīng)激反應(yīng)的重要監(jiān)測指標(biāo)[21]。本研究表明,與不施餅肥對照處理相比,除T6 處理外,其他處理均提高了過氧化氫酶(CAT)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性,施用餅肥處理間相比,以T3處理的CAT 活性、過氧化物酶(POD)活性和SOD活性最高,其中,CAT 活性顯著高于其他處理。從產(chǎn)量和產(chǎn)值上看,與對照處理相比,施用餅肥處理均顯著提高了煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值,施用餅肥處理間相比,T5 處理產(chǎn)量最高,而T3 處理在產(chǎn)值、均價方面均最高。
綜合來看,在生產(chǎn)中利用菜籽餅肥代替部分芝麻餅肥可以促進(jìn)煙株生長發(fā)育、提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值,適宜的芝麻餅肥和菜籽餅肥的比例為7∶3。