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(duì)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(zhì)對(duì)煙苗葉綠素含量、根系構(gòu)型、根系活力及硝酸還原酶活性的影響。結(jié)果表明,隨育苗基質(zhì)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(shì),在50%火土灰+50%常規(guī)育苗基質(zhì)處理?xiàng)l件下達(dá)到峰值;根系硝酸還原酶活性隨基質(zhì)中火土灰用量增加呈增加趨勢(shì);育苗基質(zhì)中火土灰用量在50%以內(nèi)時(shí),火土灰用量與總根長、根總表面積極顯著正相關(guān),與根總體積顯著正相關(guān)。可見,50%的火土灰和50%的常規(guī)育苗基質(zhì)配比最有助于促進(jìn)煙苗生長發(fā)育。
關(guān)鍵詞:火土灰;煙苗;根系構(gòu)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(nèi)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(nóng)戶們的喜愛[1]。煙草秸稈含有大量的有機(jī)質(zhì),干物質(zhì)、灰分、鉀、氯和氮含量適中,是進(jìn)行生物有機(jī)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(yán)重污染了煙區(qū)環(huán)境,而且還造成資源的極大浪費(fèi)[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(dǎo)致土壤板結(jié)、次生鹽漬化和有毒物質(zhì)的積累[5]。火土灰具有疏松透氣、保水保肥等特點(diǎn),且火土灰中富含微量元素及有機(jī)質(zhì),能夠有效彌補(bǔ)植物對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)等的消耗,在一定程度上能夠很好地改善土壤理化性質(zhì),促進(jìn)煙苗生長,改善烤煙農(nóng)藝性狀[6-8]?;鹜粱矣欣跓煵莞瞪L,促進(jìn)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(zhì)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(bào)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(zhì)的配比處理,研究不同處理?xiàng)l件下煙苗葉綠素含量、根系構(gòu)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(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。
1 ?材料與方法
1.1 ?試驗(yàn)材料
試驗(yàn)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(jìn)行,供試烤煙品種為云煙87。本試驗(yàn)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(yàn)設(shè)計(jì)
采用漂浮育苗的方式,設(shè)置5個(gè)處理,CK:常規(guī)育苗基質(zhì);T1:10%火土灰+90%常規(guī)育苗基質(zhì);T2:30%火土灰+70%常規(guī)育苗基質(zhì);T3:50%火土灰+50%常規(guī)育苗基質(zhì);T4:70%火土灰+30%常規(guī)育苗基質(zhì),每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各指標(biāo)檢測(cè)。
1.3 ?測(cè)定項(xiàng)目和方法
葉綠素測(cè)定:稱取0.1 g的新鮮葉片,剪成細(xì)絲浸沒在10 mL的96%乙醇中至于暗處24 h,測(cè)定665 nm、649 nm、470 nm下的吸光值,計(jì)算葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量[10-12]。
根系構(gòu)型測(cè)定:使用Epson Expression 11000XL進(jìn)行總根長、根總表面積、根直徑及根總體積分析。
根系活力測(cè)定:使用TTC法測(cè)定[13-14]。
硝酸還原酶活性測(cè)定:按照硝酸還原酶活性測(cè)定試劑盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)要求提取酶液,340 nm條件下測(cè)定酶液與反應(yīng)液在1 min和6 min的吸光值,通過計(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖;采用SAS 9.2進(jìn)行單因素方差分析,表中及圖中所示數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差;采用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。
2 ?結(jié) ?果
2.1 ?不同火土灰用量對(duì)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?cè)~綠素含量為T3>CK>T1>T2>T4;與CK相比,T3處理總?cè)~綠素顯著升高,增幅為20.37%;與T1和T2相比,CK處理總?cè)~綠素顯著升高,增幅分別為24.53%和33.71%;與T4相比,T1處理總?cè)~綠素顯著升高,增幅為13.71%。因此,50%火土灰與50%育苗基質(zhì)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(duì)煙苗根系構(gòu)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(duì)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(shì)。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(biāo)參數(shù)相關(guān)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(shì)之外,葉綠素含量、根系構(gòu)型各項(xiàng)指標(biāo)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(shì)。為研究火土灰用量與煙苗農(nóng)藝性狀和生理指標(biāo)之間的相關(guān)性,以及農(nóng)藝性狀和生理指標(biāo)之間的相關(guān)性,對(duì)CK及T1、T2、T3處理的各參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)性分析。由表2可知,育苗基質(zhì)中火土灰用量在50%以內(nèi)時(shí),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(guān),與根總體積在0.05水平上顯著正相關(guān)???cè)~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(guān)。總根長與根總表面積、根總體積和硝酸還原酶活性在0.01水平上顯著正相關(guān)。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(guān)。根平均直徑和根總體積在0.01水平上顯著正相關(guān)。根總體積和硝酸還原酶活性在0.05水平上顯著正相關(guān)。
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(shì)。相關(guān)研究表明,火土灰中富含有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀,對(duì)煙株施用火土灰可以有效促進(jìn)其對(duì)氮、磷、鉀等礦質(zhì)元素的吸收和積累[6,16]。氮作為葉綠素的重要組成物質(zhì),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(jìn)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(zhì)配施可以通過有效促進(jìn)煙苗對(duì)氮、磷、鉀肥的吸收來促進(jìn)葉綠素合成。超過50%火土灰配施導(dǎo)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(duì)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(nèi),火土灰的施用可以顯著促進(jìn)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(jié)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(jìn)根系發(fā)育,與本研究結(jié)果一致。硝酸還原酶是植物氮代謝過程中的關(guān)鍵限速酶,能夠反映植物對(duì)土壤中氮元素的利用情況[27]。增施氮肥會(huì)促進(jìn)植株直根及側(cè)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(zhì)配比下的硝酸還原酶活性較高,因此本處理煙苗對(duì)基質(zhì)中氮素利用率更高進(jìn)而促進(jìn)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(shí)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?duì)于防寒防凍具有很好的效用[30],湘南煙區(qū)煙農(nóng)廣泛使用火土灰作為假植營養(yǎng)土。因此,在育苗基質(zhì)中添加適宜比例的火土灰有利于通過促進(jìn)煙苗生長發(fā)育來提高煙苗抗寒能力。本研究結(jié)果表明,育苗基質(zhì)中火土灰用量在50%以內(nèi)時(shí),火土灰用量與總根長、根表面積及根總體積呈正相關(guān);根系構(gòu)型之間、生理指標(biāo)之間及根系構(gòu)型和生理指標(biāo)之間均呈正相關(guān)關(guān)系。由此推斷,適宜的火土灰用量可以通過優(yōu)化煙苗關(guān)鍵生理指標(biāo)來協(xié)調(diào)促進(jìn)煙苗的生長發(fā)育。
4 ?結(jié) ?論
試驗(yàn)結(jié)果表明,隨育苗基質(zhì)中火土灰比例升高,煙苗葉綠素含量、根系構(gòu)型各指標(biāo)和根系活力呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì),在50%火土灰+50%常規(guī)育苗基質(zhì)處理?xiàng)l件下達(dá)到峰值;根系硝酸還原酶活性隨基質(zhì)中火土灰用量增加呈增加趨勢(shì),70%火土灰+30%常規(guī)育苗基質(zhì)處理根系硝酸還原酶活性最高;育苗基質(zhì)中火土灰用量在50%以內(nèi)時(shí),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(guān),與根總體積在0.05水平上顯著正相關(guān)。綜上,50%的火土灰和50%的常規(guī)育苗基質(zhì)配比最有助于促進(jìn)煙苗生長發(fā)育。
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