王顥杰, 李俊營(yíng), 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(duì)煙草產(chǎn)量和生長(zhǎng)發(fā)育影響重大。工廠化漂浮育苗中的煙苗隱性感染問(wèn)題一直是黃淮煙區(qū)面臨的普遍且難以解決的生產(chǎn)問(wèn)題。高溫、高濕等環(huán)境壓力導(dǎo)致煙苗生長(zhǎng)遲緩、代謝受阻,也降低了其抗性[1]。在煙草的田間生長(zhǎng)階段,不合理的管理也會(huì)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(duì)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(wú)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(shì),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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(guò)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(shí)降低病害的發(fā)生。生產(chǎn)者應(yīng)根據(jù)不同的生長(zhǎng)環(huán)境和需求,選擇適宜的栽培和育苗方式,以實(shí)現(xiàn)最佳的生產(chǎn)效益和品質(zhì)。然而,育苗和移栽方式對(duì)大田煙草抗病抗逆性的影響鮮有報(bào)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(shí),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(zhǎng)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(yàn)地概況

試驗(yàn)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(diǎn)Table 1 Key points of operation of different seedling breeding methods

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用雙因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì),設(shè)置10個(gè)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(duì)照設(shè)置生態(tài)深栽(A1)。育苗方式以漂浮育苗(B5)為對(duì)照,設(shè)置濕潤(rùn)育苗(B1)、淺水育苗(B2)、干濕交替育苗(B3)和無(wú)紡布育苗(B4)。10個(gè)處理組合分別為:A1B1(生態(tài)深栽濕潤(rùn)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(wú)紡布育苗)、A1B5(生態(tài)深栽漂浮育苗)、A2B1(膜下小苗濕潤(rùn)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(wú)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(duì)照處理。移栽時(shí),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(bào)滿壟體膜上打出深為22～25 cm,直徑為6～7 cm的窖穴,移栽時(shí)將五葉一心煙苗垂直放入窖穴,同時(shí)搭配適量藥肥水灌根。各處理設(shè)置3個(gè)試驗(yàn)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(shí)間保持一致,其他管理措施均保持一致。

1.2.1 數(shù)據(jù)測(cè)定及方法 農(nóng)藝性狀測(cè)定方法 煙草大田期的伸根期(移栽后30 d)、旺長(zhǎng)期(移栽后60 d)和成熟期(移栽后120 d),生育時(shí)期的劃分參考《煙草栽培學(xué)》[13],以確保試驗(yàn)的時(shí)間點(diǎn)符合生育時(shí)期的特點(diǎn)。隨機(jī)選取每個(gè)處理的煙苗20株,并依據(jù)《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》(YC/T 142—2010)的規(guī)定[14],測(cè)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(zhǎng)和葉寬,并計(jì)算葉片的葉面積(葉長(zhǎng) × 葉寬 × 0.634 5)。

根活力測(cè)定方法 在煙苗移栽時(shí),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(shuō)明書,使用TTC比色法使用紫外分光光度計(jì)(上海翱藝儀器有限公司,UV-1800)測(cè)定煙苗根活力。

酶活性測(cè)定方法 參照北京索萊寶科技有限公司試劑盒說(shuō)明書,隨機(jī)選取每個(gè)處理的5株的鮮葉片作為待測(cè)樣品,采用微量法(Spectrophotometer),使用酶標(biāo)儀(美國(guó)賽默飛,Multiskan FC),測(cè)定過(guò)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算公式 于煙草大田期的伸根期(移栽后30 d)、旺長(zhǎng)期(移栽后60 d)和成熟期(移栽后120 d),隨機(jī)調(diào)查每個(gè)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照《煙草病蟲害防治技術(shù)手冊(cè)》和《煙草病蟲害分級(jí)及調(diào)查方法》(GB/T 23222—2008)并稍作調(diào)整[15]。

病毒病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 0級(jí):全株無(wú)病;1級(jí):心葉脈明或輕微花葉,病株無(wú)明顯矮化;3級(jí):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(jí):1/3～1/2葉片花葉,或植株矮化為正常的2/3～3/4;7級(jí):1/2～2/3葉片花葉,或植株矮化為正常的1/2～2/3;9級(jí):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(jí)標(biāo)準(zhǔn) 0級(jí):全株無(wú)病;1級(jí):小病斑(≤2 mm) ≤15個(gè),或大病斑(>2 mm) ≤2個(gè);3級(jí):小病斑≤50個(gè),或大病斑2～10個(gè);5級(jí):1/3以下葉片上有病斑,或小病斑50～100個(gè),或大病斑10～20個(gè);7級(jí):1/3～2/3葉片上有病斑,或小病斑>100個(gè),或大病斑 >20個(gè);9級(jí):2/3以上葉片有病斑,部分葉片干枯。

根莖類病害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 0級(jí):全株無(wú)病;1級(jí):莖部病斑不超過(guò)莖圍的1/3,或1/3以下葉片凋萎;3級(jí):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(jí):莖部病斑超過(guò)莖圍的1/2,或1/2～2/3葉片凋萎;7級(jí):莖部病斑全部環(huán)繞莖圍,或2/3以上葉片凋萎;9級(jí):病株基本枯死。

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

計(jì)算公式 病情指數(shù) = [∑(病斑等級(jí) × 發(fā)病數(shù))] / (總數(shù) × 最高病斑等級(jí))×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(duì)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(píng)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(duì)烤煙煙苗長(zhǎng)勢(shì)和根活力的影響

不同育苗方式煙苗長(zhǎng)勢(shì)存在差異(圖1),B1(濕潤(rùn)育苗)、B2(淺水育苗)和B4(無(wú)紡布育苗)出苗相對(duì)整齊,長(zhǎng)勢(shì)較為均勻一致。B3(干濕交替育苗)出苗整齊但部分煙苗長(zhǎng)勢(shì)弱小,B5(漂浮育苗)存在缺苗現(xiàn)象且長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)較弱。移栽時(shí),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(wú)紡布育苗無(wú)顯著差異,但淺水育苗顯著高于濕潤(rùn)育苗,漂浮育苗和干濕交替育苗處理,比漂浮育苗對(duì)照提高20.60%。

B1:濕潤(rùn)育苗;B2:淺水育苗;B3:干濕交替育苗;B4:無(wú)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(duì)大田期煙草農(nóng)藝性狀的影響

通過(guò)主效應(yīng)分析,育苗方式和移栽方式對(duì)煙草的農(nóng)藝性狀影響顯著(表2)。與膜下小苗對(duì)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(duì)照提高了31.14%、27.43%、35.71%和51.69%(p<0.05)。在煙草的旺長(zhǎng)期,生態(tài)深栽淺水育苗相對(duì)于膜下小苗漂浮育苗對(duì)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(wú)紡布育苗比膜下小苗漂浮育苗對(duì)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(wú)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(duì)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(duì)照提高了21.70%、25.16%、14.54%和18.95%(p<0.05)。

表2 不同處理對(duì)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(duì)烤煙大田期重要病害的影響

在煙草各生育時(shí)期,不同處理對(duì)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(duì)病毒病、葉斑類病害和根莖類病害的病情指數(shù)無(wú)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(duì)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(rùn)育苗)、A1B2(生態(tài)深栽淺水育苗)、A2B1(膜下小苗濕潤(rùn)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(duì)照病情指數(shù)降低了23.99%、24.29%、23.37%和21.37%。對(duì)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(wú)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(zhǎng)期;C:成熟期。

表3 育苗方式和移栽方式對(duì)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(zhǎng)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(duì)葉斑類病害和根莖類病害病情指數(shù)無(wú)交互作用,但對(duì)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(wú)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(wú)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(duì)根莖類病害影響顯著,其中淺水育苗和無(wú)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(duì)根莖類病害和線蟲病情指數(shù)無(wú)交互作用,但對(duì)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(wú)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(jì)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(wú)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(gè)生育時(shí)期,淺水育苗和無(wú)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(duì)大田期烤煙POD和SOD活性的影響

育苗方式和移栽方式對(duì)POD活性和SOD活性的影響沒(méi)有交互作用(表4)。由于不存在交互作用,對(duì)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(duì)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(duì)于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對(duì)照,POD活性分別增加了60.66%和39.86%。對(duì)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(duì)于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對(duì)照,增加了108.88%。

A:伸根期POD活性;B:伸根期SOD活性;C:旺長(zhǎng)期POD活性;D:旺長(zhǎng)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(duì)POD和SOD活性

煙草旺長(zhǎng)期,育苗方式對(duì)POD活性的影響顯著(圖4-C)。同時(shí),不同組合處理同樣對(duì)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(duì)于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對(duì)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(duì)于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對(duì)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(duì)POD活性和SOD活性的影響無(wú)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(wú)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(duì)于A2B5(膜下小苗漂浮育苗)對(duì)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(lái)看,在煙草的不同生長(zhǎng)期,生態(tài)深栽淺水育苗和生態(tài)深栽無(wú)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(cè)得的多項(xiàng)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(shí),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(duì)SOD和POD活性產(chǎn)生負(fù)調(diào)控影響作用,同時(shí)也在一定程度上抑制了葉面積的生長(zhǎng)。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(zhǎng)期;C:成熟期。SPL:有效葉片數(shù);RL:根長(zhǎng);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(zhǎng)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(wú)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(huì)極大程度上影響旺長(zhǎng)期煙草的生長(zhǎng)并且降低SOD和POD活性。同時(shí),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(méi)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(zhǎng)期,葉斑類病害對(duì)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(zhǎng),抑制了煙草的農(nóng)藝性狀指標(biāo)。同時(shí),SOD和POD活性的上升有可能會(huì)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(huì)極大程度上抑制煙草的生長(zhǎng)。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(wú)顯著相關(guān)。對(duì)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(wú)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(huì)抑制煙草的生長(zhǎng),降低農(nóng)藝性狀指標(biāo)和SOD活性。SOD活性的上升可能會(huì)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(duì)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(duì)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(zhǎng)勢(shì)均存在差異,漂浮育苗和干濕交替育苗的煙苗長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)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(wú)法很好地適應(yīng)這種極端氣候條件,導(dǎo)致代謝受阻、生長(zhǎng)緩慢,根活力下降,嚴(yán)重時(shí)造成缺苗死苗現(xiàn)象。淺水育苗和無(wú)紡布育苗出苗相對(duì)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(duì)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(duì)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(yàn)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(duì)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(duì)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(yàn)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(guò)對(duì)不同移栽方式對(duì)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(duì)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(zhǎng),井窖內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境可以幫助煙草在整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)保持較為一致的生長(zhǎng)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(huì)嚴(yán)重影響烤煙的生長(zhǎng)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(huì)導(dǎo)致烤煙葉片的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量降低,生長(zhǎng)受阻,從而影響烤煙的質(zhì)量和產(chǎn)量[25]。葉斑類病害會(huì)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(zhǎng)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(guò)土壤傳播,通過(guò)侵染其根系導(dǎo)致烤煙植株生長(zhǎng)受阻,影響產(chǎn)量和質(zhì)量[28]。病情指數(shù)是評(píng)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(zhǎng)期的發(fā)病情況存在差異。在煙草旺長(zhǎng)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(wú)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(duì)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(diǎn)也印證了本試驗(yàn)的結(jié)論,其認(rèn)為合適的田間管理措施可以使植物對(duì)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(zhǎng)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(duì)病害和逆境的抵抗力[33-34]。本研究表明,在煙草大田生長(zhǎng)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(zhǎng)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(lái)看,生態(tài)深栽淺水育苗可以顯著提升POD和SOD活性,應(yīng)對(duì)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(guò)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(guò)調(diào)整不同的管理措施來(lái)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(shí)踐指導(dǎo)。

在煙草不同的生育期中,不同病害對(duì)煙草生長(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)。煙草旺長(zhǎng)期,葉斑類病害對(duì)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(duì)SOD活性和POD活性無(wú)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(wú)紡布育苗可以增加農(nóng)藝性狀和酶活性,從而提高對(duì)各種病害的抵抗能力。盡管高溫和干旱條件會(huì)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(dú)特的井窖,可以為五葉一心時(shí)期的煙苗在田間有一個(gè)緩苗期,這個(gè)緩苗期可以為煙苗提供一個(gè)適應(yīng)水培到陸生環(huán)境的過(guò)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(wú)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(duì)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(wú)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。