徐文兵，吳 峰，鄧小華，齊永杰，羅建欽，李群嶺，楊麗麗，李海林，羅 偉

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，南寧 530001；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128）

根區(qū)施用不同生物有機(jī)肥對(duì)烤煙根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響

徐文兵1，吳 峰1，鄧小華2*，齊永杰1，羅建欽1，李群嶺1，楊麗麗2，李海林2，羅 偉2

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，南寧 530001；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128）

為篩選可以施于煙苗根區(qū)的生物有機(jī)肥，采用盆栽試驗(yàn)研究了不同生物有機(jī)肥施于根區(qū)對(duì)烤煙根系形態(tài)、根系生理特性及干物質(zhì)的影響。結(jié)果表明，生物有機(jī)肥施于根區(qū)，可增加烤煙根系長(zhǎng)度、體積、直徑和分枝數(shù)，提高烤煙根系活力，增加烤煙干物質(zhì)量，以三餅合一生物有機(jī)肥對(duì)烤煙的促生效果最好。三餅合一生物有機(jī)肥、煙秸生物有機(jī)肥、中煙多效生物有機(jī)肥可以做基肥施于根區(qū)。凹凸棒復(fù)合微生物有機(jī)肥不能做基肥施于根區(qū)。

生物有機(jī)肥；烤煙根系生長(zhǎng)；根區(qū)施肥

生物有機(jī)肥可活化植煙土壤養(yǎng)分[1-2]、改善土壤微生態(tài)環(huán)境[3-4]、促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)[5]、提高烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)[6]，已在烤煙生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用。因擔(dān)心生物有機(jī)肥傷苗而較少采用穴施，一般是撒施[7]或開(kāi)溝條施[8-9]。煙草是稀植作物，加之南方雨水較多，肥料流失也嚴(yán)重[9-10]，撒施或條施于壟間和煙株間的生物有機(jī)肥利用率低。湘南稻作煙區(qū)土塊大，常在移栽煙苗時(shí)施用安蔸灰（主要是火土灰）來(lái)密封煙苗營(yíng)養(yǎng)土團(tuán)與大塊水稻土之間的縫隙，促進(jìn)烤煙早發(fā)。如果將安蔸灰與生物有機(jī)肥混勻后做成移栽肥施于煙苗根區(qū)土壤，使根、土、肥充分接觸，不僅提高肥料利用率，更有利于烤煙早生快發(fā)[11]。不同有機(jī)肥及其施肥方式對(duì)烤煙根系發(fā)育影響的研究較多，如張翔等[12]、高家合等[4]、化黨領(lǐng)等[13]研究了條施有機(jī)肥、生物有機(jī)肥對(duì)烤煙大田根系的影響；滕桂香等[14]分別研究了微生物有機(jī)肥施用于苗床和穴施對(duì)烤煙根系生長(zhǎng)的影響；李艷平等[15]、李曉婷等[16]將有機(jī)肥與土壤混勻采用盆栽方法研究了煙稈有機(jī)肥、有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施對(duì)烤煙根系生長(zhǎng)的影響，但上述研究沒(méi)有涉及根區(qū)施用微生物有機(jī)肥。鑒此，采用盆栽試驗(yàn)?zāi)M生物有機(jī)肥施于煙苗根區(qū)土壤狀態(tài)，研究其對(duì)烤煙根系生長(zhǎng)的影響，以篩選適合根區(qū)施用的生物有機(jī)肥，為南方稻作煙區(qū)生物有機(jī)肥在煙草上高效應(yīng)用及促進(jìn)烤煙早生快發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年9—11月進(jìn)行?？緹熎贩N為K326。試驗(yàn)土壤的pH為6.71、有機(jī)質(zhì)為34.36 g/kg、堿解氮為169.45 mg/kg、有效磷為30.32 mg/kg、速效鉀為101.21 mg/kg，取于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園基地的稻田，曬干備用。試驗(yàn)用生物有機(jī)肥為凹凸棒復(fù)合微生物有機(jī)肥（有效活菌數(shù)≥0.5億/g，有機(jī)質(zhì)≥45%，N+P2O5+K2O≥5%）、煙秸生物有機(jī)肥（有效活菌數(shù)≥0.7億/g，有機(jī)質(zhì)≥60%，N+P2O5+K2O≥5%）、三餅合一生物有機(jī)肥（有效活菌數(shù)≥0.5億/g，有機(jī)質(zhì)≥70%，N+P2O5+K2O≥8%）和中煙多效生物有機(jī)肥（有效活菌數(shù)≥0.5億/g，有機(jī)質(zhì)≥30%，N+P2O5+K2O≥5%）。提苗肥的N、P2O5、K2O含量分別為20%、9%、0%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別是：T1，凹凸棒復(fù)合微生物有機(jī)肥；T2，煙秸生物有機(jī)肥；T3，三餅合一生物有機(jī)肥；T4，中煙多效生物有機(jī)肥；CK，不施生物有機(jī)肥。生物有機(jī)肥用量為15 g/株。采用盆栽試驗(yàn)，盆缽規(guī)格為25 cm（直徑）×40 cm（高），每盆裝水稻土12 kg。每處理25盆，共125盆。為模擬生物有機(jī)肥根區(qū)施肥的烤煙根部環(huán)境，將經(jīng)風(fēng)干粉碎并過(guò) 0.5～1.0 mm網(wǎng)篩的水稻土與生物有機(jī)肥混勻制成移栽營(yíng)養(yǎng)土，施入營(yíng)養(yǎng)盆中間被掏空的水稻土中（1 kg/盆），然后在營(yíng)養(yǎng)土上栽培煙苗。每盆移栽7葉1心且大小基本一致的烤煙苗1株，澆透定根水。移栽后7 d澆施5 g/盆提苗肥。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

移栽后15、25、35、45、55、65 d，每處理選擇3株典型煙株用于檢測(cè)。采用LA-90多參數(shù)根系分析系統(tǒng)（加拿大Legentsys-Sintek）分析根長(zhǎng)、平均直徑、體積及根系分支數(shù)等形態(tài)學(xué)參數(shù)。采用TTC法測(cè)定煙草根系活力[17]；采用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛含量[18]；采用過(guò)氧化氫紫外分光光度法測(cè)定過(guò)氧化氫酶[18]。按《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》（YC/T142—2010）測(cè)定煙草農(nóng)藝性狀。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

采用Microsoft Excel 2003和SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié) 果

2.1 對(duì)根系長(zhǎng)度的影響

由圖1可知，在煙苗移栽后15、25、35 d，T2、T3、T4的根系總長(zhǎng)度顯著高于T1、CK，且T1顯著小于CK；在煙苗移栽后的45、55 d，T2、T3、T4的根系總長(zhǎng)度顯著高于T1、CK；在煙苗移栽后的65 d，T3的根系總長(zhǎng)度顯著高于T1、T2、T4、CK?？梢?jiàn)，T1根系伸長(zhǎng)受到了生物有機(jī)肥的傷害，T2、T3、T4生物有機(jī)物可促進(jìn)根系伸長(zhǎng)，以T3生物有機(jī)肥促進(jìn)根系伸長(zhǎng)作用最好。

圖1 不同生物有機(jī)肥的煙株根系總長(zhǎng)度Fig. 1 The total root length of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

2.2 對(duì)根系體積的影響

由圖2可知，T1、T2、T3、T4的根系體積顯著高于CK，特別是在煙苗移栽45 d以后的差異更大，表明生物有機(jī)肥可促進(jìn)煙苗根系體積增加。在煙苗移栽65 d，T3、T4的根系體積顯著高于T1、T2，表明不同生物有機(jī)肥以T3、T4促進(jìn)根系體積增加的效果較好。

圖2 不同生物有機(jī)肥的煙株根系體積Fig. 2 The root volume of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

2.3 對(duì)根系平均直徑的影響

由圖3可知，T1、T2、T3、T4的根系平均直徑顯著高于CK，特別是在煙苗移栽55 d后的差異更大?？梢?jiàn)，生物有機(jī)肥可促進(jìn)煙苗根系增粗，不同生物有機(jī)肥以T3、T4促進(jìn)根系增粗的效果較好。

2.4 對(duì)根系分枝數(shù)的影響

由圖4可知，在煙苗移栽后15、25、35 d，T2、T3、T4的根系分枝數(shù)顯著高于T1、CK；在煙苗移栽后45 d，T1、T2、T3、T4的根系分枝數(shù)顯著高于 CK，T2、T3、T4的根系分枝數(shù)顯著高于 T1。至煙苗移栽后55 d，T2、T3的根系分枝數(shù)顯著高于 T1、T4、CK，T1、T4根系分枝數(shù)也顯著高于CK。在煙苗移栽后65 d，T2、T3的根系分枝數(shù)顯著高于 T1、T4、CK，CK根系分枝數(shù)也顯著高于T1、T4?？梢?jiàn)，不同生物有機(jī)肥以T2、T3促進(jìn)分枝數(shù)增加的效果較好。

2.5 對(duì)根系干物質(zhì)的影響

由圖5可知，在煙苗移栽后15 d，各處理根干物質(zhì)差異不顯著。在煙苗移栽后25 d，T2、T3、T4、CK的根系干物質(zhì)顯著大于T1。在煙苗移栽后35、45 d，T2、T3、T4的根系干物質(zhì)大于T1、CK。在煙苗移栽后55、65 d，T1、T2、T3、T4的根系干物質(zhì)顯著大于CK。不同處理以T3的根系干物質(zhì)最高。表明施用生物有機(jī)肥可促進(jìn)煙株根系生長(zhǎng)，有利干物質(zhì)積累，以T3促進(jìn)干物質(zhì)積累的效果最好。

2.6 對(duì)根系活力的影響

圖3 不同生物有機(jī)肥的煙株根系平均直徑Fig. 3 The average root diameter of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

圖4 不同生物有機(jī)肥的煙株根系總分枝數(shù)Fig. 4 The total roots branching number of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

圖5 不同生物有機(jī)肥的煙株根系干物質(zhì)Fig. 5 The root dry matter of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

圖6 不同生物有機(jī)肥的煙株根系活力Fig. 6 The root activity of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

由圖6可知，在煙苗移栽后15、25 d，根系活力是T2＞T3＞T4＞CK＞T1；其中，T2、T3、T4的根系活力顯著高于T1、CK。至煙苗移栽后35 d，根系活力是 T3＞T2＞T4＞T1＞CK；其中，T2、T3、T4的根系活力顯著高于CK。煙苗移栽45 d以后，T1、T2、T3、T4根系活力顯著高于CK，均以T3根系活力最高。從根系活力動(dòng)態(tài)看，煙苗移栽后至45 d，根系活力增加，以后，各處理的根系活力下降?？梢?jiàn)，施用生物有機(jī)肥可提高煙株根系活力，以T3提高根系活力效果最好。

2.7 對(duì)根系丙二醛含量的影響

由圖7可知，在煙苗移栽后15、25、35 d，T1的根系丙二醛含量顯著高于其他處理；在煙苗移栽45 d及以后，T1、CK的根系丙二醛含量相對(duì)較高，而T2、T3、T4的根系丙二醛含量相對(duì)較低。丙二醛主要由于植物器官在逆境條件下受傷害而產(chǎn)生，可反映植物器官逆境傷害程度。施用凹凸棒生物有機(jī)肥的根系丙二醛含量在前期相對(duì)較高，可推測(cè)其對(duì)根系有傷害。CK在45 d及以后的丙二醛含量高，有可能是缺肥（僅施提苗肥）而導(dǎo)致。

圖7 不同生物有機(jī)肥的煙株根系丙二醛含量Fig. 7 The root malondialdehyde content of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

2.8 對(duì)根系過(guò)氧化氫酶活性的影響

由圖8可知，在煙苗移栽后15 d，各處理的根系過(guò)氧化氫酶活性差異較大，表現(xiàn)為：T3＞T2＞T4＞CK＞T1。在煙苗移栽后25 d以后，T1、T2、T3、T4的根系過(guò)氧化氫酶活性高于CK，其中在移栽45 d以后，T1、T2、T3、T4的根系過(guò)氧化氫酶活性顯著高于 CK。以上表明，除施用凹凸棒生物有機(jī)肥在前期根系受到傷害外，施用生物有機(jī)肥可提高根系過(guò)氧化氫酶活性。

圖8 不同生物有機(jī)肥的煙株根系過(guò)氧化氫酶活性Fig. 8 The root catalase activity of tobacco plants applied with different bio-organic fertilizers

3 討 論

根區(qū)施肥是將肥料施到植物活性根系分布區(qū)域，使肥料養(yǎng)分?jǐn)U散的動(dòng)態(tài)范圍與根系伸展的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到最佳匹配[11]?？緹熓侵昃噍^大的作物，根區(qū)施肥將使烤煙根區(qū)成為養(yǎng)分供應(yīng)的核心區(qū)域，可提高肥料利用效率，但必須選擇適合根區(qū)施用的肥料并確保根區(qū)有一個(gè)適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)分濃度。試驗(yàn)結(jié)果表明，施用凹凸棒復(fù)合微生物有機(jī)肥的丙二醛含量較高，其根系活力在生長(zhǎng)前期低于其他處理，根系生長(zhǎng)也弱于其他處理，這是根系受肥料傷害的表現(xiàn)。凹凸棒復(fù)合微生物有機(jī)肥是利用凹凸棒礦物、畜禽糞便和微生物制成，可能是其有機(jī)物發(fā)酵程度差，吸附的養(yǎng)分釋放快，導(dǎo)致根區(qū)養(yǎng)分濃度大而傷害根系。煙秸生物有機(jī)肥是煙秸與微生物發(fā)酵制成，三餅合一生物有機(jī)肥是三種餅肥與微生物發(fā)酵制成，中煙多效生物有機(jī)肥是以黃腐酸、大豆低聚糖、聚谷氨酸、抗高滲透壓微生物菌劑等有機(jī)物料為主要作用物質(zhì)的生物有機(jī)肥[19]，這類微生物有機(jī)肥中的有機(jī)物發(fā)酵程度高，肥效緩和，可以作為根區(qū)施肥?？梢?jiàn)，并不是所有的生物有機(jī)肥均可以用于烤煙根區(qū)施肥。本研究只是盆栽試驗(yàn)結(jié)果，與大田生產(chǎn)應(yīng)用還有一定差距。大田生產(chǎn)的施肥位點(diǎn)、混土比例會(huì)發(fā)生變化，養(yǎng)分在土壤中擴(kuò)散分布也不同于盆栽，還要進(jìn)一步研究才能明確其是否可以用于根區(qū)施肥。

烤煙根系不僅是重要的吸收器官，也是氨基酸、煙堿等化合物的合成部位[20]，培養(yǎng)強(qiáng)大的烤煙根系，是烤煙優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的關(guān)鍵。試驗(yàn)結(jié)果表明，三餅合一生物有機(jī)肥、煙秸生物有機(jī)肥、中煙多效生物有機(jī)肥可明顯促進(jìn)煙苗根系的生長(zhǎng)和發(fā)育，增加了根系的總長(zhǎng)度、體積、平均直徑和分枝數(shù)，形成更理想的形態(tài)參數(shù)，也提高了根系活力和根系生物量。究其原因，可能是生物有機(jī)肥腐解過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物具有生理活性，可促進(jìn)煙苗根系生長(zhǎng)；此外生物有機(jī)肥含有較高的活性有機(jī)質(zhì)，參與根細(xì)胞的合成與根系呼吸作用[21]，增強(qiáng)了根系活力；還可能是由于生物有機(jī)肥優(yōu)化了根系生長(zhǎng)的微生態(tài)環(huán)境，從而促進(jìn)根系發(fā)育[4]；還可能與生物有機(jī)肥氮磷鉀養(yǎng)分平衡供應(yīng)有關(guān)。

從研究的生物有機(jī)肥種類看，三餅合一生物有機(jī)肥對(duì)煙株的促生效果最好，其次是煙秸生物有機(jī)肥，再次是中煙多效生物有機(jī)肥，這不僅與生物有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)組成有關(guān)，還可能與肥料中的有效養(yǎng)分有關(guān)，如三餅合一生物有機(jī)肥的氮磷鉀有效養(yǎng)分不少于 8%，而其他生物有機(jī)肥的氮磷鉀有效養(yǎng)分不少于 5%。本研究?jī)H僅是從煙苗根系的角度證明部分生物有機(jī)肥可以用于烤煙根區(qū)施肥，有關(guān)生物有機(jī)肥用于稻作烤煙根區(qū)施肥對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響還需開(kāi)展相關(guān)大田試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

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Effects of Root-zone Application of Different Bio-organic Fertilizers on Flue-cured Tobacco Roots

XU Wenbin1, WU Feng1, DENG Xiaohua2*, QI Yongjie1, LUO Jianqin1, LI Qunling1,YANG Lili2, LI Hailing2, LUO Wei2

(1. China Tobacco Guangxi Industrial Co., Ltd., Nanning 530001, China; 2. Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

In order to select bio-organic fertilizer applied to tobacco plant root-zone, a pot experiment was conducted to study the effect of different bio-organic fertilizers applied to flue-cured tobacco root-zone on root morphology, root physiological characteristics and dry biomass of roots. The results showed that bio-organic fertilizers applied to root-zone could promote root length, root volume, root diameter, root branching number, improve root activity, increase dry biomass of roots. The “bio-organic fertilizer combined with 3 oil cake” was found to have the best effects of accelerating tobacco root growth. “Bio-organic fertilizer combined with 3 oil cake”, “bio-organic fertilizer by tobacco straw fermentation” and “zhong-yan multi-effect bio-organic fertilizer”could be applied to flue-cured tobacco root-zone, while “embossed cudgel ore bio-organic fertilizer” could not be used for flue-cured tobacco root-zone application.

bio-organic fertilizer; root growth of flue-cured tobacco; root-zone fertilization

S572.06

1007-5119（2017）05-0045-05 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2017.05.008

廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司項(xiàng)目“滿足真龍品牌的郴州烤煙優(yōu)化群體質(zhì)量及其調(diào)控技術(shù)研究”（201545000034011）

徐文兵（1979-），男，碩士，經(jīng)濟(jì)師，主要從事煙葉原料生產(chǎn)和加工研究。E-mail：305208925@qq.com。*通信作者，E-mail：yzdxh@163.com

2017-04-09

2017-08-02