王昊 賀國強(qiáng) 王樹聲 劉茜 姚遠(yuǎn) 牛昊

摘要：為探討翻壓綠肥對黑龍江煙草田間生長狀態(tài)的影響，研究4種綠肥翻壓后對煙草農(nóng)藝性狀、光合作用、根系生長發(fā)育、葉片SPAD值的影響。結(jié)果表明，翻壓綠肥草木樨和紫花苜?？梢源龠M(jìn)煙葉生長;翻壓紫花苜蓿、小麥和草木樨可顯著促進(jìn)煙葉田間光合作用;翻壓綠肥紫花苜蓿、草木樨和小麥處理對增加煙株根系長度、直徑、體積和側(cè)根數(shù)有顯著影響;翻壓綠肥對煙草中下部葉片SPAD值有顯著影響，對上部葉片無明顯影響;紫花苜蓿、小麥和草木樨處理可顯著降低葉片中葉綠素含量，促進(jìn)煙葉成熟落黃，改善煙株田間成熟度?？偟膩砜矗诤邶埥瓱焻^(qū)進(jìn)行翻壓草木樨和小麥可以改善煙草田間生長狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：翻壓綠肥;煙草;農(nóng)藝性狀;光合作用;根系;紫花苜蓿;草木樨;黑麥草;小麥

中圖分類號(hào)：S572.06?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）04-0099-06

收稿日期：2019-01-04

基金項(xiàng)目：中國煙草總公司黑龍江省公司科技項(xiàng)目（編號(hào)：HN201603、20182300002700081）。

作者簡介：王?昊（1987—），男，黑龍江青岡人，助理農(nóng)藝師，主要從事煙草栽培生理與調(diào)制技術(shù)研究。Tel：（0451）82801992;E-mail：hljycwanghao@163.com。

通信作者：賀國強(qiáng)，碩士，高級農(nóng)藝師，主要從事煙草栽培生理方向研究，E-mail：erwine_34@163.com;王樹聲，博士，研究員，主要從事煙草栽培生理方向研究，E-mail：wss620128@126.com。

黑龍江煙區(qū)是我國最北端的煙區(qū)，屬木香-蜜甜香型區(qū)，煙草種植時(shí)間久遠(yuǎn)，煙農(nóng)化肥施用比例不協(xié)調(diào)，肥料利用率降低[1]，加之長期“重用輕養(yǎng)”[2]，造成煙草田間生長前期遲緩，后期過盛，煙葉不易進(jìn)行烘烤，這樣不僅不利于煙葉烤后品質(zhì)特色的彰顯，也給產(chǎn)區(qū)帶來了不必要的經(jīng)濟(jì)損失[3-4]。近年來，翻壓綠肥改善作物及煙草田間長勢的報(bào)道很多[5-9]。張春研究表明，翻壓紫云英、草木樨等綠肥可使小麥在孕穗期、揚(yáng)花期和灌漿期葉片SPAD值提高，且灌漿期旗葉葉面積增加[10]。呂玉虎等研究表明，稻田翻壓綠肥紫云英，水稻增產(chǎn)效果明顯[11]。田明慧等研究表明，玉米地翻壓綠肥可改善玉米田間長勢，玉米穗直徑增加[12]。游璐等研究表明，翻壓綠肥籽粒莧可顯著提高油茶樹的樹高和冠幅[13]。李銀平等研究表明，棉田翻壓綠肥草木樨，棉花籽棉產(chǎn)量增加[14]。同時(shí)在南方煙區(qū)，曹衛(wèi)東等研究表明，翻壓綠肥能促進(jìn)葉片開片，利于煙株生長發(fā)育[15]。閆洪洋等研究表明，翻壓綠肥黑麥草可使煙株在生長速度和產(chǎn)量等方面表現(xiàn)優(yōu)異[16]。李正研究表明，一定范圍內(nèi)綠肥翻壓量越多越有利于煙株田間生長[17]。已有研究表明，通過翻壓綠肥可以改善作物和煙草的田間長勢，但是在黑龍江地區(qū)卻未見報(bào)道，又由于黑龍江自然生態(tài)條件有別于其他地區(qū)，因此有必要開展綠肥翻壓改善煙草田間生長的研究，探索可以改善黑龍江煙草生長的綠肥品種，為其煙葉生產(chǎn)提供新的發(fā)展方向。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)

2015—2017年在黑龍江省煙草科學(xué)研究所牡丹江試驗(yàn)基地（寧安）開展試驗(yàn)。該地區(qū)屬于高緯度大陸性季風(fēng)氣候，氣溫冷涼，雨熱同期。全年日平均氣溫6.1 ℃，無霜期140 d，年降水量580 mm，日照時(shí)間2 400 h。土壤有機(jī)質(zhì)含量為2.31%，氮含量為89.55 mg/kg，磷含量為21.587 mg/kg，鉀含量為165.453 mg/kg，土壤pH值為7.2。

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理：Y1為烤煙與黑麥草套種（黑麥草播種量37.5 kg/hm2）;Y2為烤煙與草木樨（一年生）套種（草木樨套種量37.5 kg/hm2）;Y3為烤煙與紫花苜蓿套種（紫花苜蓿播種量37.5 kg/hm2）;Y4為烤煙與小麥套種（小麥播種量525 kg/hm2;CK為僅正常種植烤煙。

2015年5月10日進(jìn)行烤煙移栽，品種為龍江911，行距1.10 m，株距0.50 m，小區(qū)面積為59.40 m2，密度為18 180株/hm2。采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理重復(fù)3次。各項(xiàng)操作按照《黑龍江省煙葉標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)體系》進(jìn)行。2016年烤煙種植情況同2015年，并于當(dāng)年7月22日進(jìn)行綠肥套種，于當(dāng)年10月進(jìn)行綠肥全株機(jī)械粉碎翻壓還田。2017年5月10日進(jìn)行烤煙移栽，使用人工在2016年原有種植煙位置定位種植煙草，并對煙草田間生長相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測定。

1.2?測定項(xiàng)目與方法

1.2.1?煙株主要農(nóng)藝性狀的調(diào)查

依照YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》，在2017年生產(chǎn)季節(jié)選擇下部煙葉采收前（8月4日）、中部葉采收前（8月18日）和上部葉采收前（9月9日）3個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行測定，每個(gè)處理小區(qū)隨機(jī)選取有代表性且長勢一致煙株10株，測定上、中、下3個(gè)部位葉片長度和寬度。

1.2.2?煙株葉片光合作用的測定

2017年6月，在煙葉進(jìn)入旺長期時(shí)，選擇煙株的中部葉（從上往下數(shù)第9張葉片）利用CID公司CI-340便攜式光合測定儀進(jìn)行測定，測定時(shí)保證有效光合輻射值在1 500～2 200 μmol/（m2·s）以內(nèi)。選取有代表性煙株10株測定胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度和凈光合速率，并計(jì)算水分利用率。

1.2.3?煙株根系生長發(fā)育的測定

2017年5月10日煙株移栽后，在每1根煙壟上隨機(jī)選取3處煙株，將透明微根管（L：50 cm，Φ：7 cm）埋于距煙莖右側(cè)15 cm處，透明微根管距地面深埋45 cm，保持管體與地面垂直。測定工作于7月17日采收烘烤前（現(xiàn)蕾期）進(jìn)行，利用CI-600根系形態(tài)結(jié)構(gòu)分析儀對煙株根系生長進(jìn)行掃描，再使用根系圖像分析系統(tǒng)（WinRhizo2012b）對圖像進(jìn)行分析處理，計(jì)算出煙株根系的長度、體積、表面積和煙株側(cè)根數(shù)量。

1.2.4?煙株葉片SPAD值的測定

在2017年采收工作開始后，分別選取煙株下部葉、中部葉和上部葉3個(gè)部位煙葉，用SPAD-502 Plus測量煙株葉片的SPAD值，每處理選有代表性的煙株30株測量煙株葉片從葉尖計(jì)算2/3處的SPAD值。

1.3?統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2007軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，并計(jì)算出各處理平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素的方差分析（P<0.05）。

2?結(jié)果與分析

2.1?翻壓綠肥對煙葉田間生長的影響

如圖1和圖2所示，在下部葉采收時(shí)，不同綠肥對煙葉長度和寬度的影響存在差異，但均與對照差異不顯著。其中，葉長方面，Y2、Y1、Y4分別比CK處理減少1.96%、7.71%、8.70%;葉寬方面，Y1比CK減少6.77%。

在中部葉片采收時(shí)，不同綠肥對煙葉長度的影響差異不顯著，但葉寬間差異顯著。在葉寬方面，依次為Y3>Y2>CK>Y1>Y4，其中Y3和Y4間差異顯著，Y4、Y1、CK和Y2間差異不顯著，Y1、CK、Y2和Y3間差異不顯著，Y3和Y2分別比CK增加8.68%和5.22%，而Y1和Y4分別比CK降低1.37%和4.38%。

在上部葉片采收時(shí)，不同綠肥對煙葉的長度和寬度都有影響。在葉長方面，Y1與其他處理存在顯著差異，Y1比CK減少5.00%，其他處理依次比CK增加2.41%、1.62%和0.30%。在葉寬方面，Y1和Y2間差異顯著，Y1與Y3、Y4、CK間差異不顯著，Y2和Y3分別比CK增加14.78%和10.31%，Y4和Y1分別比CK減少0.42%和4.33%。

2.2?綠肥對煙株葉片光合作用的影響

如圖3所示，在葉片氣孔導(dǎo)度方面，各處理差異顯著，其中Y4與Y2、Y3和CK間存在顯著差異，Y3與Y1、CK間也存在顯著差異，但Y2、Y1和CK間差異不顯著。Y4、Y3、Y2、Y1處理分別比CK提高110.54%、39.97%、23.88%、8.26%。

如圖4所示，在胞間CO2濃度上，各處理間差異不顯著，其數(shù)值大小依次為Y2>Y4>Y3>CK>Y1。其中Y2和Y4的數(shù)值較高，分別比CK提高18.17%和13.73%，Y3和CK差別不大，Y1比CK下降7.12%。

如圖5所示，在凈光合速率方面，各處理間差異顯著。其中Y4與Y1、CK差異顯著，Y2與CK差異顯著，Y4、Y2、Y3在提高凈光合速率方面較CK差異顯著，分別比CK提高87.61%、84.07%、65.62%，Y1與CK差異不顯著，僅提高22.87%。

如圖6所示，在蒸騰速率方面，CK與Y1間差異不顯著，CK與其他處理存在顯著差異，其數(shù)值由高到低依次為Y4>Y3>Y2>Y1>CK，各處理分別比CK增加40.34%、35.06%、31.11%、19.05%。

如圖7所示，在葉片水分利用率方面，各處理間差異不顯著。其數(shù)值由高到低依次為Y2>Y4>Y3>Y1>CK，各處理分別較CK提高36.78%、31.90%、20.40%、2.30%，其中Y2處理的水分利用率最高。

2.3?綠肥對煙株根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

如圖8所示，在煙株現(xiàn)蕾期根系長度方面，4種綠肥處理的煙株根系長度均高于CK，其中Y1與CK間差異不顯著，其他3種綠肥均較CK差異顯著，Y2、Y3、Y4分別比CK增加68.93%、65.34%、38.06%，Y2較Y3提高2.17%，Y3較Y4提高19.76%，Y4較Y1提高34.43%。

如圖9所示，在煙株現(xiàn)蕾期根系表面積方面，4種綠肥處理的根系表面積均較CK處理差異顯著，其數(shù)值由高到低依次為Y2>Y3>Y1>Y4>CK。4種綠肥處理的根系表面積分別較CK提高135.83%、88.76%、72.98%、38.44%，Y2較Y3提高24.93%，Y3較Y1提高9.13%，Y1較Y4提高24.95%。

如圖10所示，在煙株現(xiàn)蕾期根系平均直徑方面，4種綠肥處理的根系平均直徑均高于CK處理，其數(shù)值由高到低依次為Y4>Y3>Y2>Y1>CK。其中Y4與Y3差異不顯著，CK、Y1和Y2間差異不顯著，Y2和Y3間差異顯著，Y1和CK差別很小。Y4、Y3、Y2處理根系平均直徑依次較CK處理增加111.10%、102.67%、60.77%，Y4較Y3提高4.16%，Y3較Y2提高26.06%，Y2較Y1提高58.57%。

如圖11所示，在煙株現(xiàn)蕾期根系體積方面，4種綠肥處理的根系體積均大于CK，其中Y2與Y3差異不顯著，Y1與Y4差異不顯著，但Y1與Y3、Y4與CK間差異顯著。Y1、Y2、Y3、Y4處理依次較CK增加70.90%、194.11%、167.88%、59.04%。Y2較Y3提高3.60%，Y3較Y4提高68.43%。

如圖12所示，在煙株現(xiàn)蕾期根系側(cè)根數(shù)量方面，4種綠肥處理的側(cè)根數(shù)量均高于CK，其中Y2、Y3、Y4與Y1、CK差異顯著，而Y1與CK差異不著，Y1較CK僅增加28.65%。Y2、Y3、Y4處理依次較CK增加87.63%、81.12%、60.42%。

2.4?綠肥對煙株葉片SPAD值的影響

如圖13所示，在下部葉采收時(shí)，4種綠肥處理均可降低煙葉SPAD植，煙葉褪綠變黃明顯，其數(shù)值由高到低依次是CK>Y1>Y2>Y4>Y3。其中Y3和Y4、Y4和Y2間差異不顯著，Y2和Y1、CK和Y1間差異不顯著。CK處理較Y1、Y2、Y4、Y3處理分別高出2.96%、10.45%、17.15%、22.76%，Y3較Y4降低6.80%，Y4較Y2降低8.08%，Y2較Y1降低7.15%。

在中部葉成熟采收時(shí)，除Y1處理外其他3種綠肥SPAD值均較低，田間成熟變黃特征明顯，各處理數(shù)值由高到低依次為Y1>CK>Y3>Y4>Y2。其中CK與Y2差異顯著，Y2、Y4、Y3的數(shù)值較低，且其差異不顯著，分別較CK降低15.03%、11.63%、10.89%;Y2較Y3降低4.66%，Y3較CK降低10.89%，Y3與Y4、CK與Y1間差距不大。

在上部葉一次性采收時(shí)，4種綠肥處理的上部葉片SPAD值差異不顯著，各處理數(shù)值由高到低依次為Y2>Y1>CK>Y3>Y4。其中Y2與Y1分別比CK增加4.28%和1.59%，Y3與Y4分別比CK降低4.30%和5.99%。

3?討論與結(jié)論

在綠肥改善烤煙田間生長方面，江智敏等研究表明，翻壓綠肥能改善煙草農(nóng)藝性狀，但株高影響不顯著[4]。崔學(xué)林的研究表明，翻壓綠肥可使煙株在打頂期葉面積指數(shù)提高6.71%[18]。曹海蓮研究表明，翻壓綠肥對烤煙的株高、有效葉數(shù)、葉長和葉寬都有一定的影響，但禾本科綠肥在株高方面影響不顯著，在葉寬方面豆科綠肥效果顯著[19]。本研究表明，豆科綠肥草木樨和紫花苜蓿在改善烤煙葉農(nóng)藝性狀的結(jié)果與之略有差異。這主要是由于已有研究的禾本科綠肥的根系多，會(huì)與煙株?duì)帄Z養(yǎng)料，影響煙株生長。而本研究是在煙株進(jìn)入7月以后套種綠肥，此時(shí)煙株已經(jīng)進(jìn)入成熟階段，不再過多吸收養(yǎng)分，因此與前人研究略有差異，但在增加葉面指數(shù)方面表現(xiàn)一致。

光合作用是植物生長、品質(zhì)和產(chǎn)量形成的重要基礎(chǔ)。孟玉山等研究表明，翻壓綠肥油菜和黑麥草均可使煙葉氣孔導(dǎo)度增加，但黑麥草處理的蒸騰速率有所降低[20]。本研究表明，紫花苜蓿、黑麥草和草木樨翻壓可以增加煙葉田間光合作用，結(jié)果與之基本一致，僅在黑麥草處理上有一些差異。這可能是由于黑龍江特殊的氣候因素導(dǎo)致黑麥草腐解程度不同，或者是黑麥草的播種量不一致造成的。但總的來看，翻壓腐解綠肥可提高煙株對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力，使其生理活性增強(qiáng)，凈光合速率提高，胞間CO2擴(kuò)散阻力減少，氣孔導(dǎo)度增加，蒸騰速率和水分利用率也隨之增加，這表明通過翻壓綠肥可增加煙株光合作用強(qiáng)度。

煙株根系是其吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)的主要器官，煙株根系生長和分布情況在一定程度上決定煙株吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)的能力，并最終影響煙葉品質(zhì)特征。霍昭光等研究表明，煙株根系養(yǎng)分足量供應(yīng)，可以使煙株根系體積提高1.11倍，表面積增加1.25倍[21]。本研究表明，紫花苜蓿、草木犀和黑麥草均可促進(jìn)煙株根系生長發(fā)育、增大根系體積和表面積、增加煙株側(cè)根數(shù)，結(jié)果與之一致。由此說明，通過翻壓綠肥可促進(jìn)煙株根系吸收養(yǎng)分，促進(jìn)其發(fā)育，增加煙株根系的數(shù)量和體積，從而可增加煙株吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力。

在通過測定葉片SPAD值掌握烤煙葉片成熟度方面，羅華元等研究表明，隨著綠肥翻壓量的增加，葉片SPAD值呈現(xiàn)下降趨勢，這說明煙株田間葉片的葉綠素含量降低，成熟落黃效果好[22]。曾建敏等研究認(rèn)為，測定烤煙SPAD值的最佳部位為中部葉[23]。但李佛琳等研究表明，上部葉為最佳位置[24]。陳蕾等研究表明，煙田翻壓箭舌豌豆處理的SPAD值要顯著高于黑麥草處理，說明翻壓黑麥草更有利于煙株成熟落黃，而豆科綠肥由于含氮量高不利于煙株成熟落黃[25]。而本研究表明，在下部葉和中部葉采收時(shí)，SPAD種植可以反映煙葉成熟情況，具體為紫花苜蓿、小麥和草木樨處理有利于下部葉和中部葉褪綠變黃。但在上部葉方面，由于黑龍江煙葉為了避免9月“白露”后煙葉無法進(jìn)行烘烤，所以在上部葉尚未成熟前就不得不全部采收，因此上部葉SPAD不能反映上部葉成熟情況。

綜上所述，在黑龍江煙區(qū)進(jìn)行翻壓綠肥草木樨和小麥可以改善煙葉田間生長狀態(tài)，促進(jìn)煙葉光合作用，增加煙株根系長度、體積和側(cè)根數(shù)，促進(jìn)葉片成熟落黃。

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