裴曉東 周世民 李 帆 帥京彤 姜 浩 施美君 張一揚(yáng)*

1 湖南省煙草公司長沙市公司 長沙 410007

2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 長沙 410128

烤煙根系不僅是一種固著器官，更重要的還是吸收與合成器官，是煙堿、氨基酸和激素等物質(zhì)的主要合成部位，與煙株生長發(fā)育、抗逆性、煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的形成密切相關(guān)。煙株移栽后根系發(fā)育好壞對(duì)烤煙生長具有重要影響[1～3]。煙草本是直根系植物，但由于其特殊的栽培方式，根系主要由不定根和側(cè)根組成。因此，在烤煙生產(chǎn)上，培育發(fā)達(dá)的不定根是提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施之一。腐植酸在土壤與肥料領(lǐng)域中均有大量研究[4]。研究證明，腐植酸能夠促進(jìn)植物的根系生長及其對(duì)養(yǎng)分的吸收[5～6]；也可增強(qiáng)植物的抗逆性，如抗旱性[7]、抗鹽性[8]、抗重金屬[9]等；同時(shí)還能調(diào)控土壤微生物及酶的活性，促進(jìn)作物的生長[10，11]。腐植酸作為肥料添加物受到廣泛關(guān)注，它有助于土壤和肥料中養(yǎng)分有效性的提高[12～14]，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。李文杰等[15]研究發(fā)現(xiàn)吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）對(duì)不定根有誘導(dǎo)作用；朱碧華等[16]研究表明NAA與IAA配合施用，生根效果最佳。但關(guān)于腐植酸與NAA混合制成的不定根誘導(dǎo)肥不同時(shí)期施用對(duì)烤煙根系的誘導(dǎo)作用鮮有報(bào)道。因此，本文通過在移栽時(shí)基施和揭膜時(shí)圍兜施用添加腐植酸和NAA的不定根誘導(dǎo)肥，比較不同處理對(duì)煙株農(nóng)藝性狀、不定根數(shù)量，以及烤后煙葉品質(zhì)和產(chǎn)值的影響，從而為南方煙區(qū)烤煙不定根的構(gòu)建提供理論支持和應(yīng)用推廣技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2020年3月—9月在湖南省寧鄉(xiāng)市喻家坳湖南省煙科所科研基地（112°21′E，28°14′N）進(jìn)行。該地年平均氣溫16.8 ℃，無霜期274天，全年日照時(shí)數(shù)1737.6 h，雨水充足，年均降水量1358.3 mm，年平均相對(duì)濕度81%，屬中亞熱帶向北亞熱帶過渡的大陸性季風(fēng)濕潤氣候區(qū)。圖1為試驗(yàn)區(qū)烤煙生育期平均氣溫和平均降水量情況，2020年烤煙團(tuán)棵期和旺長期間降水量與歷年平均降水量相比相對(duì)偏少，培育不定根有助于烤煙在干旱逆境生長發(fā)育。

圖1 寧鄉(xiāng)市喻家坳煙區(qū)烤煙生育期日平均氣溫與日平均降水量變化趨勢(shì)Fig.1 Trends of daily average temperature and daily average precipitation during the flue-cured tobacco growth period in Yujiaao of Ningxiang City

基地土壤類型為水稻土，質(zhì)地粘重，肥力中等，試驗(yàn)前耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量35.68 g/kg，堿解氮含量164.05 mg/kg，速效磷含量20.07 mg/kg，速效鉀含量95.47 mg/kg，pH 6.0。

1.2 供試材料

供試烤煙品種為“云煙87”。

含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥由泥炭（有機(jī)質(zhì)68%、N 2.7%、P 0.3%、K 0.2%，pH 6.5，腐植酸含量≥30%）、氨基酸有機(jī)肥（氨基酸10%、有機(jī)質(zhì)20%、螯合態(tài)有機(jī)生物鉀2%）、黃腐酸（FA 5%）和保水劑按8∶1.5∶0.4∶0.1比例混合，按重量比例加入0.02% NAA，調(diào)整含水量至30%左右制得。

泥炭和黃腐酸購自北京利豐高科科技有限公司，氨基酸有機(jī)肥由長沙新源氨基酸肥料有限公司提供，保水劑購于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在施用大田生產(chǎn)常規(guī)肥料的基礎(chǔ)上，試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，即不施用含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥（CK）、移栽時(shí)基施含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥1100 kg/666.7 m2（T1）、揭膜時(shí)圍兜施含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥1100 kg/666.7 m2（T2）、移栽時(shí)基施含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥550 kg/666.7 m2和揭膜時(shí)圍兜施含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥550 kg/666.7 m2（T3）。其中T1、T3基施采用穴施的施肥方法。其他施肥品種和施肥量與大田管理方式按照寧鄉(xiāng)市優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案進(jìn)行。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。移栽時(shí)選取長勢(shì)一致且無病害的煙苗進(jìn)行種植，每小區(qū)150株。各處理2020年3月26日移栽；基施時(shí)間：2020年3月26日；揭膜時(shí)間：2020年4月25日。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 烤煙農(nóng)藝性狀調(diào)查

在烤煙生長階段的團(tuán)棵期（移栽后30天）、旺長期（移栽后50天）和成熟期（移栽后70天），于每一小區(qū)隨機(jī)選擇20株，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》（YC/T 142-2010）測定農(nóng)藝性狀指標(biāo)（株高、莖圍、最大葉長、最大葉寬、有效葉片數(shù)）。

1.4.2 烤煙不定根的測定

在圓頂期（打頂前10天）采集煙株，將根、莖、葉分器官采集，統(tǒng)計(jì)不定根數(shù)量，并將各器官于105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，分別測量根干重、地上部干重，統(tǒng)計(jì)總干重，根據(jù)公式（根冠比=地上部干重/地下部干重）計(jì)算根冠比。

1.4.3 烤后煙葉采集及質(zhì)量評(píng)價(jià)

煙葉成熟后，分小區(qū)進(jìn)行采收和烘烤，每個(gè)處理取中部葉9～11葉位（C3F），上部葉16～17葉位（B2F），所采煙葉樣品內(nèi)用牛皮紙包裹后，外用黑色塑料袋包裝嚴(yán)實(shí)，運(yùn)輸時(shí)起到防雨、保持水分的效果。

對(duì)于所取煙葉樣品，從煙葉物理特性和化學(xué)成分兩個(gè)方面進(jìn)行綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)：

煙葉物理特性主要從葉長、葉寬、單葉重、含水率、葉片厚度、含梗率等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

煙葉化學(xué)成分（煙堿、總氮、總糖、還原糖、氯、鉀），采用化學(xué)成分可用性指數(shù)（CCUI）對(duì)煙葉化學(xué)成分質(zhì)量做綜合量化評(píng)價(jià)，得分值越高，其化學(xué)成分綜合表現(xiàn)越好，計(jì)算公式為：

式中：Nij和Wij分別表示第i個(gè)樣本、第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值和權(quán)重。Nij計(jì)算采用隸屬函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換[17]；Wij采用主成分分析方法確定[18]，煙堿、總氮、總糖、還原糖、氯、鉀的權(quán)重分別為：26.55%、25.31%、15.04%、14.94%、7.08%、11.08%。

1.4.4 烤煙經(jīng)濟(jì)性狀統(tǒng)計(jì)

煙葉成熟后，以小區(qū)為單位進(jìn)行采收和烘烤，按國家煙葉分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)《烤煙》（GB 2635-1992）進(jìn)行分級(jí)，計(jì)算煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Microsoft Excel 2019軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行不同處理間各測定指標(biāo)的方差分析。表內(nèi)數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用Duncan法進(jìn)行多重比較。采用Microsoft Excel 2007作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

農(nóng)藝性狀測量結(jié)果表明，含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥的施用能夠顯著改善部分烤煙農(nóng)藝性狀（表1）。與CK相比，增施含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥處理（T1、T2、T3）的株高和莖圍分別提高1.34%～4.95%、0.36%～3.12%，旺長期和成熟期與CK差異顯著；其中，團(tuán)棵期和旺長期T3處理的株高和莖圍呈現(xiàn)最大值，與T1、T2處理差異不顯著；成熟期T2處理株高最高，與T1處理差異顯著，T3處理莖圍最大，與T2處理差異顯著；各處理在團(tuán)棵期和旺長期的最大葉長、最大葉寬和有效葉片數(shù)均不存在顯著差異，僅成熟期T2、T3處理的最大葉長顯著高于CK，分別長1.86、1.96 cm，T2處理有效葉片數(shù)最多，與CK相比差異顯著?？傮w而言，含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥的施用對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀株高、莖圍、最大葉長、有效葉片數(shù)有明顯提升作用，以T3處理效果最佳，有利于煙株生長。

表1 不同處理對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響Tab.1 Effects of different treatments on agronomic characters of flue-cured tobacco

2.2 不同處理對(duì)烤煙根系生長的影響

從表2中可以看出，含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥處理的煙株不定根數(shù)量增加，顯著有利于煙株根干重增加。與CK相比較，T2和T3處理的不定根數(shù)量與CK差異顯著，T1、T2、T3處理的根干重與CK差異顯著，分別增加了35.67%、44.58%、67.73%；同時(shí)煙株的地上部生長也顯著增加，總干重也隨之增加。地上部生長速率大于根系，導(dǎo)致根冠比呈下降趨勢(shì)。其中，T3處理煙株的不定根數(shù)量顯著高于CK，根干重顯著高于CK和T1處理，地上部干重和總干重顯著高于CK、T1和T2處理。因此，T3處理能促進(jìn)烤煙根系的生長發(fā)育，主要表現(xiàn)在根干重和不定根數(shù)量方面，從而促進(jìn)地上部干重的積累。

表2 不同處理對(duì)烤煙根系生長的影響Tab.2 Effects of different treatments on root growth of flue-cured tobacco

2.3 不同處理對(duì)烤后煙葉質(zhì)量的影響

2.3.1 不同處理對(duì)烤后煙葉物理特性的影響

從表3中可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于中部葉（C3F），與CK比較，施用含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥處理的葉長、葉寬、單葉重、葉片厚度、含水率、含梗率均未表現(xiàn)出顯著差異；對(duì)于上部葉（B2F），與CK比較，施用含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥處理的葉寬、單葉重、葉片厚度、含水率、含梗率均未表現(xiàn)出顯著差異，但有利于煙葉的伸長，葉長增長1.6%～3.3%，其中T2、T3處理與CK表現(xiàn)出顯著差異。從煙葉物理特性總體來看，含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥對(duì)烤煙上部葉的葉片伸長作用顯著。以T3、T2處理效果較好。

表3 不同處理對(duì)烤后煙葉物理特性的影響Tab.3 Effects of different treatments on physical properties of flue-cured tobacco

2.3.2 不同處理對(duì)烤后煙葉化學(xué)成分的影響

由表4、表5可知，施用含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥處理的中上部葉煙堿、總氮含量均顯著高于CK，說明含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥的施用有利于培育出發(fā)達(dá)的煙株根系，增強(qiáng)煙株氮素吸收和煙堿的合成能力。含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥各處理間中上部煙葉煙堿和總氮無顯著差異。含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥的煙葉總糖、還原糖和氯含量與CK間均無顯著差異。鉀是烤煙的重要品質(zhì)指標(biāo)之一，其含量高低直接影響煙葉的質(zhì)量性狀；鉀含量較高，有助于改善煙葉的顏色和身份（煙葉厚度、密度和單位面積重量的總和狀態(tài)），提高煙葉的香氣質(zhì)量，對(duì)烤煙燃燒性有顯著影響。與CK相比，T1、T2、T3處理中上部煙葉鉀含量均低于對(duì)照，T3處理上部煙葉鉀含量顯著低于CK，降低了12%。施用含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥不利于鉀含量的提高，可能與煙葉成熟期鉀通過發(fā)達(dá)的根系回流外泌有關(guān)，尤其是上部煙葉更加突出。各處理的氮堿比無顯著差異，中部葉糖堿比以T1處理最佳，顯著高于其他處理，上部葉的糖堿比各處理間無差異。從CCUI指數(shù)來看，中部煙葉的T1和T3處理與CK差異顯著，分別高6.86%、3.41%，上部煙葉差異不顯著。因此，含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥提高了中部煙葉部分的化學(xué)質(zhì)量；以T1和T3處理的提升作用更為顯著。

表4 不同處理對(duì)中部烤后煙葉化學(xué)成分的影響Tab.4 Effects of different treatments on chemical constituents of cured tobacco middle leaves

表5 不同處理對(duì)中部烤后煙葉化學(xué)成分的影響Tab.5 Effects of different treatments on chemical constituents of cured tobacco upper leaves

2.4 不同處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

烤煙經(jīng)濟(jì)指標(biāo)結(jié)果（表6）表明，含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥能提高烤煙的產(chǎn)量，各處理之間無顯著差異，但以T3處理表現(xiàn)最優(yōu)。含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥能顯著改善烤煙上等煙比例，T1、T2處理顯著優(yōu)于其他處理，以T2處理最高。因此T2處理均價(jià)最高，產(chǎn)值也最高，分別比CK、T1、T3處理高3.6%、1.0%、3.8%，但各處理間無顯著性差異。

表6 不同處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響Tab.6 Effects of different treatments on economic characteristics of flue-cured tobacco

3 結(jié)論與討論

含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥能明顯改善烤煙株高、莖圍、最大葉長和有效葉片數(shù)，T3處理與對(duì)照相比，成熟期株高增加3.38 cm，莖圍增加0.34 cm，有效葉數(shù)增加0.4片。含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥能顯著影響烤煙根系發(fā)育，T2和T3處理的不定根數(shù)量與CK差異顯著，分別增加15.97和22.46根；T3處理根干重顯著高于CK和T1。含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥對(duì)烤煙上部葉的葉片伸長作用顯著，T2、T3處理比CK葉長增長1.6%～3.3%。含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥提高了中部煙葉的部分化學(xué)成分含量，中部煙葉的化學(xué)成分可用性指數(shù)T1和T3處理與CK差異顯著，分別高6.86%、3.41%。產(chǎn)量以T3表現(xiàn)最優(yōu)，產(chǎn)值以T2最高，說明含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥有助于改善煙葉經(jīng)濟(jì)性狀。綜上，移栽時(shí)基施和揭膜時(shí)圍兜施含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥對(duì)烤煙生長和煙葉品質(zhì)促進(jìn)效果最優(yōu)。

根系是作物吸收水分和養(yǎng)分的主要營養(yǎng)器官，是保證作物高產(chǎn)高效的必要條件[19]。不定根數(shù)量的增加，有利于擴(kuò)展根系的分布范圍，增加烤煙根系絕對(duì)量，從而促進(jìn)根系向深層土壤生長[20]。在作物高產(chǎn)栽培方面，提高根系向深層土壤的縱向分布，利于深層土壤中水分和養(yǎng)分的吸收；深層土壤具有相對(duì)穩(wěn)定的根系環(huán)境，更利于根系活力的延長與延緩后期根系的衰老，保持根系對(duì)地上部營養(yǎng)和水分供給，有利于提高作物產(chǎn)量[21]。本研究表明，施用含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥可以促進(jìn)煙株根系生長，有利于煙葉物理特性的改善和常規(guī)化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。

NAA是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的人工合成激素之一，由于其價(jià)格低廉，性狀穩(wěn)定，現(xiàn)已取代生長素IAA而被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。孫建等[22]研究表明，葉面噴施NAA能夠顯著增加植物根系活力，延緩根系和葉片衰老，提高產(chǎn)量構(gòu)成因子，進(jìn)而起到增產(chǎn)效果，重復(fù)噴施的作用效果優(yōu)于單次噴施。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，施用添加NAA和腐植酸的不定根誘導(dǎo)肥處理能夠顯著增加烤煙不定根數(shù)量，有利于根系發(fā)育，從而為植株的生長發(fā)育和物質(zhì)積累供給更多養(yǎng)分，增強(qiáng)植株干物質(zhì)積累能力，提高了地上部干重。在烤煙經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，處理組（T1、T2、T3）均施用了不定根誘導(dǎo)肥，但產(chǎn)值與CK無顯著差異，可能原因是含腐植酸不定根誘導(dǎo)肥能有效誘導(dǎo)烤煙根系發(fā)育，促進(jìn)煙葉發(fā)育，進(jìn)而有利于改善煙葉內(nèi)在質(zhì)量。同時(shí)，含腐植酸誘導(dǎo)肥中有效養(yǎng)分的釋放存在一定的滯后效應(yīng)，煙葉產(chǎn)值目前僅依據(jù)煙葉外觀質(zhì)量和產(chǎn)量來決定的。