苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種(系)生長(zhǎng)發(fā)育的影響

孫計(jì)平， 李麗華， 薛松格， 李雪君， 孫煥

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所， 河南 許昌 461000； 2.洛陽(yáng)市煙草公司， 河南 洛陽(yáng) 471000；3.三門(mén)峽市煙草公司， 河南 三門(mén)峽 472000)

自1986年全國(guó)烤煙品種審定委員會(huì)成立至今，經(jīng)過(guò)30 a育種工作者的不懈努力，烤煙育種工作取得了巨大的成績(jī)，2002年開(kāi)始，我國(guó)自育烤煙品種推廣面積超過(guò)國(guó)外引進(jìn)品種，扭轉(zhuǎn)了我國(guó)煙葉生產(chǎn)長(zhǎng)期依賴國(guó)外引進(jìn)品種的被動(dòng)局面[1]，尤其是20世紀(jì)90年代中后期育成的云煙85、云煙87、中煙100等一系列烤煙品種在生產(chǎn)中得到廣泛的推廣應(yīng)用，為我國(guó)烤煙生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用，但烤煙品種單一的問(wèn)題仍然突出[2]，2017年云煙87種植面積占50%左右。雖然每年全國(guó)烤煙審定的品種有十幾個(gè)，但真正大面積應(yīng)用的品種較少，主要原因是對(duì)育成品種特性掌握不全面，品種配套不完善，不能真正實(shí)現(xiàn)良種良法配套，影響新品種的推廣。

河南省是中國(guó)最早種植烤煙的省份之一，是濃香型風(fēng)格的典型代表，品種問(wèn)題在河南省尤為突出[3]。近20年，河南主栽品種主要是云煙87和中煙100，豫南、豫西和豫西南以云煙87為主，豫中以中煙100為主，這2個(gè)品種對(duì)水肥條件要求高，對(duì)鐮刀菌根腐病抗性相對(duì)較差，長(zhǎng)期單一品種種植不利于煙區(qū)面積穩(wěn)定和煙葉發(fā)展，亟需優(yōu)良品種。為解決這個(gè)問(wèn)題，河南各煙區(qū)也在針對(duì)性的培育后備品系，洛陽(yáng)煙區(qū)針對(duì)丘陵干旱區(qū)的生態(tài)特點(diǎn)篩選的新品系LY1306，具有耐旱性強(qiáng)[4]、產(chǎn)量適中、產(chǎn)值較高、品質(zhì)較優(yōu)等特點(diǎn)，已經(jīng)逐步成為當(dāng)?shù)刂髟云贩N之一；南陽(yáng)煙區(qū)從云煙87突變體中選育出的渠首1號(hào)適應(yīng)性強(qiáng)[5]，有很大潛力；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所從中煙100突變體中選育的烤煙新品系Y2001抗病性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)良，已經(jīng)成為許昌、漯河、平頂山等平原煙區(qū)優(yōu)勢(shì)品系；LY315為遼寧丹東所培育的新品系，在河南表現(xiàn)為植株高大、產(chǎn)量高。

煙草品種的需肥特性是影響其推廣的重要特性之一，不同品種的需肥特性差異較大，掌握品種需肥特性是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的基礎(chǔ)，也能有效提高肥料利用率，減少面源污染。為鑒定優(yōu)勢(shì)新品系的需肥特性，我們采用漂浮育苗試驗(yàn)，研究減量施肥對(duì)新品系生長(zhǎng)發(fā)育的影響，評(píng)價(jià)新品系的需肥特性，為品種推廣提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為Y2001、LY1306、渠首1號(hào)、LY315，對(duì)照品種為NC89、中煙100。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

漂浮育苗試驗(yàn)于2021年3—4月在河南農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所育苗大棚進(jìn)行；漂浮育苗正常培養(yǎng)煙苗至3～4片真葉，開(kāi)始減量施肥處理，采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)計(jì)為T(mén)1常規(guī)施肥，T2肥料減施1/3，T3肥料減施2/3，T4不施肥。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)20棵煙苗。正常施肥處理(T1)長(zhǎng)至6～7片真葉試驗(yàn)結(jié)束(共施肥2次，減量施肥時(shí)間20 d)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)測(cè)定

使用SPAD502手持式葉綠素測(cè)定儀測(cè)定各品種不同處理植株葉片的SPAD值，每株選擇最大葉片測(cè)定，葉片中部和左右兩側(cè)各測(cè)量1次，每個(gè)處理測(cè)量3次重復(fù)，取平均值。

1.3.2 光合指標(biāo)的測(cè)定

處理結(jié)束后，使用便攜式光合儀(CIRAS-3 portable photosynthesis system，USA)測(cè)定光合指標(biāo)，每個(gè)處理測(cè)量3次重復(fù)，取平均值。

1.3.3 根系指標(biāo)的測(cè)定

用Epson全自動(dòng)根系掃描儀掃描根系并獲取圖像，用WinRhizo軟件分析總根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)、平均根直徑，每個(gè)處理選擇3株有代表性的煙株進(jìn)行測(cè)量，取平均值。

1.3.4 干物質(zhì)積累量的測(cè)定

每個(gè)處理選擇有代表性的6株，分別測(cè)定根系和地上部鮮重，烘干后測(cè)定根系和地上部干重。計(jì)算根冠比：根冠比=根系干重/地上部干重。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Excel和DPS 14.1[6]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行差異性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期減量施肥對(duì)葉片SPAD值的影響

各品種苗期SPAD值比較見(jiàn)圖1、表1，各品種苗期葉片SPAD值排序依次為L(zhǎng)Y315>NC89>渠首1號(hào)>Y2001>LY1306>中煙100，LY315的SPAD值顯著高于Y2001、中煙100、LY1306和渠首1號(hào)；Y2001和LY1306的SPAD值與中煙100差異不顯著，顯著低于NC89；渠首1號(hào)的SPAD值與NC89差異不顯著，顯著高于中煙100。

與T1相比，T2中NC89和LY1306的SPAD值與T1差異不顯著，其他品種SPAD值均低于T1，其中中煙100顯著低于T1，中煙100的SPAD值受影響程度最大。T3中所有品種SPAD值均顯著低于T1，其中LY315和Y2001下降幅度最大，渠首1號(hào)下降幅度最小，SPAD值排序?yàn)榍?號(hào)>LY1306>NC89>中煙100>Y2001>LY315。T4中所有品種SPAD值均顯著低于T1，其中NC89下降幅度最小，LY315下降幅度最大，SPAD值排序?yàn)镹C89>中煙100、渠首1號(hào)>Y2001>LY1306>LY315。

柱上無(wú)相同小寫(xiě)字母者表示差異顯著(P<0.05)，圖2～5同。圖1 不同烤煙品種苗期SPAD值比較

表1 苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種SPAD值的影響

2.2 苗期減量施肥對(duì)光合指標(biāo)的影響

苗期減量施肥對(duì)各品種凈光合速率的影響見(jiàn)圖2，中煙100、NC89、渠首1號(hào)和LY315凈光合速率均以T1最高，其中渠首1號(hào)和LY315凈光合速率顯著高于其他品種，減量施肥對(duì)渠首1號(hào)凈光合速率影響較大；Y2001凈光合速率以T2處理最高，顯著高于其他處理；LY1306隨施肥量減少凈光合速率顯著增加。

圖2 苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種凈光合速率的影響

苗期減量施肥對(duì)各品種蒸騰速率的影響見(jiàn)圖3，中煙100、NC89、渠首1號(hào)和LY315蒸騰速率均以T1最高，其中渠首1號(hào)和LY315蒸騰速率顯著高于其他品種，減量施肥對(duì)渠首1號(hào)蒸騰速率影響較大；Y2001蒸騰速率以T2最高，顯著高于其他處理；LY1306隨施肥量減少蒸騰速率顯著增加。苗期減量施肥對(duì)各品種蒸騰速率的影響與光合作用趨勢(shì)基本一致(圖3)。

圖3 苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種蒸騰速率的影響

苗期減量施肥對(duì)各品種胞間CO2濃度的影響見(jiàn)圖4，Y2001、中煙100、NC89、渠首1號(hào)胞間CO2濃度均以T1最高，其中NC89和渠首1號(hào)隨施肥量減少胞間CO2濃度減少，Y2001和中煙100胞間CO2濃度以T2最低；LY1306隨施肥量減少胞間CO2濃度顯著增加。

圖4 苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種胞間CO2濃度的影響

苗期減量施肥對(duì)各品種氣孔導(dǎo)度的影響見(jiàn)圖5，中煙100、NC89、渠首1號(hào)氣孔導(dǎo)度均以T1最高，其中NC89和渠首1號(hào)隨施肥量減少氣孔導(dǎo)度減少，Y2001和LY315氣孔導(dǎo)度以T2最大；中煙100氣孔導(dǎo)度以T2最??；LY1306隨施肥量減少氣孔導(dǎo)度顯著增加。

圖5 苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種氣孔導(dǎo)度的影響

2.3 苗期減量施肥對(duì)物質(zhì)積累的影響

2.3.1 苗期減量施肥對(duì)地上部干物質(zhì)積累的影響

苗期減量施肥對(duì)各品種地上部鮮重和干重的影響見(jiàn)表2，T1苗期地上部鮮重排序?yàn)長(zhǎng)Y315>Y2001>渠首1號(hào)>LY1306>NC89>中煙100，LY1306和渠首1號(hào)差異不顯著，其他品種地上部鮮重差異達(dá)到顯著水平。T2所有品種地上部鮮重均低于T1，其中，中煙100受影響程度最大，LY1306受影響程度最小。T3所有品種地上部鮮重均顯著低于T1，中煙100下降幅度最大，LY1306下降幅度最小。T4所有品種地上部鮮重均顯著低于T1，其中，Y2001下降幅度最大，LY1306下降幅度最小。

地上部干重比較發(fā)現(xiàn)，T1苗期地上部干重排序?yàn)長(zhǎng)Y315>Y2001>渠首1號(hào)>LY1306>中煙100>NC89，LY1306和中煙100、中煙100和NC89品種間地上部干重差異不顯著，其他品種地上部干重差異達(dá)到顯著水平。T2所有品種地上部干重均顯著低于T1，其中LY1306受影響程度最小，其次是渠首1號(hào)，分別為T(mén)1的81%和77%，LY315受影響程度最大，為T(mén)1的51%。T3所有品種地上部干重均顯著低于T1，其中，中煙100下降幅度最大，LY1306下降幅度最小。T4所有品種地上部干重均顯著低于T1，其中，LY315下降幅度最大，其次為Y2001，NC89和LY1306下降幅度最小。

2.3.2 苗期減量施肥對(duì)根系物質(zhì)積累的影響

苗期減量施肥對(duì)各品種根系鮮重和干重的影響見(jiàn)表3，T1根系鮮重依次為Y2001>LY315>NC89>LY1306>渠首1號(hào)>中煙100，Y2001和LY315根系鮮重顯著高于其他品種，中煙100根系鮮重顯著低于其他品種。T2中LY1306根系鮮重高于T1，但差異未達(dá)到顯著水平；其他品種根系鮮重均低于T1，其中LY315和渠首1號(hào)受影響程度較小，與T1差異不顯著；中煙100、NC89和Y2001根系鮮重顯著低于T1，其中中煙100受影響程度更大。T3中LY1306根系鮮重高于T1，但差異未達(dá)顯著水平；其中LY315和渠首1號(hào)受影響程度較小，與T1差異不顯著；中煙100、NC89和Y2001根系鮮重顯著低于T1，其中Y2001受影響程度最大。T4所有品種根系鮮重均顯著低于T1，其中Y2001下降幅度最大，LY1306下降幅度最小。

表2 苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種地上部干物質(zhì)積累的影響

表3 苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種根系干物質(zhì)積累量的影響

根系干重比較發(fā)現(xiàn)，T1苗期根系干重依次為Y2001>渠首1號(hào)>LY315>NC89>LY1306>中煙100，Y2001根系干重顯著高于其他品種，中煙100根系干重顯著低于其他品種。T2中LY1306和渠首1號(hào)根系干重高于T1，其中LY1306顯著高于T1，其他品種根系干重均低于T1，其中中煙100與T1差異不顯著。T3中LY1306根系干重高于T1，但差異未達(dá)到顯著水平；其他品種根系干重均顯著低于T1，其中Y2001受影響程度最大。T4中所有品種根系鮮重值均低于T1，其中Y2001下降幅度最大，LY1306下降幅度最小，與T1差異不顯著。

2.3.3 苗期減量施肥對(duì)根冠比的影響

苗期施肥對(duì)不同品種根冠比影響不同(表4)，正常施肥條件下，NC89根冠比最大，顯著高于其他品種，其次是LY1306和渠首1號(hào)，中煙100根冠比最小。減量施肥條件下，所有品種根冠比增加，且隨施肥量減少根冠比呈增加趨勢(shì)。

2.4 苗期減量施肥對(duì)根系指標(biāo)的影響

苗期減量施肥對(duì)不同品種總根長(zhǎng)、總根表面積、平均根直徑、總根體積、根尖數(shù)(圖6)影響不同。正常施肥條件下，Y2001總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積最大，中煙100最?。籒C89平均根直徑最大，渠首1號(hào)和中煙100最?。籐Y1306根尖數(shù)最多，NC89最少。

表4 苗期減量施肥對(duì)不同烤煙品種根冠比的影響

減量施肥條件下，Y2001總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積、根尖數(shù)隨施肥量減少而減少，LY1306總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積隨施肥量減少呈增加趨勢(shì)，渠首1號(hào)和LY315呈先增加后降低趨勢(shì)；減量施肥條件下，所有品種平均根直徑都有不同程度減小；減量施肥條件下NC89和LY1306隨施肥量減少根尖數(shù)呈增加趨勢(shì)，LY315和渠首1號(hào)則呈先增加后降低趨勢(shì)。

圖6 苗期減量施肥對(duì)烤煙根系的影響

3 小結(jié)與討論

煙草是需肥量較大的作物，尤其是氮肥和鉀肥，每年需要大量的肥料投入，然而肥料利用率并不高[7]，了解品種需肥特性，有針對(duì)性地制定施肥方案，不僅能充分彰顯品種風(fēng)格特征，而且能夠提高肥料利用率[8]?？緹熓菍?duì)氮肥比較敏感的作物，氮肥用量不足影響煙葉生長(zhǎng)[9]，氮肥過(guò)量容易導(dǎo)致貪青晚熟形成黑暴煙[10]；烤煙亦是喜鉀作物，對(duì)鉀營(yíng)養(yǎng)的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般作物[11]。不同烤煙品種需肥量不同，施肥量直接影響植株生長(zhǎng)和根系發(fā)育，利用SPAD值、光合指標(biāo)、干物質(zhì)積累和根系指標(biāo)等綜合分析能夠更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)烤煙品種的需肥特性。中煙100是豫中煙區(qū)主栽品種，需肥量相對(duì)較高，NC89是河南曾經(jīng)的主栽品種，需肥量相對(duì)較低，本研究選用NC89和中煙100作對(duì)照品種，采用苗期減量施肥試驗(yàn)，不僅能評(píng)價(jià)新品系需肥特性，還能參照主栽品種，指導(dǎo)新品系科學(xué)施肥。

煙草上常用SPAD值監(jiān)測(cè)植株氮營(yíng)養(yǎng)狀況，指導(dǎo)施肥和成熟采收[12-13]，SPAD值和葉綠素含量呈正相關(guān)。本研究不同品種SPAD值比較及對(duì)減量施肥的響應(yīng)來(lái)看，正常施肥條件下，LY315和NC89葉片SPAD值較高，葉色較深；中煙100、Y2001和LY1306葉片SPAD值較低，葉色相對(duì)較淺；減量施肥對(duì)NC89葉色影響最小，中煙100對(duì)肥料最敏感，其次是Y2001和LY315。

提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的根本途徑是改善作物的光合性能，不同煙草品種的光合特性不同[14]，養(yǎng)分供應(yīng)與植物光合特征密切相關(guān)，曹本福等[15]研究認(rèn)為，南江三號(hào)大田減量施肥20%，煙葉光合作用受到的影響程度不大。本研究結(jié)果表明，中煙100、NC89、渠首1號(hào)和LY315凈光合速率均以正常施肥處理最高，其中渠首1號(hào)和LY315凈光合速率顯著高于其他品種；Y2001凈光合速率以肥料減施1/3處理最高，LY1306則隨施肥量減少凈光合速率增加。蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度變化趨勢(shì)與凈光合速率基本一致。肥料減施對(duì)渠首1號(hào)光合作用影響最大，對(duì)LY1306影響最小。

烤煙苗期生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分主要來(lái)自施用的肥料，施肥量直接影響干物質(zhì)積累[16]，本試驗(yàn)肥料減施條件下，參試品種地上部和根系均表現(xiàn)為干物質(zhì)積累量下降，其中，減量施肥對(duì)LY1306影響最小，對(duì)中煙100影響最大。低氮環(huán)境下，作物一般表現(xiàn)為根冠比增加[17]，適當(dāng)?shù)牡{迫有利于構(gòu)建合理的根系形態(tài)。本研究結(jié)果表明，減量施肥條件下，所有品種根冠比均增加，且隨施肥量減少根冠比呈增加趨勢(shì)，這和前人研究結(jié)果一致。

根系最早感受到養(yǎng)分脅迫的信號(hào)，對(duì)氮、磷的虧缺反應(yīng)敏感，營(yíng)養(yǎng)缺乏的植物為了尋求氮、磷源，根系伸長(zhǎng)，側(cè)根長(zhǎng)度和密度增加[17-19]；不同基因型的煙草對(duì)肥料的響應(yīng)有差異，根系的形態(tài)和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化。楊中義等[20]研究認(rèn)為，5個(gè)烤煙品種低氮脅迫下根系總長(zhǎng)、總吸收面積均明顯降低，本研究結(jié)果表明，苗期減量施肥對(duì)不同品種總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積、根尖數(shù)影響不同，Y2001總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積、根尖數(shù)隨施肥量減少而減少，LY1306總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積則隨施肥量減少呈增加趨勢(shì)，渠首1號(hào)和LY315呈先增加后降低趨勢(shì)；減量施肥條件下，所有品種平均根直徑都有不同程度減小，NC89和LY1306隨施肥量減少根尖數(shù)呈增加趨勢(shì)，LY315和渠首1號(hào)則呈先增加后降低趨勢(shì)。

苗期減量施肥對(duì)不同品種生長(zhǎng)發(fā)育的影響不同，其中中煙100和Y2001受影響程度較大，LY1306受影響程度最小。減量施肥條件下，LY1306通過(guò)增加光合作用，增加根長(zhǎng)、根表面積、根系體積和根尖數(shù)來(lái)增強(qiáng)養(yǎng)分吸收能力，減少對(duì)干物質(zhì)積累量的影響。