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      剪葉對(duì)煙草毯狀苗生長(zhǎng)和根系表型性狀及盤結(jié)力的影響

      2024-10-31 00:00:00劉小磊吳金洋劉國(guó)良王程棟薛博王朋
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年17期

      摘要:為探討不同剪葉方式對(duì)煙草毯狀苗成苗素質(zhì)及根系盤結(jié)力的影響,并為生產(chǎn)上培育高質(zhì)量煙草毯狀苗提供理論依據(jù),以煙草K326品種為材料,通過假植方式進(jìn)行煙草毯式育苗,設(shè)置剪葉面積、剪葉次數(shù)試驗(yàn),分析剪葉方式對(duì)煙苗干重、株高、莖圍、根系表型、根系盤結(jié)力等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明,根系盤結(jié)力與總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積均呈極顯著正相關(guān),與根系干重呈顯著正相關(guān),與一級(jí)側(cè)根數(shù)相關(guān)性不顯著;剪葉面積為1/4~1/2時(shí),煙苗的干重、株高、莖圍、總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積均提升,根系盤結(jié)力增加;剪葉面積超過1/2則會(huì)抑制煙苗生長(zhǎng),不利于煙苗成毯;剪葉次數(shù)為2~3次時(shí),煙苗的干重、株高、莖圍指標(biāo)均顯著增加;剪葉超過2次時(shí),煙苗的總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積均呈下降趨勢(shì),且隨著剪葉次數(shù)的增多,下降幅度增大;剪葉2次時(shí),根系盤結(jié)力增幅最大。綜合考慮煙苗素質(zhì)和成毯性,育苗過程中剪葉面積為1/4~1/2、剪葉2次處理,可培育高質(zhì)量的煙草毯狀苗。

      關(guān)鍵詞:煙草育苗;毯狀苗;剪葉面積;剪葉次數(shù);根系盤結(jié)力

      中圖分類號(hào):S572.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      文章編號(hào):1002-1302(2024)17-0095-06

      收稿日期:2023-10-02

      基金項(xiàng)目:中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(編號(hào):1610232023023)。

      作者簡(jiǎn)介:劉小磊(1995—),男,河南開封人,碩士研究生,主要從事煙草栽培與耕作研究。E-mail:2308668051@qq.com。

      通信作者:王 朋,博士,助理研究員,主要從事煙草栽培與耕作研究。E-mail:wangpeng03@caas.cn。

      煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物,烤煙育苗環(huán)節(jié)是烤煙生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)。煙草毯式育苗是一種新型的育苗方式,它采用無間隔或半間隔托盤來培育煙苗,最終目的是利用水稻高速插秧機(jī)的作業(yè)原理,實(shí)現(xiàn)對(duì)煙苗的機(jī)械插植,解決煙草移栽環(huán)節(jié)中成本高、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題。目前有關(guān)毯式育苗的研究報(bào)道主要集中于水稻和油菜育苗移栽環(huán)節(jié)[1-3]。毯式育苗技術(shù)基于毯式移栽技術(shù)發(fā)展而成。毯式移栽技術(shù)具有較高的自動(dòng)化程度,移栽環(huán)節(jié)用工少,勞動(dòng)強(qiáng)度低,效率高。因此,開展高質(zhì)量煙草毯狀苗育苗技術(shù)研究,對(duì)煙草毯式移栽技術(shù)的推廣應(yīng)用及構(gòu)建完善的煙草育苗移栽自動(dòng)化體系具有重要意義。

      煙草毯式移栽對(duì)毯狀苗素質(zhì)要求較高。該移栽方式要求煙苗苗體健壯,苗高適宜,根系發(fā)達(dá)、盤結(jié)、能提、能卷。在煙苗培育過程中,剪葉是一種重要的調(diào)節(jié)措施。剪葉可以控制煙苗地上部分的生長(zhǎng),調(diào)整煙苗形態(tài),協(xié)調(diào)根冠比,不同程度的剪葉還會(huì)對(duì)煙苗生長(zhǎng)產(chǎn)生不同程度的補(bǔ)償作用[4]。前人研究表明,植物生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生大量的冗余,人為去除冗余部分能充分發(fā)揮植物超越補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢(shì)[5]。研究發(fā)現(xiàn),剪去部分老葉可以使甘蔗莖徑增粗,株高降低,有利于培育壯苗[6]。玉米在6~7葉期進(jìn)行剪葉,可以改善其冠層結(jié)構(gòu),提高抗倒伏能力,增強(qiáng)光合作用[7]。也有證據(jù)表明,剪葉會(huì)使水稻籽粒質(zhì)量下降[8]。小麥剪葉處理會(huì)降低干重,減少穗粒數(shù)、千粒重,使植株性狀數(shù)值和產(chǎn)量下降[9-10]。煙苗在適當(dāng)剪葉后,其生長(zhǎng)會(huì)得到促進(jìn),地下部干重增加,根系體積變大。陳天才等研究表明,煙草育苗過程中剪葉1~2次,對(duì)根系生長(zhǎng)和干重具有明顯促進(jìn)作用[11]。陳龔研究發(fā)現(xiàn),提高剪葉程度和次數(shù),可以顯著促進(jìn)煙苗根系的生長(zhǎng),使煙苗株高降低、莖圍增粗,但是剪葉程度過大反而會(huì)對(duì)根系生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用[12]。也有研究表明,增加剪葉程度會(huì)抑制煙苗根系物質(zhì)積累,減小煙苗根系體積,不利于形成壯苗[13]。

      煙草毯式育苗是農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度結(jié)合的產(chǎn)物,對(duì)實(shí)現(xiàn)煙草生產(chǎn)輕簡(jiǎn)化、規(guī)?;?、專業(yè)化具有重要意義。本研究開展不同剪葉水平試驗(yàn),旨在篩選出煙草毯狀苗培育過程中的合理剪葉措施,為生產(chǎn)上培育高質(zhì)量煙草毯狀苗提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

      試驗(yàn)于2022年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所青島試驗(yàn)基地溫室進(jìn)行。烤煙育苗品種為K326。

      1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      采用假植方法培育煙苗。挑選顆粒飽滿的包衣種子,播種于裝有育苗基質(zhì)的育苗盤中,均勻播種后將其置于溫室內(nèi),定期澆水。達(dá)到小十字期后,挑選長(zhǎng)勢(shì)均勻的健壯幼苗假植到育苗盤(長(zhǎng) 58 cm、寬28 cm、高2.5 cm),假植規(guī)格為每盤128株(8行×16列),假植株距為3.5 cm。

      試驗(yàn)分為2個(gè)處理:為剪葉面積處理、剪葉次數(shù)處理。剪葉面積處理設(shè)置4個(gè)水平:CA1,剪1/4葉;CA2,剪1/2葉;CA3,剪3/4葉;CK,不剪葉。煙苗封盤開始剪葉,每7 d剪1次,共剪4次。剪葉次數(shù)處理設(shè)置5個(gè)水平:CT1,剪葉1次;CT2,剪葉2次;CT3,剪葉3次;CT4,剪葉4次;CK,不剪葉。CT1為煙苗封盤后7 d進(jìn)行剪葉,CT2為煙苗封盤和封盤后14 d進(jìn)行剪葉,CT3為煙苗封盤和封盤后14、21 d進(jìn)行剪葉,CT4為煙苗封盤和封盤后7、14、21 d進(jìn)行剪葉。每次剪葉只剪最大的2張葉和下部的老葉、病葉。處理過程中其余管理方式均一致。

      1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

      1.3.1 煙草毯狀苗農(nóng)藝性狀測(cè)定

      分別于處理開始時(shí)及處理15、30 d取樣。每次取樣作3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。將煙苗從育苗盤取出(保持根系完整),用自來水清洗干凈基質(zhì),再用濾紙吸干煙苗中附著的水。使用直尺測(cè)量煙苗的株高(莖基部至生長(zhǎng)點(diǎn)的長(zhǎng)度)。使用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗。將煙苗置于 105 ℃ 烘箱中殺青20 min,然后將溫度調(diào)至75 ℃烘干至恒重,用電子天平分別稱量地上部和根系干重。根系形態(tài)參數(shù)的測(cè)定參照趙陽的方法[14]。一級(jí)側(cè)根數(shù)采用目測(cè)法數(shù)出。其他根系指標(biāo)用 LA1600+根系掃描儀測(cè)得:將煙苗根系剪下,清洗干凈后放入根系掃描儀進(jìn)行掃描,用 Win RHizo 2003b 軟件分析出圖像參數(shù),得出總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積。

      1.3.2 煙草毯狀苗根系盤結(jié)力測(cè)定

      根系盤結(jié)力測(cè)定參照劉雪慧的方法[15]。處理30 d,在各處理中隨機(jī)切取10 cm×15 cm的毯塊,在根系盤結(jié)力測(cè)定裝置上固定其長(zhǎng)端,用彈簧秤鉤拉動(dòng),毯塊斷裂時(shí)彈簧秤顯示的讀數(shù)即為根系盤結(jié)力。每個(gè)水平10個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

      1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

      試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用WPS Office 2018進(jìn)行整理,采用R語言4.0.2進(jìn)行方差分析,采用Graphpad Prism作圖,采用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(α=0.05)。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 剪葉面積對(duì)煙草毯狀苗干重的影響

      從圖1可以看出,地上部干重隨剪葉面積的增大呈先增后減的趨勢(shì)。在處理當(dāng)天至15 d,煙苗的地上部干重速度較為緩慢,CK地上部干重增長(zhǎng)到了0.16 g;與對(duì)照相比,CA1、CA2未出現(xiàn)顯著差異,CA3顯著降低,降幅為49.2%。處理15~30 d,煙苗的地上部干重較為迅速,CK地上部干重增長(zhǎng)到了0.36 g;與對(duì)照相比,CA1地上部干重顯著增加,增幅為16.8%,CA3顯著降低,降幅為28.4%,CA2未表現(xiàn)出顯著差異。根系干重量表現(xiàn)出相同的的趨勢(shì)。在處理15 d,與對(duì)照相比,CA1、CA2未表現(xiàn)出顯著差異,CA3顯著降低,降幅為13.2%。在處理30 d,與對(duì)照相比,CA1、CA2顯著增加,增幅分別為14.6%、20.9%,CA3顯著降低,降幅為14.3%。以上結(jié)果表明,煙草毯狀苗培育過程中,剪葉面積為1/4~1/2時(shí),可以促進(jìn)干重;剪葉面積超過3/4,則會(huì)抑制干重。

      2.2 剪葉面積對(duì)煙草毯狀苗株高和莖圍的影響

      圖2為不同剪葉面積下煙苗株高、莖圍的變化。株高方面,在處理15 d,CA1、CA2均較CK顯著增高,增幅分別為17.0%、20.2%,CA3沒有發(fā)生顯著變化。處理30 d,CA1株高較CK顯著增高,增幅為13.9%,CA3相較于CK顯著降低,降幅為9.8%,CA2較CK未發(fā)生顯著變化。莖圍方面,與CK相比,CA2在處理過程中始終表現(xiàn)為顯著增大,CA1、CA3則沒有表現(xiàn)出顯著差異。以上結(jié)果表明,適當(dāng)面積的剪葉可以提高煙苗的株高和莖圍;剪葉面積過大會(huì)抑制煙苗株高的增長(zhǎng)。

      2.3 剪葉面積對(duì)煙草毯狀苗根系表型變化的影響

      由圖3可見,隨著剪葉面積的增加,總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積均表現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)。在處理過程中,與CK相比,CA1、CA2的總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積均表現(xiàn)為顯著增加,CA3表現(xiàn)為減少。在處理30 d,相較于CK,CA1、CA2總根長(zhǎng)分別增長(zhǎng)了14.6%、20.7%,根系總表面積分別增長(zhǎng)了17.3%、14.8%,根系總體積分別增長(zhǎng)了11.7%、9.4%;CA3總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積相較于CK分別降低了13.2%、15.4%、10.8%。在一級(jí)側(cè)根數(shù)方面,處理15 d,CA1、CA2相較于CK沒有發(fā)生顯著變化,CA3顯著降低;在處理30 d,各處理一級(jí)側(cè)根數(shù)均沒有顯著差異。這說明,一定面積的剪葉能夠顯著促進(jìn)煙苗的根系發(fā)育,剪葉面積過大則會(huì)減緩一級(jí)側(cè)根的發(fā)生,并對(duì)煙苗的根系發(fā)育起到抑制作用。在煙草毯狀苗培育過程中,剪葉面積為1/4~1/2較有利于煙苗的根系生長(zhǎng)。

      2.4 剪葉面積對(duì)煙草毯狀苗根系盤結(jié)力的影響

      從圖4可以看出,根系盤結(jié)力隨剪葉面積增大呈先增后減的趨勢(shì)。CK的根系盤結(jié)力為 8.97 N;與CK相比,CA2顯著增大,增幅為33.1%;CA1比CK增加了14.5%,沒有表現(xiàn)出顯著差異;CA3比CK顯著減小,降幅為25.3%。

      2.5 剪葉次數(shù)對(duì)煙草毯狀苗干重的影響

      從圖5可以看出,隨著剪葉次數(shù)的增多,煙苗干重呈先增后減的趨勢(shì)。在處理0~15 d,煙苗的地上部干物質(zhì)積累速度較為緩慢,CK地上部干重在 15 d 增長(zhǎng)到0.13 g;與CK相比,CT2、CT3地上部干重顯著增加,增幅分別為32.2%、29.4%;CT1、CT4相較于CK沒有顯著差異。處理15~30 d,地上部干物質(zhì)積累速度較為迅速,CK地上部干重在30 d增長(zhǎng)到0.29 g;與CK相比,CT2、CT3顯著增加,增幅分別為31.3%、22.8%;CT1、CT4比CK都有所增加,但差異不顯著。根系干重方面,處理15 d,CT3、CT4相較于CK顯著增加,增幅分別為38.5%、43.5%;CT1、CT2比CK均有所增加,但差異不顯著。在處理30 d,CT2、CT3相較于CK顯著增加,增幅分別為9.9%、12.3%;CT1較于CK發(fā)生增長(zhǎng),但差異不顯著;CT4比CK出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。以上結(jié)果表明,在煙草毯狀苗培育過程中,剪葉次數(shù)不宜過多,剪葉2~3次能夠顯著促進(jìn)煙苗地上部和根系的物質(zhì)積累。

      2.6 剪葉次數(shù)對(duì)煙草毯狀苗株高和莖圍的影響

      從圖6可以看出,隨著剪葉次數(shù)的增多,各處理的株高、莖圍均呈先增后減的趨勢(shì)。株高方面,與CK相比,CT2、CT3在處理過程中表現(xiàn)為顯著增加,處理30 d增幅分別為42.3%、57.7%。莖圍方面表現(xiàn)出相同的趨勢(shì),處理30 d,與CK相比,CT1、CT2、CT3的莖圍顯著增大。這說明,煙草毯狀苗育苗過程中,剪葉2~3次可以促進(jìn)煙苗增高與增粗,剪葉次數(shù)過多或過少都不利于煙苗株高、莖圍的增長(zhǎng)。

      2.7 剪葉次數(shù)對(duì)煙草毯狀苗根系表型變化的影響

      從圖7可以看出,在處理過程中,隨著剪葉次數(shù)的增加,總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積均呈先增后減的趨勢(shì)。處理15 d,與CK相比,CT1、CT2、CT3的總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積均表現(xiàn)為顯著增加。處理30 d,CK的總根長(zhǎng)為522.35 cm,與CK相比,CT1、CT2、CT3、CT4的總根長(zhǎng)均顯著增加,增幅分別為0.27%、0.62%、0.37%、0.27%,且CT2顯著大于CT1、CT3、CT4;CK根系總表面積增長(zhǎng)到57.12 cm2,與CK相比,CT4根系總表面積沒有發(fā)生顯著變化,CT1、CT2、CT3均顯著增加,增幅分別為18.6%、48.2%、26.7%,且CT2顯著大于CT1、CT3;CK根系總體積增長(zhǎng)到0.44 cm3,與CK相比,CT1、CT2、CT3、CT4的根系總體積均顯著增加,增幅分別為24.5%、38.9%、31.5%、13.7%,且CT2顯著大于CT1、CT4。CT1、CT2、CT3、CT4之間的一級(jí)側(cè)根數(shù)在15 d沒有顯著差異,但均顯著大于CK;在30 d,各處理間一級(jí)側(cè)根數(shù)沒有顯著差異。以上結(jié)果表明,在煙草毯狀苗培育過程中,剪葉2次最有利于毯狀苗根系的生長(zhǎng),剪葉次數(shù)過多或過少都對(duì)根系生長(zhǎng)不利。

      2.8 剪葉次數(shù)對(duì)煙草毯狀苗根系盤結(jié)力的影響

      從圖8可以看出,根系盤結(jié)力隨剪葉次數(shù)的增多呈先增后減的趨勢(shì)。CK的根系盤結(jié)力為 10.55 N。與CK相比,CT1、CT2、CT3、CT4的根系盤結(jié)力均顯著增加,增幅分別為33.2%、59.3%、44.5%、25.3%。

      2.9 煙草毯狀苗根系盤結(jié)力與根系表型的相關(guān)關(guān)系

      對(duì)所有處理根系表型與根系盤結(jié)力進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),根系盤結(jié)力與總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.97、0.97、0.93;與根系干重呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.85;與一級(jí)側(cè)根數(shù)相關(guān)性不顯著(表1)。

      3 討論與結(jié)論

      目前煙草育苗和移栽環(huán)節(jié)連接度較低,自動(dòng)化移栽和育苗體系的構(gòu)建相互分裂?,F(xiàn)有的煙草機(jī)械化移栽方式大多為鉗夾式栽植,撓性圓盤式栽植和導(dǎo)苗管式栽植[16-18]。移栽原理大多為操作人員喂苗,煙苗經(jīng)由傳動(dòng)裝置掉落到預(yù)定位置,后續(xù)覆土鎮(zhèn)壓,達(dá)到機(jī)械化移栽的效果。移栽與育苗環(huán)節(jié)匹配度差,移栽效率低,用工較多。煙草毯狀苗移栽技術(shù)通過回轉(zhuǎn)臂抓取操作臺(tái)上的毯苗,再插入地面,后續(xù)由鎮(zhèn)壓輪覆土鎮(zhèn)壓,如此交替往復(fù)達(dá)到移栽效果。煙草毯式移栽效率高,可多壟同時(shí)工作,可實(shí)現(xiàn)煙草輕簡(jiǎn)化移栽,為了實(shí)現(xiàn)煙草毯狀苗移栽效果,必須培育出高質(zhì)量煙草毯狀苗。

      剪葉直接影響煙苗素質(zhì)。煙草苗體形態(tài)差異較大,剪葉可以控制煙苗生長(zhǎng),減小煙苗之間的競(jìng)爭(zhēng);可以增大苗盤空間,有利于空氣流通和澆水;及時(shí)減去老葉、病葉,能夠減少病害傳播。鄧世媛等研究認(rèn)為,適宜的剪葉次數(shù)能控制煙苗徒長(zhǎng),增加莖粗和根冠比,促進(jìn)煙苗地下部分的生長(zhǎng)[19]。陳麗莉等研究發(fā)現(xiàn),隨著剪葉程度的增加,煙苗根系形態(tài)指標(biāo)呈先升后降的趨勢(shì)[20]。本研究發(fā)現(xiàn),剪葉可以提高煙苗的物質(zhì)積累,促進(jìn)地上部和根系的發(fā)育,但隨著剪葉面積和次數(shù)的增加,反而抑制煙苗生長(zhǎng),這與陳龔的研究結(jié)果[12]一致。剪葉面積為1/4~1/2時(shí),煙苗干重增大,株高、莖圍增大,總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積顯著提升;當(dāng)剪葉面積增加到3/4時(shí),煙苗的地上干重顯著小于對(duì)照,株高、莖圍減小,總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積顯著下降。這可能是因?yàn)榧羧~面積過大導(dǎo)致煙葉光合水平下降,抑制了煙苗干物質(zhì)積累和根系發(fā)育,造成根系盤結(jié)力下降,不利于煙苗成毯和移栽。剪葉次數(shù)過多也會(huì)造成煙苗一系列指標(biāo)降低,這可能是因?yàn)檫^多的剪葉次數(shù)導(dǎo)致煙苗生長(zhǎng)過程中發(fā)生不足補(bǔ)償[4],降低了煙苗的生長(zhǎng)發(fā)育速度。

      煙草毯狀苗的素質(zhì)受多種外界因素的影響,目前有關(guān)煙草毯狀苗和壯苗指標(biāo)的研究尚未有報(bào)道。隨著煙草毯狀苗育苗移栽技術(shù)的發(fā)展,對(duì)煙草育苗工作提出了新要求。周拾祿認(rèn)為,水稻毯狀苗育苗首先要達(dá)到移栽工作容易做的程度,根系盤結(jié)好有利于移栽工作的進(jìn)行[21]。張含笑等認(rèn)為,油菜毯狀苗應(yīng)株型矮壯,苗高適中,根系發(fā)達(dá)且盤結(jié)[22]。在水稻和油菜毯狀苗研究中發(fā)現(xiàn),根系發(fā)育良好有利于盤結(jié)成毯。本研究發(fā)現(xiàn),根系盤結(jié)力與總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積和根系干重呈顯著或極顯著正相關(guān),這說明通過一定措施提升根系指標(biāo)有利于增加根系盤結(jié)力。剪葉對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育影響顯著,適當(dāng)?shù)募羧~面積和次數(shù)有利于煙苗的物質(zhì)積累和根系發(fā)育,能提升毯狀苗素質(zhì);剪葉面積過大、次數(shù)過多,均不利于煙苗生長(zhǎng),導(dǎo)致毯狀苗質(zhì)量下降。本研究結(jié)果表明,在煙草毯狀苗育苗過程中,剪葉面積不超過1/2、剪葉2次處理,最利于形成壯苗。

      參考文獻(xiàn):

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