罗定棋 王艺轩 袁文彬 王应芬 李繁廷 周世庆 徐光文梅桂勇, 周竹青 闻永昌 鲁黎明*
(1四川省烟草公司泸州市公司,四川泸州 646000;2泸州市菜清果园农业技术研究有限公司,四川泸州 646000;3泸州市纳溪区高优茶业专业合作社,四川泸州 646000;4四川农业大学农学院,四川成都 611130)
植物的根系不但是一个植株的支持器官,而且是从土壤中吸收水分及营养的重要器官。因此,根系在土壤中的分布及其生长状态直接影响植株的总体生长[1-3]。对于烟草而言,培育强大的根系,对烟株的生长发育、产量及品质的形成具有十分重要的作用[4-10]。茶树属于多年生经济作物,其旺盛、发达的根系为保持茶叶的产量、保障其独特的品质提供了前提与保障[11]。因此,科学合理地采取各种栽培措施,构建与保持合理的根系构型,是烟叶与茶叶生产中需要解决的关键问题。
研究表明,除遗传因素外,土壤耕作、间套作、施肥、覆膜等因素均会影响烟株及茶树根系发育[5-8,11-13]。其中,施肥是影响烟株及茶树根系发育及构型建成的关键因素之一。施肥能够促进根系的发育,增加根系的体积,增强根系的活力,提高其对营养成分的吸收能力,从而提高产量与品质[11,14-15]。崔权仁等[16]研究表明,烤烟根系发育与施氮水平关系密切,提高基肥中氮肥的施用量,有利于根系的发育及干物质积累。籍 越等[17]研究表明,无机氮肥配施40%腐熟芝麻饼肥,能明显提高烟株根系活力,增加根系干物质量,有助于协调烟株的根冠比。霍昭光等[18]研究表明,水肥一体化能够显著提高烟株根系和地上部干物质积累量,增加根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积和比表面积以及根系活力,并明显提升了烤后烟叶的经济性状。在茶树上的研究表明,施用氮肥能够改变根系形态建成,提高对氮肥的吸收利用效率[19];铵态氮的施用则显著增加了根的总长[20]。同时,磷、钾肥以及一些微量元素肥料如镁肥的施用,都对改善茶树根系构型、促进根系发育有积极的作用[11]。
目前所开展的施肥对烟草及茶树根系生长的影响研究基本局限于根施有机、无机肥料方面,而针对叶面肥对烟草及茶树根系发育作用的研究却少见报道。因此,本研究以新型叶面肥“溢根专家”植物营养液为材料,研究了其对烟草及茶树幼苗根系发育和生理特性的作用,并分析了其施用于大田期烟草对烟株生长及烟叶产量与产值的影响,旨在为“溢根专家”植物营养液在烟叶及茶叶生产中的应用提供参考。
1.1.1 试验材料。供试烤烟品种为云烟87;供试茶树品种为黄金芽;供试“溢根专家”植物营养液由泸州市菜清果园农业技术研究有限公司生产。
1.1.2 试验地点。本研究分为2个试验,其中:烟草育苗及大田生产试验在四川省泸州市古蔺县观文镇烤烟科技园进行;茶苗扦插试验在泸州市纳溪区高优茶业专业合作社科技园区开展。
1.2.1 烟草试验。①育苗试验。在育苗大棚内采用漂浮育苗的方法进行。选择3个育苗池(长度为68.1 m,宽度为1.1 m),每个育苗池的一半为处理,在烟苗匀苗定株后,喷施“溢根专家”植物营养液350倍液;另外一半为对照,用清水喷施。3个育苗池设为3个重复。成苗时测定烟苗农艺性状。②大田生产试验。在科技园区设置处理区(T)及对照区(CK),面积均为0.33 hm2。在处理区,烟苗移栽前用“溢根专家”植物营养液300倍液浸根5 h;移栽后15 d,用“溢根专家”植物营养液300倍液150 mL进行灌根;在团棵期,用“溢根专家”植物营养液300倍液100 mL进行叶面喷施。在对照区,均进行相应的喷清水处理。试验地前茬为玉米,烟苗移栽密度为1.5万株/hm2。田间管理措施及烟叶的采收与烘烤,均按照《泸州市优质烟叶生产技术方案》进行。
1.2.2 茶苗试验。茶苗试验于2019年9月至2020年11月开展。从母本茶园中选取一年生、长势健壮、无病虫害、呈棕红色的半木质化茶树穗条,将穗条剪成“一芽一叶一寸长”的短穗,每穗长3.0~3.5 cm,上下剪口平滑,插穗下端剪口与叶片倾斜方向一致,紧靠节点。选未种过茶树的地块,制作长25 m、宽1 m的苗床10个。其中,5个苗床为处理区(T),5个苗床作对照区(CK)。在处理区,茶苗扦插前,用“溢根专家”植物营养液300倍液浸根5 h,然后每隔30 d,用“溢根专家”植物营养液300倍液进行喷施,连续喷施14次。在对照区,用清水对茶苗进行相应处理。茶苗的扦插密度均为450株/m2。
1.3.1 烟草相关指标。①育苗试验。在成苗期,处理与对照分别随机选择10盘烟苗进行株高、茎高、茎围、总根长、根系表面积和根系体积的测量,统计叶片数与成苗率,测定冠与根的干重。根系总根长、表面积和体积均采用根系扫描仪进行测定[21];根系呼吸速率采用氧电极进行测定[22];根系活力采用TTC(氯化三苯基四氯唑)还原法测定[23];叶绿素含量采用丙酮法测定[23];烟苗的净光合速率采用L-6400便携式光合仪测定。②大田试验。按照《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142—2010)[24]进行烟株农艺性状测定。据实统计单位面积烟叶的产量以及上等烟和中上等烟的比例,并按照收购价格,计算单位面积烟叶的产值。
1.3.2 茶苗相关指标。茶苗成苗后,在处理和对照的苗床中随机选取2 m长度,统计成活苗的数量,并计算成苗率。
分别在扦插后第100天、第200天、第300天、第400天,在处理区和对照区各选100株茶苗根系测量茶苗的株高、茎围,统计须根的数量,测定根鲜重、根干重与根系体积。茶苗根系呼吸速率及根系活力的测定,分别按照文献[22-23]的方法进行。
采用Microsoft Excel 2007进行数据处理,用SPSS软件进行统计分析。
2.1.1 对烟苗素质的影响。在成苗期,对不同处理烟苗的农艺性状及生物量进行了测定,结果如表1所示。可以看出,在烟苗出苗后施用“溢根专家”植物营养液,烟苗的株高、茎高及冠干重和出苗率均显著高于清水对照,其中成苗率提高了10.08个百分点。在茎围及根干重方面,“溢根专家”植物营养液处理与清水对照之间差异不显著;“溢根专家”植物营养液处理的叶片数与清水对照相同。由此说明,施用“溢根专家”植物营养液能够促进烟苗的发育。
表1 不同处理对烟苗素质的影响
2.1.2 对烟苗根系生理特性的影响。从表2可以看出,在根系的形态特征方面,施用“溢根专家”植物营养液的烟苗,其总根长、根系表面积及根系体积均显著高于清水对照,总根长增加了11.09%,根系表面积增加了20.24%,根系体积增加了51.61%。同时,其根系活力及呼吸速率也显著高于清水对照。烟株根系呼吸速率提升了11.04%,烟株根系活力提升了14.09%。由此说明,“溢根专家”植物营养液的喷施,对于促进根系的生理活动有较强的推动作用,并有利于形成强大的、充满活力的根系。
表2 不同处理对烟苗根系生理特性的影响
2.1.3 对烟苗色素含量及光合速率的影响。光合作用是植物赖以生长发育的基础。从表3可以看出,施用“溢根专家”植物营养液后,烟苗光合色素含量和净光合速率均显著高于清水对照,总叶绿素含量增加了23.80%,净光合速率增加了32.17%。由此说明,植物营养液的施用有助于提高烟苗的光合性能,为产量与品质的形成奠定了坚实的基础。
表3 不同处理对烟苗色素含量及光合速率的影响
2.1.4 对烟草团棵期农艺性状的影响。团棵期是烟株进入旺长前的准备阶段。从表4可以看出,在团棵期喷施“溢根专家”植物营养液的烟株生长健壮、田间整齐度好,其最大叶长与最大叶宽均显著高于清水对照,其叶片数与株高分别较清水对照增加了1片和1 cm,但二者差异不显著。由此说明,喷施“溢根专家”植物营养液,有利于烟株叶片的发育及长势的增强。
表4 不同处理对烟草团棵期农艺性状的影响
2.1.5 对烟草成熟期农艺性状的影响。从表5可以看出,与团棵期类似,在成熟期喷施“溢根专家”植物营养液的烟株,其中部及上部烟叶叶片的长、宽均得到有效增加,特别是上部烟叶叶宽增加了3.72 cm,烟叶长宽比更加协调,叶面积显著大于清水对照,从而有利于提高烟叶等级结构,增加产量,提高收购等级,增加烟农的收入。
表5 不同处理对烟草成熟期农艺性状的影响
2.1.6 对烟草经济性状的影响。从表6可以看出,“溢根专家”植物营养液处理的经济性状优于清水对照,烟叶产量提高了12.92%,烟叶产值提高了17.12%,烟叶均价提高了1.06元/kg,上等烟比例提高了29.42%。由此说明,“溢根专家”植物营养液能够改善烤烟的经济性状。
表6 不同处理对烟草经济性状的影响
2.2.1 对茶苗农艺性状的影响。由表7可以看出,随着生育进程的推进,2个处理茶苗株高和茎围均随之增加。“溢根专家”植物营养液处理的株高在扦插400 d时显著高于清水对照,平均株高增加2.91 cm,增幅达到22.01%;在扦插100、200、300 d均与清水对照基本相同。对于茎围来说,在各个时间段,“溢根专家”植物营养液处理与清水对照之间均无显著差异。此外,施用“溢根专家”植物营养液的茶苗,其成苗率达到95.26%,较清水对照提高了8.89个百分点,差异显著。
表7 不同处理对茶苗农艺性状的影响
在根系形态特征方面,随着扦插时间的延长,“溢根专家”植物营养液处理与清水对照茶苗的根鲜重、干重、须根数量以及根体积,均呈现增加的趋势,并在扦插400 d时达到最高。平均根鲜重在前3个周期增幅不太明显,到第4个期增幅加快,重量增加0.45 g,增幅为13.98%,“溢根专家”植物营养液处理显著高于清水对照;平均根干重到第400天时,较第3个周期明显加快,处理和对照增幅均达到100%以上,干重净增加0.024 g,增幅为8.08%,“溢根专家”植物营养液处理与清水对照之间差异显著。到第400天时,处理的根系数量、根系体积与对照之间的差值分别达到8.16条及0.31 cm3,达到了显著水平。
由此说明,在茶苗培育期间施用“溢根专家”植物营养液,能有效促进茶苗株高的生长及根系的发育,从而显著提升茶苗素质。
2.2.2 对茶苗根系生理特性的影响。从表8可以看出,从100~400 d的时间范围内,无论是呼吸速率还是根系活力,“溢根专家”植物营养液处理和清水对照茶苗均呈现上升的趋势。在呼吸速率上,除了第100天外,“溢根专家”植物营养液处理均显著高于清水对照,且在第300天时达到差异高峰(增幅达到11.03%)。在根系活力方面,在4个时期内,“溢根专家”植物营养液处理均较清水对照高10%以上,差异达显著水平。由此说明,“溢根专家”植物营养液对于增强根系的生理活性具有积极的作用。
表8 不同处理对茶苗根系生理特性的影响
试验结果表明,“溢根专家”植物营养液能够增强烟苗及茶苗的素质,增加根系体积及生物量,提高根系活力。同时,对大田期烟株施用该营养液,还能够促进烟株的发育,提高烟叶产量及产值。由此说明,在烟叶及茶叶生产中,“溢根专家”植物营养液具有良好的应用前景。
根系是植物养分及水分的主要吸收器官,农作物根系发育的程度直接影响农作物的生长、产量和品质的形成[4]。因此,在农业生产中采取的许多栽培管理措施主要是为了培育强大的根系,以促进农作物生长及产量的提高[5,11]。在本研究中,在苗期施用“溢根专家”植物营养液,能显著提高烟苗与茶苗的成苗率,增加株高、茎围、根系体积和根干重;同时,还增强了根系的活力,提高了根系的呼吸速率。本结果与前人对叶面肥的应用效果研究结论相一致[25-29],推测其原因可能是“溢根专家”植物营养液含有一定量的营养元素,能被烟苗和茶苗吸收,从而增强根系活力。尤其是茶苗扦插前,用该营养液浸根5 h;扦插后,每隔30 d喷施1次营养液,可为茶苗提供充足的养分。此外,营养液中可能含有一定量的植物激素,对茶苗根系的发生有一定的促进作用,从而提高茶苗的成苗率,增加株高、茎围、根系体积,增强根系活力及呼吸速率。
前人的许多研究表明,叶面肥在烟草生产中的应用能够提高烟叶的产量及品质[26,29]。本试验也得到了类似的结果,叶面施用“溢根专家”植物营养液后,烟株在团棵期及成熟期的农艺性状得到了明显改善,其在团棵期的根系呼吸速率提升11.04%,根系活力提升14.09%;在成熟期烟叶产量提高12.92%,产值提高17.12%,均价提高1.06元/kg,上等烟比例提高29.42%。此结果进一步表明,“溢根专家”植物营养液对烟叶产量、品质的提升能够起到促进作用。
尽管“溢根专家”植物营养液在烟草及茶树上的应用取得了一定的成效,但在其他作物上的效果尚有待进一步开展验证。