营养对烤烟烟苗生长及生理特性的影响

营养对烤烟烟苗生长及生理特性的影响

浮育苗技术是世界上最先进的一体化育苗技术。该技术在过去半个世纪中解决了无土种植问题，克服了过去无土种植成本高、技术难度高、推广不便的问题。因此，它很快在世界上的烟带和100多种作物上广泛应用。我国烟草行业从20世纪90年代中期开始引进,到2004年推广面积已经达到50.93万hm2。虽然漂浮育苗技术在烟草生产上得到了大面积的推广应用,但由于烟苗的载体是基质,营养供应是靠水床中的肥料浓度来调节实现的,这种模拟土壤供应营养的方式需要更精细的水、肥、气、热调节技术,否则对烟苗的生理生长活动产生不良影响。针对生产中常出现的脱肥和盐害问题,本试验设置了不同的营养液浓度,通过研究其对烟苗生长发育的影响,以期确定合适的营养液浓度,为漂浮育苗技术在我国的完善和发展奠定一定的理论基础。1材料和方法1.1苗盘、肥料及微量元素供试烤烟品种为K326,采用包衣种子。漂浮育苗所用基质、苗盘、肥料均由国家烟草栽培生理生化研究基地漂浮育苗材料厂提供,肥料N-P2O5-K2O为20-10-20,并含有多种微量元素。基质由草炭土、腐殖土、蛭石和膨化珍珠岩混合而成。1.2带薄带苗床培养试验于2003年在河南农业大学科教园区烟草基地网室内进行。苗床规格为1144cm×116cm,浮盘规格为68cm×34cm×6cm,苗床高度15cm,水深10cm。底部铺黑色塑料薄膜。试验设8个处理,3次重复,在苗盘入水时施入漂浮育苗专用肥,使各处理分别保持以下浓度(以含氮量计算):0(不施肥),50,75,100,125,150,175,200mg/L。每重复200株烟苗。此外,各处理在苗盘入水后30,45d时分别在苗池中施入漂浮育苗专用肥100mg/L和50mg/L(以含氮量计算),按常规方法管理苗床。1.3烟草植株叶片功能性状测定分别在播种后30,35,45,50d时取各重复中生长均匀一致的烟苗10株调查、测定各处理的茎高、叶数(大于2cm)、根体积、一二级侧根条数以及根茎叶干鲜重;在播种后40,46,60d的9:00~10:00选生长均匀一致的健壮烟苗10株,取其功能叶,去掉主脉后测定叶片的硝酸还原酶活性、转化酶活性和可溶性蛋白质含量。测定硝酸还原酶活性用活体法,转化酶活性用比色法,可溶性蛋白质含量用考马斯亮蓝比色法。2结果与分析2.1营养液的浓度对浮式烟草幼苗的生长发育有影响2.1.1营养液浓度对烟苗茎高和叶数的影响茎高和叶数是反映植物生长发育程度的基本指标。从图1,2可以看出,播种后30d(第2次施肥前,以下皆同)至35d(第2次施肥后),烟苗的茎高和叶数随着营养液浓度的增加而增加。至播种后45d(第3次施肥前)和50d,茎高与叶数不再随营养液浓度增加而上升,而是在125~150mg/L达到最高,然后下降。说明在0~200mg/L范围内,增加营养液浓度对播种后35d以内烟苗的营养生长都有促进作用。播种45d以后,营养液浓度为125~150mg/L对烟苗生长最为有利,超过150mg/L则对烟苗有抑制作用。2.1.2营养液浓度对烟苗根量的影响根系的生长状况决定了植物生长发育过程中矿质营养的供应能力。根系体积和根条数是反映根系发育状况的基本指标。图3~5表明了营养液浓度对各个时期烟苗根量的影响。烟苗根体积和根条数在播种后35d以前随营养液浓度的增加而增加,播种45d以后,在100~125mg/L达到最高,超过该浓度水平又有不同程度的下降。说明营养液浓度的升高对烟苗前期的根系生长有明显的促进作用。而100~125mg/L处理对大十字期以后烟苗的根系生长最为有利。2.1.3营养液浓度对烟苗生长的影响对营养液浓度与烟苗各性状之间的相关性进行分析(表1),结果表明,播种后30d和35d,在0~200mg/L范围内,营养液浓度与烟苗各性状均呈正相关关系;在0~125mg/L范围内,除一级侧根外,营养液浓度与烟苗地上、地下干鲜重和根体积、二级侧根条数均呈显著正相关关系。表明在大十字期以前,在0~200mg/L范围内,增加营养液浓度对烟苗的生长有明显的促进作用。播种后45d和50d,在0~125mg/L范围内,营养液浓度与各性状呈正相关关系,说明在这一范围内,营养液浓度的增加有利于烟苗后期的生长。超过125mg/L后则呈负相关关系,表明营养液浓度过高对烟苗的后期生长有负面影响,但未达到显著水平。2.2营养液的浓度对浮式烟草幼苗的生理特性有影响2.2.1营养液浓度对硝化反应的影响硝酸还原酶是一种诱导酶,作为氮代谢过程中最重要的限速酶,其高低反映了烟草还原氮素能力的变化。从图6可以看出,播种后40d和60d,硝酸还原酶活性随着营养液浓度的增加呈先增后降趋势。表明适度增大营养液浓度有利于烟苗氮代谢和氮吸收作用的加强,超过125mg/L后,营养液浓度增加对氮代谢和氮素的吸收利用有抑制作用。但是在播种后46d时,各处理随营养液浓度的增加NR活性依次降低,说明第2次施肥使得浓度较小的处理因补充了营养而促进了烟苗的氮代谢,而浓度高的处理则因盐分胁迫,氮代谢降低。2.2.2盐胁迫对植物细胞内可溶性蛋白质的影响蛋白质的代谢受多种因素的影响。变化了的环境因子或环境胁迫包括干旱、水涝、盐渍、病虫害和紫外辐射等非正常的环境条件都会影响细胞内的可溶性蛋白质含量。盐胁迫下植物合成一种适应这种胁迫机制的盐胁迫蛋白,对增加植物的抗盐性有重要作用。从图7可以看出,3个时期的可溶性蛋白质含量均是随着营养液浓度的增加逐渐上升,到125mg/L时达最大值,然后又逐渐降低。表明在0~125mg/L范围内,营养液浓度的增加有利于提高烟苗抗逆能力。营养液浓度过高时蛋白质合成下降,烟苗的抗逆能力降低。2.2.3营养液浓度对转化酶活性的影响转化酶是蔗糖分解为葡萄糖和果糖,经糖酵解进入三羧酸循环的关键酶,其活性强弱对碳代谢影响很大,蔗糖的积累与转化酶的活性呈负相关关系。从图8可以看出,播种后40d和60d转化酶活性都随营养液浓度的增加呈先下降后增加的趋势,并在150mg/L时活性最弱。播种后46d,转化酶活性在100mg/L时活性最弱。说明营养液浓度的适度增加有利于烟苗叶片中蔗糖的积累,过度增加则不利于蔗糖的积累。蔗糖的积累能力说明了烟苗同化能力的强弱。本试验表明,营养液浓度的适当增加,对烟苗的同化能力有增强作用,但若出现盐分胁迫(≥150mg/L),则会降低烟苗的同化能力。在播种后46d,转化酶活性比其他时期低,原因在于此时烟苗处于快速生长阶段,氮代谢增强,碳代谢减弱。3营养液浓度对烟苗生物学性状的影响合理的施肥水平是培育壮苗的重要因素。许家来研究表明,前期营养液浓度在100~125mg/L的烟苗生长势强。我们的研究结果与此基本一致。虽然在本次试验中并没有观察到施肥过多引起的苗弱和病害严重的现象,但播种45d以后,营养液浓度超过150mg/L的烟苗生长发育状况都呈下降趋势,烟苗生长势减弱。在播种后35d以前,在0~200mg/L范围内营养液浓度的增加对烟苗的生长发育有不同程度的促进作用。播种45d以后,以125mg/L和150mg/L2个处理的烟苗的生长发育状况为佳。对烟苗的各个生物学性状与营养液浓度之间进行相关分析,结果也表明,播种后35d以前,营养液浓度与各生物学性状均呈正相关关系;而播种后45~50d,营养液浓度在0~125mg/L时与各生物学性状呈正相关,而大于125mg/L以后,与之呈负相关关系。这表明营养液浓度在200mg/L以下对播种后35d以前的烟苗有促进作用,但是营养液浓度超过125mg/L对播种45d以后的烟苗生长产生抑制作用。说明前期营养液浓度过高的烟苗,播种35d以后不宜增施肥料,否则会影响烟苗的正常生长。对播种40d以后的烟苗生理活性进行测定,结果表明,除硝酸还原酶活性在播种后46d随营养液浓度增加逐渐下降外,125mg/L处理的烟苗硝酸还原酶活性最强,可溶性蛋白质含量最高,浓度大于125mg/L处理的烟苗随营养液浓度的增加,NR活性减弱,可溶性蛋白质含量下降。而转化酶活性则随营养液浓度的增加呈先降后增趋势,并在150mg/L处,活性最弱。说明125mg/L处理烟苗的氮代谢最为旺盛,抗逆能力最佳,而150mg/L处理烟苗的同化能力最强