烤烟漂浮育苗基本生长规律研究

烤烟漂浮育苗基本生长规律研究

漂浮育苗是草碳、石蜡和透明珍珠岩混合的基本结构。它通过塑料管浮在水中，即幼苗发育的水、肥、气、热条件与土壤条件大不相同。漂浮育苗能最大限度地控制烟苗生长所需的肥力、温度、水分等环境因子,移栽苗的整齐度好、大田烟株生长一致;所用基质没有大田土,降低了土传病害发生的可能性;疏松的基质条件配合剪叶炼苗,使漂浮苗具有更发达的根系和更大的根冠比,完全根系移栽,能促使烟株根系发育,增强早期的抗逆能力;漂浮育苗的烟苗移栽大田初期生长慢,烟苗小,可防止大田早期低温可能诱发的早花;漂浮育苗工序简单,操作方便,节省劳力,有利于集中统一管理和实现育苗技术规范化,质量标准化,管理专业化。漂浮育苗的这些优越性,为该技术的普及推广提供了可能性。但是,烟苗在浮盘条件下靠水池供应水和营养,其吸收矿质营养和生理生化过程与常规育苗可能差别较大,为了搞好漂浮育苗苗期管理,笔者探讨了烤烟漂浮育苗烟苗生长的基本规律,为推广漂浮育苗技术提供科学依据。1材料和方法1.1漂浮育苗材料供试烤烟品种为NC89。浮盘、育苗肥料和育苗基质由国家烟草栽培生理生化基地漂浮育苗材料厂提供,其中肥料配比为N-P2O5-K2O为20-10-20。基质由草炭、蛭石、膨化珍珠岩等物质混合而成。1.2试验2:塑料棚结构试验于2000～2001年在河南农业大学试验站进行。浮盘规格为68cm×34cm,采用普通塑料棚结构。苗床高度为15cm,水深为10cm。底部铺两层聚乙烯薄膜。试验设置3个重复(每重复200株烟苗),随机排列。初期施氮150mg/L、30d后施氮100mg/L、45d后施氮50mg/L。肥料用蒸馏水充分溶解后与苗池水混合均匀。1.3生理参数测定在烟苗小十字期、大十字期、七叶一心期、成苗期用直尺测量烟苗的茎高、用螺旋测微尺测量茎围,用电子天平称量根、茎的干、鲜重,并测定螺旋根发生率。生理参数测定方法:叶绿素含量采用丙酮提取法;硝酸还原酶(NR)活性采用磺胺-萘胺比色法;转化酶(INV)活性采用水杨酸法;超氧化物歧化酶(SOD)活性采用核黄素法;根系吸收面积采用甲烯蓝法;根系活力采用红四氮唑法。叶片中矿质元素含量采用原子吸收分光光度计法测定。2结果与分析2.1螺旋根的发生动态由表1可看出,烟苗的茎高、单株根鲜重、单株茎鲜重等参数在苗床期内呈现持续剧增的趋势;茎围、单株根干重、单株茎干重在苗床期内呈现初期生长慢,后迅速增加的趋势;螺旋根发生率在苗床期内的变化是大十字期迅速增加,而后基本趋于稳定。因此,育苗过程中,在大十字期——七叶一心期这一阶段,要加强烟苗的水肥供应和管理,从而培育出健壮烟苗。大十字期以前螺旋根发生率较高,可能是受基质装填量的影响。2.2烟苗进入低质低效期烟苗体内干物质积累量反映了烟苗对营养养分的吸收状况,而且干物质的多少与烟苗健壮与否密切相关。由图1,表2可看出,烟苗的根、茎、叶、全株干物质积累均呈S型曲线。播种后,先是种子内部的物质代谢变化,当2片子叶展开变绿后,烟苗开始进入异养状态,14～21d后,烟苗进入小十字期,这期间由于烟苗对外界环境特别敏感,尤其是低温,所以生长较慢,此时单株干物质积累占整个苗期干物质积累的9.02%;七叶一心期后,烟苗自身逐渐健壮,随气温不断升高,烟苗生长迅速,根系比较发达,单株干物质积累速度加快。整个苗床期,根、茎、叶干物质在小十字期和大十字期积累速率相对比较慢;七叶一心期相对较快,七叶一心期至成苗期,根、茎、叶干物质积累量分别占各自整个苗期积累量的50.45%,68.46%,38.90%,这说明根茎干物质大部分是在七叶一心期后累积的。所以,在小十字期要防止低温对烟苗的伤害;七叶一心期之前,要满足烟苗的水肥需求,保证有充足养分供应烟苗生长。2.3生育时期和大十字期烟苗干物质分配规律干物质在各器官中分配反映了各器官之间生长的协调状况。由图2可知漂浮育苗不同生育时期烟苗干物质在各器官的相对分布规律表现为,叶干重比率前期较高(小十字期最高),随生育时期推进而下降,大十字期以后下降速率较快,特别是七叶一心后下降更快;干物质在根中的分配,是在大十字期稍有增加后随生育时期的推进而稳步提高;干物质在茎中的分配量则随生育时期推进而稳步增加,在大十字期后增加幅度加快。无论在哪个生育时期,烟苗各器官的干物质分配总是叶>根、茎;在小十字期和大十字期烟苗各器官的干物质分配规律是叶>根>茎;在七叶一心期和成苗期,是叶>茎>根。2.4烟台漂浮苗家谱育种和床期烟苗生理特性的变化2.4.1大十字期至七叶一事期研究表明,苗床期叶片叶绿素含量呈递增趋势(图3)。叶绿素含量先是在小十字期至大十字期间迅速增加,而后在大十字期至七叶一心期缓慢增加,七叶一心期后又迅速增加。这种变化归因于烟苗根系在大十字期至七叶一心期有一个迅速伸根阶段,需要地上部的同化物大量地向根系运输,因此暂时抑制了叶绿素含量的增加速率。2.4.2不同烟苗生长前期nr活性的变化对不同生育时期内功能叶片NR酶活性的测定结果表明,在整个苗床期内,NR酶活性(以鲜重计)的变化随生育期推进而递增(图4)。NR酶活性在小十字期至大十字期内增加,而后在大十字期至七叶一心期增加幅度有所下降,七叶一心期后又迅速增加,在成苗期达最大值。烟苗生长前期NR酶活性增加幅度较小,原因是烟株根系尚不健全,吸收能力弱,以及烟苗根系有一个迅速伸展阶段,其吸收的养分和地上部同化物都向根部运输;生长后期,烟苗的光合作用和根系吸收能力的增强,烟株对氮的吸收与转化能力逐渐提高,硝酸还原酶活性增强。因此,在烟苗七叶一心期前后,应加强氮肥供应。2.4.3酶活性的变化规律2.4.4烟苗sod活性的变化SOD酶在生物活性氧代谢中处于重要地位,可消除作物体内活性氧的积累,使活性氧形成双氧水,抑制膜内不饱和酸分解产物丙二醛的累积,保持和修复细胞膜,因此SOD酶活性的强弱反应了植物本身清除活性氧能力的大小。由图6可以看出,SOD酶活性在烤烟漂浮育苗烟苗的苗床期内的变化呈现逐步递增的趋势。整个苗床期内SOD酶活性一直在增加,是因为随烟苗体积的不断增大,其自身清除活性氧能力也在不断提高。2.4.5不同年期烟苗根系活力增加由图7可知,根系活力(鲜重)在七叶一心期前缓慢增加,之后迅速增加。根系活力七叶一心期前增加缓慢,是因为根量较小,而后迅速增加是大十字期——七叶一心期烟苗根系迅速生长所致。因此,在烟苗七叶一心期前,应该采取相应措施促进根系生长,提高根系活力。2.5苗床期各生长阶段养分含量的变化规律与烤后叶片中主要化学元素含量相比,烟苗体内的N,K,Ca,Mg含量特别丰富,尤其是烟苗的小十字期,K,Ca,Mg分别高达6.33%,6.84%和2.75%。由表3还看出,叶片中N的变化呈现先增加后减少再增加的趋势,但变化比较小,可能与苗床期各生长阶段的供氮量有关。P2O5呈现持续增加的趋势,这种趋势和根系发育有密切关系,因为P2O5易于被基质固定,主要是通过发达根系截获和质流方式吸收的。K含量呈现下降趋势,烟苗对K的吸收量在苗床生长后期呈降低的趋势,这可能是烟苗快速生长导致的稀释效应。叶片中Ca,Mg,Zn含量都呈现先降低后升高的趋势。叶片中Fe,Cu含量的变化呈现递减趋势,叶片中Mn含量的变化呈现递增趋势,这些营养的变化趋势与烟苗对其的要求是一致的。苗床前期Fe,Zn,Cu含量超出了烟苗要求的适宜范围,随烟苗长大而逐渐降低到适宜范围,Mn则由过低含量增加到适宜范围,这种变化显示出烟苗对矿质营养要求的自我调节作用。3叶片主要化学元素含量烟苗的茎高、单株根鲜重及茎鲜重在生育期内呈现持续增加趋势;茎围、单株根干重茎干重在生育期内呈现先缓慢增加后迅速增加趋势;螺旋根发生率在苗床期内的变化是大十字期迅速增加而后基本趋于稳定。苗床期内,烟苗的根、茎、叶、全株的干物质积累均呈S型曲线。且相关性达到极显著水平。这与刘雪松等的研究结果相吻合。在小十字期和大十字期,烟苗各器官的干物质分配规律是叶>根>茎;在七叶一心期和成苗期,烟苗各器官的干物质分配规律是叶>茎>根;叶干重比率前期相对较高,且小十字期最高,随生育期的推进而下降,大十字期以后下降速率较快,特别是七叶一心后下降速率更快;干物质在根中的相对分布量,基本是在大十字期陡增后随生育时期的推进而稳步提高;干物质在茎中的相对分布量则随生育时期推进而稳步增加,大十字期后增加幅度加快。研究表明,在烤烟漂浮育苗苗床期内,叶片内叶绿素含量、NR酶活性、SOD酶活性、根系活力均呈递增趋势;INV酶活性在整个苗床期内基本处于一个相对稳定的状态。与烤烟体内主要化学元素含量相比,烟苗体内的N,K,Ca和Mg含量特别丰富,尤其是烟苗的小十字期。叶片中N含量的变化呈现先增加后减少再增加的趋势,但变化比较小,成苗期达最大值;P2O5含量呈现增加趋势;K含量的变化呈现下降趋势;Ca,Mg含量都呈现先降低后升高的趋势,其最大值皆在烟苗的小十字期。Fe,Zn,Cu含量的变化呈现递减趋势,Mn含量的变化呈现递增趋势。转化酶(Invertase)与植物的碳代谢密切相关,可催化细胞质中蔗糖转化形成单