營(yíng)養(yǎng)對(duì)烤煙煙苗生長(zhǎng)及生理特性的影響

浮育苗技術(shù)是世界上最先進(jìn)的一體化育苗技術(shù)。該技術(shù)在過去半個(gè)世紀(jì)中解決了無土種植問題，克服了過去無土種植成本高、技術(shù)難度高、推廣不便的問題。因此，它很快在世界上的煙帶和100多種作物上廣泛應(yīng)用。我國(guó)煙草行業(yè)從20世紀(jì)90年代中期開始引進(jìn),到2004年推廣面積已經(jīng)達(dá)到50.93萬hm2。雖然漂浮育苗技術(shù)在煙草生產(chǎn)上得到了大面積的推廣應(yīng)用,但由于煙苗的載體是基質(zhì),營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)是靠水床中的肥料濃度來調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的,這種模擬土壤供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)的方式需要更精細(xì)的水、肥、氣、熱調(diào)節(jié)技術(shù),否則對(duì)煙苗的生理生長(zhǎng)活動(dòng)產(chǎn)生不良影響。針對(duì)生產(chǎn)中常出現(xiàn)的脫肥和鹽害問題,本試驗(yàn)設(shè)置了不同的營(yíng)養(yǎng)液濃度,通過研究其對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響,以期確定合適的營(yíng)養(yǎng)液濃度,為漂浮育苗技術(shù)在我國(guó)的完善和發(fā)展奠定一定的理論基礎(chǔ)。1材料和方法1.1苗盤、肥料及微量元素供試烤煙品種為K326,采用包衣種子。漂浮育苗所用基質(zhì)、苗盤、肥料均由國(guó)家煙草栽培生理生化研究基地漂浮育苗材料廠提供,肥料N-P2O5-K2O為20-10-20,并含有多種微量元素?；|(zhì)由草炭土、腐殖土、蛭石和膨化珍珠巖混合而成。1.2帶薄帶苗床培養(yǎng)試驗(yàn)于2003年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)煙草基地網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行。苗床規(guī)格為1144cm×116cm,浮盤規(guī)格為68cm×34cm×6cm,苗床高度15cm,水深10cm。底部鋪黑色塑料薄膜。試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理,3次重復(fù),在苗盤入水時(shí)施入漂浮育苗專用肥,使各處理分別保持以下濃度(以含氮量計(jì)算):0(不施肥),50,75,100,125,150,175,200mg/L。每重復(fù)200株煙苗。此外,各處理在苗盤入水后30,45d時(shí)分別在苗池中施入漂浮育苗專用肥100mg/L和50mg/L(以含氮量計(jì)算),按常規(guī)方法管理苗床。1.3煙草植株葉片功能性狀測(cè)定分別在播種后30,35,45,50d時(shí)取各重復(fù)中生長(zhǎng)均勻一致的煙苗10株調(diào)查、測(cè)定各處理的莖高、葉數(shù)(大于2cm)、根體積、一二級(jí)側(cè)根條數(shù)以及根莖葉干鮮重;在播種后40,46,60d的9:00~10:00選生長(zhǎng)均勻一致的健壯煙苗10株,取其功能葉,去掉主脈后測(cè)定葉片的硝酸還原酶活性、轉(zhuǎn)化酶活性和可溶性蛋白質(zhì)含量。測(cè)定硝酸還原酶活性用活體法,轉(zhuǎn)化酶活性用比色法,可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán)比色法。2結(jié)果與分析2.1營(yíng)養(yǎng)液的濃度對(duì)浮式煙草幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育有影響2.1.1營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)煙苗莖高和葉數(shù)的影響莖高和葉數(shù)是反映植物生長(zhǎng)發(fā)育程度的基本指標(biāo)。從圖1,2可以看出,播種后30d(第2次施肥前,以下皆同)至35d(第2次施肥后),煙苗的莖高和葉數(shù)隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加而增加。至播種后45d(第3次施肥前)和50d,莖高與葉數(shù)不再隨營(yíng)養(yǎng)液濃度增加而上升,而是在125~150mg/L達(dá)到最高,然后下降。說明在0~200mg/L范圍內(nèi),增加營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)播種后35d以內(nèi)煙苗的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)都有促進(jìn)作用。播種45d以后,營(yíng)養(yǎng)液濃度為125~150mg/L對(duì)煙苗生長(zhǎng)最為有利,超過150mg/L則對(duì)煙苗有抑制作用。2.1.2營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)煙苗根量的影響根系的生長(zhǎng)狀況決定了植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)能力。根系體積和根條數(shù)是反映根系發(fā)育狀況的基本指標(biāo)。圖3~5表明了營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)各個(gè)時(shí)期煙苗根量的影響。煙苗根體積和根條數(shù)在播種后35d以前隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加而增加,播種45d以后,在100~125mg/L達(dá)到最高,超過該濃度水平又有不同程度的下降。說明營(yíng)養(yǎng)液濃度的升高對(duì)煙苗前期的根系生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。而100~125mg/L處理對(duì)大十字期以后煙苗的根系生長(zhǎng)最為有利。2.1.3營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)煙苗生長(zhǎng)的影響對(duì)營(yíng)養(yǎng)液濃度與煙苗各性狀之間的相關(guān)性進(jìn)行分析(表1),結(jié)果表明,播種后30d和35d,在0~200mg/L范圍內(nèi),營(yíng)養(yǎng)液濃度與煙苗各性狀均呈正相關(guān)關(guān)系;在0~125mg/L范圍內(nèi),除一級(jí)側(cè)根外,營(yíng)養(yǎng)液濃度與煙苗地上、地下干鮮重和根體積、二級(jí)側(cè)根條數(shù)均呈顯著正相關(guān)關(guān)系。表明在大十字期以前,在0~200mg/L范圍內(nèi),增加營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)煙苗的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。播種后45d和50d,在0~125mg/L范圍內(nèi),營(yíng)養(yǎng)液濃度與各性狀呈正相關(guān)關(guān)系,說明在這一范圍內(nèi),營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加有利于煙苗后期的生長(zhǎng)。超過125mg/L后則呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,表明營(yíng)養(yǎng)液濃度過高對(duì)煙苗的后期生長(zhǎng)有負(fù)面影響,但未達(dá)到顯著水平。2.2營(yíng)養(yǎng)液的濃度對(duì)浮式煙草幼苗的生理特性有影響2.2.1營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)硝化反應(yīng)的影響硝酸還原酶是一種誘導(dǎo)酶,作為氮代謝過程中最重要的限速酶,其高低反映了煙草還原氮素能力的變化。從圖6可以看出,播種后40d和60d,硝酸還原酶活性隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈先增后降趨勢(shì)。表明適度增大營(yíng)養(yǎng)液濃度有利于煙苗氮代謝和氮吸收作用的加強(qiáng),超過125mg/L后,營(yíng)養(yǎng)液濃度增加對(duì)氮代謝和氮素的吸收利用有抑制作用。但是在播種后46d時(shí),各處理隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加NR活性依次降低,說明第2次施肥使得濃度較小的處理因補(bǔ)充了營(yíng)養(yǎng)而促進(jìn)了煙苗的氮代謝,而濃度高的處理則因鹽分脅迫,氮代謝降低。2.2.2鹽脅迫對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)的影響蛋白質(zhì)的代謝受多種因素的影響。變化了的環(huán)境因子或環(huán)境脅迫包括干旱、水澇、鹽漬、病蟲害和紫外輻射等非正常的環(huán)境條件都會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)含量。鹽脅迫下植物合成一種適應(yīng)這種脅迫機(jī)制的鹽脅迫蛋白,對(duì)增加植物的抗鹽性有重要作用。從圖7可以看出,3個(gè)時(shí)期的可溶性蛋白質(zhì)含量均是隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加逐漸上升,到125mg/L時(shí)達(dá)最大值,然后又逐漸降低。表明在0~125mg/L范圍內(nèi),營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加有利于提高煙苗抗逆能力。營(yíng)養(yǎng)液濃度過高時(shí)蛋白質(zhì)合成下降,煙苗的抗逆能力降低。2.2.3營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)轉(zhuǎn)化酶活性的影響轉(zhuǎn)化酶是蔗糖分解為葡萄糖和果糖,經(jīng)糖酵解進(jìn)入三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶,其活性強(qiáng)弱對(duì)碳代謝影響很大,蔗糖的積累與轉(zhuǎn)化酶的活性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。從圖8可以看出,播種后40d和60d轉(zhuǎn)化酶活性都隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈先下降后增加的趨勢(shì),并在150mg/L時(shí)活性最弱。播種后46d,轉(zhuǎn)化酶活性在100mg/L時(shí)活性最弱。說明營(yíng)養(yǎng)液濃度的適度增加有利于煙苗葉片中蔗糖的積累,過度增加則不利于蔗糖的積累。蔗糖的積累能力說明了煙苗同化能力的強(qiáng)弱。本試驗(yàn)表明,營(yíng)養(yǎng)液濃度的適當(dāng)增加,對(duì)煙苗的同化能力有增強(qiáng)作用,但若出現(xiàn)鹽分脅迫(≥150mg/L),則會(huì)降低煙苗的同化能力。在播種后46d,轉(zhuǎn)化酶活性比其他時(shí)期低,原因在于此時(shí)煙苗處于快速生長(zhǎng)階段,氮代謝增強(qiáng),碳代謝減弱。3營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)煙苗生物學(xué)性狀的影響合理的施肥水平是培育壯苗的重要因素。許家來研究表明,前期營(yíng)養(yǎng)液濃度在100~125mg/L的煙苗生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)。我們的研究結(jié)果與此基本一致。雖然在本次試驗(yàn)中并沒有觀察到施肥過多引起的苗弱和病害嚴(yán)重的現(xiàn)象,但播種45d以后,營(yíng)養(yǎng)液濃度超過150mg/L的煙苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況都呈下降趨勢(shì),煙苗生長(zhǎng)勢(shì)減弱。在播種后35d以前,在0~200mg/L范圍內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加對(duì)煙苗的生長(zhǎng)發(fā)育有不同程度的促進(jìn)作用。播種45d以后,以125mg/L和150mg/L2個(gè)處理的煙苗的生長(zhǎng)發(fā)育狀況為佳。對(duì)煙苗的各個(gè)生物學(xué)性狀與營(yíng)養(yǎng)液濃度之間進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié)果也表明,播種后35d以前,營(yíng)養(yǎng)液濃度與各生物學(xué)性狀均呈正相關(guān)關(guān)系;而播種后45~50d,營(yíng)養(yǎng)液濃度在0~125mg/L時(shí)與各生物學(xué)性狀呈正相關(guān),而大于125mg/L以后,與之呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這表明營(yíng)養(yǎng)液濃度在200mg/L以下對(duì)播種后35d以前的煙苗有促進(jìn)作用,但是營(yíng)養(yǎng)液濃度超過125mg/L對(duì)播種45d以后的煙苗生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。說明前期營(yíng)養(yǎng)液濃度過高的煙苗,播種35d以后不宜增施肥料,否則會(huì)影響煙苗的正常生長(zhǎng)。對(duì)播種40d以后的煙苗生理活性進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明,除硝酸還原酶活性在播種后46d隨營(yíng)養(yǎng)液濃度增加逐漸下降外,125mg/L處理的煙苗硝酸還原酶活性最強(qiáng),可溶性蛋白質(zhì)含量最高,濃度大于125mg/L處理的煙苗隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加,NR活性減弱,可溶性蛋白質(zhì)含量下降。而轉(zhuǎn)化酶活性則隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈先降后增趨勢(shì),并在150mg/L處,活性最弱。說明125mg/L處理煙苗的氮代謝最為旺盛,抗逆能力最佳,而150mg/L處理煙苗的同化能力最強(qiáng)