斷根對延邊烤煙根系生長和煙葉糖、煙堿及鉀含量的影響

李小勇，趙銘欽，王鵬澤，王利超，拓陽陽，王雪麗

（河南農業大學煙草學院，鄭州 450002）

斷根對延邊烤煙根系生長和煙葉糖、煙堿及鉀含量的影響

李小勇，趙銘欽*，王鵬澤，王利超，拓陽陽，王雪麗

（河南農業大學煙草學院，鄭州 450002）

延邊烤煙存在煙葉糖含量偏高，煙堿含量較低的生產現狀，通過田間試驗以吉煙 9 號為試驗材料，比較了不同斷根措施對烤煙根系生長及煙葉糖、煙堿和鉀含量的影響。結果表明，斷根能明顯促進煙株根系的生長，提高煙株生長后期根系活力，增加煙株對營養的吸收能力。斷根降低了上、下部煙葉的糖含量，提高了煙葉煙堿含量，增加了中、上部煙葉鉀含量，且化學成分更加協調。總的來看，團棵期輕度斷根處理的煙株生長后期根系活力顯著高于其他處理，顯著提高了煙葉煙堿、鉀含量，適度降低了煙葉糖含量，煙葉糖堿比更加協調，進而提高了煙葉的內在品質。

烤煙；斷根；根系生長；糖；煙堿；鉀

延邊煙區是中間香型烤煙主產區之一，其生產的煙葉在工業上主要被用作優質填充料，由于延邊地區烤煙生長期間晝夜溫差較大、無霜期較短、土壤等因素導致延邊煙區烤煙葉片含糖量高、煙堿含量低、化學成分不協調、煙葉采收成熟度不夠[1]，這在一定程度上限制了其烤煙質量。根系是植物吸收養分的主要器官，圍繞斷根研究植物的相關生理特性變化已經有較長的時間[2-7]。中耕斷根作為傳統的農作物栽培農藝措施，在提高作物產質量方面效果比較明顯[8-12]，但是針對烤煙方面的斷根研究較少。有研究表明，打頂時斷側根并追施鉀肥可以使煙株根系受到傷害，降低煙葉煙堿含量，但是煙葉鉀含量有所提升，改善了煙草品質[13-14]。也有研究認為，打頂時斷根結合噴施 IAA 并追施鉀肥能促進煙葉中的干物質積累、降低糖堿比、提高有機鉀指數，進而提高煙葉的內在品質[15]。冀宏杰等[16]研究指出，煙株生長后期實施斷根和追施肥等措施可提高根系吸收活力和增加煙葉含鉀量。洪麗芳等[17]針對煙株斷根的位置進行了研究，發現距莖部20 cm 處從一側斷根效果較好。綜上所述，斷根也是一種有效的提高烤煙質量的農藝措施，但是由于斷根的時間、距離、傷根的程度以及斷根時煙株根系的分布狀況等不同其效果有很大差異。在生產中，根據煙株根系的發育水平來確定合適斷根時間和位置十分關鍵，為此，筆者結合延邊煙區的氣候、土壤以及施肥特點，在烤煙團棵期和打頂期進行了不同斷根措施的大田試驗研究，以期為提高延邊烤煙生長發育水平和協調煙葉化學成分提供理論依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為吉煙 9 號，試驗在 2012 年于延邊農科院試驗田進行，采取低起壟、深栽煙、兩次培土的栽培措施。土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為 42.77、42.70、308.21 mg/kg。有機質40.15 g/kg，pH 為 5.72。施氮量為 75 kg/hm2，m(N)?m(P2O5)?m(K2O)=1?1.5?2.5，肥料采用煙草專用肥 m(N)?m(P2O5)?m(K2O)=8?10?23、硫酸鉀（K2O 52%）和硝酸磷（N 26.5%，P2O511.5%），氮、磷、鉀肥的 50%開溝條施作基肥，50%作穴肥，其他管理同當地常規。

1.2 試驗設計

試驗設 5 個處理，即：（1）CK：正常打頂不斷根；（2）團棵期輕度斷根：團棵期距煙株 20 cm，在煙株兩側斷根，斷根深度 20 cm；（3）團棵期重度斷根：團棵期距煙株 10 cm，斷根深度 20 cm，在煙株兩側斷根；（4）打頂期輕度斷根：打頂后距煙株 20 cm，斷根深度 20 cm，在煙株兩側斷根；（5）打頂期重度斷根：打頂后距煙株 10 cm，斷根深度20 cm，在煙株兩側斷根。重復 3 次，共 15 個小區，隨機區組排列。每個小區植煙 200 株，5 月 19 日移栽，7 月 25 日打頂，分別于團棵期 6 月 25 日和打頂期 8 月 1 日進行斷根處理，植煙行距 1.2 m，株距 0.5 m。選擇發育水平基本一致的煙株，處理前先挖 2～3 株煙，看根系擴展范圍，再決定斷根的距離，此時距煙株的距離即為真正處理距離，并稱斷下的根鮮重，殺青后稱干重，各處理統一栽培，田間管理水平、施肥水平一致，以減少品種、栽培措施所造成的影響。煙葉成熟采收，按三段式烘烤工藝進行。

1.3 采樣及指標測定

1.3.1 采樣方法 各小區分別在旺長期、現蕾期、打頂期、成熟期進行取樣，每個處理選有代表性長勢基本一致的 3 株煙，距煙株 15～30 cm，挖深 30～40 cm，將煙株挖出，用水將大部分根土泡下，再用水洗凈根土，沖洗時用網篩承接沖下的須根，根土沖凈后將根與莖分開。

1.3.2 根系性狀的測定 在成熟期用排水法測定根體積，將根系上的水淋凈后稱鮮重，測根數，根干重（根鮮重、根干重包括沖斷的根）。

1.3.3 根系活力的測定 采用 TTC 法[18]測定不同取樣時期的根系活力。

1.3.4 煙葉化學成分測定 取烘烤后各處理的上部葉（B2F），中部葉（C3F），下部葉（X2F）各0.5 kg，采用連續流動儀分析測定所取煙葉的煙堿、總糖、還原糖、總氮含量，鉀含量采用火焰光度法。

1.4 數據處理

采用 SPSS Statistics 17.0 軟件進行數據處理。

2 結 果

2.1 烤煙根系發育狀況

從表1可以看出，不同的斷根措施皆對生長后期煙株的根系性狀有一定的影響。除了打頂期重度斷根處理，其余3個處理的根鮮重均高于對照，團棵期輕度斷根處理根系鮮重最大，團棵期重度斷根處理次之，打頂期輕度斷根處理最小，與對照和打頂期重度斷根處理相比較差異顯著；各個處理根干重均高于對照，團棵期輕度斷根處理根干重最高，打頂期重度斷根處理最低，團棵期輕、重度斷根和打頂期輕度斷根與對照差異顯著，說明斷根能促進煙株根系再生長，增加了根部干物質的積累，并且團棵期斷根比打頂期斷根效果更好；除了打頂期重度斷根處理以外，其余3個處理的根體積和根條數均大于對照，并且這3個處理之間差異不顯著，其中團棵期輕度斷根處理根體積最大，根條數最多，打頂期重度斷根處理根體積最小，根條數最少，這兩個處理差異顯著。

表1 不同斷根處理烤煙根系狀況Table 1 Effect of different root cutting treatments on tobacco root growth

2.2 烤煙根系活力

圖1表明，不同處理的烤煙根系活力均呈現先增后降的趨勢，對照的根系活力在煙株現蕾期達到最大，其余處理均在煙株打頂以后達到最大。不同處理間相比較，團棵期輕度斷根處理煙株根系活力從旺長期到現蕾期最高且均高于對照，根系活力分別提高了 51.68%、16.75%，而團棵期重度斷根處理根系活力低于對照。煙株打頂以后，不同處理的根系活力表現為團棵期輕度斷根＞團棵期重度斷根＞打頂期輕度斷根＞打頂期重度斷根＞對照，不同處理的煙株根系活力差異顯著；到成熟期不同處理的根系活力表現為團棵期輕度斷根＞打頂期輕度斷根＞團棵期重度斷根＞打頂期重度斷根＞對照，團棵期輕度斷根處理的根系活力依然是最高的，與其他處理比較差異顯著。

圖1 不同斷根處理對煙葉根系活力的影響Fig. 1 Effect of different root cutting treatments on root activity of tobacco

2.3 煙葉糖、煙堿和鉀含量

表2結果表明，斷根處理的上、下部位煙葉的糖含量均低于對照，而中部葉除了打頂期重度斷根處理的總糖含量低于對照，其他處理略高于對照，說明不同處理對不同葉位的糖含量影響存在差異；對于煙堿含量，上部葉＞中部葉＞下部葉，各個處理不同葉位煙葉煙堿含量均符合這一規律，斷根處理的上、中、下3個部位煙葉煙堿含量總體上都高于對照，特別是團棵期輕度斷根處理，其烤后上、中、下部葉煙堿含量比對照分別提高了 21.07%、20.75%、11.28%，說明斷根作為機械刺激，增加了根呼吸和無機氮的吸收，促進了根系煙堿的合成；總氮含量與煙堿含量變化一致，隨著部位的降低，總氮含量也隨之減少；就煙葉鉀含量而言，不同處理對不同葉位的鉀含量影響也存在差異，從表中可以看出，團棵期輕度斷根處理的中、上部葉鉀含量比對照則分別增加了 9.1%、39.9%，處理間差異顯著，斷根處理的下部煙葉的鉀含量有所降低。此外，由于延邊煙葉糖含量偏高，并且煙堿含量偏低，所以糖堿比偏高，打頂期斷根處理的中部葉糖堿比略高于對照，但處理間未達到顯著差異，其中仍以團棵期輕度斷根處理的上、中、下部位煙葉的糖堿比最低，相比對照降幅分別達到 22.95%、23.27%和26.24%。

表2 不同斷根處理煙葉化學成分含量Table 2 Effect of different root cutting treatments on the chemical components of flue-cured tobacco leaves

3 討 論

斷根是促進根系發育，提高根系活力的一項重要栽培措施，煙株根系生長因斷根措施而得以改善。斷根不僅可以增加根系的吸收位點，提高根系活力，而且延緩了根系衰老[19]，有利于煙株對營養物質的吸收，增強葉片的光合作用[20]，本試驗結果表明，斷根可以促進根系的再生，使次生根系數量增加，根系活力提升，不同處理相比較，以團棵期輕度斷根處理根系發育最好，團棵期重度斷根和打頂期輕度斷根處理居中，打頂期重度斷根最差，這說明，不同時期不同程度斷根對根系發育的影響不同，這可能是由于團棵期斷根以后，煙株進入旺長階段，新根發生較快，到煙株生長后期新根的數量較多，根系的總吸收面積較大，而打頂期斷根后，新根發生較慢，到煙株生長后期新根發育遲緩，數量較少，根系相對吸收面積較小，因此團棵期輕度斷根對煙株根系發育最為有利。

煙葉化學成分是評價煙葉香吃味質量的重要指標，是煙葉感官質量的內在反映，煙葉香吃味的好壞不是取決于某種成分的絕對含量，而是依賴于各種成分的比例是否協調[21]。本研究結果表明，斷根能降低煙葉總糖含量，這是由于斷根促進了煙株后期的生長，使煙株顏色更綠、落黃更慢，延長了氮代謝的時間，進而導致淀粉積累不足，烘烤后總糖含量降低。斷根也顯著提高了煙葉的煙堿含量，煙堿是由根系合成并運至地上部分，鉀素是通過根系吸收并運至地上部分，有研究表明，根系活力和煙堿的合成與鉀素的吸收存在正相關關系[22]。煙草由于斷根受到機械傷害，導致短期內根部 ABA 含量的升高和 JA 的生物合成，引起 pin 基因活化，從而產生次生代謝物，煙堿合成增多[23]。團棵期輕度斷根處理的烤后煙葉煙堿含量增加較為顯著，有些處理煙堿含量下降，這和斷根的時間與程度緊密相關，早期輕度斷根刺激大量的新根發生，使煙株生長后期產生超補償效應，根系的活力明顯提高，煙堿合成能力提升，而重度斷根對煙株的根系損害較重，新根生成數量較少，根系吸收能力降低，損害大于補償效應，導致煙堿含量不升反降。煙草體內的鉀在地上部和根系之間循環，根系鉀外流是煙株客觀存在的生理現象[24]，斷根能夠抑制鉀素回流和通過根系外排[15]，促進鉀通過傷流液運輸到葉片，最終提高了煙葉的鉀積累量[25]。從烤后煙葉的鉀含量來看，團棵期輕度斷根對中上部煙葉的鉀含量有提升效果，尤其是中部葉，不同處理的下部葉的鉀含量有所下降，具體原因還需要進一步研究。

4 結 論

本試驗證明，斷根對延邊烤煙的根系生長和煙葉的化學品質有明顯的調節作用。團棵期輕度斷根處理促進了煙株生長后期根系再生，對根系活力有明顯提升作用。在團棵期對煙株進行輕度斷根，使延邊烤煙的煙堿明顯提高，并且適度降低了煙葉的糖含量，煙葉化學成分更加協調，彌補了延邊烤煙的質量缺陷，更加適于卷煙企業使用，對特色優質煙葉的生產有一定的理論指導意義。不同斷根措施對煙葉的鉀含量影響表現各不相同，有些處理的鉀含量偏低，可以在施肥中多注重氮、鉀肥的合理配施，以提高煙葉質量。

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Effect of Root Cutting on Root Growth and Sugar, Nicotine, and K Contents of Yanbian Flue-cured Tobacco

LI Xiaoyong, ZHAO Mingqin*, WANG Pengze, WANG Lichao, TUO Yangyang, WANG Xueli
(The Tobacco College of Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

Currently, high sugar and low nicotine contents in flue-cured tobacco leaves in Yanbian area had resulted in some problems. A field experiment with the Jiyan 9 was carried out to investigate the effects of various root cutting treatments on tobacco root growth and leaf sugar, nicotine, potassium content. The results showed that root cutting obviously promoted the tobacco root growth, improved root activity at later growth stage of tobacco, and also increased the uptake of the nutrition of tobacco. Root pruning reduced sugar of tobacco leaves, improved the nicotine content, and increased the K content of middle and upper leaves, and harmonized the chemical components. In general, through the rosette stage light root pruning, root activity was significantly higher than other treatments in later growth stage, and increased the nicotine and potassium content, and reduced sugar content of tobacco leaf appropriately, and the ratio of sugar and nicotine was more coordinaed, which improved the internal quality of tobacco leaves.

flue-cured tobacco; root cut; root growth; sugar; nicotine; potassium

S572.04

1007-5119（2014）05-0001-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.05.001

吉林煙草工業有限責任公司重大科技公關項目（JY2006012）

李小勇，男，碩士，主要從事煙草栽培及發育方面研究。E-mail：tobaccolxy@126.com。*通信作者，E-mail：zhaomingqin@126.com

2014-04-01

2014-06-01