天然湖泊沉積物提取物增施對煙草光合特性及產量的影響

潘首慧，昝建朋，張麗，尹旺，左銳，姚明勇，林平，郭傳壽

(1.貴州省煙草公司安順市公司，貴州 安順 561000；2.貴州省生物技術研究所，貴州 貴陽 550006；3.貴州省現代農業發展研究所，貴州 貴陽 550006；4.貴州中煙工業有限責任公司，貴州 貴陽 550006)

煙草產業是我國重要的鄉村振興產業，在我國產業扶貧道路上有著至關重要的價值。近年來，貴州省煙草種植規模雖穩居全國第二，僅次于云南，但由于貴州地區日照時數少、種煙土地輪換率低以及煙葉生產效率低等多因素影響，貴州省煙葉生產面積自2014年來呈現急速下降的趨勢[1]，作為貴州省農業產業的重要支柱，煙葉生產的高質量、高效益穩定發展對鞏固貴州扶貧成果及落實鄉村振興戰略具有重要意義[2]。天然湖泊沉積物廣泛存在于自然界中，且富含植物所需的各類營養素[3-6]，可供植物吸收。天然湖泊沉積物及提取物在農作物上的應用較少，且鮮少有研究報道。對天然湖泊沉積物通過200～800 u的納濾膜過濾提取后用于煙草移栽時灌根，探索其不同施用量對煙草農藝性狀、光合特性及產量的影響，擬解決貴州煙葉生產低光效等問題，從而拓寬優質高效煙葉生產新思路。

1 材料與方法

1.1 供試材料

煙草品種為云煙87(貴州省煙草公司安順市公司提供煙苗)。

天然湖泊沉積物提取物(主要含量羥類、羧基等小分子有機物)由紅楓湖周邊水域沉積物通過200～800 u的納濾膜過濾后采集。

1.2 試驗設計

1.2.1 試驗地點

貴州省安順市十字鄉十字村。

1.2.2 試驗方案

試驗采取隨機區組布局，3組重復，6個處理，小區長18 m，寬3.3 m，面積68.4 m2，株距60 cm，行距1.1 m，密度15 000株·hm-2。處理分別為：(1)空白對照，不施用天然湖泊沉積物提取物；(2)每667 m2施用天然湖泊沉積物提取物50 mL；(3)每667 m2施用天然湖泊沉積物提取物75 mL；(4)每667 m2施用天然湖泊沉積物提取物100 mL；(5)每667 m2施用天然湖泊沉積物提取物125 mL；(6)每667 m2施用天然湖泊沉積物提取物150 mL。各處理天然湖泊沉積物提取物均于煙苗移栽期加入肥料定根水中施用，其余煙草田間措施(含追肥、除草、打頂等)統一管理。

1.3 測定項目及方法

光合指標：利用美國拉哥公司Li6400便攜式光合測定儀，在煙草團棵期、旺長期和打頂后7 d，于晴天上午8:00—11:00，選擇紅藍光源，光合作用有效輻射(Par)1 000 μmol·m-2·s-1，樣本室內氣流速率(Flow)500 mL·min-1，進行各項光合指標測定。主要測定指標：凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)。

株高：利用卷尺測量煙株從底部到頂芽的距離(打頂后為底部到打頂位置的距離)，單位：cm。

莖圍：利用細線將煙株底部莖圍住，并做好標記，后用直尺測量標記間的距離，單位：cm。

最大葉長：選取煙株腰部最大葉片，利用卷尺測量葉片從葉柄到葉尖的距離，單位：cm。

最大葉寬：選取煙株腰部最大葉片，利用直尺測量葉片最大寬度的距離，單位：cm。

以上指標均于第一次(團棵期)測量時隨機選取小區內5株健康煙株，利用吊牌標注煙株，后兩次測量均對標注煙株進行測量。

鮮葉產量：分炕次采集各小區煙葉，于烘烤前利用天平稱量各炕次鮮葉質量，后統計各炕次鮮葉總質量，記為小區鮮葉產量(90株產量)，單位：kg(本試驗共分5炕烘烤，即小區干葉產量為5炕次總重)，再根據密度15 000株·hm-2，折合鮮葉產量，單位kg·hm-2。

干葉產量：分炕次采集各小區煙葉，于下炕后(充分烘烤回潮后)利用天平稱量各炕次干葉質量，后統計各炕次干葉總重，記為小區干葉產量(90株產量)，單位：kg(本試驗共分5炕烘烤，即小區干葉產量為5炕次總質量)，再根據密度15 000株·hm-2，折合干葉產量，單位kg·hm-2。

產值：由當地煙站專業煙葉分級師對下炕后(充分烘烤回潮后)煙葉進行收購分級，并分別稱量各等級煙葉質量，再根據各分級標準對應收購價，計算各小區煙葉收購產值，再根據密度15 000株·hm-2，折合產值，單位：元·hm-2。

均價：產值與干葉產量的比值。

上等煙率：根據煙草公司收購標準，計算上等煙(含C2F、C3F、B2F等)等級質量占煙葉總質量的比值，單位：%。

中等煙率：根據煙草公司收購標準，計算中等煙(含C4F、X2F、B3F等)等級質量占煙葉總質量的比值，單位：%。

不收購煙比例：根據煙草公司收購標準，計算除中上等煙外煙葉質量占煙葉總質量的比值，單位：%。

1.4 數據處理

采用Excel 2010、DPS v7.05和SPSS 20進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d光合指標

表1顯示：增施天然湖泊沉積物提取物后，煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d凈光合速率均極顯著高于空白對照，其中以每667 m2用量150 mL天然湖泊沉積物提取物后，煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d凈光合速率最高，分別為(15.95±0.29)、(18.21±0.22)和(16.61±0.76)μmol·m-2·s-1；每667 m2用量75～150 mL天然湖泊沉積物提取物后，煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d氣孔導度均顯著高于空白對照，且4個處理間差異不顯著(僅團棵期每667 m2用量75 mL顯著低于用量100～150 mL)，每667 m2用量50 mL僅在打頂后7 d的氣孔導度顯著高于空白對照，而團棵期和旺長期的氣孔導度與對照差異不明顯，其中以每667 m2用量150 mL天然湖泊沉積物提取物后，煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d氣孔導度最高，分別為(0.22±0.02)、(0.40±0.06)和(0.38±0.02)mol·m-2·s-1；各處理與空白對照煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d的胞間CO2濃度間均無顯著差異；每667 m2用量75～150 mL后煙草團棵期的蒸騰速率顯著高于空白對照，而煙草旺長期時，僅每667 m2用量150 mL后煙草蒸騰速率顯著高于對照，其他處理與對照間無顯著差異，煙草打頂后7 d時，僅每667 m2用量100 mL后煙草蒸騰速率顯著低于對照，其他處理與對照間無顯著差異。結果表明：增施天然湖泊沉積物提取物能有效提高煙草凈光合速率和氣孔導度，但對煙草胞間CO2濃度和蒸騰速率影響較小。

表1 天然湖泊沉積物提取物不同施用量對煙草不同時期光合特性的影響

2.2 煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d農藝性狀

增施天然湖泊沉積物提取物后，煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d的株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬(圖1)均顯著高于空白對照，且整體表現為隨天然湖泊沉積物施用量的增加，煙草3個時期的株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬呈上升趨勢，但每667 m2用量125 和150 mL在3個時期的株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬間無顯著差異(僅團棵期株高上，每667 m2用量150 mL顯著高于用量125 mL)。

同一時期柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。

結果表明：增施天然湖泊沉積物提取物能有效促進煙草生長，且隨著施用量增加效果更為明顯，但在每667 m2用量超過125 mL后，施用量增加對煙草生長促進效果逐步放緩。

2.3 煙葉經濟性狀

表2顯示：增施天然湖泊沉積物提取物后，煙草鮮葉、干葉產量和產值均極顯著增加，其中鮮葉產量和干葉產量隨提取物用量增加而增加，但每667 m2用量達到100 mL天然湖泊沉積物提取物后，繼續增加提取物用量在鮮葉產量和干葉產量增加效果不明顯，而產值在每667 m2用量50～150 mL間均無顯著差異，每667 m2用量50～125 mL天然湖泊沉積物提取物后的均價和上等煙比例均顯著高于空白對照和每667 m2用量150 mL，其中以每667 m2用量50 mL均價最高，為(24.09±0.31)元·kg-1，每667 m2用量100 mL上等煙比例最高，為(48.8±0.79)%，而中等煙比例中，以空白對照為最高，達(35.07±1.43)%，每667 m2用量75和100 mL顯著低于對照，其他處理與對照間無顯著差異，不收購煙比例中，同樣以空白對照為最高，為(22.27±0.7)%，每667 m2用量50～100 mL顯著低于對照，其中每667 m2用量50 mL最低，為(17.73±1.18)%。結果表明：增施天然湖泊沉積物提取物能有效提高煙葉產量和產值。

表2 天然湖泊沉積物提取物不同施用量對煙草經濟性狀的影響

3 小結與討論

天然湖泊沉積物中富含豐厚的植物所需營養元素[7]，且存在由于人為因素造成水體營養過度積累風險[8]，天然湖泊沉積物的再利用有助于降低水體中營養元素的積累，從而降低湖泊水體污染風險[9]，本研究通過對貴州紅楓湖沉積物通過200～800 u過濾，獲得天然湖泊沉積物小分子碳提取物(主要含量羥類、羧基等小分子有機物)，并配合煙草生產移栽澆定根水措施施用，結果顯示：增施天然湖泊沉積物提取物對煙草生長發育具有明顯促進作用，能有效提高煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d凈光合速率和氣孔導度，且顯著提升煙草團棵期、旺長期及打頂后7 d的株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬，且施用量越大，效果越明顯，暗示天然湖泊沉積物提取物有助于煙草根系吸收和提高肥料利用率，可待進一步研究驗證。

煙草生產需優質適產以達到效益最大化[10-11]，本研究結果顯示：煙草鮮葉及干葉產量均隨天然湖泊沉積物提取物施用量增加而提高，但產值在每667 m2用量50～150 mL間無顯著差異，這主要隨用量增加，煙葉上等煙比例降低且不收購煙比例上升引起，表明增施天然湖泊沉積物提取物雖會明顯提高煙葉產值，但施用過量同樣會影響煙葉上等煙比例，從而降低產值，不利于推廣。總體來講，天然湖泊沉積物提取物對煙草生長具有明顯促進作用，表現為提高煙葉光合能力和農藝性狀，綜合產值及上等煙比例結果表明：以每667 m2用量75～100 mL天然湖泊沉積物提取物效果最佳，有助于煙葉生產應用。