苗期減量施肥對不同烤煙品種(系)生長發育的影響

孫計平， 李麗華， 薛松格， 李雪君， 孫煥

(1.河南省農業科學院 煙草研究所， 河南 許昌 461000； 2.洛陽市煙草公司， 河南 洛陽 471000；3.三門峽市煙草公司， 河南 三門峽 472000)

自1986年全國烤煙品種審定委員會成立至今，經過30 a育種工作者的不懈努力，烤煙育種工作取得了巨大的成績，2002年開始，我國自育烤煙品種推廣面積超過國外引進品種，扭轉了我國煙葉生產長期依賴國外引進品種的被動局面[1]，尤其是20世紀90年代中后期育成的云煙85、云煙87、中煙100等一系列烤煙品種在生產中得到廣泛的推廣應用，為我國烤煙生產的持續穩定發揮了重要作用，但烤煙品種單一的問題仍然突出[2]，2017年云煙87種植面積占50%左右。雖然每年全國烤煙審定的品種有十幾個，但真正大面積應用的品種較少，主要原因是對育成品種特性掌握不全面，品種配套不完善，不能真正實現良種良法配套，影響新品種的推廣。

河南省是中國最早種植烤煙的省份之一，是濃香型風格的典型代表，品種問題在河南省尤為突出[3]。近20年，河南主栽品種主要是云煙87和中煙100，豫南、豫西和豫西南以云煙87為主，豫中以中煙100為主，這2個品種對水肥條件要求高，對鐮刀菌根腐病抗性相對較差，長期單一品種種植不利于煙區面積穩定和煙葉發展，亟需優良品種。為解決這個問題，河南各煙區也在針對性的培育后備品系，洛陽煙區針對丘陵干旱區的生態特點篩選的新品系LY1306，具有耐旱性強[4]、產量適中、產值較高、品質較優等特點，已經逐步成為當地主栽品種之一；南陽煙區從云煙87突變體中選育出的渠首1號適應性強[5]，有很大潛力；河南省農業科學院煙草研究所從中煙100突變體中選育的烤煙新品系Y2001抗病性強、品質優良，已經成為許昌、漯河、平頂山等平原煙區優勢品系；LY315為遼寧丹東所培育的新品系，在河南表現為植株高大、產量高。

煙草品種的需肥特性是影響其推廣的重要特性之一，不同品種的需肥特性差異較大，掌握品種需肥特性是獲得高產優質煙葉的基礎，也能有效提高肥料利用率，減少面源污染。為鑒定優勢新品系的需肥特性，我們采用漂浮育苗試驗，研究減量施肥對新品系生長發育的影響，評價新品系的需肥特性，為品種推廣提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為Y2001、LY1306、渠首1號、LY315，對照品種為NC89、中煙100。

1.2 試驗設計

漂浮育苗試驗于2021年3—4月在河南農業科學院煙草研究所育苗大棚進行；漂浮育苗正常培養煙苗至3～4片真葉，開始減量施肥處理，采用完全隨機區組試驗，設計為T1常規施肥，T2肥料減施1/3，T3肥料減施2/3，T4不施肥。每個處理設置3個重復，每個重復20棵煙苗。正常施肥處理(T1)長至6～7片真葉試驗結束(共施肥2次，減量施肥時間20 d)。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 葉綠素相對含量(SPAD值)測定

使用SPAD502手持式葉綠素測定儀測定各品種不同處理植株葉片的SPAD值，每株選擇最大葉片測定，葉片中部和左右兩側各測量1次，每個處理測量3次重復，取平均值。

1.3.2 光合指標的測定

處理結束后，使用便攜式光合儀(CIRAS-3 portable photosynthesis system，USA)測定光合指標，每個處理測量3次重復，取平均值。

1.3.3 根系指標的測定

用Epson全自動根系掃描儀掃描根系并獲取圖像，用WinRhizo軟件分析總根長、根表面積、根體積、根尖數、平均根直徑，每個處理選擇3株有代表性的煙株進行測量，取平均值。

1.3.4 干物質積累量的測定

每個處理選擇有代表性的6株，分別測定根系和地上部鮮重，烘干后測定根系和地上部干重。計算根冠比：根冠比=根系干重/地上部干重。

1.4 統計分析

應用Excel和DPS 14.1[6]進行統計分析，采用LSD法進行差異性檢驗。

2 結果與分析

2.1 苗期減量施肥對葉片SPAD值的影響

各品種苗期SPAD值比較見圖1、表1，各品種苗期葉片SPAD值排序依次為LY315>NC89>渠首1號>Y2001>LY1306>中煙100，LY315的SPAD值顯著高于Y2001、中煙100、LY1306和渠首1號；Y2001和LY1306的SPAD值與中煙100差異不顯著，顯著低于NC89；渠首1號的SPAD值與NC89差異不顯著，顯著高于中煙100。

與T1相比，T2中NC89和LY1306的SPAD值與T1差異不顯著，其他品種SPAD值均低于T1，其中中煙100顯著低于T1，中煙100的SPAD值受影響程度最大。T3中所有品種SPAD值均顯著低于T1，其中LY315和Y2001下降幅度最大，渠首1號下降幅度最小，SPAD值排序為渠首1號>LY1306>NC89>中煙100>Y2001>LY315。T4中所有品種SPAD值均顯著低于T1，其中NC89下降幅度最小，LY315下降幅度最大，SPAD值排序為NC89>中煙100、渠首1號>Y2001>LY1306>LY315。

柱上無相同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，圖2～5同。圖1 不同烤煙品種苗期SPAD值比較

表1 苗期減量施肥對不同烤煙品種SPAD值的影響

2.2 苗期減量施肥對光合指標的影響

苗期減量施肥對各品種凈光合速率的影響見圖2，中煙100、NC89、渠首1號和LY315凈光合速率均以T1最高，其中渠首1號和LY315凈光合速率顯著高于其他品種，減量施肥對渠首1號凈光合速率影響較大；Y2001凈光合速率以T2處理最高，顯著高于其他處理；LY1306隨施肥量減少凈光合速率顯著增加。

圖2 苗期減量施肥對不同烤煙品種凈光合速率的影響

苗期減量施肥對各品種蒸騰速率的影響見圖3，中煙100、NC89、渠首1號和LY315蒸騰速率均以T1最高，其中渠首1號和LY315蒸騰速率顯著高于其他品種，減量施肥對渠首1號蒸騰速率影響較大；Y2001蒸騰速率以T2最高，顯著高于其他處理；LY1306隨施肥量減少蒸騰速率顯著增加。苗期減量施肥對各品種蒸騰速率的影響與光合作用趨勢基本一致(圖3)。

圖3 苗期減量施肥對不同烤煙品種蒸騰速率的影響

苗期減量施肥對各品種胞間CO2濃度的影響見圖4，Y2001、中煙100、NC89、渠首1號胞間CO2濃度均以T1最高，其中NC89和渠首1號隨施肥量減少胞間CO2濃度減少，Y2001和中煙100胞間CO2濃度以T2最低；LY1306隨施肥量減少胞間CO2濃度顯著增加。

圖4 苗期減量施肥對不同烤煙品種胞間CO2濃度的影響

苗期減量施肥對各品種氣孔導度的影響見圖5，中煙100、NC89、渠首1號氣孔導度均以T1最高，其中NC89和渠首1號隨施肥量減少氣孔導度減少，Y2001和LY315氣孔導度以T2最大；中煙100氣孔導度以T2最小；LY1306隨施肥量減少氣孔導度顯著增加。

圖5 苗期減量施肥對不同烤煙品種氣孔導度的影響

2.3 苗期減量施肥對物質積累的影響

2.3.1 苗期減量施肥對地上部干物質積累的影響

苗期減量施肥對各品種地上部鮮重和干重的影響見表2，T1苗期地上部鮮重排序為LY315>Y2001>渠首1號>LY1306>NC89>中煙100，LY1306和渠首1號差異不顯著，其他品種地上部鮮重差異達到顯著水平。T2所有品種地上部鮮重均低于T1，其中，中煙100受影響程度最大，LY1306受影響程度最小。T3所有品種地上部鮮重均顯著低于T1，中煙100下降幅度最大，LY1306下降幅度最小。T4所有品種地上部鮮重均顯著低于T1，其中，Y2001下降幅度最大，LY1306下降幅度最小。

地上部干重比較發現，T1苗期地上部干重排序為LY315>Y2001>渠首1號>LY1306>中煙100>NC89，LY1306和中煙100、中煙100和NC89品種間地上部干重差異不顯著，其他品種地上部干重差異達到顯著水平。T2所有品種地上部干重均顯著低于T1，其中LY1306受影響程度最小，其次是渠首1號，分別為T1的81%和77%，LY315受影響程度最大，為T1的51%。T3所有品種地上部干重均顯著低于T1，其中，中煙100下降幅度最大，LY1306下降幅度最小。T4所有品種地上部干重均顯著低于T1，其中，LY315下降幅度最大，其次為Y2001，NC89和LY1306下降幅度最小。

2.3.2 苗期減量施肥對根系物質積累的影響

苗期減量施肥對各品種根系鮮重和干重的影響見表3，T1根系鮮重依次為Y2001>LY315>NC89>LY1306>渠首1號>中煙100，Y2001和LY315根系鮮重顯著高于其他品種，中煙100根系鮮重顯著低于其他品種。T2中LY1306根系鮮重高于T1，但差異未達到顯著水平；其他品種根系鮮重均低于T1，其中LY315和渠首1號受影響程度較小，與T1差異不顯著；中煙100、NC89和Y2001根系鮮重顯著低于T1，其中中煙100受影響程度更大。T3中LY1306根系鮮重高于T1，但差異未達顯著水平；其中LY315和渠首1號受影響程度較小，與T1差異不顯著；中煙100、NC89和Y2001根系鮮重顯著低于T1，其中Y2001受影響程度最大。T4所有品種根系鮮重均顯著低于T1，其中Y2001下降幅度最大，LY1306下降幅度最小。

表2 苗期減量施肥對不同烤煙品種地上部干物質積累的影響

表3 苗期減量施肥對不同烤煙品種根系干物質積累量的影響

根系干重比較發現，T1苗期根系干重依次為Y2001>渠首1號>LY315>NC89>LY1306>中煙100，Y2001根系干重顯著高于其他品種，中煙100根系干重顯著低于其他品種。T2中LY1306和渠首1號根系干重高于T1，其中LY1306顯著高于T1，其他品種根系干重均低于T1，其中中煙100與T1差異不顯著。T3中LY1306根系干重高于T1，但差異未達到顯著水平；其他品種根系干重均顯著低于T1，其中Y2001受影響程度最大。T4中所有品種根系鮮重值均低于T1，其中Y2001下降幅度最大，LY1306下降幅度最小，與T1差異不顯著。

2.3.3 苗期減量施肥對根冠比的影響

苗期施肥對不同品種根冠比影響不同(表4)，正常施肥條件下，NC89根冠比最大，顯著高于其他品種，其次是LY1306和渠首1號，中煙100根冠比最小。減量施肥條件下，所有品種根冠比增加，且隨施肥量減少根冠比呈增加趨勢。

2.4 苗期減量施肥對根系指標的影響

苗期減量施肥對不同品種總根長、總根表面積、平均根直徑、總根體積、根尖數(圖6)影響不同。正常施肥條件下，Y2001總根長、總根表面積、總根體積最大，中煙100最小；NC89平均根直徑最大，渠首1號和中煙100最小；LY1306根尖數最多，NC89最少。

表4 苗期減量施肥對不同烤煙品種根冠比的影響

減量施肥條件下，Y2001總根長、總根表面積、總根體積、根尖數隨施肥量減少而減少，LY1306總根長、總根表面積、總根體積隨施肥量減少呈增加趨勢，渠首1號和LY315呈先增加后降低趨勢；減量施肥條件下，所有品種平均根直徑都有不同程度減小；減量施肥條件下NC89和LY1306隨施肥量減少根尖數呈增加趨勢，LY315和渠首1號則呈先增加后降低趨勢。

圖6 苗期減量施肥對烤煙根系的影響

3 小結與討論

煙草是需肥量較大的作物，尤其是氮肥和鉀肥，每年需要大量的肥料投入，然而肥料利用率并不高[7]，了解品種需肥特性，有針對性地制定施肥方案，不僅能充分彰顯品種風格特征，而且能夠提高肥料利用率[8]。烤煙是對氮肥比較敏感的作物，氮肥用量不足影響煙葉生長[9]，氮肥過量容易導致貪青晚熟形成黑暴煙[10]；烤煙亦是喜鉀作物，對鉀營養的需求遠遠高于一般作物[11]。不同烤煙品種需肥量不同，施肥量直接影響植株生長和根系發育，利用SPAD值、光合指標、干物質積累和根系指標等綜合分析能夠更準確地評價烤煙品種的需肥特性。中煙100是豫中煙區主栽品種，需肥量相對較高，NC89是河南曾經的主栽品種，需肥量相對較低，本研究選用NC89和中煙100作對照品種，采用苗期減量施肥試驗，不僅能評價新品系需肥特性，還能參照主栽品種，指導新品系科學施肥。

煙草上常用SPAD值監測植株氮營養狀況，指導施肥和成熟采收[12-13]，SPAD值和葉綠素含量呈正相關。本研究不同品種SPAD值比較及對減量施肥的響應來看，正常施肥條件下，LY315和NC89葉片SPAD值較高，葉色較深；中煙100、Y2001和LY1306葉片SPAD值較低，葉色相對較淺；減量施肥對NC89葉色影響最小，中煙100對肥料最敏感，其次是Y2001和LY315。

提高作物產量和品質的根本途徑是改善作物的光合性能，不同煙草品種的光合特性不同[14]，養分供應與植物光合特征密切相關，曹本福等[15]研究認為，南江三號大田減量施肥20%，煙葉光合作用受到的影響程度不大。本研究結果表明，中煙100、NC89、渠首1號和LY315凈光合速率均以正常施肥處理最高，其中渠首1號和LY315凈光合速率顯著高于其他品種；Y2001凈光合速率以肥料減施1/3處理最高，LY1306則隨施肥量減少凈光合速率增加。蒸騰速率和氣孔導度變化趨勢與凈光合速率基本一致。肥料減施對渠首1號光合作用影響最大，對LY1306影響最小。

烤煙苗期生長所需的養分主要來自施用的肥料，施肥量直接影響干物質積累[16]，本試驗肥料減施條件下，參試品種地上部和根系均表現為干物質積累量下降，其中，減量施肥對LY1306影響最小，對中煙100影響最大。低氮環境下，作物一般表現為根冠比增加[17]，適當的氮脅迫有利于構建合理的根系形態。本研究結果表明，減量施肥條件下，所有品種根冠比均增加，且隨施肥量減少根冠比呈增加趨勢，這和前人研究結果一致。

根系最早感受到養分脅迫的信號，對氮、磷的虧缺反應敏感，營養缺乏的植物為了尋求氮、磷源，根系伸長，側根長度和密度增加[17-19]；不同基因型的煙草對肥料的響應有差異，根系的形態和結構會發生變化。楊中義等[20]研究認為，5個烤煙品種低氮脅迫下根系總長、總吸收面積均明顯降低，本研究結果表明，苗期減量施肥對不同品種總根長、總根表面積、總根體積、根尖數影響不同，Y2001總根長、總根表面積、總根體積、根尖數隨施肥量減少而減少，LY1306總根長、總根表面積、總根體積則隨施肥量減少呈增加趨勢，渠首1號和LY315呈先增加后降低趨勢；減量施肥條件下，所有品種平均根直徑都有不同程度減小，NC89和LY1306隨施肥量減少根尖數呈增加趨勢，LY315和渠首1號則呈先增加后降低趨勢。

苗期減量施肥對不同品種生長發育的影響不同，其中中煙100和Y2001受影響程度較大，LY1306受影響程度最小。減量施肥條件下，LY1306通過增加光合作用，增加根長、根表面積、根系體積和根尖數來增強養分吸收能力，減少對干物質積累量的影響。