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Effects of different mulching methods on physiological characteristics and economic traits in flue-cured tobacco

不同覆盖措施对烤烟生理特性及经济性状的影响



全 文 :    倡 河南省杰出人才创新基金项目(0421001900)和河南省烟草专卖局科技攻关项目 (HYKJ200202)资助
收稿日期 :2005唱05唱09   改回日期 :2005唱08唱04
不同覆盖措施对烤烟生理特性及经济性状的影响 倡
许自成1  张  婷1  程昌新1  马  聪2  马京民2
(1畅河南农业大学农学院   郑州   450002 ;2畅 信阳市烟草分公司   信阳   464000)
摘   要   试验研究了 4 种不同覆盖措施下植烟土壤地温 、烤烟叶绿素含量 、酶活性和丙二醛含量的变异 。 结果表
明 :整个生育期覆盖秸秆处理土壤 5cm 和 10cm 处地温低于覆盖地膜处理 ;与全生育期覆膜 、全生育期垄上覆盖秸
秆和旺长期揭膜培土 3种处理相比 ,旺长期揭膜培土后垄上覆盖秸秆处理具有前期地温较高 、中后期地温较低的
特点 ,且该处理烟叶叶绿素含量 、硝酸还原酶(NR)和过氧化物酶(POD)活性较高 ,而丙二醛(MDA)含量较低 ,其烤
后烟叶的产量 、均价 、产值和上等烟比例等经济性状也均高于其他处理 。
关键词   覆盖措施   生理特性   经济性状   烤烟
Effects of different mulching methods on physiological characteristics and economic traits in flue唱cured tobacco畅XU Zi唱Cheng1 ,
ZHANG Ting1 ,CHENG Chang唱Xin1 ,MA Cong2 ,MA Jing唱Min2 (1畅College of Agronomy ,Henan Agricultural University ,
Zhengzhou 450002 ,China ;2畅Tobacco Company of Xinyang City ,Xinyang 464000 ,China) ,CJEA ,2007 ,15(2) :69 ~ 72
Abstract   The variations of soil temperature ,enzyme activity ,contents of chlorophyll(CHL) and malondialdehyde(MDA) in
flue唱cured tobacco under four mulching methods were studied畅The results indicate that the soil temperature at the depth of
5cm and 10cm mulched by st raw is lower than that mulched by film during the whole period畅Compared w ith other three
treatments of mulching film during the whole period ,mulching straw on the ridge during the whole period ,and picking唱up
film and then earthing唱up during the blooming period ,the treatment of picking唱up film ,ear thing唱up during the blooming
period ,then mulching st raw on the ridge has a higher soil temperature at the beginning of planting ,and a lower soil tem唱
perature after st raw mulching畅Also its content of CHL ,activities of peroxidase(POD)and nitrate reductase(NR)are higher ;content
of MDA is lower ;and its yield ,average price ,value and percentage of superior leaves are higher than those of other t reatments畅
Key words   Mulching methods ,Physiological characteristics ,Economic t raits ,Flue唱cured tobacco
(Received May 9 ,2005 ;revised Aug畅4 ,2005)
黄淮烟区烟苗移栽初期处于气温偏低的春末夏初 ,通过覆盖地膜可提高地温和土壤保水保肥性能 ,为
烟株生长提供适宜的环境条件[1] 。 但生产上通常长时间覆盖地膜 ,导致烟株侧根量少 、根层浮浅 ,难以吸收
充足的养分 ,且中后期土壤温度偏高 ,烟株易早衰[2] 、感染病虫害[3] ,叶片品质下降 。 作物秸秆作为一种极
易获得的有机物料 ,在和地膜覆盖的结合利用中发挥着越来越重要的作用 。 夏季秸秆覆盖垄体 ,一方面能
减弱光强 ,减少水分蒸发 ;另一方面秸秆腐烂后形成的有机肥不但补充了植株生长后期的肥料供应 ,而且
可活化土壤微生物 ,增强土壤透气性 ,提高烟株根系活力[4] 。 地膜与秸秆结合覆盖的应用研究在棉花 、玉
米 、果树上均有报道 ,在烟草上的报道则不多见 。 由于烟叶品质与烟株生理生化有密切联系[5] ,本试验研
究了不同覆盖处理对烟株酶活性 、叶绿体和丙二醛含量等生理特性的影响 ,为优质烤烟生产提供参考
依据 。
1   试验材料与方法
试验于河南省信阳市罗山县草庙村进行 ,土壤为黄砂壤土 ,pH 6畅45 ,有机质 13畅10g/kg ,碱解氮
84畅79mg/kg ,速效磷 21畅02mg/ kg ,速效钾 159畅33mg/ kg 。 试验用 N 量均为 75kg/ hm2 ,N∶ P2 O5 ∶ K2O =
1∶1畅5∶3 。 供试烤烟品种为“云烟 87” 。 试验设 4 个处理 :旺长期揭膜 + 中耕培土 + 垄上覆盖秸秆 ,秸秆用量
为 7000kg/ hm2 ,于揭膜培土后覆盖垄上(A) ;旺长期揭膜 + 中耕培土(B) ;全生育期覆膜(C) ;全生育期垄上
覆盖秸秆 ,秸秆用量为 8500kg/ hm2 ,于移栽时覆盖垄上(D) 。 随机区组设计 ,3 次重复 ,小区面积 66畅67m2 ,
第 15卷第 2 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol畅15   No畅2
2 0 0 7 年 3 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ,  2007
烟株行距 1畅10m ,株距 0畅50m 。 5 月 1 日移栽 ,移栽后 30d 揭膜 ,初花期打顶 ,留叶 18 ~ 22 片 ,其他管理按优
质烤烟生产技术规程进行 。 移栽后每 10d 调查一次各处理 5cm 和 10cm 处土壤地温 ,调查时间为当天的
8 :00 、14 :00 和 20 :00 ,按 T = (2 T2 + T1 + T3)/4 计算日平均地温 。 移栽后 50d 开始取样 ,每 10d 取样一次 ,
每小区从选定的 5 棵烟株的第 9 ~ 11 叶位 ,各取 5 片叶 。 每片叶取中间部位去除主侧脉 ,混合后用于生理生
化指标的测定 。 叶绿素含量采用 95 % 乙醇萃取法[6]测定 ,硝酸还原酶(NR)活性采用活体法[6]测定 ,过氧化
物酶(POD)活性采用愈创木酚氧化法[7]测定 ,丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸比色法[6]测定 。 采用统
计软件 SPSS10畅0 进行方差分析 ,并按 Duncan 法进行多重比较 。
2   结果与分析
2畅1   不同覆盖处理 5cm 和 10cm 深处土壤温度的变化
不同覆盖措施下各处理植烟土壤 5cm和 10cm 深处的地温变化见表 1 。 从表 1 可以看出 ,4 个处理 5cm
和 10cm 深处的土壤温度在整个生育期内逐渐上升 ,其中全生育期覆盖地膜的处理 C 地温始终高于其他处
理 ,整个生育期内平均地温也是处理 C 为最高 ,且与其他处理差异显著 。 在前期(6 月 18 日前) ,覆盖地膜处
理(A 、B 、C)的地温较高 ,有利于烟株早发快长 ,为成熟期丰产优质打下基础 。 由于秸秆的保温效果不如地
膜 ,处理 D 的前期地温较低 ,不利于烟株生长 ,且易感染病虫害 。 在中后期 ,处理 A 的地温低于裸地的处理
B 和处理 C ,也低于全生育期覆盖秸秆的处理 D 。 总的看来 ,揭膜培土后垄上覆盖秸秆的处理 A 在气温较低
的前期 ,由于覆盖地膜可提高地温 ,有利于烟株生长 ;在气温较高的后期垄上覆盖秸秆 ,能有效阻挡阳光直
射 ,可避免地温过度升高 ,使烟株的后期生长处在较适宜的温度范围内 。 部分时期测定的 10cm 深处的地温
高于 5cm 深处的地温 ,这可能与夏季午后的急降大雨等气候因素有关 。
表 1   不同覆盖处理 5cm 和 10cm土壤地温变化
Tab .1   Changes of temperature of soil in 5cm and 10cm depth of each t reatments
土深/ cm
Depths
处   理
T reat ments
地温 / ℃ Soil temperature
月唱日 (M onth唱day) 平均
05唱08 05唱18 05唱28 06唱08 06唱18 06唱28 07唱08 07唱18 07唱28 M ean
5 A 24畅55 22畅10 21畅50 20畅75 25畅50 28畅75 29畅65 30畅15 31畅50 26畅05b 倡
B 22畅50 20畅63 20畅75 20畅25 25畅13 28畅50 30畅75 31畅75 31畅75 25畅78bc
C 24畅00 21畅75 21畅38 21畅25 27畅00 30畅38 31畅63 33畅00 34畅13 27畅17a
D 19畅63 19畅50 19畅88 20畅50 25畅88 29畅00 29畅25 30畅50 31畅55 25畅04c
10 A 23畅95 22畅25 21畅10 20畅55 25畅35 28畅25 29畅65 31畅05 31畅45 25畅96b
B 23畅13 21畅50 20畅38 20畅38 24畅88 28畅50 30畅75 32畅00 32畅88 26畅04b
C 23畅88 21畅88 20畅88 21畅50 26畅50 30畅75 32畅25 34畅00 35畅13 27畅42a
D 20畅00 20畅13 19畅75 20畅75 25畅63 28畅13 30畅13 31畅13 32畅48 25畅34b
    倡 不同小写字母表示处理间差异达到 5 % 显著水平 。
2畅2   不同覆盖处理叶绿素含量 、关键酶活性及丙二醛含量变化
叶绿素作为光合作用的重要色素 ,是形成烟叶质量和产量的物质基础[8] 。 随着烟叶成熟度的提高 ,
叶绿素不断降解 ,光合作用减弱 ,叶片逐渐褪绿变黄 。 方差分析结果(表 2)表明 ,叶绿素含量在不同处理
间 、不同生育期间差异极显著 。 对处理间平均数进行多重比较(表 3)表明 ,以旺长期揭膜 + 中耕培土 +
垄上覆盖秸秆的处理 A 的叶绿素含量最高 ,且与处理 B 、C 和 D 间差异显著 。 从图 1 可以看出 ,处理 A 、
处理 B和处理 D 叶绿素含量的变化趋势是先升后降 ,在移栽后 60 ~ 80d 下降幅度较大 ,成熟期下降趋于
平稳 。 处理 A 在旺长期揭膜培土后覆盖秸秆 ,具有前期地温高 、烟株长势快的特点 ;培土又使得烟株茎基
部产生大量的侧根 ,吸收充足的水肥养分供植株生长 ;旺长期覆盖秸秆后地温降低 ,水分蒸发减少 ,土壤
透气性增强 ,根系活力增强 。 故良好的土壤环境使处理 A 在前中期旺盛生长 ,叶绿素含量高 ,后期又能适
时落黄成熟 。 处理 D 在整个生育期垄上覆盖秸秆 ,河南省的前期低温不利于烟株生长 。 处理 C 叶绿素含
量一直呈下降态势 ,移栽后 50d 叶绿素含量最高 ,完熟时最低 ,叶片易早衰 ,内含物不充实 ,最终影响烟叶
产量和品质的形成 。
NR 是植物体内硝酸盐同化的关键酶之一 ,催化 NO -3 至 NO -2 ,其活性高低直接影响烟株的氮代谢过
70  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷
表 2   烤烟生理特性的方差分析
Tab畅2   ANOVA of physiological characteristics of flue唱cured tobacco
变异来源
Source
df 叶绿素含量 CHL 硝酸还原酶活性 NR 过氧化物酶活性 POD 丙二醛含量 MDA
MS F M S   F     MS F MS F
生育时期间 4     8畅92   1114畅49倡倡   5400畅11 1230畅28倡倡   6199129畅49   748畅21倡倡     686畅10   143畅91倡倡
处理间 3     0畅05 6畅41倡倡   479畅83 109畅32倡倡   100905畅00   12畅18倡倡     107畅05   22畅45倡倡
重复间 2   0畅01     1畅28   0畅58   0畅13   37畅98   0畅01   0畅45   0畅09
机   误 50   0畅008   4畅39   8285畅34   4畅77
    倡倡 表示差异达 1 % 的极显著水平 。
程 。 NR 活性的方差分析(表
2)表明不同处理间差异极显
著 。 从多重比较(表 3)结果
看出 ,处理 A 的 NR 活性最
强 ,处理 C 最弱 ,处理 A 与
处理 B 、处理 C 和处理 D 之
间的差异显著 。 从图 2 可以
看出 ,4 个处理的 NR 活性均
表现为先升后降趋势 。 移栽
       
表 3   烤烟生理特性的多重比较
Tab畅3   Multiple comparison for physiological characteristics of flue唱cured tobacco
处   理
T reatments
叶绿素含量/ mg·g - 1
CHL
硝酸还原酶活
性 /mg(NO2 )·g - 1 FW·h - 1
NR
过氧化物酶活
性 / U·g - 1·min - 1
P OD
丙二醛含
量 /mg·g - 1 FW
MDA
A       1畅26a       52畅92a       829畅99a       20畅99c
B       1畅18bc       49畅11b       734畅78b       23畅70b
C       1畅12c       42畅62c       662畅20c       27畅39a
D       1畅19b       40畅82d       651畅12c       23畅02b
    倡 不同小写字母表示处理间差异达 5 % 显著水平 。
图 1   不同覆盖措施下烤烟叶绿素含量变化
Fig畅1   Changes of the content of CHL in
flue唱cured tobacco leaves under different
mulching methods
后 60 ~ 90d内 ,NR 活性大小依次为 :处理 A > 处理 B > 处理 D > 处
理 C 。 NR 活性越高越有利于烤烟的生长和成熟 ,乃至产量和品质
的形成 ,故以处理 A 表现最佳 。
自由基衰老学说认为植物衰老的过程即活性氧代谢失调 、不断
积累的过程 。 POD 分解代谢所产生的 H2 O2 等过氧化物 ,清除活性
氧 ,是植物对逆境或成熟及衰老进程的反映 。 POD 活性的方差分
析(表 2)表明处理间差异极显著 ;从表 3 多重比较结果可以看出 ,处
理 A 与其他 3 个处理间差异显著 ,处理 B与处理 C 、处理 D 之间差
异也达到显著水平 ,但处理 C 与处理 D 之间差异不显著 。 图 3 中 4
个处理在移栽后 50 ~ 90d ,POD 活性都表现出逐渐下降的趋势 。 处
理 D 的 POD 活性前期变化趋势比较缓慢 ,处理移栽后 60 ~ 70d 变
化很大 ,后期变化较小 。 处理 A 、处理 B 、处理 C POD 活性在移栽后
50 ~ 70d 下降幅度很大 ,在 70 ~ 90d 之间下降很少 。 接近成熟时
POD 活性最大的是处理 A ,最小的是处理 C 。 说明处理 A 在消除活
性氧 ,抵抗衰老或耐成熟方面更优于其他 3 个处理 。
图 2   不同覆盖措施下 NR 活性变化动态
Fig畅2   Changes of NR activity in flue唱cured
tobacco leaves under different mulching methods
MDA 是膜脂过氧化的最终产物 。 生物学上 MDA 的含量可以
反映膜脂的过氧化程度 ,含量越高表明植物抗逆和抗衰老能力越
弱[9] 。MDA 含量的方差分析结果(表 2)显示处理间差异极显著 。
图 4 中 4 个处理的 MDA 含量均逐渐升高 ,且处理 C MDA 含量最
高 ,其次是处理 D 和处理 B ,处理 A 含量最低 ,表 3 多重比较也表明
相同的结果 ,且处理 A 显著低于其他各处理 。 说明在揭膜培土后垄
上覆盖秸秆能减弱烟叶的膜脂质过氧化作用 ,相应提高了烟株的抗
衰老能力 。
2畅3   不同覆盖处理烤后烟叶经济性状比较
4 种不同覆盖处理对烤后烟叶经济性状的影响见表 4 。 从表 4
可知 ,处理 A 的产量最高 ,达到 1989畅75kg/ hm2 ;产量居第二位的处
理 B为 1958畅25kg/ hm2 ;处理 D 的产量为 1802畅25kg/ hm2 ,处理 C
的产量最低为 1648畅50kg/hm2 。 产值的高低顺序为 :处理 A > 处理
第 2期 许自成等 :不同覆盖措施对烤烟生理特性及经济性状的影响 71 
图 3   不同覆盖措施下烤烟 POD活性变化动态
Fig畅3   Changes of POD activity in flue唱cured
tobacco leaves under different mulching methods
图 4   不同覆盖措施下 MDA含量的变化动态
Fig畅4   Changes of the content of MDA in flue唱cured
tobacco leaves under different mulching methods
B > 处理 D > 处理 C 。
均价最高的是处理 A ,
其次是处理 B 和处理
C ,最低的是处理 D 。上
等烟比例最高的是处
理 A(49畅12 % ) ,其次为
处理 B(42畅47 % )和处
理 D(35畅81 % ) ,最低的
为处 理 C (32畅75 % ) 。
总的看来 ,全生育期
覆盖地膜和全生育期
覆盖秸秆 ,由于地温
   
不利于烟株生长 ,造成烤后烟产量 、产值和上
等烟比例均较低 ,而处理 A 各项经济指标均
为最高 。
3   小结与讨论
通过对 4 种覆盖处理下生育期内的植烟
土壤温度 、烟株叶绿素含量 、有关酶活性及丙
二醛含量的变化分析 ,发现全生育期覆盖地
膜 5cm 和 10cm 深土壤地温在整个生育期内
     
表 4   烟叶经济性状比较
T ab畅4   Compariso n of ec on omic t rai ts of f lu e唱cu red t o b acco under di f f ere nt trea tm en t
处   理
Treatments
产量 / kg·hm - 2
Yield
均价/元 ·kg - 1
Average price
产值/元·hm - 2
Value
上等烟比例/ %
Percentag e o f
superio r leaves
A 1989畅75     10畅02 19937畅30 49畅12
B 1958畅25     9畅60 18799畅20 42畅47
C 1648畅50     8畅80 14506畅80 32畅75
D 1802畅25     8畅50 15319畅13 35畅81
都是最高的 ,中后期不利于烟株生长发育 ;旺长期揭膜 +中耕培土 +垄上覆盖秸秆处理由于前期覆盖地膜能显
著提高地温 ,旺长期揭膜培土后垄上覆盖秸秆能有效阻挡夏日强光直射 ,降低土壤温度 ,保蓄土壤水分 ,弥补了
河南省气候对烟叶生长形成的障碍因素 。 处理 A 的叶绿素含量高低和变化规律更加符合优质烟叶的生长要
求 ,处理 C的叶绿素降解最快 ,后期烟株早衰 ,叶片不耐成熟 。 NR 作为一种光诱导酶 ,其活性的高低关系到烟
株对 N 肥和光合产物的转化与利用合成 。 处理 C的 NR活性在同时期测定中最低 ,其次是处理 B和处理 D ,以
处理 A最高 ,更具有形成优质烟叶的潜能和基础 。处理 A 的 POD活性最高 ,处理 B和处理 D次之 ,以处理 C最
低 ,说明处理 A的抗逆境或耐衰老能力强于其他处理 。处理 A的 MDA含量最低 ,处理 D和 B的含量较高 ,处理 C
的含量最高 。 处理 C的膜脂质过氧化作用最强 ,抵御逆境的能力最弱 。与常规的覆盖方式相比 ,旺长期揭膜培土
+垄体覆盖秸秆栽培技术具有以下特点 :烟田前期温度高 ,烟株缓苗快 ,长势好 ;中后期揭膜培土为烟株形成发达
根系 、吸收充足养分 、协调水肥气热创造了良好条件 ;中后期垄体覆盖秸秆使地温降低 ,土壤透气性好 ,减少水分蒸
发 ,且有保水保肥的作用 ,烟叶熟相好 ,抗逆性强 ,且能明显提高烤后烟叶的产量 、产值 、均价和上等烟比例 。这一
栽培措施用之于烟草 ,克服了不利气候因素对烟草生长形成的限制因素 ,烟株的叶绿素含量 、POD与 NR活性 、
MDA含量的变化态势均比较符合生长代谢的调控机理 ,在河南省乃至黄淮烟区具有推广利用价值 。
参 考 文 献
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72  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷