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土壤含水量和光照强度对不同留叶数下烤烟叶片柔韧性的影响

2018-02-28杨德中王应中谷大海王金浩

西南农业学报 2018年1期
关键词:烟株柔韧性土壤水分

杨德中,王应中,殷 红,谷大海,雷 宇,王金浩*

(1.云南中烟工业有限责任公司技术中心,云南 昆明 650024;2.云南万芳生物技术有限公司,云南 昆明 650117;3.云南出入境检验检疫局,云南 昆明 650228;4.云南农业大学食品科学技术学院,云南 昆明 650201;5.云南创新生物产业孵化器管理有限公司,云南 昆明 650117)

【研究意义】烤烟是叶用经济作物[1],有效的留叶数目不仅与产量高低有着直接的关系,而且对烤烟品质也有重要的影响[2],在大田生产过程中,断叶现象的出现会严重影响烤烟的产质量,因此,研究导致烤烟叶片断叶现象的发生因素具有十分重要的意义。【前人研究进展】在烤烟进行大田管理的过程中,留叶数的多少可以影响烟株的形态和长势从而制约烤烟的产质量[3],留叶数过高或过低都会对烤烟的产质量产生影响[4],只有适宜的留叶数才会使烟株的田间小气候和养分供给以及分配状况达到最佳[5],因此,留叶数目的不同会导致叶片厚度、重量以及柔韧性等有一定的差异。土壤含水量是烤烟生长发育进程中的一个重要因素,土壤含水量过低会导致烟株生长缓慢,叶片中碳水化合物减少,弹性差[6-7];若土壤含水量过高,会影响根的生长发育和吸收能力,烟叶徒长软弱,组织疏松,干物质积累少,叶片薄[8],因此,土壤干旱胁迫或水分过多都会使叶片干物质积累下降,烟筋发脆[9],从而较易发生断叶现象。光照对植物的生长发育进程有着重要的作用,对烤烟的形态、生长发育进程等有着极大的影响[10-14]。光照不足的时候,烤烟叶片细胞分裂慢,纵向伸长间隙加大,机械组织发育差[15-16],若光照过强,叶片机械组织发达,主脉突出,叶肉加厚,组织粗糙[17],从而对烤烟的产质量产生影响。【本研究切入点】本试验以留叶数为主因素,以土壤含水量和光照强度为副因素,从以上三个方面来研究烤烟断叶现象发生的原因及其防御措施。由于本试验在实际操作的过程中不一定所有的处理都会按照预期的目标发生断叶现象,所以,本试验通过测量不同部位叶片的柔韧性来作为本试验的操作依据,柔韧性是指物体在受力变形后,不易折断的性质,在本试验中用拉力的大小来表示,即拉力越小,柔韧性越低,越容易发生断叶现象。【拟解决的关键问题】通过研究影响烤烟叶片柔韧性的因素,提出烤烟在何种环境条件下容易发生断叶现象,从而为减轻烤烟断叶现象的发生提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料和仪器

本试验采用室内试验,在温室大棚中进行,种植品种为烤烟K326,试验田土壤为壤土,所用肥料为烟草专用复合肥。

试验仪器主要有土壤水分含量测定仪,拉力计,遮阳网,卷尺,量角器,游标卡尺等。

1.2 试验设计

本试验设置主因素为留叶数(18、20、22片),副因素分别为土壤水分含量(40 %以上、20 %以下)、光照强度(遮阴、不遮阴),其余操作方式与当地一致。采用双因素随机区组设计,将留叶数分别和土壤水分含量、光照强度进行组合,共计12个处理组合(表1),3次重复,共36个小区,每个小区种植烤烟30株,共1080株,在温室大棚内进行。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 各个处理的生育期和农艺性状 记录各个处理进入移栽期、团棵期、旺长期、现蕾期和打顶期的具体时间,算出具体天数;在现蕾、旺长、及封顶后按“S”形,每个小区随机选择10株,测量株高、茎围、叶长、叶宽,以便观察记录各个处理对烤烟生长发育的影响;测量农艺性状时,按照《烟草农艺性状的调查记载》的规定标准来测量和记录。

1.3.2 各处理叶片的柔韧性 在每个烟株部位采收前一周左右分别用拉力计测量拉断叶片时所需力的大小,即柔韧性,单位是N,以便于观察记录各个处理对烤烟叶片被拉断时所需拉力大小的影响。测量柔韧性时,选取叶片自然下垂时拱起的最高点为受力点,然后缓慢的用拉力计的顶端尖锐部作用于叶片自然下垂时拱起的最高点,直到叶片基部断裂,记下此时拉力计的示数,每个小区选择10株烟进行测量。

1.3.3 数据处理 试验数据采用Microsoft Office 2013进行初步处理,并采用SPSS 19.0软件对数据进行统计分析,并利用 Duncan’s 新复极差法进行数据的多重比较和分析。

2 结果与分析

2.1 各处理水平组合对烟株生育期的影响

2.1.1 不同留叶数和不同土壤水分含量对生育期的影响 从移栽期开始,记录不同留叶数目条件下,不同土壤水分含量(W1,W2)的各生育期天数,其结果(表2)如下:留叶数一定时,在不同土壤水分含量下,处理W1各生育期明显小于处理W2,说明土壤含水量越低,烤烟的生育期越短;当土壤水分含量一定时,每个处理组合的生育期均表现为K3>K2> K1,说明留叶数越少大田生育期越短;从整个处理组合来看,组合K1W1的大田生育期最短,组合K3W2大田生育期最长。

表1 各处理水平组合

表2 不同留叶数和不同土壤水分含量对生育期的影响

2.1.2 不同留叶数和不同光照强度对生育期的影响 从移栽期开始,记录不同留叶数目条件下,不同光照强度(L1,L2)的各生育期天数,其结果如下(表3):留叶数一定时,在不同光照强度下,处理L1各生育期明显大于处理L2,说明光照强度越低,烤烟的大田生育期越长;当光照强度一定的时候,从表中可以看出,每个处理组合的生育期均表现为K3>K2> K1,说明留叶数越少其大田生育期越短;从整个处理组合来看,组合K1L2的大田生育期最短,组合K3L1大田生育期最长。

2.2 各处理水平组合对烟株农艺性状的影响

2.2.1 不同留叶数和不同土壤水分含量对现蕾期农艺性状的影响 待烟株进入现蕾期时,记录不同留叶数目下,不同土壤水分含量下(W1,W2)现蕾期农艺性状的数据(表4),留叶数目一定时,在不同土壤水分含量下,各处理组合现蕾期的株高、茎围、节距以及腰叶的长和宽均为处理W1显著低于其他处理;说明土壤含水量越低,烤烟的长势越差;当土壤水分含量一定时,从表中可以看出,留叶数越少,烟株的长势越好,叶片的长宽越大;从整个处理组合来看,组合K1W2的烟株长势最好;组合K3W1烟株长势最差。

表3 不同留叶数和不同光照强度对生育期的影响

表4 不同留叶数和不同土壤水分含量对现蕾期农艺性状的影响

表5 不同留叶数和不同光照强度对现蕾期农艺性状的影响

2.2.2 不同留叶数和不同光照强度对现蕾期农艺性状的影响 待烟株进入现蕾期时,记录不同留叶数目下,不同光照强度(L1,L2)的现蕾期农艺性状的数据,其结果如下(表5):留叶数目一定时,3个处理组合均为L1的株高要高于处理L2和CK;而处理L1的茎围要低于于处理L2和CK;处理L1的节距高于处理L2和CK;处理L1腰叶的长比处理L2和CK要长,而宽度则小于处理L2和CK。说明不同光照强度对各处理组合的农艺性状有一定的影响;当光照强度一定的时候,从表中可以看出,留叶数越少,烟株的长势越好,叶片的长宽越大;从整个处理组合来看,组合K1L2的烟株长势最好;组合K3L1烟株长势最差。

2.3 各处理水平组合对不同部位叶片拉断时拉力的影响

2.3.1 不同留叶数目和不同土壤水分含量对不同部位叶片拉断时拉力的影响 每个部位的叶片在采收前一周分别用拉力计测量拉断叶片时所需力的大小,即烟叶的柔韧性,结果表明(表6):留叶数目一定时,在不同土壤水分含量下,处理W1各部叶拉力明显小于处理W2,说明在留叶数目一定时,土壤含量水分越小,拉力越小,柔韧性越低,越容易发生断叶现象;当土壤水分含量一定的时候,从表中可以看出,每个处理组合的拉力均表现为K1>K2>K3,说明留叶数越少,拉力越大,柔韧性越高,越不容易发生断叶现象;从整个处理组合来看,组合K1W2各部位的叶片拉力最大,柔韧性越高,最不易发生断叶现象;组合K3W1拉力最小,柔韧性越低,最易发生断叶现象。

表6 不同土壤水分含量对叶片拉力的影响

表7 不同光照强度对叶片拉力的影响

2.3.2 不同留叶数和不同光照程度对不同部位叶片拉断时拉力的影响 每个部位的叶片在采收前一周分别用拉力计测量拉断叶片时所需力的大小,结果表明(表7):留叶数目一定时,在不同光照强度条件下,处理L1的各部叶拉力明显小于处理L2,说明留叶数目一定时,光照越弱,拉力越小,柔韧性越差,越容易发生断叶现象;当光照强度一定的时候,从表中可以看出,每个处理组合的拉力均表现为K1>K2>K3,说明留叶数越少,拉力越大,柔韧性越好,越不容易发生断叶现象;从整个处理组合来看,组合K1L2拉力最大,柔韧性最好,最不易发生断叶现象;组合K3L1拉力最小,柔韧性最差,最易发生断叶现象。

3 讨 论

土壤水分含量不足时,烤烟的成熟落黄相对加快,其各个生育期则相应的缩短[18],光照强度不同的时候,短光照会延长烤烟的各个生育期,而不遮光处理则与大田对照组的生育期相近[19],而光照不足时则烟株生长纤弱,速度缓慢,茎变细[20]。本试验研究结果与前人研究基本一致,在留叶数目一定的情况下,土壤水分含量越低,光照越少,烤烟的生育期缩短,农艺指标有所下降,烟株生长缓慢,叶片窄长不开张。

前人研究表明,土壤水分不足时,烟株生长缓慢,叶片窄长不开张,组织粗糙,弹性差,叶片净光合速率下降,有机物质积累减少,烟筋发脆等[21]。本试验研究表明,当土壤水分含量偏低时,烟株各部位叶片的拉力偏小,柔韧性偏低,而且烟株的有效留叶数越多,拉力越小,柔韧性越差,越容易发生断叶现象。光照不足时,烤烟叶片细胞分裂慢,纵向伸长间隙加大,机械组织发育差,叶片上表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度均减小。在本试验中,当光照强度不足时,烟株各部位叶片的拉力偏小,柔韧性偏低,而且烟株的有效留叶数越多,拉力越小,柔韧性越差,越容易发生断叶现象。

4 结 论

在叶片留叶数一定的情况下,土壤水分和光照强度降低会导致烤烟的生育期缩短,株高变低,烟株直径变小,叶片不开张。

土壤含水量越小、留叶数越多,叶片的柔韧性越差,越容易发生断叶现象;光照越是不足、留叶数越多,烟叶的柔韧性越差,越容易发生断叶现象。针对以上结论,在实际生产操作中,为了避免断叶现象的发生,应及时合理灌溉,适时打顶抹杈,控制烟株的有效留叶数;如若遇到阴雨连绵的天气,应及时排水,适当减少烟株的有效留叶数,以便于最大程度的减少断叶现象的发生。

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