肖艳松 杨如意 廖雅桦 曹志辉 简宏 李丽娟 李思军 许娜

摘  要：为明确火土灰对烟苗生长发育的影响，采用漂浮育苗的方式，研究不同含量火土灰育苗基质对烟苗叶绿素含量、根系构型、根系活力及硝酸还原酶活性的影响。结果表明，随育苗基质中火土灰比例升高烟苗叶绿素含量、总根长、根总表面积、根平均直径、根体积和根系活力呈现先升高后降低趋势，在50%火土灰+50%常规育苗基质处理条件下达到峰值;根系硝酸还原酶活性随基质中火土灰用量增加呈增加趋势;育苗基质中火土灰用量在50%以内时，火土灰用量与总根长、根总表面积极显著正相关，与根总体积显著正相关。可见，50%的火土灰和50%的常规育苗基质配比最有助于促进烟苗生长发育。

关键词：火土灰;烟苗;根系构型;根系活力

Abstract： In order to clarify the influence of fired soil on the quality of tobacco seedlings， the floating seedling breeding method was adopted to study different amounts of fired soil seedling substrates on chlorophyll， root architecture， root activity and nitrate reductase activity of tobacco seedlings. The results showed that， the chlorophyll， total root length， root surface area， root mean diameter， root volume and root activity increased at first and then decreased， and reached peak under 50% fired soil with 50% conventional seedling substrates treatment; The root nitrate reductase activity increased with the increase of the amount of fired soil; When the proportion of fired soil was within 50%， the amount of fired soil was positively correlated with total root length and root surface area at the 0.01 level， and was positively correlated with total root volume at the 0.05 level. It was concluded that 50% fired soil together with 50% conventional seedling substrate was the best for the development of tobacco seedlings.

Keywords： fired soil; tobacco seedlings; root architecture; root activity

火土灰是将秸秆、柴草等覆盖于生土之上，内部燃烧形成的灰黑色土块。由于成本低、制作方便、效果明显，受到了农户们的喜爱[1]。烟草秸秆含有大量的有机质，干物质、灰分、钾、氯和氮含量适中，是进行生物有机肥加工的良好原料[2-3]。但烟叶收获后，残留的烟草秸秆废弃物很难处理，不仅严重污染了烟区环境，而且还造成资源的极大浪费[4]。将烟草秸秆作为烧制火土灰原料，可以使烟草秸秆废弃物得到有效利用。

化肥的大量施用导致土壤板结、次生盐渍化和有毒物质的积累[5]。火土灰具有疏松透气、保水保肥等特点，且火土灰中富含微量元素及有机质，能够有效弥补植物对土壤中有机质等的消耗，在一定程度上能够很好地改善土壤理化性质，促进烟苗生长，改善烤烟农艺性状[6-8]。火土灰有利于烟草根系生长，促进烟苗早生快发，提高烟苗的出苗率和成活率，有利于烟苗地上部分和地下部分干物质的积累[6-7，9]。目前，不同火土灰用量是否影响烟苗生长发育以及如何影响烟苗生长发育的报道较少，因此本研究采用漂浮育苗的方式，通过不同火土灰和育苗基质的配比处理，研究不同处理条件下烟苗叶绿素含量、根系构型、根系活力及硝酸还原酶活性的变化，旨在为烟草育苗过程中合理施用火土灰以提升烟苗素质提供科学依据。

1  材料與方法

1.1  试验材料

试验于2021年在湖南省郴州市北湖区华塘镇招旅村育苗棚中进行，供试烤烟品种为云烟87。本试验所用烟苗于1月20日播种，3月15日成苗，苗龄55 d。

1.2  试验设计

采用漂浮育苗的方式，设置5个处理，CK：常规育苗基质;T1：10%火土灰+90%常规育苗基质;T2：30%火土灰+70%常规育苗基质;T3：50%火土灰+50%常规育苗基质;T4：70%火土灰+30%常规育苗基质，每个处理3个重复。试验于成苗期取样，从育苗盘中小心取出烟苗后将根系洗净，装入封口袋，用冰盒将样品带回实验室进行各指标检测。

1.3  测定项目和方法

叶绿素测定：称取0.1 g的新鲜叶片，剪成细丝浸没在10 mL的96%乙醇中至于暗处24 h，测定665 nm、649 nm、470 nm下的吸光值，计算叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总含量[10-12]。

根系构型测定：使用Epson Expression 11000XL进行总根长、根总表面积、根直径及根总体积分析。

根系活力测定：使用TTC法测定[13-14]。

硝酸还原酶活性测定：按照硝酸还原酶活性测定试剂盒（苏州科铭生物技术有限公司）要求提取酶液，340 nm条件下测定酶液与反应液在1 min和6 min的吸光值，通过计算NADH的变化速率求出硝酸还原酶的活性[15]。

1.4  数据处理

采用Excel 2007进行数据处理和作图;采用SAS 9.2进行单因素方差分析，表中及图中所示数值为平均值±标准差;采用SPSS软件进行相关性分析。

2  结  果

2.1  不同火土灰用量对烟苗叶绿素含量的影响

由表1可知，各处理叶绿素a含量为T3>CK>T1>T2>T4;与CK相比，T3处理叶绿素a显著升高，增幅为21.56%;与T1和T2相比，CK处理叶绿素a显著升高，增幅分别为25.75%和35.28%;与T4相比，T1和T2处理叶绿素a显著升高，增幅分别为14.91%和9.24%。各处理叶绿素b含量为T3>CK>T1>T4>T2;与CK相比，T3处理叶绿素b显著升高，增幅为17.61%;与T1、T2和T4相比，CK处理叶绿素b显著升高，增幅分别为21.47%、29.09%和27.93%。各处理总叶绿素含量为T3>CK>T1>T2>T4;与CK相比，T3处理总叶绿素显著升高，增幅为20.37%;与T1和T2相比，CK处理总叶绿素显著升高，增幅分别为24.53%和33.71%;与T4相比，T1处理总叶绿素显著升高，增幅为13.71%。因此，50%火土灰与50%育苗基质配施有利于叶绿素合成，高于或低于此配施比例均不利于叶绿素合成。

2.2  不同火土灰用量对烟苗根系构型的影响

由图1可知，T3处理的总根长显著大于CK、T1、T2和T4，增幅分别为47.23%、32.04%、48.58%和35.09%。T3处理根总表面积显著大于CK、T1、T2和T4，增幅分别为67.10%、51.47%、83.66%和61.85%。T3处理根平均直径显著大于CK、T1、T2和T4，增幅分别为14.62%、15.83%、20.92%和20.99%。T3处理根总体积显著大于CK、T1、T2和T4，增幅分别为71.71%、75.95%、122.09%和95.69%。

2.3  不同火土灰用量对烟苗根系活力及硝酸还原酶活性的影响

由图2可知，与T4处理相比，CK、T1、T2和T3根系活力显著升高，增幅分别为26.79%、25.22%、24.97%和38.64%。由图3可知，各处理根系硝酸还原酶活性为T4>T3>T1>CK>T2，总体呈现随火土灰用量升高而升高的趋势。T4处理显著大于CK、T1、T2和T3处理，增幅分别为60.32%、43.26%、81.98%和27.04%;T3处理显著大于CK和T2处理，增幅分别为26.19%和43.24%。

2.4  各指标参数相关性分析

除根系硝酸还原酶活性随火土灰用量升高而呈现升高趋势之外，叶绿素含量、根系构型各项指标均为T3处理为峰值，之后随火土灰用量升高而呈现下降趋势。为研究火土灰用量与烟苗农艺性状和生理指标之间的相关性，以及农艺性状和生理指标之间的相关性，对CK及T1、T2、T3处理的各参数指标进行了相关性分析。由表2可知，育苗基质中火土灰用量在50%以内时，火土灰用量与总根长、根总表面积在0.01水平上显著正相关，与根总体积在0.05水平上显著正相关。总叶绿素含量与总根长、根总表面积、根平均直径和根总体积在0.01水平上显著正相关。总根长与根总表面积、根总体积和硝酸还原酶活性在0.01水平上显著正相关。根总表面积与根平均直径、根總体积和硝酸还原酶活性在0.01水平上显著正相关。根平均直径和根总体积在0.01水平上显著正相关。根总体积和硝酸还原酶活性在0.05水平上显著正相关。

3  讨  论

本研究发现，烟苗叶片叶绿素含量随火土灰配施比例的增加呈现先升高后降低的趋势。相关研究表明，火土灰中富含有机质、碱解氮、有效磷和速效钾，对烟株施用火土灰可以有效促进其对氮、磷、钾等矿质元素的吸收和积累[6，16]。氮作为叶绿素的重要组成物质，在叶绿素合成过程中起重要作用[17-19]，磷肥和钾肥不仅能够促进叶绿素的合成，还能延缓叶绿素的降解[20-22]。因此，50%火土灰与50%育苗基质配施可以通过有效促进烟苗对氮、磷、钾肥的吸收来促进叶绿素合成。超过50%火土灰配施导致叶绿素含量下降，可能是由于过多的火土灰施用打破了烟苗对养分的均衡吸收，反而不利于叶绿素合成。

本研究表明，在50%火土灰配施比例范围内，火土灰的施用可以显著促进烟苗总根长、根总表面积、根系平均直径和根总体积显著增加，这与李秀春等[6]研究结果一致。根系活力的增加也有助于根系的生长发育[23-25]，黄杰等[26]指出，火土灰可以提升根系活力并促进根系发育，与本研究结果一致。硝酸还原酶是植物氮代谢过程中的关键限速酶，能够反映植物对土壤中氮元素的利用情况[27]。增施氮肥会促进植株直根及侧根的生长，提高地上部和地下部的生物量[28]。本研究表明，50%火土灰与50%育苗基质配比下的硝酸还原酶活性较高，因此本处理烟苗对基质中氮素利用率更高进而促进烟苗根系的发育。湖南烟区育苗阶段容易出现较长时间的“低温寡照”天气，这种天气使得烟苗发育缓慢，抗性差，感染病害[5，29]。火土灰对于防寒防冻具有很好的效用[30]，湘南烟区烟农广泛使用火土灰作为假植营养土。因此，在育苗基质中添加适宜比例的火土灰有利于通过促进烟苗生长发育来提高烟苗抗寒能力。本研究结果表明，育苗基质中火土灰用量在50%以内时，火土灰用量与总根长、根表面积及根总体积呈正相关;根系构型之间、生理指标之间及根系构型和生理指标之间均呈正相关关系。由此推断，适宜的火土灰用量可以通过优化烟苗关键生理指标来协调促进烟苗的生长发育。

4  结  论

试验结果表明，随育苗基质中火土灰比例升高，烟苗叶绿素含量、根系构型各指标和根系活力呈现先升高后降低趋势，在50%火土灰+50%常规育苗基质处理条件下达到峰值;根系硝酸还原酶活性随基质中火土灰用量增加呈增加趋势，70%火土灰+30%常规育苗基质处理根系硝酸还原酶活性最高;育苗基质中火土灰用量在50%以内时，火土灰用量与总根长、根总表面积在0.01水平上显著正相关，与根总体积在0.05水平上显著正相关。综上，50%的火土灰和50%的常规育苗基质配比最有助于促进烟苗生长发育。

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