天然湖泊沉积物提取物增施对烟草光合特性及产量的影响

潘首慧，昝建朋，张丽，尹旺，左锐，姚明勇，林平，郭传寿

(1.贵州省烟草公司安顺市公司，贵州 安顺 561000；
2.贵州省生物技术研究所，贵州 贵阳 550006；
3.贵州省现代农业发展研究所，贵州 贵阳 550006；
4.贵州中烟工业有限责任公司，贵州 贵阳 550006)

烟草产业是我国重要的乡村振兴产业，在我国产业扶贫道路上有着至关重要的价值。近年来，贵州省烟草种植规模虽稳居全国第二，仅次于云南，但由于贵州地区日照时数少、种烟土地轮换率低以及烟叶生产效率低等多因素影响，贵州省烟叶生产面积自2014年来呈现急速下降的趋势[1]，作为贵州省农业产业的重要支柱，烟叶生产的高质量、高效益稳定发展对巩固贵州扶贫成果及落实乡村振兴战略具有重要意义[2]。天然湖泊沉积物广泛存在于自然界中，且富含植物所需的各类营养素[3-6]，可供植物吸收。天然湖泊沉积物及提取物在农作物上的应用较少，且鲜少有研究报道。对天然湖泊沉积物通过200～800 u的纳滤膜过滤提取后用于烟草移栽时灌根，探索其不同施用量对烟草农艺性状、光合特性及产量的影响，拟解决贵州烟叶生产低光效等问题，从而拓宽优质高效烟叶生产新思路。

1.1 供试材料

烟草品种为云烟87(贵州省烟草公司安顺市公司提供烟苗)。

天然湖泊沉积物提取物(主要含量羟类、羧基等小分子有机物)由红枫湖周边水域沉积物通过200～800 u的纳滤膜过滤后采集。

1.2 试验设计

1.2.1 试验地点

贵州省安顺市十字乡十字村。

1.2.2 试验方案

试验采取随机区组布局，3组重复，6个处理，小区长18 m，宽3.3 m，面积68.4 m2，株距60 cm，行距1.1 m，密度15 000株·hm-2。处理分别为：(1)空白对照，不施用天然湖泊沉积物提取物；
(2)每667 m2施用天然湖泊沉积物提取物50 mL；
(3)每667 m2施用天然湖泊沉积物提取物75 mL；
(4)每667 m2施用天然湖泊沉积物提取物100 mL；
(5)每667 m2施用天然湖泊沉积物提取物125 mL；
(6)每667 m2施用天然湖泊沉积物提取物150 mL。各处理天然湖泊沉积物提取物均于烟苗移栽期加入肥料定根水中施用，其余烟草田间措施(含追肥、除草、打顶等)统一管理。

1.3 测定项目及方法

光合指标：利用美国拉哥公司Li6400便携式光合测定仪，在烟草团棵期、旺长期和打顶后7 d，于晴天上午8:00—11:00，选择红蓝光源，光合作用有效辐射(Par)1 000 μmol·m-2·s-1，样本室内气流速率(Flow)500 mL·min-1，进行各项光合指标测定。主要测定指标：净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)。

株高：利用卷尺测量烟株从底部到顶芽的距离(打顶后为底部到打顶位置的距离)，单位：cm。

茎围：利用细线将烟株底部茎围住，并做好标记，后用直尺测量标记间的距离，单位：cm。

最大叶长：选取烟株腰部最大叶片，利用卷尺测量叶片从叶柄到叶尖的距离，单位：cm。

最大叶宽：选取烟株腰部最大叶片，利用直尺测量叶片最大宽度的距离，单位：cm。

以上指标均于第一次(团棵期)测量时随机选取小区内5株健康烟株，利用吊牌标注烟株，后两次测量均对标注烟株进行测量。

鲜叶产量：分炕次采集各小区烟叶，于烘烤前利用天平称量各炕次鲜叶质量，后统计各炕次鲜叶总质量，记为小区鲜叶产量(90株产量)，单位：kg(本试验共分5炕烘烤，即小区干叶产量为5炕次总重)，再根据密度15 000株·hm-2，折合鲜叶产量，单位kg·hm-2。

干叶产量：分炕次采集各小区烟叶，于下炕后(充分烘烤回潮后)利用天平称量各炕次干叶质量，后统计各炕次干叶总重，记为小区干叶产量(90株产量)，单位：kg(本试验共分5炕烘烤，即小区干叶产量为5炕次总质量)，再根据密度15 000株·hm-2，折合干叶产量，单位kg·hm-2。

产值：由当地烟站专业烟叶分级师对下炕后(充分烘烤回潮后)烟叶进行收购分级，并分别称量各等级烟叶质量，再根据各分级标准对应收购价，计算各小区烟叶收购产值，再根据密度15 000株·hm-2，折合产值，单位：元·hm-2。

均价：产值与干叶产量的比值。

上等烟率：根据烟草公司收购标准，计算上等烟(含C2F、C3F、B2F等)等级质量占烟叶总质量的比值，单位：%。

中等烟率：根据烟草公司收购标准，计算中等烟(含C4F、X2F、B3F等)等级质量占烟叶总质量的比值，单位：%。

不收购烟比例：根据烟草公司收购标准，计算除中上等烟外烟叶质量占烟叶总质量的比值，单位：%。

1.4 数据处理

采用Excel 2010、DPS v7.05和SPSS 20进行数据统计分析。

2.1 烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d光合指标

表1显示：增施天然湖泊沉积物提取物后，烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d净光合速率均极显著高于空白对照，其中以每667 m2用量150 mL天然湖泊沉积物提取物后，烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d净光合速率最高，分别为(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天然湖泊沉积物提取物后，烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d气孔导度均显著高于空白对照，且4个处理间差异不显著(仅团棵期每667 m2用量75 mL显著低于用量100～150 mL)，每667 m2用量50 mL仅在打顶后7 d的气孔导度显著高于空白对照，而团棵期和旺长期的气孔导度与对照差异不明显，其中以每667 m2用量150 mL天然湖泊沉积物提取物后，烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d气孔导度最高，分别为(0.22±0.02)、(0.40±0.06)和(0.38±0.02)mol·m-2·s-1；
各处理与空白对照烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d的胞间CO2浓度间均无显著差异；
每667 m2用量75～150 mL后烟草团棵期的蒸腾速率显著高于空白对照，而烟草旺长期时，仅每667 m2用量150 mL后烟草蒸腾速率显著高于对照，其他处理与对照间无显著差异，烟草打顶后7 d时，仅每667 m2用量100 mL后烟草蒸腾速率显著低于对照，其他处理与对照间无显著差异。结果表明：增施天然湖泊沉积物提取物能有效提高烟草净光合速率和气孔导度，但对烟草胞间CO2浓度和蒸腾速率影响较小。

表1 天然湖泊沉积物提取物不同施用量对烟草不同时期光合特性的影响

2.2 烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d农艺性状

增施天然湖泊沉积物提取物后，烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d的株高、茎围、最大叶长和最大叶宽(图1)均显著高于空白对照，且整体表现为随天然湖泊沉积物施用量的增加，烟草3个时期的株高、茎围、最大叶长和最大叶宽呈上升趋势，但每667 m2用量125 和150 mL在3个时期的株高、茎围、最大叶长和最大叶宽间无显著差异(仅团棵期株高上，每667 m2用量150 mL显著高于用量125 mL)。

同一时期柱上无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

结果表明：增施天然湖泊沉积物提取物能有效促进烟草生长，且随着施用量增加效果更为明显，但在每667 m2用量超过125 mL后，施用量增加对烟草生长促进效果逐步放缓。

2.3 烟叶经济性状

表2显示：增施天然湖泊沉积物提取物后，烟草鲜叶、干叶产量和产值均极显著增加，其中鲜叶产量和干叶产量随提取物用量增加而增加，但每667 m2用量达到100 mL天然湖泊沉积物提取物后，继续增加提取物用量在鲜叶产量和干叶产量增加效果不明显，而产值在每667 m2用量50～150 mL间均无显著差异，每667 m2用量50～125 mL天然湖泊沉积物提取物后的均价和上等烟比例均显著高于空白对照和每667 m2用量150 mL，其中以每667 m2用量50 mL均价最高，为(24.09±0.31)元·kg-1，每667 m2用量100 mL上等烟比例最高，为(48.8±0.79)%，而中等烟比例中，以空白对照为最高，达(35.07±1.43)%，每667 m2用量75和100 mL显著低于对照，其他处理与对照间无显著差异，不收购烟比例中，同样以空白对照为最高，为(22.27±0.7)%，每667 m2用量50～100 mL显著低于对照，其中每667 m2用量50 mL最低，为(17.73±1.18)%。结果表明：增施天然湖泊沉积物提取物能有效提高烟叶产量和产值。

表2 天然湖泊沉积物提取物不同施用量对烟草经济性状的影响

天然湖泊沉积物中富含丰厚的植物所需营养元素[7]，且存在由于人为因素造成水体营养过度积累风险[8]，天然湖泊沉积物的再利用有助于降低水体中营养元素的积累，从而降低湖泊水体污染风险[9]，本研究通过对贵州红枫湖沉积物通过200～800 u过滤，获得天然湖泊沉积物小分子碳提取物(主要含量羟类、羧基等小分子有机物)，并配合烟草生产移栽浇定根水措施施用，结果显示：增施天然湖泊沉积物提取物对烟草生长发育具有明显促进作用，能有效提高烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d净光合速率和气孔导度，且显著提升烟草团棵期、旺长期及打顶后7 d的株高、茎围、最大叶长和最大叶宽，且施用量越大，效果越明显，暗示天然湖泊沉积物提取物有助于烟草根系吸收和提高肥料利用率，可待进一步研究验证。

烟草生产需优质适产以达到效益最大化[10-11]，本研究结果显示：烟草鲜叶及干叶产量均随天然湖泊沉积物提取物施用量增加而提高，但产值在每667 m2用量50～150 mL间无显著差异，这主要随用量增加，烟叶上等烟比例降低且不收购烟比例上升引起，表明增施天然湖泊沉积物提取物虽会明显提高烟叶产值，但施用过量同样会影响烟叶上等烟比例，从而降低产值，不利于推广。总体来讲，天然湖泊沉积物提取物对烟草生长具有明显促进作用，表现为提高烟叶光合能力和农艺性状，综合产值及上等烟比例结果表明：以每667 m2用量75～100 mL天然湖泊沉积物提取物效果最佳，有助于烟叶生产应用。