馮圭如,桑應華,徐俊駒,徐天養(yǎng),楊凌宇,蒙 剛,向小彬,呂 芬*,沈燕金*
(1.云南省煙草公司 文山州公司,云南 文山 663000;2.云南農(nóng)業(yè)大學 煙草學院,云南 昆明 650201)
近些年來,我國煙草總產(chǎn)量和消費總量占全世界煙草總產(chǎn)量和消費總量的比例分別達到了30%和1/3。煙草這種高經(jīng)濟作物所帶來的巨大經(jīng)濟效益極大地促進了我國的經(jīng)濟發(fā)展。云南是中國最大的優(yōu)質(zhì)烤煙產(chǎn)區(qū),其煙葉總產(chǎn)量占全國的45%,云南煙葉亦是中式卷煙品牌不可替代的主導原料[1]。煙草產(chǎn)量由單位面積株數(shù)、單株葉數(shù)和單葉重這3個指標構(gòu)成。煙草產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)系難以協(xié)調(diào),只有在一定自然條件和產(chǎn)量范圍內(nèi),兩者才能協(xié)調(diào)互利。煙葉質(zhì)量是一個綜合性的指標,它包含顏色、香味、味道、安全性等。煙葉質(zhì)量可細分為外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量[2]。外觀質(zhì)量可以通過人為感觸而直接識別,而內(nèi)在質(zhì)量則需要人們通過評吸煙支煙絲燃燒所產(chǎn)生的煙氣進行鑒定。煙葉的安全性得到人們的廣泛關(guān)注,煙草的安全性包括2個方面:一是煙葉本身焦油和煙堿的含量,二是其農(nóng)藥殘留和霉菌污染[3]。
根結(jié)線蟲是一種病原線蟲。煙草根結(jié)線蟲病是由根結(jié)線蟲侵入煙株根部而引起的一種病害。煙草根結(jié)線蟲病的病原主要是南方根結(jié)線蟲[4]。根結(jié)線蟲在侵入寄主植株后對其進行取食和穿刺,致使寄主植株的根部難以吸收土壤水分和養(yǎng)分,從而導致寄主植株發(fā)育不良[5]。利用某些植物(例如萬壽菊)的粗提物防治煙草根結(jié)線蟲病不失為一種環(huán)保、有效的方法。萬壽菊是菊科萬壽菊屬的一種觀賞性花卉植物,其花、葉和根均可入藥[6]。相關(guān)研究結(jié)果[7]表明,萬壽菊的粗提物對枯萎菌等植物病原菌具有抑制作用。王鴻雷等[8-10]的研究發(fā)現(xiàn),從萬壽菊等菊科植物提取物中可以篩選出高活性物質(zhì),其中萬壽菊提取物對山楂葉螨、棗尺蠖等具有毒殺活性。但是迄今有關(guān)萬壽菊花粗提物對烤煙田間根結(jié)線蟲病的防治效果以及對烤煙生長發(fā)育的影響鮮有報道。鑒于此,筆者研究了不同濃度的萬壽菊花粗提物對文山煙區(qū)烤煙生長發(fā)育、煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量,土壤理化性質(zhì)的影響,以期為萬壽菊花的合理利用以及烤煙根結(jié)線蟲病的防治提供科學依據(jù)。
1.1.1 供試材料 烤煙品種為云煙116,萬壽菊花粗提物溶液。
1.1.2 試驗時間、地點 于2021年4—9月在云南省文山州廣南縣珠琳鎮(zhèn)(104°40′9″E,23°59′ 47″N)進行田間試驗。試驗田塊地勢較平坦,灌排方便,前茬作物為烤煙。試驗田土壤類型為紅壤,其基本理化性質(zhì):pH值為6.91(水土比=2.5∶1);有機質(zhì)含量為17.27 g/kg;全氮(N)含量為0.76 g/kg;全磷(P)含量為1.03 g/kg;全鉀(K)含量為6.62 g/kg;水解性氮(N)含量為58.47 mg/kg;有效磷(P)含量為51.93 mg/kg;速效鉀(K)含量為519.34 mg/kg。
在云煙116移栽后第15天進行試驗處理,在傳統(tǒng)常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上設置5個不同濃度的萬壽菊花粗提物施用處理(表1),每個處理重復3次,共15個小區(qū),小區(qū)隨機排列,每個處理45株煙。各處理萬壽菊花粗提物溶液的施用量均為1 L/株。各個處理的常規(guī)施肥條件相同:在試驗地塊翻耕時施用75 kg/hm2煙草專用復合肥作底肥;在移栽時,選用硝酸鉀和普鈣作種肥,施用量分別為120和210 kg/hm2;在揭膜中耕培土時,施用165 kg/hm2硫酸鉀作追肥。田間其他管理及烤煙調(diào)制措施嚴格按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)要求。
1.3.1 田間主要生育期 記載各處理云煙116的團棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期等生育期。
1.3.2 田間農(nóng)藝性狀的測定 以《煙草農(nóng)藝性狀行業(yè)標準》(YC/T 142—2010)為依據(jù),在各處理小區(qū)云煙116的3個生育期(團棵期、旺長期、打頂后成熟期),使用專業(yè)工具測量煙葉的農(nóng)藝性狀(株高、莖葉角度、有效葉數(shù)、莖圍、節(jié)距、最大葉長和最大葉寬等),并計算葉面積系數(shù)。
1.3.3 煙草根結(jié)線蟲病害發(fā)生的調(diào)查 按照煙草行業(yè)技術(shù)標準,在烤煙采收后調(diào)查各處理小區(qū)煙株的根結(jié)線蟲病發(fā)病率及病情指數(shù);煙草根結(jié)線蟲病害分級調(diào)查方法參照《煙草病蟲害分級及調(diào)查方法》(GB/T 23222—2008)。
1.3.4 初烤煙葉化學成分含量的測定 各處理煙葉經(jīng)過初烤后,選取上、中、下3個等級的煙葉各1.5 kg,測定各處理煙葉的總糖、總氮等化學成分的含量。
1.3.5 煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值的測定 以小區(qū)為單位,對初烤后的煙葉進行分級,計算出各處理煙葉的產(chǎn)量、均價、中上等煙比例、產(chǎn)值,其中煙葉產(chǎn)值嚴格按照當?shù)責煵菔召弮r格進行計算。
1.3.6 植煙土壤的采集及其化學性質(zhì)的檢測 分別在烤煙移栽后30、60、90 d,采集各處理煙株周圍的土樣,檢測其pH值以及有機質(zhì)、氮、磷、鉀等化學成分的含量。土壤速效磷含量采用鉬銻抗比色法測定;堿解氮含量采用擴散法測定;速效鉀含量采用火焰光度計測定;有機質(zhì)含量采用濃硫酸—重鉻酸鉀外加熱—硫酸亞鐵滴定法測定;土壤pH值采用電位法測定;土壤容重采用稱重烘干法測定。
采用Excel、SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。
由表2可知:處理1和處理2烤煙進入團棵期的日期比其他處理早1 d;處理2~處理4進入現(xiàn)蕾期的日期比其他2個處理晚1 d;處理3、處理4進入腳葉成熟期的日期比其他3個處理晚1 d;不同處理烤煙的大田生育期(移栽期—成熟期的歷期)表現(xiàn)為處理4=CK>處理3>處理1>處理2。說明施用適宜濃度的萬壽菊花粗提物有利于田間煙株的生長,縮短大田生育期。
表2 不同處理烤煙在田間的生育期
由表3可知:在各處理間煙株的莖葉角度、有效葉數(shù)、最大葉長及葉面積系數(shù)差異顯著,而株高、莖圍、節(jié)距及最大葉寬無顯著差異。處理3和處理4煙株的莖葉角度均顯著小于處理1和處理2的;處理2和處理3煙株的有效葉數(shù)均顯著少于CK的;處理3煙株的最大葉長顯著短于處理1的;處理1煙株的葉面積系數(shù)顯著高于其他處理的。說明施用適宜濃度的萬壽菊花粗提物可以在一定程度上促進煙株團棵期的生長。
表3 不同處理對煙株團棵期農(nóng)藝性狀的影響
從表4可以看出:在不同處理間煙株的莖葉角度、有效葉數(shù)、最大葉長、葉面積系數(shù)差異顯著,而株高、莖圍、節(jié)距及最大葉寬無顯著差異。處理4煙株的莖葉角度顯著小于處理1~處理3的,以處理2的最大;處理4煙株的有效葉數(shù)顯著少于其他處理的,以處理2的最多;處理1煙株的最大葉長顯著長于其他處理的;處理1和處理2煙株的葉面積系數(shù)均顯著高于其他處理的。說明施用適宜濃度的萬壽菊花粗提物在一定程度上有利于煙株旺長期的生長。
表4 不同處理對煙株旺長期農(nóng)藝性狀的影響
由表5可見:在不同處理間煙株的莖葉角度、株高、有效葉數(shù)及葉面積系數(shù)差異顯著,而莖圍、節(jié)距、最大葉長、最大葉寬無顯著差異。CK和處理4煙株的莖葉角度均顯著小于其他處理的;處理3和處理4煙株的株高均顯著低于處理1的;處理4煙株的有效葉數(shù)顯著少于處理1的;處理1和處理2煙株的葉面積系數(shù)均顯著高于其他處理的。說明施用適宜濃度的萬壽菊花粗提物可以在一定程度上促進煙株成熟期的生長。
表5 不同處理對煙株打頂后農(nóng)藝性狀的影響
由表6可知:不同處理間煙株根結(jié)線蟲病的發(fā)病率和病情指數(shù)差異顯著。具體來說,處理2煙株的發(fā)病率顯著低于其他處理的,處理1的次之;處理2煙株的病情指數(shù)最低,處理1次之,且這2個處理的病情指數(shù)顯著低于其他處理的。說明施用適宜濃度的萬壽菊花粗提物可以在一定程度上減輕煙草田間根結(jié)線蟲病的發(fā)生程度。
表6 不同處理煙株田間根結(jié)線蟲病的發(fā)生情況
在一般情況下優(yōu)質(zhì)煙葉的總糖含量范圍在15%~35%之間,總還原糖含量范圍在15%~28%之間,且兩糖含量在此范圍內(nèi)越高,煙葉的品質(zhì)越好[11];優(yōu)質(zhì)煙葉的總氮含量范圍為1.5%~3.5%[12];優(yōu)質(zhì)煙葉的煙堿含量為1.5%~3.5%[13];優(yōu)質(zhì)煙葉的蛋白質(zhì)含量為7%~9%,淀粉含量小于3.5%,鉀含量大于等于2%,氯含量小于1%。
對于X2F等級的初烤煙葉來說,各處理煙葉的總糖含量都在標準范圍內(nèi),并且以CK的總糖含量最高,處理3次之;各處理的總還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯及淀粉含量均在標準范圍內(nèi);CK和處理4的蛋白質(zhì)含量都在標準范圍內(nèi),其余處理都略微低于標準范圍(表7)。
從表7還可以看出:各處理C3F初烤煙葉的總糖、總還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯含量均在標準范圍內(nèi);除CK外,其他處理煙葉的淀粉含量均在標準范圍內(nèi);除CK和處理2外,其他處理煙葉的蛋白質(zhì)含量均在標準范圍內(nèi)。就B2F初烤煙葉而言,除處理3外,其他處理煙葉的總糖含量均在標準范圍內(nèi);除處理2外,其他處理煙葉的總還原糖含量均不在標準范圍內(nèi);各處理煙葉的總氮和氯含量均在標準范圍內(nèi);除CK和處理4外,其他處理煙葉的煙堿含量均在標準范圍內(nèi);處理2和處理4煙葉的鉀含量均在標準范圍內(nèi),其余處理的均低于標準范圍;除處理2外,其他處理煙葉的淀粉含量均在標準范圍內(nèi);除處理2和處理3外,其他處理煙葉的蛋白質(zhì)含量均在標準范圍內(nèi)。綜上所述,處理2初烤煙葉的各化學成分含量最為適宜,內(nèi)在質(zhì)量最好。
表7 不同處理對初烤煙葉化學成分的影響 %
由表8可見:在不同處理間煙葉的產(chǎn)量、中上等煙比例、產(chǎn)值及均價均差異顯著。處理1和處理2煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和均價均顯著高于其他處理的;處理1煙葉的中上等煙比例顯著高于其他處理的;總的來看,處理1與處理2煙葉的經(jīng)濟性狀不相上下。因此,施用適宜濃度的萬壽菊花粗提物可以顯著提高烤后煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值。
表8 不同處理對煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響
從表9可以看出:在移栽后30 d(煙株團棵期),處理3和處理4的土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、有效磷、速效鉀含量總體上比CK略有下降;處理1、處理2的土壤pH值、全鉀、有機質(zhì)含量總體上比CK 降低;處理1、處理2的土壤全磷、有效磷、速效鉀含量總體上比CK有明顯的增加。在移栽后60 d(旺長期),處理1~處理4的土壤pH值、水解性氮含量大體上比CK有明顯的下降;處理3的土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效磷和速效鉀含量均最高,且均較CK明顯增加;處理1的土壤有機質(zhì)和全鉀含量,以及處理4的全鉀含量比CK明顯下降;處理2、處理4的土壤有效磷含量比CK有較大幅度的降低。在移栽后90 d(成熟期),與CK相比,其余4個處理的土壤pH值、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀含量整體上有所下降,只有處理2的全磷、有效磷、速效鉀含量有明顯的提高;全氮含量變化較??;有機質(zhì)、水解性氮含量整體上有所提高,其中處理1和處理4的有機質(zhì)含量有所降低。綜合上述分析可知,處理1、處理3和處理4的土壤化學性質(zhì)較CK相比有了輕微的提升,而處理2則存在較大幅度的提升。
表9 不同處理對植煙土壤理化性質(zhì)的影響
本試驗結(jié)果表明:處理2的煙株在田間生長發(fā)育過程中各農(nóng)藝性狀指標整體上明顯優(yōu)于其他處理的;處理2的土壤化學性質(zhì)指標比CK均有較大幅度的提升,且總體高于其他處理的。說明施用萬壽菊花粗提物的適宜濃度為25.0 g/L。
張鐵耀等[14]研究表明,將黃瓜和萬壽菊進行間作,當萬壽菊的種植密度為黃瓜的2倍時,比對照增產(chǎn)35.7%,線蟲數(shù)量降低66.7%,且黃瓜的整體質(zhì)量(包括色澤、單瓜重量、口感等)有明顯的改善。在本研究中,處理2可以有效地提高烤煙的產(chǎn)量,改善煙葉質(zhì)量,從而增加經(jīng)濟效益,這與上述研究結(jié)果大致符合。本試驗還發(fā)現(xiàn),CK、處理3和處理4的煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值遠低于正常水平,處理2和處理1的煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值略低于正常水平,這可能是由試驗期間根結(jié)線蟲病、煙草黑脛病、根黑腐病及氣候性斑點病發(fā)生較重導致的。
Zechmeister 等[15]首次從萬壽菊花中分離出了三聚噻吩及其衍生物,并發(fā)現(xiàn)在紫外光的照射下,噻吩類化合物對線蟲具有生物活性。王新國等[16-17]的研究結(jié)果表明,萬壽菊提取物對某些植食性昆蟲表現(xiàn)出毒殺作用,且對這些昆蟲的生長和繁殖有明顯的抑制作用。Steiner[18]在1941 年首次發(fā)現(xiàn)萬壽菊對根結(jié)線蟲具有驅(qū)避作用。Hooks等[19]的研究結(jié)果表明萬壽菊可以促進抗根結(jié)線蟲微生物和有益菌的繁殖,進而促進植物生長,達到抑制根結(jié)線蟲繁殖的目的。本試驗研究發(fā)現(xiàn),施用濃度為25.0 g/L的1 L萬壽菊花粗提物(處理2)可以有效地降低煙草根結(jié)線蟲病的發(fā)病率和病情指數(shù),這印證了前人的研究結(jié)果。
在文山廣南煙區(qū),在傳統(tǒng)常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配合施用濃度為25.0 g/L的1 L萬壽菊花粗提物可以促進煙株的生長發(fā)育,提高烤煙的產(chǎn)量,改善烤煙的質(zhì)量,改善植煙土壤的化學性質(zhì),減輕煙草根結(jié)線蟲病的發(fā)生程度。