不同起垄覆膜方式对土壤水分及烤烟前期生长发育的影响

不同起垄覆膜方式对土壤水分及烤烟前期生长发育的影响

由于缺乏作物作物，这是限制我国作物生产发展的重要限制因素之一。地膜覆盖已成为我国部分烟区烤烟适时移栽、保证移栽质量及烟株前期生长发育的重要技术手段之一,如河南豫西烟区、贵州黔西南烟区、云南烟区。然而,不同的烟区大多采用起凸垄覆膜后栽烟或先栽烟后覆膜的方式,致使地膜覆盖的效果没有很好发挥出来,特别是在干旱严重的地区。本试验研究了不同的起垄覆膜方式对土壤水分含量及烟株前期生长发育的影响,旨在为提高地膜覆盖的效率奠定基础。1材料和方法1.1不同处理土壤水分试验于2005年进行。试验地选择在贵州省黔西南烟区兴义基地,土壤为黄壤土,肥力中等,规范化栽培管理;供试烤烟品种为云87,于5月10日移栽。试验设以下4种处理:A.起凸垄,不覆膜(CK);B.起凸垄,覆膜;C.起凹垄,覆膜;D.冬前起凹垄,覆膜。每处理栽烟2行,每行30株,重复3次。各处理分别于移栽时、移栽后10,20,30天,取0～20,20～50cm土层测定土壤水分含量。同时,分别于移栽后20,30天根据需要测定烟株外观植物学性状及有关生理指标。1.2鲜烟植株活性测定土壤含水量采用干湿称重法;气孔导度、光合速率、蒸腾速率采用LI-6200便携式光合作用系统测定;硝酸还原酶(NR)活性采用磺胺—萘胺比色法;酸性转化酶(INV)活性测定采用水杨酸法;根系活力测定采用甲烯蓝吸附法;超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氯化硝基氮蓝四唑(NBT)法,以每分钟每克鲜烟叶中的酶蛋白抑制50%氮蓝四唑光氧化还原为1个酶活力单位(units);抗坏血酸含量测定采用剩余滴定法;脯胺酸含量测定采用茚三酮比色法;电解质渗出率测定采用电导法。2结果与分析2.1土壤含水量表1为不同起垄覆膜处理土壤水分含量(土壤水分含量指土壤水分重量占土壤干重的百分比),由表1可看出,不同处理与对照相比,均能不同程度提高土壤含水量。不同处理相比较,土壤含水量均表现为冬前起凹垄,覆膜>起凹垄,覆膜>起凸垄,覆膜>起凸垄,不覆膜,不同处理在不同时间和土层中表现出相似的规律性。这说明,采用地膜覆盖能提高土壤含水量,以满足烟株前期生长对水分的需求,特别是采用冬前起凹垄,覆膜的处理,保水效果尤为明显。这是因为采用冬前凹垄覆膜的处理能把雨季的降水及时积蓄,同时凹垄的毛细现象水位较低,减少了土壤水分蒸发,从而有利于土壤保持较高的含水量。2.2各土壤ph的变化表2为6月10日所取不同处理土壤中养分含量比较。由表可知,有机质、全氮、全磷、全钾含量逐渐降低,速效氮、速效磷、速效钾含量逐渐增加,土壤pH变化不明显。说明覆膜处理由于提高了土壤温度及含水量,促进了土壤矿质营养的矿化,从而使土壤中总养分分解,速效养分增加,以满足烟株前期生长对养分的需求,有效缓解了后期土壤养分的供应,这对提高烟叶质量及可用性是非常重要的。2.3叶片、叶数、最大叶长和叶长的变化表3为5月30日对各处理烟株植物学性状的测定结果。由表3可知,各处理烟株根干重、叶片数、最大叶长和叶宽逐渐增加,而茎高的变化不明显,这和刘劲松等对烟苗的研究结果一致。说明覆膜处理能提高地温,增加土壤含水量,增强保水效果,促进烟株前期生长,使烟苗移栽后很快早生快发。2.4不同处理植株叶片光合速率、蒸腾速率和根系活力的变化植物叶片的气孔是植物体内CO2进入和水分散失的通道,其开闭状况影响到叶片CO2的进入及水分的蒸发,因而对植物叶片的光合速率和蒸腾速率有很大影响。气孔的分布、大小及开闭受环境条件制约,其中水分对气孔的影响最大,土壤水分胁迫或过多,气孔导度下降,气孔阻力与叶肉阻力增大,致使光合速率及蒸腾速率降低。试验结果(表4)表明,不同处理气孔导度、光合速率、蒸腾速率大小表现为:冬前起凹垄,覆膜>起凹垄,覆膜>起凸垄,覆膜>起凸垄,不覆膜。结合土壤含水量可知,当土壤含水量小时,气孔导度降低,气孔开张程度较小,CO2进入叶片受到限制,电子传递和光合磷酸化受阻,暗反应酶活性下降,光合速率降低,同时,水分蒸发较少,蒸腾速率较低;随土壤含水量增加,气孔导度增大,光合速率和蒸腾速率增强,这和刘贞琦等等研究结果一致。因此,烟株叶片生长受土壤水分的制约,进而影响到叶表面的气孔开度及光合速率和蒸腾速率的大小。NR酶是植物氮代谢的诱导酶和限速酶,在烟株氮代谢过程中起着极为重要的作用,其活性大小对烟株体内的蛋白质、氨基酸、尼古丁等含氮化合物的形成有重大影响。研究表明,烤烟叶片在大田生长中,其NR活性与植株叶片光合强度,叶片氨基氮含量呈极显著正相关,硝酸还原酶活性的高低,很大程度上间接地反映了叶片碳代谢的强弱。而INV活性的高低则反映了碳的固定及转化代谢的强弱,是植株生长快慢的重要指标。根系活力的大小反映了烟株根系吸收水分和矿质营养的强弱。从表4可看出,不同处理NR活性、INV活性、根系活力大小表现为:冬前起凹垄,覆膜>起凹垄,覆膜>起凸垄,覆膜>起凸垄,不覆膜。说明随土壤含水量增加,烟株碳氮代谢增强,根系活力较强,生长较快,干物质积累多,有利于烟苗移栽后的早生快发。2.5抗氧化活性及自由基含量由于2005年烟苗移栽后至5月30日一直没有降雨,中午时,已有部分烟苗出现萎焉,为了解此时不同处理烟株抗逆性的强弱,我们对烟株的几个抗逆性指标进行了测定。SOD是细胞内清除和阻止自由基的重要酶,抗坏血酸(即维生素C)是一种水溶性维生素,二者均能消除活性氧等自由基,因而具有延缓植株衰老、增强植株抗逆性的功能。从表5可看出,不同处理SOD活性大小及抗坏血酸含量表现为:冬前起凹垄,覆膜>起凹垄,覆膜>起凸垄,覆膜>起凸垄,不覆膜。说明随土壤含水量增加,烟株SOD活性增强,抗坏血酸含量增加,烟株抗逆性增强。细胞内脯氨酸含量高低和电解质渗出率的大小则反映了植物组织受逆境胁迫的程度。当植物处于逆境时组织内游离脯氨酸水平明显提高,Todd认为脯氨酸在细胞内的累积可能是一种细胞完整性被破坏的结果,这就意味着在细胞壁降解酶溶液和转化所用高渗介质的情况下,所得游离原生质体结构的完整性也可能发生了不同程度的破损。电解质渗出率的变化也反映了细胞膜透性的变化。表5表明,不同处理烟株脯氨酸含量和电解质渗出率表现为:冬前起凹垄,覆膜<起凹垄,覆膜<起凸垄,覆膜<起凸垄,不覆膜。说明随土壤含水量增加,烟株受逆境胁迫较轻,叶原生质体受损程度较低。3逆性及抗菌材料试验表明,覆膜处理有利于提高土壤含水量,从而有利于烟株生长对水分的需求,覆膜土壤含水量高于不覆膜土壤,覆膜烟株生长及抗逆性明显高于不不覆膜烟株。不同起垄覆膜方式相比较,土壤含水量及烟株前期生长指标及抗逆性表现为:冬前起凹垄,覆膜>起凹垄,覆膜>起凸垄,覆膜>起凸垄,不覆膜,说明提早起垄、垄面为凹形并进行覆膜处理是干旱地区提高烤烟移栽质量,促使烟株早生快发的有效措施之一。覆膜处理由于提高了土壤温度,增加了土壤含水量,因此能使烟苗移栽后很快返苗,提高了烟苗移栽质量,这对移栽期温度较低和干旱地区烟苗前期的生