云煙87 和K326 對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)

丁雪丹，熊江波，周紫燕，葉 清，肖金香*

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，江西 南昌330045;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與藝術(shù)學(xué)院，江西 南昌330045)

煙草(Nicotiana tabacum L.)是我國重要經(jīng)濟(jì)作物之一，烤煙種植面積占煙草總種植面積比重很大［1］。在煙草生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到干旱，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，嚴(yán)重影響烤煙品質(zhì)。許多研究［2－5］表明，土壤干旱會(huì)引起烤煙葉片煙堿、總氮含量增加，總糖、還原糖含量下降;董順德等［6］認(rèn)為不同時(shí)期、不同程度的干旱對(duì)煙葉品質(zhì)都有顯著影響，干旱程度越嚴(yán)重，對(duì)煙葉品質(zhì)的影響就越顯著，但不同干旱時(shí)期不同干旱程度，煙葉中化學(xué)成分含量有明顯差異;汪耀富等［7］認(rèn)為，干旱程度越嚴(yán)重對(duì)煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)影響就越明顯，其中旺長期干旱對(duì)煙葉產(chǎn)量影響較大，成熟期干旱對(duì)煙葉品質(zhì)影響較明顯。

盡管前人對(duì)干旱狀態(tài)下，烤煙生理性狀變化進(jìn)行了研究，但都是針對(duì)某一個(gè)生育期，而烤煙不同生育過程對(duì)干旱敏感程度不一，不同品種耐旱程度也不一樣。本研究在盆栽條件下，設(shè)置兩個(gè)不同品種，同一生育期不同干旱時(shí)間，探討引起產(chǎn)量和化學(xué)成分變異的最敏感生育期和不同品種耐旱性的差異。為烤煙生產(chǎn)尋找有效抗旱途徑，為大田烤煙水分管理提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為云煙87 和K326，由江西省煙葉科學(xué)研究所提供。在烤煙8 葉1 心期進(jìn)行土培盆栽，盆高40 ～42 cm，內(nèi)徑35 cm，每盆裝土20 kg。基本理化性質(zhì)為:土壤為砂壤土，最大田間持水量為41%，pH 值5.52，速效磷11.74 mg/kg，速效鉀148.6 mg/kg，全氮0.13%，有機(jī)質(zhì)2.63%。氮肥60%、磷肥100%，鉀肥70%做基肥，剩余部分做追肥，栽后1 個(gè)月分3 次兌水施完。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)干旱處理在防雨棚中控水實(shí)現(xiàn)，分別在兩個(gè)烤煙品種的3 個(gè)生育階段(團(tuán)棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期)進(jìn)行干旱處理，設(shè)5 個(gè)干旱時(shí)間水平，分別為干旱7，10，13，16 d 長期干旱(DL)，另設(shè)一組棚外正常管理作為對(duì)照(CK)。每個(gè)處理8 株(盆)，6 個(gè)處理48 株(盆)，3 個(gè)生育期144 株(盆)，兩個(gè)品種共288 株(盆)。煙葉生長進(jìn)入到試驗(yàn)設(shè)定的生育期開始搬進(jìn)大棚干旱處理，干旱處理結(jié)束后搬出防雨棚復(fù)水正常管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

各處理待煙葉成熟后進(jìn)行采收烘烤，在105 ℃殺青，60 ℃下烘至恒質(zhì)量，計(jì)算各處理單株煙葉產(chǎn)量;選中部葉用于化學(xué)成分分析。

煙葉主要化學(xué)成分測(cè)定方法:煙堿采用蒸餾法［8］;還原糖含量測(cè)定采用蒽酮法［9］;總氮含量測(cè)定采用凱氏定氮法;磷含量測(cè)定采用釩鉬黃法;鉀含量測(cè)定采用干灰化－火焰分光光度法［10］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)軟件及Excel 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

表1 干旱脅迫下云煙87 和K326 單株產(chǎn)量下降率Tab.1 The rate of descent of yield per plant of Yuyan8 and K326 under drought stress %

2 結(jié)果與分析

2.1 云煙87 和K326 單株產(chǎn)量對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)

單株產(chǎn)量是決定烤煙總產(chǎn)量的關(guān)鍵。結(jié)合表1、表2 分析，兩個(gè)品種在3 個(gè)生育階段受不同干旱影響單株產(chǎn)量明顯下降，單株產(chǎn)量均表現(xiàn)為7 d ＞10 d ＞1 d ＞16 d ＞DL，長期干旱導(dǎo)致烤煙產(chǎn)量下降最大，尤其是團(tuán)棵期。K326 單株產(chǎn)量受干旱影響略高于云煙87，在團(tuán)棵期、旺長期更加明顯;不同干旱天數(shù)對(duì)兩個(gè)品種產(chǎn)量影響也不一致，干旱10 d 后，K326 產(chǎn)量迅速下降，而云煙87 則在干旱13 d 后產(chǎn)量迅速下降，品種對(duì)干旱的反應(yīng)差別還是很大。

表2 干旱脅迫下云煙87 和K326 單株產(chǎn)量對(duì)比Tab.2 The comparison of yield per plant between Yuyan 87 and K326 under drought stress g

2.2 云煙87 和K326 煙葉化學(xué)成分對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)

2.2.1 還原糖含量對(duì)干旱脅迫的響應(yīng) 還原糖含量是衡量煙葉優(yōu)良品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，一定范圍內(nèi)，煙葉還原糖含量越高，煙葉品質(zhì)越好［11］。從表3 可知，兩個(gè)品種各生育階段受干旱脅迫還原糖含量均顯明顯下降，以干旱16 d 影響最大;團(tuán)棵期、旺長期還原糖含量受干旱7 d 影響與對(duì)照差異不顯著，現(xiàn)蕾期干旱7 d 還原糖含量顯著低于對(duì)照，現(xiàn)蕾期對(duì)還原糖形成影響最大。云煙87 和K326 團(tuán)棵期干旱16 d 還原糖含量分別下降了30.9%和36.4%;旺長期為30%和33.4%;現(xiàn)蕾期為38.7%和39.7%，云煙87 還原糖含量受干旱影響略小于K326，但差異不明顯。

2.2.2 總氮含量對(duì)干旱脅迫的響應(yīng) 烤煙總氮含量的多少會(huì)影響烤煙的吃味。從表3 可以看出，干旱脅迫對(duì)兩個(gè)品種總氮含量的影響以13 d 和16 d 最大，不同生育階段隨干旱時(shí)間延長，總氮含量顯著增加，尤其在現(xiàn)蕾期，云煙87 和K326 干旱16 d 總氮含量分別升高了60.3%和91.6%;團(tuán)棵期云煙87 和K326 干旱13 d 總氮含量分別升高了19.8%和7.6%，旺長期為45.2%和18.5%，前期K326 總氮含量增幅明顯小于云煙87，現(xiàn)蕾期增幅表現(xiàn)為云煙87 小于K326。

2.2.3 磷含量對(duì)干旱脅迫的響應(yīng) 磷是蛋白質(zhì)、磷脂和糖類的重要合成成分，烤煙磷含量多少對(duì)煙株生長有影響，同時(shí)磷還能提高烤煙的抗旱和抗病能力［12］。隨著干旱時(shí)間的增加，兩個(gè)品種不同生育階段受干旱影響全磷含量均呈下降趨勢(shì)，以旺長期受影響更大，但3 個(gè)生育階段間差異并不顯著(表3)。云煙87 和K326 團(tuán)棵期干旱7 d 磷含量分別下降了6.3%和19.7%，16 d 下降達(dá)34.9%和42.5%;旺長期干旱7 d 分別下降了15.9%和29.5%，16 d 下降達(dá)38.1%和47.5%;現(xiàn)蕾期干旱7 d 分別下降了3.2%和26.2%，16 d 下降達(dá)34.9%和31.1%，云煙87 全磷含量受干旱影響小于K326。

2.2.4 鉀含量對(duì)干旱脅迫的響應(yīng) 鉀是烤煙體內(nèi)重要的礦質(zhì)元素之一，對(duì)煙葉品質(zhì)有一定影響。隨著干旱時(shí)間的增加，兩個(gè)品種不同生育階段受干旱影響鉀含量均呈下降趨勢(shì)，以干旱13 d 和16 d 影響最大，各生育階段鉀含量受干旱影響表現(xiàn)為現(xiàn)蕾期＞旺長期＞團(tuán)棵期，但各階段受干旱影響差異不顯著(表3)。與對(duì)照相比，云煙87 和K326 團(tuán)棵期干旱16 d 全鉀含量降幅分別為46.5%和50.8%;旺長期為49.8%和51.5%;現(xiàn)蕾期為55.9%和58.5%。云煙87 全鉀含量受干旱影響略小于K326，差異不明顯。

2.2.5 煙堿含量對(duì)干旱脅迫的響應(yīng) 煙堿是煙葉中特有的一種生物堿，占煙草生物堿總量的90% ～95%，煙堿含量適中才能提高煙葉質(zhì)量［13－14］，適宜的煙堿含量約在1.5% ～2.5%。從表3 可以看出，不同生育階段隨著干旱天數(shù)增加，兩個(gè)品種煙堿含量與對(duì)照相比均顯著上升，尤其是在現(xiàn)蕾期，云煙87 和K326干旱16 d 煙堿含量分別升高了42.9%和41.7%;團(tuán)棵期云煙87 和K326 干旱16 d 煙堿含量分別升高了26.3%和27.9%，旺長期為28.8%和33.8%，云煙87 和K326 煙堿含量受干旱影響無顯著差異。

表3 干旱脅迫下云煙87 和K326 煙葉主要化學(xué)成分對(duì)比Tab.3 The comparison of chemical component of leaves between Yuyan87 and K326 under drought stress g

2.2.6 氮堿比對(duì)干旱脅迫的響應(yīng) 氮堿比是評(píng)價(jià)煙草內(nèi)在質(zhì)量的重要依據(jù)之一，對(duì)其質(zhì)量評(píng)價(jià)具有一定的作用［15－16］。由表3 可以看出，云煙87 氮堿比在團(tuán)棵期、旺長期表現(xiàn)為先上升后下降的變化趨勢(shì)，干旱10 d 氮堿比達(dá)到最大值;現(xiàn)蕾期則相反，干旱7 d 出現(xiàn)最小值。K326 氮堿比在團(tuán)棵期、旺長期整體趨勢(shì)表現(xiàn)為下降，現(xiàn)蕾期為先下降后上升，干旱7 d 出現(xiàn)最小值。

3 結(jié)論與討論

云煙87 和K326 受各生育階段干旱脅迫影響，還原糖、全磷、全鉀含量及單株產(chǎn)量均下降，總氮、煙堿含量增加。兩個(gè)品種氮堿比對(duì)不同生育階段干旱響應(yīng)略有不同。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，干旱脅迫下，云煙87 和K326 還原糖、全磷、全鉀含量減少，以13 d 和16 d 影響最大，可能原因是干旱導(dǎo)致煙株生長受阻而影響以上元素的吸收，兩個(gè)品種還原糖、全鉀含量均以現(xiàn)蕾期干旱影響最大;全磷含量則以旺長期干旱影響最大，這點(diǎn)與前人的結(jié)論略有不同［6－7］，云煙87 還原糖、全磷、全鉀含量略高于K326，一般來說，以上元素含量高，煙葉質(zhì)量好。

煙葉中含氮化合物是影響烤煙質(zhì)量的重要物質(zhì)，含量過高過低都會(huì)影響煙葉品質(zhì)，隨著干旱時(shí)間的延長，兩個(gè)品種總氮、煙堿含量顯著增加，尤其在現(xiàn)蕾期，可見現(xiàn)蕾期是烤煙某些品質(zhì)指標(biāo)形成的關(guān)鍵期，K326 總氮含量受團(tuán)棵期、旺長期干旱影響增幅明顯小于云煙87，現(xiàn)蕾期增幅則相反，兩個(gè)品種煙堿含量受干旱影響無顯著差異;云煙87 和K326 氮堿比值均小于1，在團(tuán)棵期、旺長期總體表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期則先下降后上升，具體機(jī)制有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

烤煙各生育階段兩個(gè)品種進(jìn)行干旱處理后，單株產(chǎn)量均顯著下降，干旱程度越嚴(yán)重，產(chǎn)量降幅越大，團(tuán)棵期長期干旱單株產(chǎn)量基本為零。除長期干旱外，旺長期干旱脅迫對(duì)產(chǎn)量影響最大，這可能是因?yàn)橥L期水分狀況影響了煙葉數(shù)量和大小，云煙87 產(chǎn)量受干旱影響低于K326。

綜上所述，干旱脅迫后，云煙87 比K326 的產(chǎn)量高，化學(xué)成分好，表現(xiàn)出耐旱性強(qiáng)。評(píng)價(jià)品種的耐旱性指標(biāo)很多，由于受實(shí)驗(yàn)條件限制，本試驗(yàn)僅從兩個(gè)烤煙品種產(chǎn)量和化學(xué)成分作一比較，對(duì)相關(guān)物質(zhì)間的協(xié)調(diào)性、相對(duì)比例對(duì)品質(zhì)的影響這方面需要進(jìn)一步的深入研究。

烤煙抗旱能力因品種不同差異很大，K326 干旱10 d 產(chǎn)量和化學(xué)成分就受到影響，而云煙87 干旱13 d 才受到影響。江西干旱頻繁發(fā)生，尤其發(fā)生在7 月上旬的干旱對(duì)上部煙葉的品質(zhì)非常不利，為了減輕干旱對(duì)煙葉生產(chǎn)的影響，云煙87 應(yīng)安排在丘陵崗地排灌設(shè)施較好的旱地上栽培。

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