增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)烤煙花期和植株性狀的影響

朱 罡，邵建平，趙曉繞，盧君龍，彭再欣，劉 英，趙 杰，王育軍

（1.曲靖市煙草公司羅平分公司，云南 羅平655800；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究院，湖南 長(zhǎng)沙410128）

云南省煙草種植主要分布在海拔高1 000～2 000m之間的地區(qū)。目前普遍認(rèn)為，低緯度高原地區(qū)海拔高度是生態(tài)環(huán)境中影響煙葉品質(zhì)的因素之一[1-2]。由于人類大量使用氯氟烴化合物等鹵族化合物，導(dǎo)致高中緯度地區(qū)大氣平流層的臭氧層遭到嚴(yán)重破壞，地面UV-B輻射不斷增強(qiáng)。有數(shù)據(jù)顯示，紫外（UV-B）輻射強(qiáng)且隨海拔高度的增加呈規(guī)律性遞增[3]。而植物的形態(tài)特征可直觀地表現(xiàn)出植物受UV-B輻射的影響程度以及植物對(duì)UV-B輻射的適應(yīng)性。研究表明，植株矮化，葉片變小、增厚，葉傾角減小等，都被認(rèn)為是對(duì)UV-B輻射適應(yīng)性增強(qiáng)的表現(xiàn)[4-8]。目前，在高海拔煙區(qū)自然環(huán)境下，較強(qiáng)的UV-B輻射對(duì)煙草生態(tài)適應(yīng)性的影響的報(bào)道較少。因此，試驗(yàn)在云南省較高海拔地區(qū)（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山農(nóng)場(chǎng)，海拔高度1 950m）種植云煙87和紅花大金元，通過人工模擬增強(qiáng)UV-B輻射，分析UV-B輻射對(duì)云煙87和紅花大金元生長(zhǎng)發(fā)育的影響，從而探討云煙87和紅花大金元對(duì)UV-B輻射的適應(yīng)性，為高海拔地區(qū)烤煙生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況和土壤特性

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)位于昆明市，介于東經(jīng)102°10'～103°40'，北緯24°23'～26°22'之間。該地屬低緯高原山地季風(fēng)氣候，大部分地區(qū)海拔高度在1 500～2 800m之間，年平均氣溫為14.5℃，年平均降水量1035mm，相對(duì)濕度74%且降雪年份極少。由于溫濕度適宜，日照長(zhǎng)，霜期短，雨量充沛，適宜煙草生長(zhǎng)。煙草大田主要生長(zhǎng)期（5～8月份）正值云南地區(qū)的雨季，該時(shí)段降雨量占全年降雨量的63.7%。試驗(yàn)于2008年在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，北緯25°，海拔1950m。試驗(yàn)地為菜地紅壤，土壤pH值6.43，有機(jī)質(zhì)34.07 g/kg、堿解氮203.38mg/kg、速效磷19.28mg/kg、速效鉀166.83mg/kg。

1.2 供試材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇普遍種植的云煙87和紅花大金元為供試烤煙品種，采取包衣種子進(jìn)行漂浮育苗。試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理（2個(gè)品種×3個(gè)UV-B輻射水平），每個(gè)處理38株烤煙。采用在煙株頂端吊掛40WUV-B燈管（308 nm，北京光電儀器廠）的方法進(jìn)行人工模擬增強(qiáng)UV-B輻射，用紫外線強(qiáng)度分析儀（北京師范大學(xué)儀器廠）測(cè)量UV-B輻射強(qiáng)度（以煙株頂端記）。自團(tuán)棵期開始至煙葉采收結(jié)束，每天（陰雨天除外）上午10時(shí)到下午17時(shí)進(jìn)行UV-B照射，照射時(shí)間為7 h/d。3個(gè)UV-B輻射水平分別為0（CK，自然光作對(duì)照）、1.06 KJ/m2（L）和1.83 KJ/m2（H），模擬的兩個(gè)UV-B輻射水平分別相當(dāng)于昆明地區(qū)約4.2%和7.3%的臭氧衰減。

煙苗移栽規(guī)格為120 cm×50 cm。云煙87、紅花大金元分別施純氮105、52.5 kg/hm，磷鉀肥按N︰P︰K=1︰1︰3配施。其它生產(chǎn)技術(shù)統(tǒng)一按照昆明市一般烤煙生產(chǎn)田的要求執(zhí)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和數(shù)據(jù)處理

1.3.1 花期 采用普查方式，記錄每個(gè)處理未現(xiàn)蕾、已現(xiàn)蕾和開花（中心第1朵花已開放）的植株數(shù)，計(jì)算各自占植株總數(shù)的百分比（%），全區(qū)10%的植株中心花開放時(shí)為始花期，達(dá)到50%開放時(shí)為盛花期。

1.3.2 田間農(nóng)藝性狀 打頂后莖頂端生長(zhǎng)定型時(shí)，自地表莖基處至莖部頂端測(cè)量株高，株高自地表1/3處測(cè)量莖圍，自地表1/3處測(cè)量上下5個(gè)葉位的節(jié)距，測(cè)量煙株各著生葉片的長(zhǎng)寬度，取其平均值，葉面積用葉片長(zhǎng)×寬代替。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 用Excel2003和SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并對(duì)每次測(cè)定的各指標(biāo)值進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)云煙87和紅花大金元花期的影響

從表1中可以看出，云煙87和紅花大金元的現(xiàn)蕾期隨著UV-B輻射的增強(qiáng)不斷延遲，這一點(diǎn)在云煙87上表現(xiàn)的尤為明顯（延遲2～3 d）；云煙87的始花期和盛花期仍然隨著UV-B輻射的增強(qiáng)而不斷延遲，但隨花期發(fā)展，其延遲時(shí)間不斷縮短；紅花大金元經(jīng)兩種強(qiáng)度UV-B輻射處理后，始花期也較對(duì)照煙株分別滯后1 d，但與對(duì)照同時(shí)進(jìn)入盛花期。總體上看，增強(qiáng)UV-B輻射會(huì)推遲煙株花期，同時(shí)隨著花期發(fā)展，推遲天數(shù)也越來越減少，直接導(dǎo)致煙株花期縮短，且表現(xiàn)出隨著UV-B輻射水平的增加花期縮短逐漸明顯的趨勢(shì)。

表1 不同UV-B輻射水平下云煙87和紅花大金元花期的比較Table 1 Flowering dates of Hongda and Yunyan87 treated by different intensity of ultraviolet-B radiation

2.2 增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)云煙87和紅花大金元農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，云煙87在強(qiáng)度為1.06 kJ/m2的UV-B輻射處理下，株高明顯升高；當(dāng)輻射強(qiáng)度達(dá)1.83 kJ/m2時(shí)烤煙植株高度有所下降，差異顯著性分析顯示：1.06 kJ/m2的UV-B輻射處理與1.83 kJ/m2的處理無顯著差異，與自然光對(duì)照處理差異顯著。不同UV-B輻射處理之間烤煙的莖圍和節(jié)距無顯著差異。葉面積在強(qiáng)度為1.06 kJ/m2的UV-B輻射處理下急劇增加，與其他兩個(gè)處理差異極顯著；當(dāng)輻射強(qiáng)度為1.83 kJ/m2時(shí)，烤煙葉面積與對(duì)照相近。

從表2中還可看出，隨著UV-B輻射的增強(qiáng)，紅花大金元品種的株高、莖圍和節(jié)距的變化情況一致。以強(qiáng)度為1.06 kJ/m2的UV-B輻射處理株高最高、莖圍最粗、節(jié)距最長(zhǎng)，而輻射強(qiáng)度為1.83 kJ/m2的處理株高最矮、莖圍最細(xì)、節(jié)距最短。其中，輻射強(qiáng)度為1.06 kJ/m2的處理株高顯著大于其他兩個(gè)處理；輻射強(qiáng)度為1.83 kJ/m2的處理莖圍顯著小于其他兩個(gè)處理；不同UV-B輻射處理之間烤煙的節(jié)距無顯著差異。葉面積最大的是輻射強(qiáng)度為1.83 kJ/m2的處理，且較其他兩個(gè)處理差異達(dá)顯著水平，其余兩個(gè)處理之間無顯著差異。

表2 不同UV-B輻射水平下云煙87和紅花大金元植株性狀的比較Table 2 Plant traits of Hongda and Yunyan87 treated by different intensity of ultraviolet-B radiation

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，適宜的UV-B輻射有利于烤煙生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成，促進(jìn)煙株增高、莖圍加粗、節(jié)距增長(zhǎng)；而UV-B輻射強(qiáng)度過高，則會(huì)抑制細(xì)胞分裂，成為烤煙生長(zhǎng)的不利因素。前人的研究結(jié)果表明，UV-B輻射可能會(huì)引起植物代謝改變，抑制細(xì)胞分裂和細(xì)胞伸長(zhǎng)，莖桿節(jié)間長(zhǎng)度變短等形態(tài)變化[9-10]。這與該研究結(jié)論不盡相同。

UV-B輻射會(huì)影響植物的發(fā)育進(jìn)程。對(duì)云煙87和紅花大金元的生育進(jìn)程調(diào)查結(jié)果表明，UV-B輻射能延遲并縮短云煙87和紅花大金元的花期，這跟前人的研究結(jié)果相吻合[11]。增強(qiáng)UV-B輻射水平導(dǎo)致烤煙花期延遲，其原因可能是UV-B輻射通過影響植株內(nèi)源激素水平，從而抑制花細(xì)胞分裂。雖然這將直接影響烤煙的繁衍和系統(tǒng)組成，但如果在烤煙雜交育種過程中能通過控制UV-B輻射強(qiáng)度有效調(diào)節(jié)烤煙雌花和雄花的花期，就有望解決烤煙雌花和雄花花期不同步的矛盾，為雜交育種提供便利條件。

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