含5-氨基乙酰丙酸水溶肥對煙苗生長與煙葉生化指標(biāo)的影響

徐 云，陶 瓊，陳建潭，歐陽進，呂 達，劉正玲，谷有華，溫麗娜

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南 昆明 650205；2.深圳煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，廣東 深圳 5180201；3.云南省煙草公司昆明市公司，云南 昆明 650051）

含5-氨基乙酰丙酸水溶肥對煙苗生長與煙葉生化指標(biāo)的影響

徐 云1，陶 瓊1，陳建潭2，歐陽進3，呂 達2，劉正玲3，谷有華3，溫麗娜1

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南 昆明 650205；2.深圳煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，廣東 深圳 5180201；3.云南省煙草公司昆明市公司，云南 昆明 650051）

以云煙87為材料，研究了葉面噴施含5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）水溶肥1 000～2 000倍液對煙草幼苗生長以及煙葉生化特性的影響。結(jié)果表明，施用含5-ALA的水溶肥可以明顯促進煙苗植株、莖及根系生長，提高葉片葉綠素和可溶性糖含量以及硝酸還原酶活性，使葉片淀粉酶活性增強，但降低可溶性蛋白和丙二醛含量。供試濃度中，以稀釋1 500～2 000倍液對煙葉的各項生化指標(biāo)的影響最明顯。

水溶肥；5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）；煙草；生長；生化指標(biāo)

5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）是一種廣泛存在于生物體內(nèi)的非蛋白氨基酸[1]，是植物生命活動必需的生理代謝物質(zhì)，可調(diào)節(jié)植物光合作用和呼吸作用[2-3]。研究表明，外源5-ALA可增加作物根系對土壤礦質(zhì)元素的吸收利用和轉(zhuǎn)化[4]；低濃度5-ALA施用于糧食、蔬菜、水果等作物后，可增強作物光合作用[5-8]和作物生理活性[9-10]、促進植株生長及果實著色[10-12]、增加作物產(chǎn)量[13-14]、提高植株抗逆能力[15-16]。在煙草上，曾經(jīng)有報道稱外源5-ALA可以提高烤煙葉片光合作用，增強煙株抗逆性[17]，但是目前市場上還尚未見可直接用于煙草生產(chǎn)的5-ALA產(chǎn)品。研究以云煙87為材料，于烤煙幼苗期葉面噴施一種以5-ALA為主要活性成份的水溶肥（農(nóng)肥登記證號：2014臨字8517號），考察不同稀釋倍數(shù)的水溶肥處理對煙苗生長發(fā)育及煙葉生化特性的影響，以期為該水溶肥在煙草生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在云南省昆明市尋甸縣羊街鎮(zhèn)多合下村進行，采用常規(guī)漂浮育苗，供試烤煙品種為云煙87。于2014年2月7日播種，待煙苗進入貓耳期，選擇生長健壯，長勢一致，無病蟲害的幼苗進行試驗。

試驗所用的含5-ALA水溶肥由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制，南京禾稼春生物科技有限公司生產(chǎn)，云南綠田農(nóng)業(yè)科技有限公司分裝并提供，有效成分中游離氨基酸含量≥100 g/L，微量元素含量≥20 g/L，pH值3.0～7.0。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)置水溶肥稀釋1 000倍、1 500倍和2 000倍液3個濃度梯度，同時以清水為對照，共計4個處理；每個處理2盤煙苗，重復(fù)4次，約有1 250株烤煙，小區(qū)隨機排列。在煙苗進入貓耳期后（3月28日），用細(xì)滴噴霧器第一次葉面噴施肥液或清水，噴施量為葉面水滴自然滴下為止，兩周后（4月10日）測定煙株生長指標(biāo)，并于當(dāng)天第二次噴施，待煙苗生長進入大十字期，再次測定煙苗生長指標(biāo)，并分析葉片的生化特性。

1.2.2 考察指標(biāo)及方法 生長指標(biāo)測定：每個處理隨機調(diào)查20株煙苗的株高、莖高、最粗莖圍、葉片數(shù)、根長等生物學(xué)性狀。生理生化指標(biāo)測定：隨機剪取20株煙苗植株中部葉片，測定葉綠素a、葉綠素b、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛、NR（硝酸還原酶）、淀粉酶等7項生理生化指標(biāo)；其中，葉綠素含量采用比色法[18]、可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法[19]、可溶性糖含量采用蒽酮比色法[19]、丙二醛含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法[20]、硝酸還原酶活性采用磺胺比色法[21]、淀粉酶活力采用3,5-二硝基水楊酸顯色法[22]進行測定。所有生化指標(biāo)測定，均重復(fù)3次以上。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用1次含5-ALA水溶肥對煙苗生長的影響

由表1可知，施用含5-ALA水溶肥兩周后，煙草幼苗的株高、莖高、莖圍、葉片數(shù)、根長等均比清水對照有一定的增加，但是只有株高存在顯著差異，說明該肥料處理具有促進煙草幼苗生長的作用，且以稀釋2 000倍液的處理效果最好。從具體數(shù)字上看，稀釋2 000倍液處理的煙苗株高較清水對照增長15.77%，莖高增長33.08%，莖圍增長16.28%，葉片數(shù)增長9.09%，根長增長8.13%。

2.2 施用2次含5-ALA水溶肥對煙苗生長的影響

由表2可知，施用兩次含5-ALA水溶肥對煙苗生長的促進作用更明顯，同樣以2 000倍液的處理效果最好，莖高增長率達49.71%，根系鮮重比清水對照增長34.23%，但莖圍和葉片數(shù)量與對照的差異不顯著。

2.3 施用2次含5-ALA水溶肥對煙葉生化特性的影響

從表3中可以看出，施用含5-ALA水溶肥對煙葉各項生化指標(biāo)有明顯影響，總的趨勢表現(xiàn)為煙草葉片葉綠素、可溶性糖、硝酸還原酶含量顯著提高，淀粉酶含量增加，可溶性蛋白、丙二醛含量明顯降低。其中，1 500倍液處理的煙葉葉綠素a含量比清水對照高出70.72%；1 500倍液和2 000倍液處理的葉綠素b含量均比清水對照高出28.06%，1 000倍液處理下煙葉的葉綠素b含量極顯著高于清水對照，增幅達43.37%；2 000倍液處理下煙葉的可溶性糖含量極顯著高于清水對照，增加了1.09倍；1 000倍液、1 500倍液處理下煙葉的硝酸還原酶含量均極顯著高于清水對照，分別增加了1.13倍和2.79倍。施用含5-ALA水溶肥可使煙葉淀粉酶活性增強，但各處理與對照的差異不顯著。含5-ALA水溶肥1 000倍液、1 500倍液和2 000倍液處理下，煙葉可溶性蛋白含量和丙二醛含量均極顯著低于清水對照。供試濃度中，以含5-ALA水溶肥1 500～2 000倍液處理對煙葉各項生化指標(biāo)的影響最為顯著。

3 討 論

1993年，Tanaka等[23]觀察到，5-ALA可使黃瓜白化苗子葉葉綠素積累量成倍增加，并且提高捕光系統(tǒng)Ⅱ的穩(wěn)定性。筆者的試驗結(jié)果顯示，于煙苗貓耳期噴施2次含5-ALA水溶肥，可明顯提高煙苗葉片的葉綠素a和葉綠素b含量。而煙苗葉綠素含量的增加，有助于增強煙苗光合性能，促進煙株生長代謝，進而有助于提高煙株抗病能力及煙葉品質(zhì)。

1997年，Hotta 等提出，5-ALA作為一種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)參與葉綠素合成并調(diào)節(jié)植物生長。他們系統(tǒng)報道了低濃度5-ALA對水稻、蘿卜、大麥、馬鈴薯、大蒜、蠶豆等多種作物生長及產(chǎn)量的促進效應(yīng)[2]。筆者的研究結(jié)果表明，施用稀釋一定倍數(shù)的含5-ALA水溶肥可以明顯促進煙苗植株及根系生長。這與汪良駒等[5]在小白菜上所得研究結(jié)論一致，也與徐銘等[12]在溫室番茄上的研究結(jié)果相似，均表明5-ALA純品或者含5-ALA的水溶性肥都具有促進植物生長的效應(yīng)。

研究表明，植株葉片可溶性糖含量的增加有利于增強梔子[24]、網(wǎng)紋甜瓜[25]和云錦杜鵑[26]等植物的抗寒性。理論上講，植物葉片中的可溶性糖類可以作為植物細(xì)胞抵御低溫脅迫的保護性物質(zhì)，其含量的增加，有助于降低植物細(xì)胞冰點，防止冰晶對細(xì)胞的機械傷害[27]。該研究中，含5-ALA水溶肥2 000倍液處理可顯著提高煙葉可溶性糖含量，這與康瑯等[28]以50～200 mg/L 5-ALA處理大棚西瓜所得研究結(jié)果一致。

另外，試驗結(jié)果還顯示，施用含5-ALA水溶肥可明顯提高煙苗葉片硝酸還原酶（NR）活性。硝酸還原酶是硝態(tài)氮被同化還原的關(guān)鍵酶，可影響烤煙的光合、呼吸及氮素代謝，其活性的高低很大程度上顯示出煙株體內(nèi)氮代謝的強弱。施用含5-ALA水溶肥后，煙葉的硝酸還原酶活性提高，這也驗證了5-ALA對植物光合作用、呼吸作用等生理活動具有調(diào)節(jié)作用。

煙葉中蛋白質(zhì)含量過高，會影響煙草制品的燃吸質(zhì)量[29]。而丙二醛是植物器官在逆境條件下發(fā)生膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物，其含量的多少與植物對逆境條件反應(yīng)的強弱呈負(fù)相關(guān)。試驗結(jié)果顯示，施用含5-ALA水溶肥后，煙苗葉片中可溶性蛋白和丙二醛含量均顯著降低，表明煙草苗期施用含5-ALA水溶肥有助于改善煙葉品質(zhì)，增強煙苗抗逆能力。這與程菊娥[17]在溫室煙草上的研究結(jié)果相似。

綜上所述，含5-ALA水溶肥具有增強煙苗光合作用、提高煙苗生理活性、促進煙苗生長以及提高煙苗抗逆能力等作用，可考慮在烤煙生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用。

[1] Porra R J. Recent progress in porphyrin and chlorophyll biosynthesis[J]. Photochemistry and Photobiology，1997，65：492-516.

[2] Hotta Y，Tanaka T，Takaoka H，et al. New physiological effects of 5-aminolevulinic acid in plants： the increase of photosynthesis，chlorophyll content，and plant growth[J]. Biosci Biotech Biochem，1997，61：2025-2028.

[3] 汪良駒，姜衛(wèi)兵，章 鎮(zhèn)，等. 5-氨基乙酰丙酸的生物合成和生理活性及其在農(nóng)業(yè)中的潛在應(yīng)用[J]. 植物生理學(xué)通訊，2003，39（3）：185-192.

[4] 趙艷艷. 外源5-氨基乙酰丙酸緩解番茄幼苗鹽脅迫的效果及機理研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.

[5] 汪良駒，石 偉，劉 暉，等. 外源5-氨基乙酰丙酸處理對小白菜葉片的光合作用效應(yīng)[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，27（2）：34-38.

[6] 劉衛(wèi)琴. 5-氨基乙酰丙酸對草莓和蘿卜葉片光合作用及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊慬D]. 南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[7] 劉玉梅，艾希珍，于賢昌. 5-氨基乙酰丙酸對亞適宜溫光條件下黃瓜幼苗光合特征的影響[J]. 園藝學(xué)報，2010，37（1）：65-67.

[8] 申 明. 5-氨基乙酰丙酸調(diào)節(jié)梨樹葉片光合特性的研究[D]. 南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[9] 劉 芳，郭晶晶，龔麗麗，等. 5-氨基乙酰丙酸促進水稻耐低溫光抑制與抗氧化酶活性有關(guān)[J]. 中國水稻科學(xué)，2008，22（4）：411-415.

[10] 柳翠霞，羅慶熙，李躍建，等. 外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）對弱光下黃瓜生長指標(biāo)及抗氧化酶活性的影響[J]. 中國蔬菜，2011，（16）：72-78.

[11] 汪良駒，王中華，李志強，等. 5-氨基乙酰丙酸促進蘋果果實著色的效應(yīng)[J]. 果樹學(xué)報，2004，21（6）：512-515.

[12] 徐 銘，徐福利. 5-氨基乙酰丙酸對日光溫室番茄生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，36（9）：128-132.

[13] Bindu C R，Vivekanandan M. Role of aminolevulinic acid in improving biomass production in Vigna catjung，V. mung，and V. radiate [J]. Biol Plant，1998，41：211-215.

[14] 郭 珍，徐福利，汪有科. 5-氨基乙酰丙酸對棗樹生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 果樹學(xué)報，2004，21（6）：512-515.

[15] Hotta Y，Tanaka T，Bingshan L，et al. Improvement of cold resistance in rice seedlings by 5-aminolevulinic acid [J]. Pest Sci.，1998，23：29-33.

[16] Watanabe K，Tanaka T，Hotta Y，et al. Improving salt tolerance of cotton seedlings with 5-aminolevulinic acid[J]. Plant Growth Regul，2000，32： 99-103.

[17] 程菊娥，肖啟明，成飛雪，等. 5-氨基乙酰丙酸對溫室煙草的光合作用及抗逆性的促進效應(yīng)[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，（4）：58-60.

[18] 張憲政. 植物葉綠素含量測定-丙酮乙醇混合液法[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，1986，（3）：26-28.

[19] 高俊鳳. 植物生理學(xué)實驗技術(shù)[M]. 西安：世界圖書出版公司，2000.

[20] 趙世杰，許長成，鄒 琦，等. 植物組織中丙二醛測定方法的改進[J].植物生理學(xué)通訊，1994，30（3）：207-210.

[21] 李忠光，龔 明. 磺胺比色法測定植物組織硝酸還原酶活性的改進[J]. 植物生理學(xué)通訊，2009，45（1）：67-68.

[22] 王秀奇，秦淑媛，高天慧，等. 基礎(chǔ)生物化學(xué)實驗[M]. 北京：高等教育出版社，1999.

[23] Tanaka Y，Tanaka A，Tsuji H. Effects of 5-aminolevulinic acid on the accumulation of chlorophyll b and apoproteins of the light harvesting chlorophyll a/b-protein complex of photosystem II [J]. Plant Cell Physiol，1993，34：465-472.

[24] 嚴(yán)寒靜，談 鋒. 梔子葉片生理特性與抗寒性的關(guān)系[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報，2005，14（4）： 21-24.

[25] 董玉梅，焦自高，王崇啟，等. 低溫弱光脅迫對網(wǎng)紋甜瓜嫁接苗與自根苗某些物質(zhì)含量的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2005，36（1）：67-69.

[26] 鮑思偉. 自然降溫過程中云錦杜鵑抗寒適應(yīng)性研究——水分、滲透調(diào)節(jié)物的動態(tài)變化與低溫半致死溫度的關(guān)系[J]. 福建林業(yè)科技，2005，32（2）：13-16.

[27] 李合生. 現(xiàn)代植物生理學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2002. 389-396.

[28] 康 瑯，程 云，汪良駒. 5-氨基乙酰丙酸對秋冬季大棚西瓜葉片光合作用及抗氧化酶活性的影響[J]. 西北植物學(xué)報，2006，26（11）：2297-2301.

[29] Layten D D D，Nielsen M T. 煙草——生產(chǎn)、化學(xué)和技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

（責(zé)任編輯：成 平）

Effects of Soluble Fertilizer with 5-Aminolevulinic Acid on Seedling Growth and Leaf
Biochemical Property in Tobacco

XU Yun1，TAO Qiong1，CHEN Jian-tan2，OUYANG Jin3，LV Da2，LIU Zheng-ling3，GU You-hua3，WEN Li-na1

（1.Institute of Agricultural Environment and Resources, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650205, PRC;2. Shenzhen Tobacco Industry Co., Ltd., Shenzhen 5180201, PRC;3. Kunming Tobacco Company, Yunnan Tobacco Corporation, Kunming 650051, PRC）

This study was conducted to test the effect of a soluble fertilizer with 5-aminolevulinic acid（5-ALA）as a main active component on seedling growth and leaf biochemical properties in tobacco（Nicotiana tabacum L. cv. Yunyan87）. The results show that when the fertilizer was sprayed at a dose of 1∶1 000～2 000 dilution in tobacco seedling, it signifcantly improved the growth of plant, stem and roots, the weight of fresh root, the contents of leaf chlorophyll and soluble sugar, and NR and amylase activity, but decreased the contents of leaf soluble protein and malonaldehyde. Among the dose treatments, the 1:1500～2000 dilution was of the greatest infuence on leaf biochemical properties.

tobacco; soluble fertilizer; 5-aminolevulinic acid（5-ALA）; growth; biochemical property

S572.062

A

1006-060X（2015）08-0066-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.08.021

2015-06-12

深圳中煙尋甸羊街基地單元建設(shè)資助項目（2013～2015年）；云南省煙草公司資助項目（2014YN19）

徐 云（1965-），男，云南祿勸縣人，研究員，主要從事煙葉生產(chǎn)新技術(shù)研究與應(yīng)用

溫麗娜