不同成熟時(shí)期煙草種子營養(yǎng)元素含量變化

鄭昀曄 古吉 馬文廣

摘要：【目的】研究不同成熟時(shí)期煙草種子營養(yǎng)元素含量的變化規(guī)律，為煙草種子田間繁種及生產(chǎn)管理提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳訫S云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元不同成熟時(shí)期的種子為試驗(yàn)材料，測定其N、P、K和Na元素含量。【結(jié)果】4個(gè)煙草品種種子中N、P和K元素含量均在成熟初期（第7 d）最高，顯著高于其他成熟時(shí)期種子的N、P和K元素含量（P<0.05）。MS云煙87種子中N、P、K元素含量最低值出現(xiàn)在種子成熟中期；Na元素含量最低值出現(xiàn)在種子成熟前期。云煙97種子成熟前期大量利用N、Na元素，中后期N、Na元素含量趨于穩(wěn)定；整個(gè)成熟期P元素含量呈“降低—升高—降低—升高”的波動(dòng)變化趨勢；K元素含量先下降后上升，最低值出現(xiàn)在種子成熟中期。MSK326種子成熟前期大量利用N元素，中后期N元素含量趨于穩(wěn)定；P元素含量前中期呈“降低—升高—降低”的變化趨勢，后期趨于穩(wěn)定；K元素含量先降低后升高，種子成熟中期達(dá)最低值；Na元素含量變化較大，中期出現(xiàn)積累高峰，后期處于較低水平。紅花大金元種子在成熟前期大量消耗N、Na元素，兩者含量下降后趨于穩(wěn)定；P、K元素含量先降低后升高，均在種子成熟中期達(dá)最低值。【結(jié)論】不同煙草品種種子成熟過程中對(duì)營養(yǎng)元素的吸收利用存在差異，整體上表現(xiàn)為前至中期對(duì)N、P、K、Na元素的吸收利用量較大，中至后期各元素含量趨于平穩(wěn)或有所回升。

關(guān)鍵詞： 煙草種子；成熟時(shí)期；N；P；K；Na；含量

中圖分類號(hào)： S572.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2016）01-0043-05

0 引言

【研究意義】種子內(nèi)的營養(yǎng)元素是其進(jìn)行正常代謝活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是種子發(fā)芽和幼苗初期生長所必須的養(yǎng)料和能量基礎(chǔ)。營養(yǎng)元素含量的高低直接影響種子生理功能的強(qiáng)弱，因此又稱為“生命金屬元素”（畢守法等，1985；周正立等，2003）。種子營養(yǎng)元素含量因品種、發(fā)育階段和管理水平等因素的不同而不斷變化，適宜的元素含量及動(dòng)態(tài)平衡是種子質(zhì)量的重要影響因素（張秋菊，2004；程昕昕和劉正，2012）。煙草是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開高品質(zhì)的煙草種子。因此，研究煙草種子生長發(fā)育期間營養(yǎng)元素含量的變化規(guī)律，對(duì)了解煙草種子營養(yǎng)元素吸收利用特性、調(diào)節(jié)煙株肥料結(jié)構(gòu)及加強(qiáng)育繁種過程中的田間管理均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，對(duì)種子營養(yǎng)元素含量變化的研究主要集中在農(nóng)牧作物和果木上。陳寶書等（1991）研究發(fā)現(xiàn)，不同成熟時(shí)期的牧草種子中礦質(zhì)元素含量不同，晚熟期種子的礦質(zhì)元素含量高于臘熟期的種子；當(dāng)牧草種子中礦質(zhì)元素含量低于其臨界含量時(shí)，牧草產(chǎn)量會(huì)有所降低。王建等（1998a，1998b）研究發(fā)現(xiàn)，不同生育期銀杏種子中N、P、K、Ca、Mg 5種大量營養(yǎng)元素的含量隨生長發(fā)育時(shí)間呈從高到低的規(guī)律性變化，但不同元素間變化的幅度不同；此外，同一時(shí)期正常發(fā)育種子和脫落種子中營養(yǎng)元素含量存在明顯差異。陳在新等（2010）在研究發(fā)育期的板栗種子時(shí)發(fā)現(xiàn)，板栗種子對(duì)大量礦質(zhì)元素N、P、K、Ca的吸收主要集中在發(fā)育初期，栽培上要及時(shí)施用適量的肥料以滿足種子生長發(fā)育的需求。陳巍等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，四季柚果實(shí)生長過程中N、P、K、Ca、S含量呈下降趨勢，Mg含量先上升后下降，微量元素中Fe、Mn元素含量變化幅度較小，B、Zn、Cu元素含量變化趨勢略有不同，基于以上規(guī)律可對(duì)四季柚栽培期施肥量和施肥時(shí)間進(jìn)行控制?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，對(duì)煙草營養(yǎng)元素含量變化的研究多集中在生長期的煙葉方面，尚無不同成熟時(shí)期煙草種子營養(yǎng)元素含量變化規(guī)律的研究報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元不同成熟時(shí)期的種子為試驗(yàn)材料，研究不同成熟時(shí)期煙草種子N、P、K、Na元素含量的變化規(guī)律，為煙草種子田間繁種及生產(chǎn)管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為4個(gè)煙草品種MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元（其中，MS云煙87和MSK326為不育系煙草品種，需配套常規(guī)可育系云煙87、K326作為育種父本）不同成熟時(shí)期采收的種子，由玉溪中煙種子有限責(zé)任公司提供。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 花粉采集及授粉 將云煙87、云煙97、K326和紅花大金元的花藥晾干使其散粉，用50目篩子篩出花粉，在4 ℃下干燥密封保存?zhèn)溆?；在煙株盛花期，摘取已開放的花朵和蒴果，用花粉分別對(duì)MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元進(jìn)行授粉，授粉結(jié)束后摘除幼嫩花蕾。

1. 2. 2 種子收集 蒴果采摘及種子剝?nèi)∈诜酆?，摘取每個(gè)品種第7、14、21、23、25、27、29、31、33和35 d的蒴果，人工剝?nèi)〔煌l(fā)育時(shí)期的種子。

1. 2. 3 種子干燥及元素含量測定 將剝?nèi)『蟮姆N子晾干后放入105 ℃烘箱過夜，冷卻至室溫后備用。采用H2SO4-H2O2消解法對(duì)種子進(jìn)行處理；采用凱氏定氮法測定N元素含量，凱氏定磷法測定P元素含量；采用火焰原子吸收法測定K、Na元素含量（鮑士旦，2000）。每處理3次重復(fù)。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

利用SAS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同成熟時(shí)期煙草種子N元素含量的變化

由圖1可看出，MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元種子中N元素含量均在成熟初期（第7 d）最高，分別為55.53、55.42、53.01和56.80 mg/g，顯著高于其他成熟時(shí)期種子中N元素含量（P<0.05，下同）。隨著采摘時(shí)期的延遲，MS云煙87的種子N元素含量先呈波動(dòng)下降趨勢，第25 d時(shí)種子N元素含量為整個(gè)成熟期的最低值（24.39 mg/g）；隨后升高并趨于平穩(wěn)，第29～35 d時(shí)種子N元素含量維持在41.00 mg/g左右。云煙97種子內(nèi)N元素含量在成熟初期（第7～14 d）降低顯著，隨著成熟天數(shù)的增加，N元素含量趨于穩(wěn)定，第14～35 d采收種子的N元素含量差異均不顯著（P>0.05，下同）。MSK326的種子N元素含量隨著成熟時(shí)間的增加波動(dòng)下降后趨于穩(wěn)定，第23～35 d的種子N元素含量均無顯著差異。紅花大金元不同成熟時(shí)期種子內(nèi)N元素含量整體上呈下降趨勢，第35 d時(shí)種子N元素含量為36.00 mg/g，為整個(gè)成熟期的最低值。

2. 2 不同成熟時(shí)期煙草種子P元素含量的變化

由圖2可看出，MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元種子中P元素含量均在成熟初期（第7 d）最高，分別為10.53、10.70、9.61和10.75 mg/g，顯著高于其他成熟時(shí)期種子中P元素含量。隨著采摘時(shí)期的延遲，MS云煙87的種子P元素含量先呈波動(dòng)下降趨勢，第25 d時(shí)種子P元素含量為整個(gè)成熟期的最低值（5.88 mg/g）；隨后P元素含量整體呈上升趨勢，第35 d時(shí)升至8.26 mg/g。云煙97種子內(nèi)P元素含量在成熟初期（第7～21 d）下降明顯，第14和21 d的種子P元素含量分別為6.62和6.65 mg/g，顯著低于其他時(shí)期種子P元素含量；第23～25 d時(shí)種子P元素含量顯著回升，隨后又略有下降，但無顯著差異；至成熟末期（第33～35 d），種子P元素含量超過7.00 mg/g，較第27～31 d時(shí)顯著上升。MSK326的種子P元素含量在第14 d時(shí)降至最低值，為6.11 mg/g，顯著低于其他時(shí)期種子P元素含量；第21 d的種子P元素含量較第14 d時(shí)顯著上升，第23 d后又有所降低，但整體趨于穩(wěn)定，第23～35 d的種子P元素含量均無顯著差異。紅花大金元的種子P元素含量在成熟初期波動(dòng)下降，至第25 d時(shí)為整個(gè)成熟期最低值（6.41 mg/g）；第27 d開始種子P元素含量逐漸回升并趨于穩(wěn)定。

2. 3 不同成熟時(shí)期煙草種子K元素含量的變化

由圖3可看出，MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元種子中K元素含量均在成熟初期（第7 d）最高，分別為31.39、30.18、27.49和29.64 mg/g，顯著高于其他成熟時(shí)期種子中K元素含量。隨著成熟時(shí)間的延長，各品種種子K元素含量均呈先降低后升高的變化趨勢，且均在第25～29 d時(shí)達(dá)到低谷，4個(gè)品種分別在第29、27、29和25 d時(shí)種子K元素含量最低，依次為6.93、6.91、6.58和6.97 mg/g。

2. 4 不同成熟時(shí)期煙草種子Na元素含量的變化

由圖4可看出，相對(duì)于N、P和K元素，種子Na元素含量的變化差異較明顯。MS云煙87的種子Na元素含量在成熟前期（第7～21 d）顯著下降，第21 d時(shí)為整個(gè)成熟期的最低值（0.48 mg/g）；第23 d開始種子Na元素含量顯著回升，第25 d時(shí)為1.45 mg/g，與成熟初期（第7 d）相當(dāng)，隨后Na元素含量逐漸下降，至第33 d后趨于穩(wěn)定。云煙97種子Na元素含量在成熟初期（第7 d）最高，為0.63 mg/g，第14 d時(shí)Na元素含量顯著下降，隨后趨于穩(wěn)定，第14～33 d的種子Na元素含量為0.19～0.26 mg/g，差異均不顯著；至第35 d時(shí)，Na元素含量又上升至0.48 mg/g，僅次于成熟初期的含量。MSK326的種子Na元素含量在整個(gè)成熟期變化較劇烈，Na元素含量峰值出現(xiàn)在第21 d，為1.96 mg/g；此外，第7、21和29 d的種子Na元素含量也較高，分別為1.44、1.23和1.65 mg/g；其他時(shí)期的種子Na元素含量均較低，為0.58～0.65 mg/g。紅花大金元的種子Na元素含量在成熟初期（第7 d）最高，為0.56 mg/g，隨后顯著下降且趨于穩(wěn)定，第14～35 d的種子Na元素含量保持在較低水平（約0.20 mg/g），相互之間無顯著差異。

3 討論

優(yōu)質(zhì)的煙草種子是提高煙草播種品質(zhì)、幼苗和植株綜合素質(zhì)的基礎(chǔ)（李振華和龍明錦，2011）。高品質(zhì)煙草種子的生產(chǎn)過程中，種子對(duì)營養(yǎng)元素的吸收利用是影響種子質(zhì)量的重要因素之一。

本研究通過比較不同煙草品種種子成熟過程中N、P、K、Na元素含量的變化，結(jié)果表明，MS云煙87種子成熟過程中N、P、K元素含量最低值出現(xiàn)在種子成熟中期；Na元素含量最低值出現(xiàn)在種子成熟前期。云煙97種子成熟前期大量利用N、Na元素，中后期N、Na元素含量趨于穩(wěn)定；整個(gè)成熟期P元素含量呈“降低—升高—降低—升高”的波動(dòng)變化趨勢；K元素含量先下降后上升，最低值出現(xiàn)在種子成熟中期。MSK326種子成熟過程中前期大量利用N元素，中后期N元素含量趨于穩(wěn)定；P元素含量前中期呈“降低—升高—降低”的變化趨勢，后期趨于穩(wěn)定；K元素含量先降低后升高，種子成熟中期達(dá)最低值；Na元素含量變化較大，中期出現(xiàn)積累高峰，后期處于較低水平。紅花大金元種子在成熟前期大量消耗N、Na元素，兩者含量下降后趨于穩(wěn)定；P、K元素含量先降低后升高，均在種子成熟中期達(dá)最低值。不同品種種子內(nèi)各元素量變化規(guī)律不同，說明不同品種對(duì)營養(yǎng)元素的吸收利用存在差異，與陳寶書等（1991）研究認(rèn)為的牧草種子中礦物質(zhì)含量的變化受牧草種類影響的結(jié)論相似。因此，煙草種子繁殖生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)不同品種制定具體的施肥方案。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)煙草種子形成初期，N、P、K、Na元素含量均有一個(gè)顯著下降過程，可能是因?yàn)榉N子成熟前期生長發(fā)育旺盛，對(duì)各元素的吸收利用量較大，中后期發(fā)育平緩，則各元素含量趨于穩(wěn)定或有所回升。這與王建等（1998a）研究認(rèn)為的銀杏種子中營養(yǎng)元素含量在種子發(fā)育旺盛期迅速變化、在種子發(fā)育緩慢期平穩(wěn)變化的結(jié)論相似。

植株對(duì)營養(yǎng)元素的吸收利用過程十分復(fù)雜，大量元素與微量元素的吸收利用規(guī)律不完全相同，元素含量的差異、吸收利用程度間也會(huì)存在互相影響的情況。因此，下一步對(duì)煙草種子元素含量變化利用規(guī)律的研究應(yīng)針對(duì)更多元素及其相互影響開展工作，為煙草繁種的田間施肥提供充分、可靠的理論依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同煙草品種種子成熟過程中對(duì)營養(yǎng)元素的吸收利用存在差異，整體上表現(xiàn)為前期至中期對(duì)N、P、K、Na元素的吸收利用量較大，中期至后期各元素含量趨于平穩(wěn)或有所回升。生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)不同品種制定具體施肥方案，通過合理施肥保證種子生長發(fā)育的需要。

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（責(zé)任編輯 王 暉）