基因型和環(huán)境條件對煙草株型性狀的影響

賈健+許嘉陽+盧秀萍+許儀+王蒙蒙+許自成

摘要：研究了不同基因型、年份、地點(diǎn)、土壤類型及前作等因素對煙草株型性狀的影響。結(jié)果表明：節(jié)距除在不同年份之間的差異達(dá)到顯著水平外，在其他因素之間均存在極顯著差異；而株高、莖圍在不同基因型、不同地點(diǎn)、不同土壤以及不同前作之間的差異都達(dá)到了極顯著水平。聚類分析把煙草基因型分為高大基因型群、中高基因型群、矮小基因型類群。株高以2012年最高，且與其他各年之間均存在顯著差異；莖圍以2010年最粗，節(jié)距則以2011年最長。就不同種植地區(qū)來說，以昭通煙株最高，并且不同種植點(diǎn)之間株高的差異均達(dá)顯著水平；莖圍仍以昭通最粗，節(jié)距以玉溪和大理2地最長。各種土壤類型則以黃壤土種植的煙草莖株長相較好。以蠶豆為前作的煙草株高顯著高于其他前作的煙草，節(jié)距則以板藍(lán)根為前作時(shí)最短，并且顯著短于其他前作的煙株。

關(guān)鍵詞：煙草；株型性狀；基因型；環(huán)境因素；聚類分析

中圖分類號(hào)： S572.01

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）04-0158-03

適宜的煙株長相是形成優(yōu)質(zhì)鮮煙的基礎(chǔ)[1]，其中，株高、莖圍、節(jié)距（以下統(tǒng)稱株型性狀）是描述煙株長相的重要指標(biāo)。大量的研究表明，煙草的株型性狀通過影響煙株的有效葉數(shù)、葉長、葉寬而間接影響煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[2-4]。但是，煙草株型性狀的表現(xiàn)受品種[5-6]，土壤質(zhì)地[7-9]、田間管理措施[10-14]等因素的影響較大，因此在煙葉大田生產(chǎn)中，合理控制影響煙草株型性狀表現(xiàn)的因素顯得尤其重要。本試驗(yàn)以云南省近年來的多點(diǎn)品種比較試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)，研究了云南煙區(qū)基因型、年份、地點(diǎn)、土壤類型以及前作等因素對煙草株形性狀穩(wěn)定性的影響，以期為云南煙草栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

大田試驗(yàn)于2010—2014年在云南省生態(tài)條件有代表性的玉溪、大理、昆明、昭通和曲靖5個(gè)地區(qū)進(jìn)行，供試材料包括K326等26個(gè)煙草品種（系）。前茬作物有油菜、小麥、大麥、蠶豆、煙草、板藍(lán)根以及冬閑地塊；土壤包括沙壤土、紅沙壤土、紅壤土、黃壤土、紫色土共5種類型。試驗(yàn)采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積不小于40 m2，株行距為 0.6 m×1.1 m。各試點(diǎn)煙苗于5月5—15日移栽，其他措施按試驗(yàn)實(shí)施方案和當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)規(guī)范進(jìn)行。

1.2 性狀調(diào)查

大田調(diào)查的株型性狀為株高（cm）、莖圍（cm）、節(jié)距（cm）等。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取樣10株，成熟期量取株高、莖圍、節(jié)距。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

方差分析參照文獻(xiàn)[15]進(jìn)行，聚類分析參照文獻(xiàn)[16]進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 基因型對煙草株型性狀的影響

不同基因型之間煙草株型性狀的方差分析結(jié)果（表1）表明，株型性狀在不同基因型之間存在極顯著差異。對煙草基因型的株型性狀采用類平均值聚類的方法進(jìn)行系統(tǒng)聚類，通過聚類結(jié)果的比較分析，可以把煙草基因型分為三大類群：第Ⅰ類為高大基因型群，包括2個(gè)基因型，在所有類群中其煙株最高（122.5 cm），莖圍最粗（10.2 cm），節(jié)距最長（5.4 cm）；第Ⅱ類為中高基因型群，共有11個(gè)基因型，占基因型總數(shù)的42.3%；第Ⅲ類為矮小基因型類群，其煙株最低，節(jié)距最短，共包含13個(gè)基因型，占基因型總數(shù)的50.0%（表2）。株型性狀在不同基因型群間存在著廣泛的變異，其中，中高基因型群（第Ⅱ類）的節(jié)距在各類群中變異最大，變異系數(shù)為11.1%，變異最小的為高大基因型群（第Ⅰ類）的莖圍（2.1%）。

對株型性狀在基因型群間的差異進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（表3），其中株高的類間均方明顯大于類內(nèi)均方，F(xiàn)值達(dá)到 0.01 顯著水平，表明株高在基因型群間差異極顯著；而莖圍與節(jié)距在不同基因型群間的差異則未達(dá)顯著水平。

2.2 年份對煙草株型性狀的影響

煙草株型性狀在不同年份之間的方差分析見表1。可以看出，不同年份之間株型性狀存在著廣泛的變異。其中，節(jié)距在年份間差異顯著，而株高和莖圍的差異則均達(dá)到極顯著水平。就株高來說，2012年最高，平均為106.9 cm，且與其他各年之間的差異均顯著；2011年株高最低，平均為97.3 cm，與2010年、2013年、2014年之間也存在顯著差異，而2010年、2013年、2014年之間差異不顯著（表4）。莖圍則以2010年最粗，平均為10.6 cm，除2013年和2014年之間差異不顯著外，其余各年份之間的差異均達(dá)顯著水平。節(jié)距以2011年最長，平均為5.0 cm；除2011年與2010年、2014年之間以及2013年與2014年之間差異顯著外，其余均差異不顯著。

2.3 種植地點(diǎn)對煙草株型性狀的影響

不同種植地點(diǎn)之間株型性狀存在著極顯著差異（表1）。由多重比較結(jié)果（表5）可以進(jìn)一步看出，不同種植地點(diǎn)之間株高的差異均顯著，以昭通最高，平均為110.9 cm，其次是玉溪，而以大理最低，比昭通平均低7.0cm。莖圍在各種植點(diǎn)的表現(xiàn)為昭通>曲靖>玉溪>大理>昆明，除大理和昆明、昭通和曲靖之間差異不顯著外，其余各點(diǎn)之間的莖圍差異均顯著。節(jié)距除玉溪和大理2地之間差異不顯著外，其余各點(diǎn)的差異均顯著，以玉溪和大理節(jié)距最長，均為5.2 cm，昆明地區(qū)節(jié)距最短，僅為4.2 cm。

2.4 土壤類型對煙草株型性狀的影響

不同土壤類型因成土母質(zhì)不同而決定了土壤的礦物和化學(xué)組成[17]，從而影響著煙草株型性狀的生長發(fā)育。由表1可以看出，不同土壤類型之間各株型性狀差異極顯著。株高在不同土壤類型上的表現(xiàn)為紅壤土>黃壤土>沙壤土>紫色土>紅沙壤土（表6）。其中，除紅壤土與黃壤土及黃壤土與沙壤土上種植的煙草株高差異不顯著外，其余土壤類型上種植的煙草株高之間差異均顯著。莖圍以黃壤土種植的煙草最粗，其次是沙壤土，而以紅壤土煙草莖圍最細(xì)；除黃壤土與沙壤土、紅沙壤土與紫色土之間差異不顯著外，其他各土壤類型上的煙株莖圍之間差異顯著。節(jié)距以沙壤土種植的煙草最長，黃壤土次之，其中，沙壤土與除黃壤土以外的其他各土壤類型的煙草節(jié)距之間的差異均達(dá)到了顯著水平；而以紫色土和紅沙壤土種植的煙草節(jié)距最短，均為 4.2 cm。

2.5 前作對煙草株型性狀的影響

輪作倒茬是煙草生產(chǎn)中非常重要的栽培措施，尤其，前作的選擇是直接關(guān)系到煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量的一個(gè)重要問題[18]。不同前作之間煙草株型性狀的方差分析見表1。結(jié)果表明，株型性狀在不同前作之間的差異均達(dá)到極顯著水平。由表7可以進(jìn)一步看出，蠶豆為前作時(shí)，株高最高，且與以油菜、小麥、大麥、煙草、冬閑或板藍(lán)根為前作的煙草株高間的差異均達(dá)顯著水平，而油菜與小麥、煙草以及冬閑與板藍(lán)根之間的差異不顯著。就莖圍來說，大麥、板藍(lán)根>煙草>冬閑地>蠶豆>油菜>小麥，其中，除大麥與油菜、小麥、蠶豆，板藍(lán)根與油菜、小麥、蠶豆，煙草與油菜、小麥以及冬閑與油菜、小麥之間的差異達(dá)到顯著水平外，其余差異均不顯著。節(jié)距則以油菜和煙草為前作時(shí)最長，均為5.3 cm，其次是小麥和大麥，而以板藍(lán)根為前作時(shí)節(jié)距最短。其中，煙草與小麥、大麥、冬閑、板藍(lán)根以及油菜與大麥、蠶豆、冬閑、板藍(lán)根之間節(jié)距的差異達(dá)到了顯著水平，小麥與蠶豆、冬閑、板藍(lán)根以及板藍(lán)根與蠶豆、冬閑之間也存在顯著差異。

3 小結(jié)與討論

株高、莖圍、節(jié)距都是煙草重要的數(shù)量性狀，其表現(xiàn)受自身基因型和外界環(huán)境條件的共同影響[19-21]。本試驗(yàn)研究表明，基因型、年份、地點(diǎn)、土壤類型以及前作等因素對煙草的株型性狀都有影響，其中節(jié)距除在不同年份之間差異顯著外，在其他因素之間均存在極顯著差異；而株高、莖圍在不同基因型、不同地點(diǎn)、不同土壤以及不同前作之間的差異都達(dá)到極顯著水平。聚類分析把煙草基因型分為高大基因型群（第Ⅰ類）、中高基因型群（第Ⅱ類）、矮小基因型類群（第Ⅲ類），株型性狀在不同基因型群之間存在著廣泛的變異。

由于云南煙草種植區(qū)域的地形地貌復(fù)雜，氣象因子多變，使得煙草基因型株型性狀的表現(xiàn)在不同年份、不同地區(qū)間容易出現(xiàn)較大的波動(dòng)性。不同土壤類型則以紅壤土和黃壤土種植的煙草煙株較高，莖圍以黃壤土煙草最粗，說明黃壤土種植的煙草莖株長相較好。豆科作物的根瘤具有固氮作用，其落葉C/N比率低，因此土壤中有機(jī)質(zhì)和氮素較多。本研究以蠶豆為前作的煙草株高顯著高于其他前茬作物的煙草，表明以豆科作物為前作時(shí)，煙株的長勢較好，但是，是否以豆科作物為前作，要視土壤肥力情況而定；節(jié)距則以板藍(lán)根為前作時(shí)最短，并且顯著短于其他前茬作物的煙株。

因此，煙草生產(chǎn)要全面考慮影響煙草株型性狀的各種因素，選擇田間表現(xiàn)優(yōu)良的品種，采取合理的栽培管理措施，但是由于株高、莖圍、節(jié)距是相互聯(lián)系、相互矛盾的整體[2-3]，所以生產(chǎn)實(shí)踐中，還要根據(jù)煙株的生長情況，靈活安排，才能保證田間株型性狀的良好發(fā)育，從而提高煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。

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