南平煙區(qū)抗寒優(yōu)質(zhì)烤煙新品種選育研究

吳佳溶，陳志厚，徐 茜，徐辰生

(福建省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 南平分所，福建 南平 353000)

溫度是影響作物生長和分布的一種重要的生態(tài)因子，在作物遺傳背景限制的前提下，對作物某些生長發(fā)育過程起著決定性作用[1]。煙草原產(chǎn)于熱帶，是喜溫作物，最適生長溫度是25～28 ℃，低于10～13 ℃時生長停止，1～2 ℃時煙株死亡[2]。煙草幼苗受到冷害或凍害后，植物體內(nèi)會發(fā)生一系列的生理生化反應(yīng)，其光合作用、MDA含量和根系活力等指標，均會產(chǎn)生相應(yīng)的變化[3-7]。移栽大田后，低溫會誘導(dǎo)早花，嚴重影響煙葉的產(chǎn)質(zhì)量[8-9]。

目前，南平煙區(qū)生產(chǎn)期間煙葉生育的時間非常受限制，前冷后熱的氣候條件已成為優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的主要制約因素。采用栽培技術(shù)來緩解氣候脅迫是有限的，培育抗寒且優(yōu)質(zhì)的烤煙品種是提高南平煙區(qū)煙葉產(chǎn)質(zhì)量、保障煙葉生產(chǎn)穩(wěn)定，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的最基本最經(jīng)濟最有效的途徑之一。CB-1為南平市當(dāng)前主栽抗寒早春煙品種，抗寒性較強，且產(chǎn)質(zhì)量為廣大煙農(nóng)所認同。本研究以CB-1為對照，通過苗期低溫脅迫和煙株大田表現(xiàn)兩階段試驗，來篩選適合南平煙區(qū)生態(tài)特點的新品種，以期為南平煙區(qū)抗寒優(yōu)質(zhì)品種的選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗品種

供試品種為福建省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所南平分所選育的新品種，共9個，分別為NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1502、NF1503、NF1505和NF1506，以CB-1為對照。

1.2 試驗地點

南平市煙草公司煙科分所試驗場。

1.3 試驗設(shè)計與處理

1.3.1 苗期低溫脅迫 選擇生長一致的5～6片真葉期的煙苗，分兩組進行處理。處理1：對照，未進行低溫脅迫，全程在育苗大棚；處理2：室外自然脅迫4 d，然后重新取回育苗大棚恢復(fù)生長4 d。低溫脅迫期間白天室外與大棚溫度見表1。

表1 2016年低溫脅迫期間棚內(nèi)、外溫度

1.3.2 大田表現(xiàn) 采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，共30個小區(qū)，每小區(qū)種植50～100株，株行距為0.5 m×1.2 m，施肥量以純氮計，對照CB-1 6.5 kg/667 m2，其余供試品種7.5 kg/667 m2，NPK比例為1∶0.8∶2.8。播栽期與對照CB-1相同，其他田間管理及病蟲害防治同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)。

1.4 試驗觀察與測定

1.4.1 苗期低溫脅迫 低溫脅迫4 d后，對每株煙苗的冷害癥狀進行分級，冷害指數(shù)=∑(各級株數(shù)×級數(shù))/總株數(shù)[10]?；謴?fù)生長4 d后，以自下而上第3片葉子為取樣葉，并測定葉綠素SPAD值(葉綠素測定儀SPAD-502)、MDA值(硫代巴比妥酸法)[11]和根系活力(TTC法)[11]。

1.4.2 大田表現(xiàn) 調(diào)查早花率。各處理單采單收，測定產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價及上等煙比例等。每小區(qū)定30株，每株取第8～12葉位全部煙葉(混合樣)，對煙葉化學(xué)成分進行測定。

1.5 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0和Excel 2007軟件進行統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期低溫脅迫

2.1.1 低溫脅迫對煙苗冷害指數(shù)的影響 由表2可以看出，低溫脅迫4 d后，各品種均表現(xiàn)出冷害癥狀，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1503和NF1505的冷害指數(shù)比CB-1低，NF1502的冷害指數(shù)與CB-1一致，NF1501和NF1506的冷害指數(shù)則高于CB-1。

表2 低溫脅迫對不同品種凍害指數(shù)的影響

2.1.2 低溫脅迫對煙苗葉綠素SPAD值的影響 由圖1可以看出，與大棚未脅迫的處理對比，各品種在經(jīng)過低溫脅迫處理后，葉綠素SPAD值均表現(xiàn)出不同程度的下降；從下降的幅度來看，NF1502達到最高，為20.08%，NF1407最低，為2.73%，其中，NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505的下降幅度比CB-1小，說明這幾個品種的葉綠素SPAD值在低溫脅迫下表現(xiàn)出比CB-1較弱的敏感性，NF1307、NF1404、NF1502和NF1506則表現(xiàn)出比CB-1較強的敏感性。

圖1 低溫脅迫對不同品種SPAD值的影響

2.1.3 低溫脅迫對煙苗MDA含量的影響 由圖2可以看出，與大棚未脅迫的處理對比，各品種在經(jīng)過低溫脅迫處理后，MDA含量均表現(xiàn)出不同程度的上升；從上升的幅度來看，CB-1最高，達到35.89%，NF1307最低，為3.54%，供試品種的上升幅度均比CB-1小，說明供試品種的MDA含量在低溫脅迫下均表現(xiàn)出比CB-1較弱的敏感性。

圖2 低溫脅迫對不同品種MDA含量的影響

2.1.4 低溫脅迫對煙苗根系活力的影響 由圖3可以看出，與大棚未脅迫的處理對比，各品種在經(jīng)過低溫脅迫處理后，根系活力均表現(xiàn)出不同程度的下降；從下降的幅度來看，NF1502最高，達到49.05%，NF1501最低，為10.80%，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505的下降幅度比CB-1小，說明這幾個品種的根系活力在低溫脅迫下表現(xiàn)出比CB-1較弱的敏感性，NF1502和NF1506則表現(xiàn)出比CB-1較強的敏感性。

圖3 低溫脅迫對不同品種根系活力的影響

2.2 大田表現(xiàn)

2.2.1 各品種早花率調(diào)查 供試9個品種以及對照CB-1均未發(fā)現(xiàn)早花現(xiàn)象。

2.2.2 各品種烤后煙單葉重及質(zhì)量經(jīng)濟性狀分析

由表3可以看出，各品種產(chǎn)量在123.60～166.76 kg/667 m2之間，呈極顯著差異；各品種產(chǎn)值在2207.72～4061.43元/667 m2之間，呈極顯著差異；各品種均價在17.82～24.37元/kg之間，呈極顯著差異；各品種上等煙比例在10.20%～30.73%之間，呈極顯著差異；各品種中等煙比例在54.56%～71.25%之間，無顯著差異。

與對照CB-1比較，在產(chǎn)量方面，供試品種除了NF1506，其余品種產(chǎn)量均高于對照品種CB-1，NF1405最高，其中，NF1404、NF1405、NF1407和NF1503達到極顯著水平，NF1502達到顯著水平；在產(chǎn)值方面，供試品種除了NF1506，其余品種產(chǎn)量均高于對照品種CB-1，NF1405最高，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1502和NF1503達到極顯著水平；在均價方面，供試品種除了NF1506，其余品種產(chǎn)量均高于對照品種CB-1，NF1405最高，其中，NF1405和NF1502達到極顯著水平，NF1307和NF1407達到顯著水平；在上等煙比例方面，所有供試品種均比對照CB-1高，NF1407最高，其中，NF1307、NF1405、NF1407、NF1501、NF1502和NF1505達到極顯著水平。

表3 各品種質(zhì)量經(jīng)濟性狀分析

注：*、**分別表示差異達到顯著、極顯著水平。

2.2.3 各品種烤后煙葉化學(xué)成分分析 各品種烤后煙葉化學(xué)成分檢測樣品由8～12葉位混合組成，正常位于煙株下二棚至上二棚之間。由表4可以看出，NF1404、NF1405、NF1407和對照CB-1均比南平煙區(qū)中部葉煙堿(2.0%～3.0%)的標準低，其中NF1404和NF1405比對照CB-1低，其余供試品種煙堿均高于對照CB-1，且符合南平煙區(qū)中部葉煙堿(2.0%～3.0%)的標準；各品種總糖均符合南平煙區(qū)中部葉(23%～29%)的標準；各品種還原糖除了NF1503，其余品種均超過南平煙區(qū)中部葉(20%～23%)的標準；各品種總氮均符合南平煙區(qū)中部葉(1.4%～2.2%)的標準；各品種鉀均符合南平煙區(qū)中部葉(>2%)的標準；糖堿比除了NF1404略高，NF1503略低，其余品種均符合南平煙區(qū)中部葉(8.5～13.5)的標準；各品種兩糖比均符合南平煙區(qū)中部葉(>0.75)的標準；各品種氮堿比均符合南平煙區(qū)中部葉(0.7～1.0)的標準。綜合來看，各品種除了還原糖略高一點點，化學(xué)成分協(xié)調(diào)，符合南平煙區(qū)中部葉的標準。

3 討論

3.1 苗期低溫脅迫

低溫脅迫處理后，各品種均出現(xiàn)冷害現(xiàn)象，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1503和NF1505的冷害指數(shù)比CB-1低，NF1502與CB-1一致。

葉綠素含量是直接影響植物生長狀況的重要生理指標，可以直接反映逆境下植物受損傷程度的大小[12]。溫度脅迫使植物葉片受到一定程度的傷害，葉綠素的正常代謝出現(xiàn)紊亂，葉綠素合成下降[13]。在本研究中，各品種的SPAD值在低溫脅迫下均表現(xiàn)出不同程度的下降，其中，NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505表現(xiàn)出比CB-1較弱的敏感性。

表4 各品種烤后煙葉化學(xué)成分分析

植物在低溫脅迫下，對冷害最敏感的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)首先受到破壞，加劇了細胞膜脂過氧化作用，并伴隨著MDA含量的增加，使植物遭受傷害[14]。本研究表明，各品種的MDA含量在低溫脅迫下均表現(xiàn)出不同程度的上升，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1502、NF1503、NF1505和NF1506均表現(xiàn)出比CB-1較弱的敏感性。

苗期低溫會對煙草幼苗根系造成一定的傷害，從而引起根系活力的降低[15]。本研究表明，各品種的根系活力在低溫脅迫下，均表現(xiàn)出不通過程度的下降，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505表現(xiàn)出比CB-1較弱的敏感性。

綜合4個指標來看，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505對低溫脅迫表現(xiàn)出比CB-1較弱的敏感性，其抗寒能力比CB-1較強。

3.2 大田表現(xiàn)

供試9個品種以及對照CB-1均未發(fā)現(xiàn)早花現(xiàn)象。

在產(chǎn)量方面，NF1404、NF1405、NF1407和NF1503極顯著高于對照CB-1，NF1502顯著高于對照CB-1；在產(chǎn)值方面，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1502和NF1503極顯著高于對照CB-1；在均價方面，NF1405和NF1502極顯著高于對照CB-1，NF1307和NF1407顯著高于對照CB-1；在上等煙比例方面，NF1307、NF1405、NF1407、NF1501、NF1502和NF1505極顯著高于對照CB-1；各品種中等煙比例未存在差異。

各品種8～12葉位混合樣除了還原糖略高一點點，化學(xué)成分協(xié)調(diào)，均符合南平煙區(qū)中部葉的標準。

綜合來看，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1502和NF1503在煙葉產(chǎn)質(zhì)量上比對照CB-1表現(xiàn)較優(yōu)。

4 結(jié)論

綜合苗期低溫脅迫和田間小區(qū)試驗數(shù)據(jù)，建議NF1307、NF1404、NF1405、NF1407和NF1503繼續(xù)進入下一階段南平煙區(qū)抗寒優(yōu)質(zhì)烤煙新品種的研究。

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