水澇脅迫對烤煙理化特性及產(chǎn)質量的影響

李建平　陳振國　譚本奎　孫敬國　孫光偉　馮吉

摘要 為了探索水澇脅迫對烤煙的影響，研究了利川開展烤煙不同生育期不同水澇時間對烤煙某些理化特性及產(chǎn)質量影響。結果表明，在煙草團棵期、旺長期、成熟期，隨著淹水時間的增加，根系活力受損程度逐步加深，導致煙葉的光合速率降低，葉綠素合成逐步減少，SPAD值降低。同時，隨著淹水時間的增加，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上等煙比例和煙葉的感官質量均呈下降趨勢，但煙葉的化學成分受影響較小。因此，南方煙區(qū)在煙葉的種植布局過程中，要選擇較高的地勢，完善排水設施，避免澇災損失。

關鍵詞 烤煙;淹水時間;理化特性;產(chǎn)質量

中圖分類號 S 572文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）23-0068-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.23.017

Effects of Waterlogging Stress on Physicochemical Properties，Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

LI Jian-ping1，CHEN Zhen-guo1，TAN Ben-kui2 et al

（1.Tobacco Research Institute of Hubei Province，Wuhan，Hubei 430030;2.Zigui Marketing Department，Yichang Tobacco Company of Hubei Province，Yichang，Hubei 443600）

Abstract In order to research the effects of waterlogging stress on flue-cured tobacco，experiments of different waterlogging time at different growing stages of flue-cured tobacco on physicochemical properties，yield and quality were carried out in Lichuan.The results showed that during the rosette，vigorous growth and mature stage，the damage degree of root activity was gradually deepened with the increase of waterlogging time，leading to the decrease of photosynthetic rate，chlorophyll synthesis and SPAD value of tobacco leaves.Moreover，with the increase of waterlogging time，the flue-cured tobacco yield，production value，average price，the proportion of first-class tobacco leaves and sensory quality of tobacco leaf showed a downward trend，but the chemical compositions in tobacco leaf was less affected.Therefore，in southern tobacco areas，choosing the higher terrain and perfecting drainage facilities in planting zoning adjustment could avoid the loss of waterlogging.

Key words Flue-cured tobacco;Waterlogging time;Physicochemical properties;Yield and quality

我國南方煙區(qū)面積占據(jù)我國植煙面積80%左右，但南方煙區(qū)雨水充沛，煙草生產(chǎn)后期常常遭受澇害，導致減產(chǎn)降質，因而南方煙區(qū)澇害也成為制約我國優(yōu)質烤煙生產(chǎn)的主要因素和重大非生物逆境之一[1-3]。有研究表明，煙草受到水澇時其凈光合速率、蒸騰速率、根系活力和煙葉鉀含量等均隨淹水時間的延長和淹水深度的增加呈極顯著下降趨勢，這嚴重影響了煙草的生長發(fā)育和煙葉的產(chǎn)質量 [4-6]。 水澇脅迫后，葉片薄、水分多，調(diào)制時顏色難以固定，調(diào)制后色澤暗、油分少、彈性差、吸味淡[7-9] 。鑒于此，筆者研究了水澇脅迫對煙草光合指標、生理生化指標及煙葉產(chǎn)質量的影響，旨在為煙草抗?jié)逞芯刻峁├碚撘罁?jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗材料為云煙87。

1.2 試驗設計

試驗在湖北省利川柏楊鎮(zhèn)進行，該地海拔1 180 m。單行壟，行距1.2 m，株距55 cm，植煙密度為15 150株/hm2。施純N 90 kg/hm2，N∶P2O2∶K2O為1.0∶1.5∶3.0。其他栽培措施均按湖北省烤煙生產(chǎn)技術規(guī)范執(zhí)行。具體試驗設置如下：

1.2.1 團棵（A）階段的處理。試驗共設4個處理，包括A1處理（自然狀態(tài)下正常生長的煙株）、A2處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為24 h）、A3處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為48 h）、A4處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為72 h）。

1.2.2 打頂（B）階段的處理。團棵期的土壤供水處于自然狀態(tài)，在打頂期進行淹水處理。試驗共設4個處理，包括B1處理（自然狀態(tài)下正常生長的煙株）、B2處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為24 h）、B3處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為48 h）、B4處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為72 h）。

1.2.3 成熟期（C）階段的處理。團棵期和打頂期的土壤供水處于自然狀態(tài)，在成熟期進行淹水處理。試驗共設4個處理，包括C1處理（自然狀態(tài)下正常生長的煙株）、C2處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為24 h）、C3處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為48 h）、C4處理（讓煙田處于淹水狀態(tài)，時間為72 h）。

1.3 測定項目及檢測方法

1.3.1 光合指標測定。田間淹水處理結束后15 d時采用美國產(chǎn)LI-6200型便攜式光合作用測量儀測定不同處理的煙葉氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率和光合速率等指標。

1.3.2 生理指標測定。每個淹水處理結束后15 d時采樣測定根系活力、SPAD值、超氧化物歧化酶SOD活性、過氧化物酶POD活性等指標。采用TTC比色法測定根系活力，以單位時間內(nèi)每克根系（鮮重）所能生成的TTCH的質量（μg）表示。采用硫代巴比妥酸（TBA）顯色法測定丙二醛（MDA）含量;采用氮藍四唑（NBT）光化還原法測定超氧化物歧化酶（SOD）的活性;采用碘量法測定過氧化氫酶（CAT）活性。

1.3.3 農(nóng)藝性狀測定。成熟期淹水處理后7 d測定全部試驗處理及對照的農(nóng)藝性狀，包括株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長和寬等。

1.3.4 經(jīng)濟性狀測定。測定產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上中等煙率。

1.3.5 化學成分及評吸質量。各個處理取烤后上、中部煙葉各1 kg，進行化學成分分析及感官評吸。

2 結果與分析

2.1 不同處理對煙葉光合指標的影響 從表1可以看出，與對照相比，3個生育階段隨著淹水時間的增加，光合速率均有降低趨勢，這說明在淹水條件下，土壤中水分過多會導致空氣減少，抑制有氧呼吸，影響水分吸收，也會導致細胞缺水失去膨壓，因為細胞膨壓降低會使細胞伸長生長受阻，因而葉片較小，光合面積減小，導致光合速率降低;由于光合作用減弱，細胞缺水導致氣孔開張度減小，CO2進入葉片受到阻礙，因此淹水1 d后氣孔導度呈降低趨勢，但在淹水3 d后又呈上升趨勢，這可能是由于煙株抗水分脅迫的能力加強，氣孔開張度恢復加大，因此導致胞間CO2濃度和蒸騰速率先降后升，表現(xiàn)出與氣孔導度變化一致的趨勢。

2.2 不同處理對煙葉生理指標的影響 從表2可以看出，與對照相比，隨著淹水時間的增加，各個處理的超氧化物歧化酶（SOD）活性均呈梯度降低趨勢，根系活力逐步降低，SPAD值呈梯度降低趨勢，原因可能是隨著淹水時間的增加，根系活力受損程度逐步加深，導致煙葉的光合速率降低，葉綠素合成逐步減少，SPAD值降低。

2.3 不同處理對農(nóng)藝性狀的影響 從表3可以看出，在3個生育階段，煙株在水淹后，均會受到不同程度的影響。與對照相比，隨著水淹時間的增加，煙株的高度呈降低趨勢，葉片的長度和寬度呈減小趨勢。田間直接觀察的結果基本與此相符，水淹后植株比對照矮小，葉片部分表現(xiàn)出有脫肥現(xiàn)象，這可能是由于水淹導致肥料流失。

2.4 不同處理對煙葉經(jīng)濟性狀的影響 從表4可以看出，團棵期、旺長期、成熟期水淹后煙葉產(chǎn)量均有不同程度降低，各個處理的煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例均比對照低，隨著淹水時間的增加，各處理仍然呈梯度下降趨勢，各個處理的均價規(guī)律性不強。

2.5 不同處理對煙葉化學成分的影響

從表5可以看出，煙株在不同生長階段遭受淹水災害后，與正常生長的煙株相比，團棵期和成熟期水淹后煙葉質量各個數(shù)據(jù)差異不大，在旺長期淹水后煙葉的糖含量有所下降，其他成分差異不大。

2.6 不同處理對煙葉評吸結果的影響 從表6可以看出，煙株在田間遭受水淹災害后，煙葉品質下降，香氣質和香氣量降低，雜氣和刺激性增加，余味變差，評吸總分降低，濃度和勁頭相當。

3 結論與討論

水分在烤煙的生長發(fā)育過程中起到至關重要的作用，但烤煙對過多的水分也非常敏感。因此缺乏有效的耐淹防御機制，不利于優(yōu)質煙草生產(chǎn)。淹水條件下水分阻礙了烤煙根系與大氣環(huán)境間的氣體交換，造成煙株根系組織缺氧，烤煙根系生長受阻且根系活力下降，導致根系對水分和礦質元素的吸收和運輸能力下降，生理機能紊亂，從而導致煙草產(chǎn)量和品質的降低[10-12]。

該研究對煙株田間淹水的試驗結果表明，團棵期、旺長期、成熟期隨著淹水時間的增加，煙葉的光合指標和生理指標均發(fā)生變化。在不同階段進行淹水處理后，各個處理的光合速率均呈降低趨勢，氣孔導度、胞間CO2濃度和蒸騰速率呈先降后升的趨勢;隨著淹水時間的增加，各個處理的超氧化物歧化酶（SOD）活性都呈梯度降低的趨勢，根系活力逐步降低，SPAD值呈梯度降低趨勢，這是由于淹水時間增加，根系活力受損程度逐步加深，導致煙葉的光合速率降低，葉綠素合成逐步減少，SPAD值降低。隨著淹水時間的增加，煙株的高度呈降低趨勢，葉片的長度和寬度呈減小趨勢;水淹后煙葉產(chǎn)量均受到不同程度的損失，其經(jīng)濟性狀指標均比對照差，隨著淹水時間的增加，其產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上等煙比例均呈梯度下降趨勢;煙葉的化學成分受影響較小，煙葉的感官質量下降，評吸總分降低。

中國南方的煙草生長季節(jié)降雨量大，南方煙區(qū)多地煙葉生產(chǎn)均受到不同程度淹水脅迫的影響，這往往會給煙葉生產(chǎn)帶來毀滅性的損失。因此，南方煙區(qū)在煙葉的種植布局過程中要注意選擇較高的煙田地勢，田間不易漬水，有排水設施，遇大水時能及時排出，從而避免澇災損失[3]。

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基金項目 中國煙草總公司湖北省公司重點項目“煙區(qū)氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)在煙葉生產(chǎn)中的應用”（027Y2017-026）。

作者簡介 李建平（1966—），男，湖北建始人，高級農(nóng)藝師，從事煙草栽培調(diào)制技術研究和生產(chǎn)技術推廣工作。*通信作者，高級農(nóng)藝師，博士，從事煙草栽培信息技術、生物信息學和分子生物學研究。

收稿日期 2020-06-30