C16H17KN2O4S對烤煙幼苗生長的影響

楊繼利 , 劉書武 , 孫永波

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院 ， 云南 昆明 650201 ； 2.云南省煙草公司昆明市公司 嵩明分公司 ， 云南 昆明 651700 ； 3.云南省煙草公司文山州公司 廣南分公司 ， 云南 文山 663000 ； 4.云南保山香料煙公司 ， 云南 保山 678000)

C16H17KN2O4S俗稱青霉素(Penicillin，簡稱“PG”)是由幾種腐生真菌青霉菌所產(chǎn)生的具有強烈殺菌作用的抗生素，在人體醫(yī)藥和畜禽養(yǎng)殖業(yè)中廣泛應(yīng)用。C16H17KN2O4S具有水溶性，當(dāng)其進入動物體內(nèi)不會被全部吸收，30%～90%以母體或次級代謝產(chǎn)物的形式隨糞便排出體外，從而進入水體與土壤，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在土壤中難以降解，容易在環(huán)境中積累從而對植物產(chǎn)生影響。20世紀(jì)50年代以來，C16H17KN2O4S和其他抗生素對高等植物的影響就開始被發(fā)現(xiàn)和研究。李海航等[1-2]分別對青霉素在水稻種子萌發(fā)時淀粉酶的形成、幼苗的生長、葉綠素的合成與降解等方面的作用做過系統(tǒng)的綜述，一定濃度的青霉素可促進幼苗的生長和葉綠素的合成。近年來又有報道青霉素可促進小麥、玉米、水稻、黃瓜等種子發(fā)芽和幼苗生長[3-4]。煙草是中國主要的經(jīng)濟作物之一，無論面積還是總產(chǎn)量，都居世界首位，但C16H17KN2O4S對煙草幼苗的影響少有報道[5]。本研究初步探究了C16H17KN2O4S對煙草幼苗生長和生理生化的影響，以期為C16H17KN2O4S在煙草生產(chǎn)中應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試煙草種子為自選品系(編號01)，C16H17KN2O4S為分析純級。

1.2 實驗設(shè)計與實施

實驗在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻科學(xué)研究所日光溫室內(nèi)進行。使用漂浮育苗系統(tǒng)培育煙苗，漂盤為128孔。營養(yǎng)液一次性加入，定期加蒸餾水，以保證營養(yǎng)液體積始終在14 L。營養(yǎng)液選用阿夫多寧配方：NH4NO3，0.240 g/L；Na2HPO4·12H2O，0.100 g/L；NaH2PO4·H2O，0.100 g/L；CaCl2·2H2O，0.360g/L；MgSO4·7H2O，0.500 g/L；Fe-EDTA，0.025g/L；微量元素用阿農(nóng)營養(yǎng)液。播種后20天左右，待煙苗長出2片真葉后，開始間苗，盡量保持煙苗長勢的一致性。

設(shè)置3個PG濃度處理，分別為0、40、80、120 mg/L。每個處理1個漂浮盤，共計128棵煙苗。播種后30天，待煙苗長出6片真葉后，開始PG處理。15天后，選取長勢一致的30棵煙草幼苗進行測定。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1主要生長指標(biāo)

每個處理選取長勢一致的10棵煙苗，測定根長、莖高、最大葉面積，測定方法參考《YCT142—2010煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量辦法》[6]。

1.3.2葉綠素含量

每個處理選取長勢一致的10棵煙苗，測定葉片中的葉綠素含量，測定方法為改良的Arnon法測定[7]。具體操作步驟為取相同部位葉片，去除中脈和葉尖，稱取0.5 g，剪碎放入研缽加入少量石英砂研成糊狀，用80%丙酮水溶液分批提取葉綠素，直到殘渣無色為止。經(jīng)適當(dāng)稀釋后，用分光光度計測定663、645 nm吸光度，然后按Arnon公式計算葉綠素含量。

1.3.3根系活力

每個處理選取長勢一致的10棵煙苗，測定根的根系活力，測量方法為《植物生理學(xué)實驗指南》中的甲烯藍吸附法，用活躍吸收面積%表示根系活力[7]。

總吸收面積(m2)= (第一杯中被吸收的甲烯藍毫克數(shù)+第二杯中被吸收的甲烯藍毫克數(shù))×1.1

活躍吸收面積(m2)=第三杯中被吸收的甲烯藍毫克數(shù)×1.1

活躍吸收面積比例(%)=根系活躍吸收面積/根系總吸收面積×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度PG對煙草幼苗生長的影響

不同濃度PG對煙草幼苗生長的影響見表1。

表1 PG對煙草幼苗植物學(xué)性狀的影響

由表1可知，在一定的PG濃度范圍內(nèi)，煙草幼苗的根長、莖高、最大葉面積隨PG濃度的增加而增加，當(dāng)PG濃度超過80 mg/L時，上述促進效應(yīng)開始減弱，但仍高于對照。說明在一定濃度范圍內(nèi)，PG煙草幼苗的根長、莖高、最大葉面積有明顯促進作用，其中80 mg/L與其他3個處理差異顯著，效果最好，明顯優(yōu)于PG為0的處理。

2.2 不同濃度PG對煙草幼苗葉片葉綠素含量的影響

不同濃度PG對煙草幼苗葉片葉綠素含量的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同濃度PG對煙草幼苗葉片葉綠素含量的影響

從圖1可以看出，隨著PG濃度從0增加到120 mg/L，煙草幼苗葉片中葉綠素含量明顯高于未加PG的處理，尤以80 mg/L差異顯著(P<0.05)，說明PG濃度在40～80 mg/L內(nèi)可提高煙草幼苗中葉綠素含量，超過此濃度，對煙草幼苗中葉綠素含量有一定的抑制作用，但仍明顯高于未加PG的處理。PG促進葉綠素含量增加的原因可能是：①青霉素促進葉片核酸和蛋白質(zhì)的合成，從而促進葉綠體色素的合成；②青霉素通過降低葉片中葉綠素酶的活力來延緩葉綠素的降解，從而提高葉片中葉綠素的含量[2]。

2.3 不同濃度PG對煙草幼苗根系活力的影響

不同濃度PG對煙草幼苗根系活力的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同濃度PG對煙草幼苗根系活力的影響

從圖2可以看出，PG濃度在0～80 mg/L內(nèi)，煙草幼苗根系活力明顯高于未加PG的處理，且以80 mg/L差異顯著(P<0.05)，說明PG濃度在40～80 mg/L內(nèi)可提高煙草幼苗根系活力，在超過此濃度，對煙草幼苗根系活力有一定的抑制作用，但仍遠遠高于未加PG的處理。

3 討論

本研究結(jié)果顯示，一定濃度范圍內(nèi)的青霉素可提高煙草幼苗的根長、莖高、最大葉面積、葉綠素含量、根系活力，其中提高最明顯的處理濃度為80 mg/L，說明一定范圍內(nèi)的青霉素可促進煙草幼苗的生長。這些結(jié)果與前人[3,8]在水稻幼苗上進行的青霉素對根、莖、葉影響的研究結(jié)果相似；與劉萍等[9]關(guān)于青霉素能夠促進高等植物葉片葉綠素含量增加結(jié)果一致；同時與張燕等[10]關(guān)于青霉素可促進煙草幼苗根系活力的研究結(jié)果相似。本文再次證明了青霉素在一定濃度范圍內(nèi)，可以促進煙草幼苗根系生長及根系活力增加，促進葉綠素增加等。同時，本文研究結(jié)果很清晰的顯示，在水培條件下，青霉素濃度在80 mg/L出現(xiàn)拐點，高于此點，青霉素對煙草幼苗的生長表現(xiàn)為抑制作用。此結(jié)果為在水培條件下進一步研究青霉素對煙草生長的效應(yīng)提供了重要的基礎(chǔ)。

目前，關(guān)于青霉素對煙草幼苗作用機理的相關(guān)文獻未見報道，本文只是在水培條件下初步探討了青霉素對煙草幼苗生長的影響，一方面印證了前人的研究結(jié)果，同時明確了在水培條件下青霉素對煙草幼苗效應(yīng)的拐點值，以期為進一步研究青霉素對煙草等農(nóng)作物的生理代謝和生長中的作用及其機理提供參考。