干旱指數(shù)法綜合評價河南烤煙新品種抗旱性

孫計平 李雪君 李麗華 趙世民 孫煥 周俊學

摘要：以中煙100、云煙87和NC89為對照品種，采用PEG（聚乙二醇）模擬干旱試驗，結合盆栽控水試驗研究干旱脅迫對河南省烤煙新品種的影響，采用干旱指數(shù)法綜合評價新品種的抗旱性。結果表明，河洛1號抗旱性最強；其次是豫濃香201，在中度干旱脅迫條件下抗旱性較強，重度干旱則影響煙葉正常生長；渠首1號抗旱性與對照品種NC89、中煙100和云煙87基本相當。

關鍵詞：烤煙； PEG（聚乙二醇）； 干旱指數(shù)法； 抗旱性； 綜合評價； 河南省

中圖分類號：S572? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）04-0101-05

Comprehensive evaluation of drought resistance of new flue-cured tobacco varieties

in Henan Province by drought index method

Abstract： Taking Zhongyan 100， Yunyan 87 and NC89 as control varieties， PEG（polyethylene glycol） simulated drought test and pot water control test were used to study the effect of drought stress on the new varieties. Drought index method was used to evaluate the drought resistance of the new flue-cured tobacco varieties in Henan Province. The results showed that Heluo No.1 had the strongest drought resistance； the second was Yunongxiang 201， which had strong drought resistance under moderate drought stress， and the normal growth of tobacco leaves was affected under severe drought； the drought resistance of Qushou No.1 was basically equivalent to that of the control variety NC89， Zhongyan 100 and Yunyan 87.

Key words： flue-cured tobacco； PEG（polyethylene glycol）； drought index method； drought resistance； comprehensive evaluation； Henan Province

干旱脅迫嚴重影響植物生長發(fā)育，對農作物造成的損失居所有非生物脅迫之首［1］?？緹熥鳛橹袊匾慕?jīng)濟作物，由于其葉面積大，葉片數(shù)多，嚴重干旱會導致煙株發(fā)育不良、煙葉產量和品質下降［2］。河南省煙區(qū)包括水肥條件較好的平原煙區(qū)和灌溉條件較差的丘陵山地，不同地區(qū)對烤煙品種的需求差異較大，豫南、豫西南地區(qū)主栽品種為云煙87，豫中煙區(qū)主栽品種為中煙100，這2個品種對水肥條件要求較高，當?shù)厮疂驳鼗灸軡M足煙葉生長對水分的需求；而豫西煙區(qū)主要是丘陵山區(qū)，對品種的抗旱性要求較高。

由于河南省主栽品種種植時間長，品種單一問題嚴重［3］，各煙區(qū)也在針對性地培育后備品種，河南省農業(yè)科學院煙草所從中煙100突變體中選育的烤煙新品種豫濃香201抗病性強、品質優(yōu)良，已經(jīng)成為平原煙區(qū)的優(yōu)勢品種；南陽煙區(qū)從云煙87突變體中選育出的渠首1號適應性強，有較大潛力；洛陽煙區(qū)針對丘陵干旱區(qū)的生態(tài)特點篩選的新品種河洛1號，大田表現(xiàn)較好，已經(jīng)逐步成為當?shù)刂髟云贩N之一。

煙草品種抗旱性鑒定可以通過大田表型鑒定［4］、盆栽控水試驗［5，6］、聚乙二醇-6000（PEG-6000）模擬干旱脅迫鑒定［7，8］等，由于大田鑒定受外界環(huán)境影響大，因此，本研究采用PEG模擬干旱脅迫結合盆栽控水試驗，研究干旱對新品種生長發(fā)育的影響。作物的抗旱性是多種因素影響的復雜性狀，任何單一指標都不能全面反映抗旱能力［9，10］，因此，本研究采用抗旱指數(shù)法來綜合評價新品種的抗旱性，以期為新品種的推廣提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試新品種為河洛1號（LY1306）、渠首1號、豫濃香201（Y2001），對照品種為中煙100、云煙87、NC89。

1.2 PEG模擬干旱試驗

采用PEG-6000作為處理劑，按照15%的濃度進行配制，形成干旱脅迫處理，以無菌水作對照。

參考專利《一種適用于PEG鑒定煙草品種耐旱性的發(fā)芽床》［11］的方法制作沙床，選取干凈無污染的河沙，放入0.15 mm網(wǎng)袋中，用自來水沖洗，洗去泥土和細沙；洗凈后倒入托盤攤開，放入烘箱105 ℃烘干，過2.5 mm篩，121 ℃滅菌。稱取沙子22 g，放入直徑9.0 cm的培養(yǎng)皿中，平行搖動培養(yǎng)皿以保證沙子平整。用移液管緩慢加入高滲溶液8 mL，對照用8 mL的無菌水代替。高滲溶液完全浸潤沙子后，上面加直徑9.0 cm定性濾紙1張。

1.2.1 種子干旱脅迫處理 種子用75%乙醇消毒后用清水洗3次，播于沙床培養(yǎng)皿，種子置床后用封口膜密封培養(yǎng)皿。置于人工光照培養(yǎng)箱中27 ℃恒溫發(fā)芽。試驗重復3次，每次100粒。

1.2.2 調查取樣 每天（1～14 d）調查記錄發(fā)芽種子數(shù)，14 d計算發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。隨機選取生長14 d的幼苗10株，測定幼苗莖長、根長和全苗長；隨機選取50株幼苗稱鮮重；隨機選取50株幼苗斷絕水分供應，自然風干，然后烘干稱干重，計算失水率，3次重復。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 為了消除品種間遺傳背景的誤差，采用性狀相對值作為評價抗旱性指標［12］，各指標的平均值即為該品種的干旱指數(shù)（a1）。

1.3 盆栽控水試驗

盆栽試驗設在河南省農業(yè)科學院煙草所進行；選用直徑38 cm、高26 cm的塑料盆，土壤為褐土（有機質為14.7g/kg、堿解氮為71.5 mg/kg、速效磷為15.6 mg/kg、速效鉀為122.1 mg/kg）。裝盆前風干，每盆裝土18 kg，施純氮6 g，氮磷鉀比例1∶1∶3。3月3日播種，5月5日選取健壯的7片真葉煙苗移栽盆中，團棵前正常澆水，團棵期到旺長期控制澆水量20 d，采用完全隨機區(qū)組試驗，設置3個處理，A1正常供水（每次澆水3 kg）、A2中度干旱（每次澆水2 kg）和A3重度干旱（每次澆水1 kg），試驗在防雨棚內進行，3次重復。

1.3.1 調查取樣 干旱處理結束后，使用便攜式光合儀（LI-6800 Portable Photosynthesis System，USA）測定光合指標，每個處理3次重復，取平均值。根據(jù)煙草行業(yè)標準YC/142—2010的農藝性狀調查方法測量株高（自然株高）、葉長、葉寬、莖圍，計算節(jié)距大小。農藝指標測定完成后，洗凈根，測定根、莖、葉鮮重，烘干后測定根、莖、葉干重。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理 為了消除品種間遺傳背景的誤差，采用各性狀相對值作為評價抗旱性指標，各處理農藝指標的平均值即為該品種的干旱指數(shù)（b），其中b1=中度干旱/正常供水，b2=重度干旱/正常供水；各處理生物積累量指標的平均值即為該品種的干旱指數(shù)（c），其中c1=中度干旱/正常供水，c2=重度干旱/正常供水；各處理光合速率的平均值即為該品種的干旱指數(shù)（d），其中，d1=中度干旱/正常供水，d2=重度干旱/正常供水。

1.4 統(tǒng)計分析

應用Excel軟件進行統(tǒng)計分析，中度干旱脅迫抗旱指數(shù)i1=（a1+b1+c1+d1）/4；重度干旱脅迫抗旱指數(shù)i2=（b2+c2+d2）/3。

2 結果與分析

2.1 PEG模擬干旱脅迫對不同品種種子萌發(fā)的影響

由表1可知，15%PEG模擬干旱脅迫條件下，參試材料各指標均低于對照，其中豫濃香201根長、全苗長、發(fā)芽指數(shù)和煙苗活力明顯高于其他品種，其次是河洛1號；從干旱指數(shù)a1來看，豫濃香201受PEG干旱脅迫影響最小，其次是河洛1號，渠首1號與對照品種中煙100和云煙87基本相當，NC89種子萌發(fā)受PEG干旱脅迫影響程度最大。

2.2 干旱脅迫對不同品種農藝性狀的影響

干旱脅迫條件下，不同品種農藝性狀受影響程度見表2。中度干旱脅迫條件下，渠首1號和河洛1號株高明顯降低，莖圍明顯變小，渠首1號葉數(shù)明顯減少，干旱脅迫對河洛1號葉片大小影響較?。辉庀?01和河南主栽品種中煙100、云煙87株高受干旱影響程度不大，但豫濃香201和云煙87干旱脅迫后葉片明顯變小，NC89除了SPAD外，其余指標受干旱脅迫影響較大。中度干旱脅迫條件下，從干旱指數(shù)b1來看，豫濃香201抗旱性較強，河洛1號和渠首1號與對照中煙100相當，均高于對照云煙87和NC89。

重度干旱脅迫條件下，河洛1號葉長、葉寬和葉片顏色（SPAD）受影響程度不大，株高降低、莖圍減小、葉片數(shù)減少；其他品種各指標受影響程度均較大，豫濃香201株高影響程度最大，為正常供水的62%，葉長為正常供水的80%，葉寬為正常供水的77%，莖圍和葉色受影響程度相對較??；渠首1號株高、葉數(shù)和莖圍受影響程度較大；重度干旱脅迫條件下，從干旱指數(shù)b2來看，河洛1號抗旱性較強，豫濃香201和渠首1號與對照NC89相當，略高于對照中煙100，云煙87抗旱性最差。

2.3 干旱脅迫對不同品種干物質積累量的影響

干旱脅迫條件下，不同品種干物質積累量受影響程度見表3。中度干旱脅迫條件下，參試品種干物質積累量均受不同程度的影響，豫濃香201根鮮重和干重受影響程度相對較小，河洛1號葉鮮重和干重受影響程度最小。中度干旱脅迫條件下，從干旱指數(shù)c1來看，豫濃香201抗旱性較強，其次是云煙87，河洛1號和渠首1號略低于對照品種中煙100，高于NC89。

重度干旱脅迫條件下，河洛1號根鮮重和干重與中度干旱脅迫基本相當，葉干重和鮮重則明顯降低；其他品種各指標受影響程度均較大，豫濃香201受影響程度最大。從干旱指數(shù)c2比較來看，重度干旱脅迫條件下，河洛1號抗旱性最強，渠首1號與對照NC89相當、低于云煙87，豫濃香201抗旱性與中煙100基本相當。

2.4 干旱脅迫對不同品種光合作用的影響

干旱脅迫對不同品種光合作用的影響見表4。中度干旱脅迫條件下，豫濃香201光合速率為正常供水的96%，河洛1號光合速率為正常供水的95%，NC89光合速率為正常供水的94%，渠首1號、中煙100和云煙87光合速率分別為正常供水的87%、86%和89%。重度干旱脅迫條件下，河洛1號光合速率為正常供水的90%，豫濃香201為正常供水的83%，NC89為正常供水的80%，渠首1號為正常供水的81%，中煙100和云煙87光合速率分別為正常供水的77%和80%。干旱脅迫條件下，除了豫濃香201外，其余品種氣孔導度和胞間CO2濃度均下降，蒸騰速率也下降，河洛1號在干旱脅迫條件下氣孔導度下降較多。

干旱脅迫往往導致光合速率降低，胞間CO2濃度、氣孔導度和蒸騰速率則不盡相同，最后綜合影響光合速率，因此選擇光合速率作為抗旱指數(shù)d，中度干旱脅迫條件下，從干旱指數(shù)d1來看，豫濃香201 和河洛1號抗旱性較強，高于3個對照品種，渠首1號與云煙87和中煙100相當，低于對照品種NC89。重度干旱脅迫條件下，河洛1號抗旱性最強，從干旱指數(shù)d2來看，渠首1號和豫濃香201略高于3個對照品種。

2.5 干旱指數(shù)法綜合評價品種抗旱性

參試烤煙品種抗旱性綜合評價見表5。中度干旱脅迫條件下，豫濃香201抗旱性較強，其次是河洛1號，高于3個對照品種，渠首1號抗旱性略低于中煙100和云煙87、高于NC89；重度干旱脅迫條件下，河洛1號抗旱性較強，豫濃香201和渠首1號抗旱性與3個對照品種基本相當。

3 小結與討論

煙草抗旱性是受多基因調控的復雜性狀，單一指標不能準確評價品種抗旱性［13］，不同品種對某個具體指標的抗旱性反應也不盡相同［14］，合理篩選抗旱指標是抗旱性鑒定的關鍵［15］，多指標綜合分析能夠更準確地評價品種的抗旱性，前人利用較多的是綜合分析法［16］、隸屬函數(shù)值［17］、灰色關聯(lián)度［18］、主成分分析［18，19］等方法評價品種的抗旱性。張明生等［20］研究認為25%PEG處理下甘薯幼苗葉片的相對含水量可作為抗旱性快速鑒定的指標；陳恒旺等［7］的研究認為12%～16%PEG處理種子適用于煙草品種耐旱性鑒定；李曉青等［21］采用PEG模擬干旱脅迫對中煙14和中煙100兩個品種耐旱性進行了鑒定，認為15%PEG 處理葉片丙二醛含量最高；于華榮等［22］采用稱重法人工控水試驗對7個大豆品種在內蒙古自治區(qū)通遼市科爾沁區(qū)的抗旱性進行綜合評價；周冀衡等［23］通過盆栽控水試驗研究了4個外引烤煙品種的抗旱能力。本試驗采用15%PEG模擬干旱脅迫結合盆栽控水試驗研究了不同品種對干旱脅迫的響應，采用抗旱指數(shù)法對種子萌發(fā)、農藝性狀、干物質積累和光合作用相關指標進行了綜合分析，結果表明，干旱脅迫對各品種均有不同程度的影響，具體結論如下。

1）PEG模擬干旱脅迫鑒定結果表明，15%PEG處理種子，參試品種種子萌發(fā)相關各指標均低于對照，與陳恒旺等［7］、馬文廣等［24］的研究結果一致；河洛1號和豫濃香201抗旱性優(yōu)于3個對照品種，渠首1號抗旱性與對照品種中煙100、云煙87基本相當。

2）盆栽控水試驗抗旱鑒定結果表明，與正常供水處理相比，干旱脅迫導致葉片變?。?5］、干物質積累量減?。?6］、光合作用減弱［27］，這與前人研究結果基本一致。中度干旱脅迫條件下，河洛1號葉片大小、葉片干物質積累量受影響程度較小，河洛1號光合速率受影響程度較小；豫濃香201株高和葉數(shù)、根系干物質積累量和光合作用受影響程度較??；渠首1號SPAD受影響程度最小。重度干旱脅迫條件下，河洛1號受影響程度最小，農藝指標干旱指數(shù)b2、干物質指標干旱指數(shù)c2、光合干旱指數(shù)d2均高于其他品種；豫濃香201和渠首1號抗旱性與3個對照品種基本相當。

由于單一指標很難對品種抗旱性進行準確評價，因此本研究根據(jù)PEG模擬干旱脅迫試驗和盆栽控水試驗，綜合種子萌發(fā)指標、農藝性狀、干物質積累量和光合作用相關指標，河洛1號抗旱性最強；其次是豫濃香201，在中度干旱脅迫條件下抗旱性較強，嚴重干旱則影響煙葉正常生長；渠首1號抗旱性與對照品種NC89、中煙100和云煙87基本相當。

本研究僅對3個新品種抗旱性進行了初步鑒定，河洛1號在中度干旱脅迫條件下，氣孔導度、胞間CO2濃度和蒸騰速率明顯低于其他品種，這是否與其抗旱機理有關，還有待于進一步研究。豫濃香201在中度干旱條件下表現(xiàn)為抗旱，而重度干旱脅迫條件下抗旱性明顯下降，抗旱臨界點及相關機理也有待于進一步研究。

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