增温催芽及苗期补光对烤烟种子萌发及生长的影响

王学栋，邹 凯，杨虹琦* ，李永富，于庆奎，熊志林

(1.湖南农业大学 烟草科技与健康重点实验室，湖南 长沙 410128;2.湖南农业大学 农学院，湖南 长沙 410128;3.湖南省烟草公司邵阳市公司，湖南 邵阳 422000)

近年来，湖南烟稻轮作烟区积极推广采用了工厂化大棚集中漂浮育苗模式，实现了烤烟育苗规模化和专业化，节省了种子和劳动用工，有利于病害防控，提高了育苗效益。但是，由于湖南烟稻轮作烟区烤烟育苗期正值湖南全年气温最低、光照时数最少的季节，导致这些烟区培育的烟苗素质不高，抗逆性差，移栽期推迟，还苗期长，严重影响了烟叶的产质量。因此，克服制约湖南烟稻轮作烟区育苗期的气候障碍，提高漂浮苗烟苗素质，确保移栽期，已成为湖南烟稻轮作烟区亟待解决的问题。

光是绿色植物光合作用的必需因子，也是影响植物生长发育的最重要的因子之一[1]。烟草是一种喜光作物，烟草生长发育过程中充足适宜的光照强度、光照时间和光质都会极大影响烟株的形态、生长发育、光合作用和内在化学成分的组成和含量。光照不足会导致烟株生长速度缓慢和纤弱，叶片大而薄，对烤烟苗床期生长的影响主要表现为茎变细，叶片数减少，出叶速度慢，叶片长宽比增大，生物量减少，生育期延长[2－3]。为克服湖南烟稻轮作烟区冬季“低温寡照”气候导致烟草种子萌发时间过长(一般烟稻轮作烟区播种期在12月下旬，出苗期在1月中旬，萌发时间约40 d)，幼苗生长速度慢，烟苗素质差等问题，探索不同光源、不同光质、不同光强度补光培育对烤烟育苗的影响。本研究利用闲置的烤房进行增温催芽试验，以探索烤房增温催芽方式对不同品种烤烟种子萌发率的影响。同时，采用不同光质及光照强度的LED灯在烟苗生长后期进行补光，研究补光对漂浮苗生长的影响，为缩短湖南烟稻轮作烟区漂浮育苗的苗期和培育烤烟壮苗提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 烤房催芽试验

1.1.1 试验时间﹑地点及品种 试验于2012年1月5日—14日在邵阳县金称镇金称烟站进行，供试烤烟品种为K326，云烟87，采用200孔漂浮盘播种和育苗。1月5号播种，播种后将漂浮盘装入可移动式层架并推入清扫干净的烤房，关闭烤房排湿窗，开启烤房内紫外杀菌灯灭菌48 h。

1.1.2 试验设计 将已装填好基质的漂浮盘浸湿、播种，并放入特制的可移动堆积架上，每个架子上堆积80盘。按试验设计(表1)将堆积架推入烤房中，每座烤房放置10个堆积架。关闭烤房排湿窗和大门，设置烤房温度并点火升温。在气流上升式烤房送热风口放置水盆，以增加烤房湿度。催芽过程中每天从各处理烤房中分上下、左右、里外抽取6盘观察记载发芽情况，50%种子露白即停火，并打开烤房大门降低烤房内湿度，待所有种子都露白后将漂浮盘车推出烤房，并将漂浮盘放入漂浮池盖上塑料小棚保温生长。

表1 增温催芽试验设计Tab.1 Test design of warming accelerating germination

1.2 苗期补光试验

1.2.1 试验时间﹑地点及品种 本试验于2012年3月15日—4月5日在邵阳县金称镇大安烟站育苗大棚内进行，供试烤烟品种为K326和云烟87，采用200孔漂浮盘播种和育苗，烟苗管理和施肥均按当地漂浮育苗技术规程进行。

1.2.2 试验设计 试验采用蓝光/红光为1∶1组合、功率为300和600 W 的LED植物生长灯对烟苗进行补光。裂区试验的主处理为LED植物生长灯[4]功率，副处理为悬挂高度，以不补光作为对照。采用LX1010B型数字式照度计测定光照强度。从烟苗封盘时开始，每天08:00开灯，20:00关灯，照光时间均为12 h，持续补光至烟苗移栽。每个处理设3次重复，共计600株烟苗。所有处理均施用相同的育苗肥，并且统一施肥时间、施肥次数及施肥量。裂区试验设计见表2。

表2 LED植物生长灯补光试验设计Tab.2 Test design of plant growth LED light

1.3 检测指标与方法

1.3.1 出苗期 以每个处理所有漂浮盘内50% 以上子叶平展为出苗期。

1.3.2 出苗率 出苗期后，每个处理选取2盘统计出苗数，再按孔计算出苗率。

1.3.3 出叶速度 子叶平展后，每个处理选定5株烟苗进行观察记载。以每片叶长度达到0.5 cm时定为出叶期，记载到移栽前1 d，统计各叶出叶间隔天数。

1.3.4 生育期经历时间 分别观察记载播种→ 出苗期天数，出苗期 → 十字期天数，十字期 → 小耳期天数，小耳期→成苗期天数。

1.3.5 农艺性状调查 烟苗生长到“4叶1心”开始，每隔5 d取5株烟苗跟踪测量1次农艺性状，测量指标包括株高、茎围和最大叶片的叶长和叶宽等。

1.4 统计分析

所有试验检测数据均采用Excel、DPS统计软件及Duncan法进行方差分析和多重比较[5]。

2 结果与分析

2.1 不同催芽温度及烤烟品种的出苗期和出苗率比较

不同烤烟品种、不同增温催芽处理出苗天数及出苗率调查结果见表3。试验结果表明，增温催芽处理的出苗天数仅需2～5 d，而未催芽的对照播种后需要20 d才能出苗。从出苗率看，增温催芽处理出苗率高且整齐，明显好于未进行增温催芽的对照，这与烤房内温湿度条件比大棚内稳定，没有昼夜温差，所以种子萌发速度更为一致有关。此外，不进行催芽、播在盘面的包衣种子，因冬季气候干燥，空气湿度难以达到萌发的要求，由于种子长时间处于不利的环境条件下不能萌发，一些种子变质，从而导致出苗不整齐。就品种而言，同样温度条件下，云烟87催芽出苗的速度要快于K326，特别是高温条件下，云烟87仅需2 d就能露白出苗，并且整齐度也明显好于K326，这表明品种、催芽温度与种子萌发时间和出苗速度存在密切关系。

综合以上研究结果，笔者认为，烤房温度设置在25～30℃，种子萌发出苗时间控制在4～5 d较为适宜。温度过高，不利于催芽过程中烤房湿度的控制，从而容易形成“高脚苗”。

2.2 不同补光处理烟苗出叶速度及苗期比较

不同补光处理烟苗出叶速度及苗期调查结果见表4。试验结果表明，从“4叶1心”开始采用600 W LED植物生长灯补光，K326和云烟87烤烟品种第5至第7片叶的出叶速度都明显快于用300 W LED植物生长灯补光的烟苗，特别是600 W、悬挂高度为1 m的LED灯处理，烟苗第5至第7片叶的生长速度比对照快了一倍，且整个苗期比对照缩短了10～14 d，比300 W LED灯处理的苗期缩短了5～9 d。

表3 不同增温催芽处理出苗期及出苗率调查结果Tab.3 Results of emergence period and emergency rate of different warming accelerating germination

表4 不同补光处理出叶速度及苗期调查结果Tab.4 Results of leaves emergence rate and seedling of different supplementary lighting treatment

2.3 不同补光处理对烟苗生长的影响

不同补光处理烟苗的主要农艺性状统计分析结果见图1、图2和表5、表6。由图1和图2可知，与对照相比，采用300 W和600 W LED灯补光10 d后，烟苗株高生长速度明显加快，特别是悬挂高度为1 m的LED灯补光效果十分明显;补光15 d后，不同处理之间出现明显的差异，并且株高呈现悬挂1 m、600 W＞悬挂2 m、600 W＞悬挂1 m、300 W＞悬挂2 m、300 W＞对照的变化趋势。LED灯补光对烟苗茎围生长也有一定的促进作用，但效果不及株高变化明显;补光15 d后，不同处理之间烟苗茎围生长也呈现与株高相同的变化趋势。

由表5分析结果可知，采用悬挂高度相同，但功率不同的LED灯对烟苗进行补光处理，K326和云烟87烤烟品种的叶片数、株高、茎围、叶长、叶宽都达到极显著水平，这说明采用LED植物生长灯补光具有明显促进烟苗生长的效果。此外，悬挂高度1 m和2 m的600 W LED灯补光，K326和云烟87的株高、茎围、叶长和叶宽均高于300 W LED灯，而且600 W LED灯处理的云烟87叶片数比300 W LED灯处理多一片，这说明补光功率越大，对烟苗生长的促进作用更强，而且补光对云烟87的作用更大。

表6分析结果显示，功率相同的LED灯，悬挂高度不同对烟苗生长的促进作用也存在一定差异。300 W LED灯对K326烟苗的补光效果表明，悬挂高度1 m的处理株高和茎围大于悬挂高度2 m的处理，但600 W的LED灯悬挂高度1 m的处理与2 m的处理之间差异不显著。300 W和600 W LED灯对云烟87烟苗的补光效果表明，悬挂高度1 m的处理茎围、叶长和叶宽均大于悬挂高度2 m的处理，但株高差异不显著。由此可见，补光灯的悬挂高度越低，对烟苗生长的促进作用更强，而且云烟87的茎围和叶宽对补光的作用更为敏感。

图1 不同功率及悬挂高度LED灯补光烟苗株高的变化Fig.1 Variety of LEDs supplementary lights tobacco seedling heights in different powers and hanging heights

图2 不同功率及悬挂高度LED灯补光烟苗茎围的变化Fig.2 Variety of LEDs supplementary lights tobacco seedling stem girth in different powers and hanging heights

表5 不同功率及悬挂高度补光处理烟苗农艺性状分析结果Tab.5 Analytical result of LEDs supplementary lights tobacco seedling agronomic character in different powers and hanging heights

表6 不同悬挂高度补光处理烟苗生长统计分析结果Tab.6 Analytical result of LEDs supplementary lights tobacco seedling growth in different powers and hanging heights

2.4 补光处理对膜上移栽K326烟苗生长的影响

K326补光处理烟苗膜上移栽后主要农艺性状统计分析结果见表7。分析结果表明，经补光处理的K326烟苗移栽后4 d和12 d的生长率快于对照，但移栽后8 d的生长率慢于对照，而且补光处理的K326烟苗移栽后株高、茎围均显著或极显著大于对照。

表7 补光处理K326烟苗膜上移栽后主要农艺性状统计分析结果Tab.7 Analytical result of agronomic character of supplementary lights K326 tobacco seedlings membrane transplanting.

3 结论与讨论

3.1 烤房催芽技术

烟草对冷害较为敏感，尤其在育苗期，普遍存在着漂浮池温度低等问题，严重影响了烟草出苗时间和壮苗的培育[6]。国外为了克服苗期温度低的问题，一般会在育苗大棚安装电子控温设备，虽然效果较好，但是成本较高，烟农难以承受[7]。为了进一步提高工厂化育苗大棚和烤房的利用率，通过冬季闲置烤房增温催芽可有效提高烤烟种子发芽速度和整齐度，提高热能的空间利用率，有利于烤烟壮苗的培育和适时移栽。烤房温度控制在25～30℃，出苗率可达到95%以上，温度过高或过低都对种子发芽不利[8]。种子萌发出苗时间控制在4～5 d较为适宜，萌发较快易造成烤烟种子发芽整齐度不高，时间较长则高脚苗较多。这与刘国权[9]，卢秀萍等[10]在烤烟催芽方面的研究一致。

3.2 LED灯补光技术

烤烟产量的高低、品质的优劣与光照强度、时数以及光质有很大的关系[11]。充足而不强烈的光照强度是形成优质烟叶的重要条件[12]。史宏志等[13－14]认为，增加红光比例对叶面积的增加有一定的促进作用，但使单叶重降低，叶片变薄，较高的红光比例可使叶绿素含量下降，叶色减淡;增加蓝光比例可以提高硝酸还原酶活性和呼吸速率，降低净光合速率，使叶片总氮、蛋白质、氨基酸含量提高，使氮代谢增强，C/N降低。本试验在苗期使用蓝光/红光为1∶1组合的LED灯对漂浮苗进行补光，明显促进了幼苗生长，并缩短了烤烟苗期，而且进一步证实了光对烟苗生长的调节作用，以及K32和云烟87烤烟品种对光的响应程度存在差异。此外，LED灯功率越大、悬挂高度越低，补光强度越大，补光效果会越好。补光的同时如能增加育苗池水温，将增温和补光二者有效结合，对培育烤烟壮苗将有更明显的促进作用。光照和温度促进烟苗生长的作用机理有待进一步研究。

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