增强UV-B辐射对烤烟花期和植株性状的影响

朱 罡，邵建平，赵晓绕，卢君龙，彭再欣，刘 英，赵 杰，王育军

（1.曲靖市烟草公司罗平分公司，云南 罗平655800；2.湖南农业大学烟草研究院，湖南 长沙410128）

云南省烟草种植主要分布在海拔高1 000～2 000m之间的地区。目前普遍认为，低纬度高原地区海拔高度是生态环境中影响烟叶品质的因素之一[1-2]。由于人类大量使用氯氟烃化合物等卤族化合物，导致高中纬度地区大气平流层的臭氧层遭到严重破坏，地面UV-B辐射不断增强。有数据显示，紫外（UV-B）辐射强且随海拔高度的增加呈规律性递增[3]。而植物的形态特征可直观地表现出植物受UV-B辐射的影响程度以及植物对UV-B辐射的适应性。研究表明，植株矮化，叶片变小、增厚，叶倾角减小等，都被认为是对UV-B辐射适应性增强的表现[4-8]。目前，在高海拔烟区自然环境下，较强的UV-B辐射对烟草生态适应性的影响的报道较少。因此，试验在云南省较高海拔地区（云南农业大学后山农场，海拔高度1 950m）种植云烟87和红花大金元，通过人工模拟增强UV-B辐射，分析UV-B辐射对云烟87和红花大金元生长发育的影响，从而探讨云烟87和红花大金元对UV-B辐射的适应性，为高海拔地区烤烟生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况和土壤特性

云南农业大学位于昆明市，介于东经102°10'～103°40'，北纬24°23'～26°22'之间。该地属低纬高原山地季风气候，大部分地区海拔高度在1 500～2 800m之间，年平均气温为14.5℃，年平均降水量1035mm，相对湿度74%且降雪年份极少。由于温湿度适宜，日照长，霜期短，雨量充沛，适宜烟草生长。烟草大田主要生长期（5～8月份）正值云南地区的雨季，该时段降雨量占全年降雨量的63.7%。试验于2008年在云南农业大学后山农场进行，北纬25°，海拔1950m。试验地为菜地红壤，土壤pH值6.43，有机质34.07 g/kg、碱解氮203.38mg/kg、速效磷19.28mg/kg、速效钾166.83mg/kg。

1.2 供试材料与试验设计

选择普遍种植的云烟87和红花大金元为供试烤烟品种，采取包衣种子进行漂浮育苗。试验共设6个处理（2个品种×3个UV-B辐射水平），每个处理38株烤烟。采用在烟株顶端吊挂40WUV-B灯管（308 nm，北京光电仪器厂）的方法进行人工模拟增强UV-B辐射，用紫外线强度分析仪（北京师范大学仪器厂）测量UV-B辐射强度（以烟株顶端记）。自团棵期开始至烟叶采收结束，每天（阴雨天除外）上午10时到下午17时进行UV-B照射，照射时间为7 h/d。3个UV-B辐射水平分别为0（CK，自然光作对照）、1.06 KJ/m2（L）和1.83 KJ/m2（H），模拟的两个UV-B辐射水平分别相当于昆明地区约4.2%和7.3%的臭氧衰减。

烟苗移栽规格为120 cm×50 cm。云烟87、红花大金元分别施纯氮105、52.5 kg/hm，磷钾肥按N︰P︰K=1︰1︰3配施。其它生产技术统一按照昆明市一般烤烟生产田的要求执行。

1.3 测定项目和数据处理

1.3.1 花期 采用普查方式，记录每个处理未现蕾、已现蕾和开花（中心第1朵花已开放）的植株数，计算各自占植株总数的百分比（%），全区10%的植株中心花开放时为始花期，达到50%开放时为盛花期。

1.3.2 田间农艺性状 打顶后茎顶端生长定型时，自地表茎基处至茎部顶端测量株高，株高自地表1/3处测量茎围，自地表1/3处测量上下5个叶位的节距，测量烟株各着生叶片的长宽度，取其平均值，叶面积用叶片长×宽代替。

1.3.3 数据处理 用Excel2003和SPSS 13.0统计软件对数据进行分析处理，并对每次测定的各指标值进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 增强UV-B辐射对云烟87和红花大金元花期的影响

从表1中可以看出，云烟87和红花大金元的现蕾期随着UV-B辐射的增强不断延迟，这一点在云烟87上表现的尤为明显（延迟2～3 d）；云烟87的始花期和盛花期仍然随着UV-B辐射的增强而不断延迟，但随花期发展，其延迟时间不断缩短；红花大金元经两种强度UV-B辐射处理后，始花期也较对照烟株分别滞后1 d，但与对照同时进入盛花期。总体上看，增强UV-B辐射会推迟烟株花期，同时随着花期发展，推迟天数也越来越减少，直接导致烟株花期缩短，且表现出随着UV-B辐射水平的增加花期缩短逐渐明显的趋势。

表1 不同UV-B辐射水平下云烟87和红花大金元花期的比较Table 1 Flowering dates of Hongda and Yunyan87 treated by different intensity of ultraviolet-B radiation

2.2 增强UV-B辐射对云烟87和红花大金元农艺性状的影响

由表2可知，云烟87在强度为1.06 kJ/m2的UV-B辐射处理下，株高明显升高；当辐射强度达1.83 kJ/m2时烤烟植株高度有所下降，差异显著性分析显示：1.06 kJ/m2的UV-B辐射处理与1.83 kJ/m2的处理无显著差异，与自然光对照处理差异显著。不同UV-B辐射处理之间烤烟的茎围和节距无显著差异。叶面积在强度为1.06 kJ/m2的UV-B辐射处理下急剧增加，与其他两个处理差异极显著；当辐射强度为1.83 kJ/m2时，烤烟叶面积与对照相近。

从表2中还可看出，随着UV-B辐射的增强，红花大金元品种的株高、茎围和节距的变化情况一致。以强度为1.06 kJ/m2的UV-B辐射处理株高最高、茎围最粗、节距最长，而辐射强度为1.83 kJ/m2的处理株高最矮、茎围最细、节距最短。其中，辐射强度为1.06 kJ/m2的处理株高显著大于其他两个处理；辐射强度为1.83 kJ/m2的处理茎围显著小于其他两个处理；不同UV-B辐射处理之间烤烟的节距无显著差异。叶面积最大的是辐射强度为1.83 kJ/m2的处理，且较其他两个处理差异达显著水平，其余两个处理之间无显著差异。

表2 不同UV-B辐射水平下云烟87和红花大金元植株性状的比较Table 2 Plant traits of Hongda and Yunyan87 treated by different intensity of ultraviolet-B radiation

3 结论与讨论

试验结果表明，适宜的UV-B辐射有利于烤烟生长发育和形态建成，促进烟株增高、茎围加粗、节距增长；而UV-B辐射强度过高，则会抑制细胞分裂，成为烤烟生长的不利因素。前人的研究结果表明，UV-B辐射可能会引起植物代谢改变，抑制细胞分裂和细胞伸长，茎杆节间长度变短等形态变化[9-10]。这与该研究结论不尽相同。

UV-B辐射会影响植物的发育进程。对云烟87和红花大金元的生育进程调查结果表明，UV-B辐射能延迟并缩短云烟87和红花大金元的花期，这跟前人的研究结果相吻合[11]。增强UV-B辐射水平导致烤烟花期延迟，其原因可能是UV-B辐射通过影响植株内源激素水平，从而抑制花细胞分裂。虽然这将直接影响烤烟的繁衍和系统组成，但如果在烤烟杂交育种过程中能通过控制UV-B辐射强度有效调节烤烟雌花和雄花的花期，就有望解决烤烟雌花和雄花花期不同步的矛盾，为杂交育种提供便利条件。

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