南平烟区抗寒优质烤烟新品种选育研究

吴佳溶，陈志厚，徐 茜，徐辰生

(福建省烟草农业科学研究所 南平分所，福建 南平 353000)

温度是影响作物生长和分布的一种重要的生态因子，在作物遗传背景限制的前提下，对作物某些生长发育过程起着决定性作用[1]。烟草原产于热带，是喜温作物，最适生长温度是25～28 ℃，低于10～13 ℃时生长停止，1～2 ℃时烟株死亡[2]。烟草幼苗受到冷害或冻害后，植物体内会发生一系列的生理生化反应，其光合作用、MDA含量和根系活力等指标，均会产生相应的变化[3-7]。移栽大田后，低温会诱导早花，严重影响烟叶的产质量[8-9]。

目前，南平烟区生产期间烟叶生育的时间非常受限制，前冷后热的气候条件已成为优质烟叶生产的主要制约因素。采用栽培技术来缓解气候胁迫是有限的，培育抗寒且优质的烤烟品种是提高南平烟区烟叶产质量、保障烟叶生产稳定，实现可持续发展的最基本最经济最有效的途径之一。CB-1为南平市当前主栽抗寒早春烟品种，抗寒性较强，且产质量为广大烟农所认同。本研究以CB-1为对照，通过苗期低温胁迫和烟株大田表现两阶段试验，来筛选适合南平烟区生态特点的新品种，以期为南平烟区抗寒优质品种的选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验品种

供试品种为福建省烟草农业科学研究所南平分所选育的新品种，共9个，分别为NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1502、NF1503、NF1505和NF1506，以CB-1为对照。

1.2 试验地点

南平市烟草公司烟科分所试验场。

1.3 试验设计与处理

1.3.1 苗期低温胁迫 选择生长一致的5～6片真叶期的烟苗，分两组进行处理。处理1：对照，未进行低温胁迫，全程在育苗大棚；处理2：室外自然胁迫4 d，然后重新取回育苗大棚恢复生长4 d。低温胁迫期间白天室外与大棚温度见表1。

表1 2016年低温胁迫期间棚内、外温度

1.3.2 大田表现 采用完全随机区组设计，3次重复，共30个小区，每小区种植50～100株，株行距为0.5 m×1.2 m，施肥量以纯氮计，对照CB-1 6.5 kg/667 m2，其余供试品种7.5 kg/667 m2，NPK比例为1∶0.8∶2.8。播栽期与对照CB-1相同，其他田间管理及病虫害防治同当地常规。

1.4 试验观察与测定

1.4.1 苗期低温胁迫 低温胁迫4 d后，对每株烟苗的冷害症状进行分级，冷害指数=∑(各级株数×级数)/总株数[10]。恢复生长4 d后，以自下而上第3片叶子为取样叶，并测定叶绿素SPAD值(叶绿素测定仪SPAD-502)、MDA值(硫代巴比妥酸法)[11]和根系活力(TTC法)[11]。

1.4.2 大田表现 调查早花率。各处理单采单收，测定产量、产值、均价及上等烟比例等。每小区定30株，每株取第8～12叶位全部烟叶(混合样)，对烟叶化学成分进行测定。

1.5 试验数据统计

试验数据采用SPSS 13.0和Excel 2007软件进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 苗期低温胁迫

2.1.1 低温胁迫对烟苗冷害指数的影响 由表2可以看出，低温胁迫4 d后，各品种均表现出冷害症状，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1503和NF1505的冷害指数比CB-1低，NF1502的冷害指数与CB-1一致，NF1501和NF1506的冷害指数则高于CB-1。

表2 低温胁迫对不同品种冻害指数的影响

2.1.2 低温胁迫对烟苗叶绿素SPAD值的影响 由图1可以看出，与大棚未胁迫的处理对比，各品种在经过低温胁迫处理后，叶绿素SPAD值均表现出不同程度的下降；从下降的幅度来看，NF1502达到最高，为20.08%，NF1407最低，为2.73%，其中，NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505的下降幅度比CB-1小，说明这几个品种的叶绿素SPAD值在低温胁迫下表现出比CB-1较弱的敏感性，NF1307、NF1404、NF1502和NF1506则表现出比CB-1较强的敏感性。

图1 低温胁迫对不同品种SPAD值的影响

2.1.3 低温胁迫对烟苗MDA含量的影响 由图2可以看出，与大棚未胁迫的处理对比，各品种在经过低温胁迫处理后，MDA含量均表现出不同程度的上升；从上升的幅度来看，CB-1最高，达到35.89%，NF1307最低，为3.54%，供试品种的上升幅度均比CB-1小，说明供试品种的MDA含量在低温胁迫下均表现出比CB-1较弱的敏感性。

图2 低温胁迫对不同品种MDA含量的影响

2.1.4 低温胁迫对烟苗根系活力的影响 由图3可以看出，与大棚未胁迫的处理对比，各品种在经过低温胁迫处理后，根系活力均表现出不同程度的下降；从下降的幅度来看，NF1502最高，达到49.05%，NF1501最低，为10.80%，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505的下降幅度比CB-1小，说明这几个品种的根系活力在低温胁迫下表现出比CB-1较弱的敏感性，NF1502和NF1506则表现出比CB-1较强的敏感性。

图3 低温胁迫对不同品种根系活力的影响

2.2 大田表现

2.2.1 各品种早花率调查 供试9个品种以及对照CB-1均未发现早花现象。

2.2.2 各品种烤后烟单叶重及质量经济性状分析

由表3可以看出，各品种产量在123.60～166.76 kg/667 m2之间，呈极显著差异；各品种产值在2207.72～4061.43元/667 m2之间，呈极显著差异；各品种均价在17.82～24.37元/kg之间，呈极显著差异；各品种上等烟比例在10.20%～30.73%之间，呈极显著差异；各品种中等烟比例在54.56%～71.25%之间，无显著差异。

与对照CB-1比较，在产量方面，供试品种除了NF1506，其余品种产量均高于对照品种CB-1，NF1405最高，其中，NF1404、NF1405、NF1407和NF1503达到极显著水平，NF1502达到显著水平；在产值方面，供试品种除了NF1506，其余品种产量均高于对照品种CB-1，NF1405最高，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1502和NF1503达到极显著水平；在均价方面，供试品种除了NF1506，其余品种产量均高于对照品种CB-1，NF1405最高，其中，NF1405和NF1502达到极显著水平，NF1307和NF1407达到显著水平；在上等烟比例方面，所有供试品种均比对照CB-1高，NF1407最高，其中，NF1307、NF1405、NF1407、NF1501、NF1502和NF1505达到极显著水平。

表3 各品种质量经济性状分析

注：*、**分别表示差异达到显著、极显著水平。

2.2.3 各品种烤后烟叶化学成分分析 各品种烤后烟叶化学成分检测样品由8～12叶位混合组成，正常位于烟株下二棚至上二棚之间。由表4可以看出，NF1404、NF1405、NF1407和对照CB-1均比南平烟区中部叶烟碱(2.0%～3.0%)的标准低，其中NF1404和NF1405比对照CB-1低，其余供试品种烟碱均高于对照CB-1，且符合南平烟区中部叶烟碱(2.0%～3.0%)的标准；各品种总糖均符合南平烟区中部叶(23%～29%)的标准；各品种还原糖除了NF1503，其余品种均超过南平烟区中部叶(20%～23%)的标准；各品种总氮均符合南平烟区中部叶(1.4%～2.2%)的标准；各品种钾均符合南平烟区中部叶(>2%)的标准；糖碱比除了NF1404略高，NF1503略低，其余品种均符合南平烟区中部叶(8.5～13.5)的标准；各品种两糖比均符合南平烟区中部叶(>0.75)的标准；各品种氮碱比均符合南平烟区中部叶(0.7～1.0)的标准。综合来看，各品种除了还原糖略高一点点，化学成分协调，符合南平烟区中部叶的标准。

3 讨论

3.1 苗期低温胁迫

低温胁迫处理后，各品种均出现冷害现象，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1503和NF1505的冷害指数比CB-1低，NF1502与CB-1一致。

叶绿素含量是直接影响植物生长状况的重要生理指标，可以直接反映逆境下植物受损伤程度的大小[12]。温度胁迫使植物叶片受到一定程度的伤害，叶绿素的正常代谢出现紊乱，叶绿素合成下降[13]。在本研究中，各品种的SPAD值在低温胁迫下均表现出不同程度的下降，其中，NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505表现出比CB-1较弱的敏感性。

表4 各品种烤后烟叶化学成分分析

植物在低温胁迫下，对冷害最敏感的质膜结构首先受到破坏，加剧了细胞膜脂过氧化作用，并伴随着MDA含量的增加，使植物遭受伤害[14]。本研究表明，各品种的MDA含量在低温胁迫下均表现出不同程度的上升，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1502、NF1503、NF1505和NF1506均表现出比CB-1较弱的敏感性。

苗期低温会对烟草幼苗根系造成一定的伤害，从而引起根系活力的降低[15]。本研究表明，各品种的根系活力在低温胁迫下，均表现出不通过程度的下降，其中，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505表现出比CB-1较弱的敏感性。

综合4个指标来看，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1501、NF1503和NF1505对低温胁迫表现出比CB-1较弱的敏感性，其抗寒能力比CB-1较强。

3.2 大田表现

供试9个品种以及对照CB-1均未发现早花现象。

在产量方面，NF1404、NF1405、NF1407和NF1503极显著高于对照CB-1，NF1502显著高于对照CB-1；在产值方面，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1502和NF1503极显著高于对照CB-1；在均价方面，NF1405和NF1502极显著高于对照CB-1，NF1307和NF1407显著高于对照CB-1；在上等烟比例方面，NF1307、NF1405、NF1407、NF1501、NF1502和NF1505极显著高于对照CB-1；各品种中等烟比例未存在差异。

各品种8～12叶位混合样除了还原糖略高一点点，化学成分协调，均符合南平烟区中部叶的标准。

综合来看，NF1307、NF1404、NF1405、NF1407、NF1502和NF1503在烟叶产质量上比对照CB-1表现较优。

4 结论

综合苗期低温胁迫和田间小区试验数据，建议NF1307、NF1404、NF1405、NF1407和NF1503继续进入下一阶段南平烟区抗寒优质烤烟新品种的研究。

参考文献：

[1] 沈漫,王明庥,黄敏仁.植物抗寒机理研究进展[J].植物学通报,1997,14(2):1-8.

[2] 韩锦峰.烟草栽培生理学[M].北京:农业出版社,2003:20.

[3] 晋艳,杨宇虹,华水金,等.低温胁迫对烤烟保护性酶类及碳和氮化合物的影响[J].西南师范大学:自然科学版,2007,32(3):74-79.

[4] 宋正熊,朱列书,尹佳,等.低温胁迫对烟草幼苗生化指标的影响及相关性分析[J].江西农业学报,2014,26(2):99-101,105.

[5] 李奇,吴继忠,项波卡,等.不同烤烟品种苗期质膜渗透性和光合作用对低温的响应[J].安徽农学通报:下半月刊,2011,17(20):26-28,82.

[6] 张小良,何康,王靖渊,等.低温持续时间对烤烟苗期农艺性状与生理特性的影响[J].作物研究,2015,29(2):152-155.

[7] 陈绮翎,黄璇,周越,等.温度胁迫对不同烤烟品种幼苗生长及生理指标的影响[J].云南农业大学学报:自然科学,2016,31(3):462-468.

[8] 刘成伟,郭仕平,何余勇.低温胁迫对不同品种和苗龄烤烟早花发生的影响[J].江西农业学报,2012,24(3):132-134.

[9] 沈少君,郭学清,郑玉木,等.低温胁迫对烤烟生长和产质量的影响[J].中国烟草科学,2010,31(6):35-37.

[10] 樊治成,贾洪玉,郭洪芸,等.西葫芦耐冷性生理指标研究[J].园艺学报,1999,26(5):309-313.

[11] 张志良,翟伟菁.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,2002.

[12] 张燕,方力,姚照兵,等.PEG和低温胁迫对烟草幼苗某些生理特性的影响[J].吉林农业大学学报,2002,24(6):14-19.

[13] 崔翠,李君可,周清元,等.温度胁迫下烤烟幼苗的生理生态响应研究[J].农机化研究,2012,34(1):185-189.

[14] 潘明君,尹永强,沈方科,等.调环酸钙对低温胁迫下烟草幼苗生理指标的影响[J].西南农业学报,2016,29(2):288-293.

[15] 李天来,高晓倩,刘玉凤,等.夜间低温胁迫下钙对番茄幼苗根系活力及活性氧代谢的调控作用[J].西北农业学报,2011,20(8):127-132.