育苗期施用复合植物生长调节剂对烤烟生长、产量及品质的影响

梁琼月，潘明君，尹永强，唐新莲，陈登科，沈方科，韦建玉，张纪利，贾海江

(1.广西大学农学院，广西 南宁 530004；2.广西大学 植物科学国家级实验教学示范中心，广西 南宁 530004；3.广西区烟草公司河池市公司，广西 河池 547000；4.河南省周口市商水县第一高级中学，河南 周口 466100；5.广西中烟工业有限责任公司，广西 南宁 530001)

烟草原产于亚热带，为喜温作物，最适生长温度为25～28 ℃，当温度降到10～13 ℃时停止生长，1～2 ℃时可致幼苗死亡[1].低温胁迫严重影响烟苗质量，而烟草育苗是烤烟产业化生成中的重要环节之一，能否培育健壮烟苗直接影响烟株后期的生长发育和产量及质量[2-3].广西烟区冬季育苗期正处于低温、寡照季节，在一定程度上限制了健壮烟苗的培育，苗质差将导致移栽后还苗期长，同时栽培遇倒春寒和秋季霜冻等低温的不良影响，这些都严重制约优质烟叶的可持续生产.植物生长调节剂是通过人工合成具有植物激素活性的物质，能影响植物内源激素含量的变化进而调控植物的生长和发育[4].植物生长调节剂对烟草低温胁迫后的生理效应及其调控烟草的生长及改善烟叶品质成为近年研究的热点[5-9]，而利用植物生长调节剂培育壮苗提高抗冷性，进而影响产量品质的研究较少.潘明君等[10]研究发现烟草苗期喷施调环酸钙提高了烟草幼苗的抗冷性，促进了烟草幼苗的生长；谢会雅等[11]研究表明水杨酸、甜菜碱、聚乙二醇和 5-氨基乙酰丙酸等生理活性物质可改善烟苗低温抗性；林珊珊等[12]研究发现，胺、芸苔素内酯处理可提高烤烟的产量及改善品质.同时有研究报道表明，多种植物生长调节剂5-氨基乙酰丙酸[11]、烯效唑[13]、脱落酸[14]、甜菜碱[11]、萘乙酸[15]和吲哚丁酸[16]等可提高植物逆境抗性.本试验在课题组前期研究的基础上，通过在苗期叶面喷施植物生长调节剂培育健壮抗寒烟苗，探讨其对移栽后烤烟根系形态建成、田间生长、产量及质量形成的调控效应，旨在明确其使用效果，为烤烟优质生产提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地基本情况

供试烤烟品种为‘云烟87’(YY87)，由广西壮族自治区烟草公司河池市公司提供.供试植物生长调节剂为调环酸钙(PHDC，纯度90%)、5-氨基乙酰丙酸(ALA，纯度98%)，烯效唑(S-3307，95%)，脱落酸(ABA，99.0%)、甜菜碱(GB，98%)、萘乙酸(NAA，97%)、吲哚丁酸(IBA，98%)，以上试剂均为国药集团化学试剂有限公司生产的固体粉剂.

大田试验于2015年2月至7月在广西河池市罗城县龙岸镇(E 109.02°，N 25.02°)开展.该地区属中亚热带季风气候区，年均温19.3～20.1 ℃，最冷月份是一、二月，气温为9 ℃，最热月份是八月，气温为37 ℃；日照最多在七、八、九3个月，最少是二、三月，年均降水量1 783 mm.

试验地土壤肥力状况：pH值7.46，有机质27.8 g/kg，全氮1.94 g/kg，全磷0.406 g/kg，全钾12.0 g/kg，速效钾199.71 mg/kg，碱解氮127.81 mg/kg，速效磷19.82 mg/kg.

1.2 试验设计

试验设3个处理：空白对照(CK)、复合调节剂Z1(混合液中各组分的质量浓度为：S-3307 20 mg/L +ALA 20 mg/L+PHDC 10 mg/L)、复合调节剂Z2(混合液中各组分的质量浓度为：S-3307 20 mg/L+ABA 0.5 mg/L+GB 200 mg/L+NAA-IBA 2.5 mg/L)，每个处理设3个重复，每个重复为2个育苗盘(52 cm×33 cm×6.5 cm/盘，160孔/盘)，采用随机区组设计(两种复合生长调节剂的各组分使用质量浓度是根据预试验的最佳使用质量浓度确定；2种配方组合是基于S-3307的壮根壮苗作用下，比较PHDC与ABA+ NAA-IBA复配的促根、抗逆效果，以及ALA与GB的促进光合作用效果等确定).选取大小一致且饱满的烤烟种子于漂浮盘中播种育苗，在25 ℃下培养，于四叶一心期喷施处理，对幼苗定量喷洒每盘100 mL，对照喷施等量去离子水.待烟株长出6～7片真叶时进行移栽，行距0.85 m，株距0.4 m，小区面积35 m2，3次重复，随机区组排列，四周设有保护行.栽培管理均按当地优质烤烟栽培规程进行.

1.3 测定项目及方法

于苗期(移栽时)、旺长期(移栽后50 d)各小区随机抽取15株烤烟测定农艺指标、生物量和根系形态指标.于成熟期采收，烤后测定烟叶产量及其化学成分.

1.3.1 农艺性状指标的测定和取样方法 烟株的农艺性状主要测定株高(地表至烟株叶片生长点的高度)、最大叶面积、生物量(植株样品收获后105 ℃杀青0.5 h，65 ℃烘干至恒质量，进行生物量测定)，具体参照《YC/T142-1998烟草农艺性状调查方法》.

根系形态：苗期采样为将烟苗带育苗基质从育苗盘中一起拔出，于清水中轻轻抖动，洗净基质，然后用滤纸吸干根表水分；旺长期取烟株四周0.5 m范围，用铲子将整个烟草根系带土挖出，轻轻抖落松散土壤，然后将带土根部放入清水中轻轻抖动，去掉根系粘结的土壤，在整个过程中避免伤根断根；测定前需将洗净的根系从茎基部整个剪取，用根系扫描仪EPSON2000进行根系图像采集，获得根系扫描图片后，利用WinRHIZO分析图片，获得总根长、根表面积、体积、平均直径等根系形态指标.

1.3.2 烟叶化学成分的测定 大田烤烟成熟时按小区分别采收和烘烤，统计烤后烟叶产量，按国家烤烟分级标准分级，统计上、中等烟叶比例.取各处理的上部叶(B2F)、中部叶(C3F)、下部叶(X2F)进行烟叶内在化学成分分析：全钾含量的测定采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度法[17]，全氮、水溶性总糖和还原糖含量的测定采用连续流动法[18-19].烟碱的测定采用活性炭-紫外分光光度法[20]，粗蛋白质含量按下列公式推算：蛋白质含量(%)=(总氮%-烟碱%×0.172 9)×6.25[20].

1.4 数据处理

试验数据采用采用Excel 2003软件整理数据和制作图表，SPSS Statistics 21.0 软件进行统计和方差分析，采用Duncan’s进行多重比较分析.

2 结果与分析

2.1 喷施复合生长调节剂对烟苗农艺性状的影响

由表1可知，喷施Z1、Z2处理对烟苗的生长影响显著.就株高而言，喷施Z1、Z2抑制了烟苗的伸长生长，株高分别比对照降低60.5%和50.7%；但显著促进了地上部干物质积累、根干质量、整株生物量及根冠比，分别比对照增加116.7%和125.0%，300.0%和200.0%，300.0%和200.0%，138.5%和138.5%.说明苗期喷施Z1、Z2处理均抑制了烤烟幼苗的纵向生长，但促进了根系的生长，起到了健苗壮根的效果；在促进根系生长方面，Z1的作用效果比Z2好.

表1 复合调节剂对烟苗农艺性状及生物量的影响

2.2 喷施复合生长调节剂对烟苗根系形态的影响

根系作为植物吸收水分和养分的主要器官，其形态与植物地上部的生长发育、产量及品质密切相关.由表2可知，与对照相比，喷施Z1处理烤烟幼苗的根系总体积、根系总长度和总表面积分别增加了34.7%、67.1%、50.5%，而喷施Z2处理对根系形态虽有一定影响，但未达到差异显著水平；根系平均直径2个处理Z1、Z2较CK均分别减小了9.6%和8.2%.在两种调节剂组合中，Z1处理的根系形态各指标与对照之间差异均达到显著水平，即在促进苗期根系发育上Z1的效果优于Z2.

表2 复合调节剂对烤烟幼苗根系形态的影响

2.3 喷施复合生长调节剂对烤烟还苗及生长的影响

由表3可知，苗期喷施复合调节剂能够缩短烤烟的还苗期；在烤烟的旺长期，Z1、Z2处理烟苗的株高、上部叶最大叶面积、中部叶最大叶面积均比对照有不同程度的增加，但差异不显著.总的来说，在促进烟株纵向生长和增大叶片面积上Z2处理的作用大于Z1.

表3 复合调节剂对烤烟还苗及旺长期农艺性状的影响

2.4 喷施复合生长调节剂对旺长期烤烟生物量的影响

在烤烟旺长期，调节剂组合Z1和Z2处理间的根、茎、叶干质量及整株的生物量均无显著差异(表4)，但二者的根、茎、叶及整株的生物量均比对照有一定程度的增加.喷施Z1、Z2后，烟株茎干质量、叶干质量和整株生物量分别比对照增加81.7%和57.5%，51.9%和52.3%，55.8%和54.2%，差异显著；根干质量Z2处理比对照增加57.7%，Z1处理与对照及Z2处理均差异不显著.总的来说，苗期喷施Z1、Z2处理均有利于旺长期烤烟烟株生长，二者间差别不显著.

表4 复合调节剂对旺长期烤烟生物量的影响

2.5 喷施复合生长调节剂对旺长期烤烟根系形态的影响

由表5可见，与对照相比，喷施Z2处理的烤烟根系总长度、根系总表面积和根系总体积均显著增加了25.4%、34.8%、44.8%，而喷施Z1处理对旺长期烤烟根系形态影响不显著.可见，在大田生长后期，Z2促进根系发育的效果优于Z1.

2.6 喷施复合生长调节剂对烤烟烟叶产量的影响

由表6可知，喷施Z1和Z2处理烟叶产量均比对照有所增加，但Z1处理增产不显著，Z2处理显著增产59.0%.不同等级烟叶所占的比例也有所差异，Z1处理上等烟比例显著低于对照28.2%，而中等烟比例差异不显著；Z2处理上等烟和中等烟比例均与对照差异不显著.由此可见，Z2处理在提高烤烟产量的同时不影响烤烟的烟叶结构.

表5 复合调节剂对烤烟旺长期根系形态的影响

表6 复合调节剂对烤烟烟叶产量的影响

2.7 喷施复合生长调节剂对烤后烟叶化学成分含量的影响

由表7可知，复合调节剂处理对烤后各节位烟叶中各化学成分含量产生了一定影响，氮和烟碱含量由高到低依次表现为上部叶 > 中部叶 > 下部叶，而钾含量、氮碱比、糖氮比和糖碱比则为下部叶 > 中部叶>上部叶，粗蛋白、总糖和还原糖含量各节位间变化不一.与对照相比，上部烟叶中，Z1处理提高烟碱含量15.5%，而总糖、还原糖、氮碱比、糖氮比和糖碱比分别降低了13.2%、26.7%、13.3%、26.1%和34.0%；Z2处理烟叶氮和烟碱含量分别提高6.4%和32.4%，而氮碱比和糖碱比分别下降20.0%和25.8%；中部烟叶中，Z1处理的烟叶中氮、钾、粗蛋白及氮碱比分别提高5.8%、22.4、9.1%和9.0%，而总糖、还原糖和糖碱比分别降低了19.8%、7.0%和12.0；Z2处理分别提高了烟叶中粗蛋白、氮碱比和糖碱比3.8%、17.9和20.0%，而钾含量、烟碱和总糖分别降低了5.1%、16.2%和4.5%；下部烟叶中，Z1处理的烟叶中总糖、还原糖、糖氮比和糖碱比分别提高了35.8%、38.1%、41.1%和42.73%，而降低了钾含量15.3%；Z2处理分别提高了烟叶中烟碱、总糖、还原糖、糖氮比和糖碱比15.9%、35.0%、29.5%、35.1%和12.0%，降低了氮、粗蛋白含量及氮碱比4.2%、9.4%和16.9%.根据国际型优质烟叶化学成分指标标准，Z1处理对上部叶的提质效果优于Z2，Z1、Z2两种复合调节剂对中部叶与下部叶均无显著提质效果.

表7 复合调节剂对烤后烟叶化学成分含量的影响

表中数据为平均值±标准误，同列数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05).

3 讨论

3.1 复合生长调节剂对烤烟田间农艺性状及产量的影响

农艺性状是植株生长发育状态的表观反映，也是植物内在生理协调好坏的体现[21].前人研究表明，移栽后喷施植物生长调节剂可以改善烟株农艺性状，促进烟叶产量及经济性状的提高[22-23]；王丽特等[24]对烟草幼苗喷施植物生长调节剂处理进行研究，发现烟株根系活力增强，干物质累积量增加，烟苗抗寒性提高；赵静等[25]发现，喷施水杨酸处理促进烟株根系的生长，使得植株更好的适应环境；王念磊等[8]研究发现，植物生长调节剂处理对烟苗及后期田间生长均有显著促进效果.喷施外源植物生长调节剂对烟株生长的促进作用可能是由于其影响了烟株体内内源激素的累积及分配，维持各内源激素的平衡，调控植株体内生理代谢，进而促进植株的生长及干物质的累积[26-28].本研究结果表明，苗期喷施复合调节剂Z1、Z2处理均能促进烤烟幼苗及移栽后田间生长及干物质的累积，特别是促进了根系的生长，这有助于增大根系与养分、水分的接触面积，使根系吸收更多的养分和水分，达到健苗壮根的效果，使得移栽后更易于适应环境，缩短还苗期.由于处理后烤烟根系发达，促进烟株生长，最终烟叶产量也均有所提高，其中Z2处理产量显著高于对照.综合烤烟生长情况和根系形态结构，在促进烤烟苗期生长方面以Z1处理较佳，而后期生长Z2的效果优于Z1.

3.2 复合生长调节剂对烤烟烟叶化学成分含量的影响

烟叶化学成分是评价烟叶品质的关键指标，但单一化学成分的高低不能很好反映烟叶品质，而各化学成分比例的协调性才是最终反映烟叶品质的主要指标.烤烟烟叶化学成分适宜范围分别为：上部烟叶：氮含量(1.6%～2.8%)，烟碱(3.0%～3.5%)，还原糖含量(16%～21%)，总糖(20%～25%)，钾(>2%)，糖碱比(6～10)和糖氮比(6～10)氮碱比(0.6～0.9)最佳，一般小于1；中部烟叶：氮含量(1.4%～2.2%)，烟碱(2.0%～3.0%)，还原糖含量(20%～23%)，总糖(23%～29%)，钾(>2%)，糖碱比(8.5～13.5)和糖氮比(6～10)氮碱比(0.7～1.0)最佳，一般小于1；下部烟叶：氮含量(1.3%～1.8%)，烟碱(1.5%～2.0%)，还原糖含量(16%～23%)，总糖(20%～29%)，钾(>2%)，糖碱比(10.5～15.5)和糖氮比(6～10)氮碱比(0.9～1.4)最佳，一般小于1[20,29].烟草栽培种质因素、自然生态条件(光照、温度和水分等)和栽培措施均影响烟叶次生代谢产物含量，进而影响烟叶品质[30].本研究结果显示，喷施Z1和Z2处理的烤烟叶片中的化学成分相比对照均发生一定的改变，Z1处理显著提高了烤烟下部叶可溶性总糖和还原糖的含量，以及中部叶中全氮、全钾和蛋白质的含量，显著降低了上部叶的烟碱含量；Z2处理显著提高了烤烟下部叶可溶性总糖和还原糖的含量，以及上部叶氮含量、中部叶蛋白质含量，显著降低了中部叶烟碱含量.从优质烤烟标准来看，本试验各处理、不同部位烟叶的钾含量、氮碱比均达优质烟叶标准，总糖以各处理下部叶及中部叶的对照和Z2处理达优质烟叶标准；可见，各处理多项化学成分指标均未达优质烟叶标准，这可能与试验期间栽培地区的气候变化有关(如试验期间的光照、温度及降水等)，这样有待进一步研究验证.

4 结论

苗期叶面喷施复合调节剂Z1、Z2处理对烤烟苗期及移栽田间后的生长及产量的形成均有促进作用，对根系生长及干物质量的累积促进作用尤为显著，苗期Z1在促进生长上表现优于Z2.烟苗移栽到大田后，复合调节剂Z1、Z2处理的烟株还苗期缩短，农艺性状和烟叶产量均优于对照处理，但中上等烟比例却低于对照处理.综合各处理的田间生长指标，Z2处理在促进烟草植株后期生长方面效果更好，产量显著增加.Z1和Z2处理的烤烟叶片中的化学成分相比对照均有所改变，Z1处理显著提高了中部叶氮、钾、蛋白的含量，同时降低烟碱含量；Z2处理显著提高了上部叶氮、钾蛋白、总糖含量.综合上述，复合调节剂Z1、Z2对培育烟草健壮幼苗均有一定促进效果，但在增产方面Z2处理效果显著，建议推广应用于生产.