C16H17KN2O4S对烤烟幼苗生长的影响

杨继利 , 刘书武 , 孙永波

(1.云南农业大学 烟草学院 ， 云南 昆明 650201 ； 2.云南省烟草公司昆明市公司 嵩明分公司 ， 云南 昆明 651700 ； 3.云南省烟草公司文山州公司 广南分公司 ， 云南 文山 663000 ； 4.云南保山香料烟公司 ， 云南 保山 678000)

C16H17KN2O4S俗称青霉素(Penicillin，简称“PG”)是由几种腐生真菌青霉菌所产生的具有强烈杀菌作用的抗生素，在人体医药和畜禽养殖业中广泛应用。C16H17KN2O4S具有水溶性，当其进入动物体内不会被全部吸收，30%～90%以母体或次级代谢产物的形式随粪便排出体外，从而进入水体与土壤，由于其结构复杂，在土壤中难以降解，容易在环境中积累从而对植物产生影响。20世纪50年代以来，C16H17KN2O4S和其他抗生素对高等植物的影响就开始被发现和研究。李海航等[1-2]分别对青霉素在水稻种子萌发时淀粉酶的形成、幼苗的生长、叶绿素的合成与降解等方面的作用做过系统的综述，一定浓度的青霉素可促进幼苗的生长和叶绿素的合成。近年来又有报道青霉素可促进小麦、玉米、水稻、黄瓜等种子发芽和幼苗生长[3-4]。烟草是中国主要的经济作物之一，无论面积还是总产量，都居世界首位，但C16H17KN2O4S对烟草幼苗的影响少有报道[5]。本研究初步探究了C16H17KN2O4S对烟草幼苗生长和生理生化的影响，以期为C16H17KN2O4S在烟草生产中应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试烟草种子为自选品系(编号01)，C16H17KN2O4S为分析纯级。

1.2 实验设计与实施

实验在云南农业大学水稻科学研究所日光温室内进行。使用漂浮育苗系统培育烟苗，漂盘为128孔。营养液一次性加入，定期加蒸馏水，以保证营养液体积始终在14 L。营养液选用阿夫多宁配方：NH4NO3，0.240 g/L；Na2HPO4·12H2O，0.100 g/L；NaH2PO4·H2O，0.100 g/L；CaCl2·2H2O，0.360g/L；MgSO4·7H2O，0.500 g/L；Fe-EDTA，0.025g/L；微量元素用阿农营养液。播种后20天左右，待烟苗长出2片真叶后，开始间苗，尽量保持烟苗长势的一致性。

设置3个PG浓度处理，分别为0、40、80、120 mg/L。每个处理1个漂浮盘，共计128棵烟苗。播种后30天，待烟苗长出6片真叶后，开始PG处理。15天后，选取长势一致的30棵烟草幼苗进行测定。

1.3 测定指标与方法

1.3.1主要生长指标

每个处理选取长势一致的10棵烟苗，测定根长、茎高、最大叶面积，测定方法参考《YCT142—2010烟草农艺性状调查测量办法》[6]。

1.3.2叶绿素含量

每个处理选取长势一致的10棵烟苗，测定叶片中的叶绿素含量，测定方法为改良的Arnon法测定[7]。具体操作步骤为取相同部位叶片，去除中脉和叶尖，称取0.5 g，剪碎放入研钵加入少量石英砂研成糊状，用80%丙酮水溶液分批提取叶绿素，直到残渣无色为止。经适当稀释后，用分光光度计测定663、645 nm吸光度，然后按Arnon公式计算叶绿素含量。

1.3.3根系活力

每个处理选取长势一致的10棵烟苗，测定根的根系活力，测量方法为《植物生理学实验指南》中的甲烯蓝吸附法，用活跃吸收面积%表示根系活力[7]。

总吸收面积(m2)= (第一杯中被吸收的甲烯蓝毫克数+第二杯中被吸收的甲烯蓝毫克数)×1.1

活跃吸收面积(m2)=第三杯中被吸收的甲烯蓝毫克数×1.1

活跃吸收面积比例(%)=根系活跃吸收面积/根系总吸收面积×100%。

2 结果与分析

2.1 不同浓度PG对烟草幼苗生长的影响

不同浓度PG对烟草幼苗生长的影响见表1。

表1 PG对烟草幼苗植物学性状的影响

由表1可知，在一定的PG浓度范围内，烟草幼苗的根长、茎高、最大叶面积随PG浓度的增加而增加，当PG浓度超过80 mg/L时，上述促进效应开始减弱，但仍高于对照。说明在一定浓度范围内，PG烟草幼苗的根长、茎高、最大叶面积有明显促进作用，其中80 mg/L与其他3个处理差异显著，效果最好，明显优于PG为0的处理。

2.2 不同浓度PG对烟草幼苗叶片叶绿素含量的影响

不同浓度PG对烟草幼苗叶片叶绿素含量的影响，结果如图1所示。

图1 不同浓度PG对烟草幼苗叶片叶绿素含量的影响

从图1可以看出，随着PG浓度从0增加到120 mg/L，烟草幼苗叶片中叶绿素含量明显高于未加PG的处理，尤以80 mg/L差异显著(P<0.05)，说明PG浓度在40～80 mg/L内可提高烟草幼苗中叶绿素含量，超过此浓度，对烟草幼苗中叶绿素含量有一定的抑制作用，但仍明显高于未加PG的处理。PG促进叶绿素含量增加的原因可能是：①青霉素促进叶片核酸和蛋白质的合成，从而促进叶绿体色素的合成；②青霉素通过降低叶片中叶绿素酶的活力来延缓叶绿素的降解，从而提高叶片中叶绿素的含量[2]。

2.3 不同浓度PG对烟草幼苗根系活力的影响

不同浓度PG对烟草幼苗根系活力的影响，结果如图2所示。

图2 不同浓度PG对烟草幼苗根系活力的影响

从图2可以看出，PG浓度在0～80 mg/L内，烟草幼苗根系活力明显高于未加PG的处理，且以80 mg/L差异显著(P<0.05)，说明PG浓度在40～80 mg/L内可提高烟草幼苗根系活力，在超过此浓度，对烟草幼苗根系活力有一定的抑制作用，但仍远远高于未加PG的处理。

3 讨论

本研究结果显示，一定浓度范围内的青霉素可提高烟草幼苗的根长、茎高、最大叶面积、叶绿素含量、根系活力，其中提高最明显的处理浓度为80 mg/L，说明一定范围内的青霉素可促进烟草幼苗的生长。这些结果与前人[3,8]在水稻幼苗上进行的青霉素对根、茎、叶影响的研究结果相似；与刘萍等[9]关于青霉素能够促进高等植物叶片叶绿素含量增加结果一致；同时与张燕等[10]关于青霉素可促进烟草幼苗根系活力的研究结果相似。本文再次证明了青霉素在一定浓度范围内，可以促进烟草幼苗根系生长及根系活力增加，促进叶绿素增加等。同时，本文研究结果很清晰的显示，在水培条件下，青霉素浓度在80 mg/L出现拐点，高于此点，青霉素对烟草幼苗的生长表现为抑制作用。此结果为在水培条件下进一步研究青霉素对烟草生长的效应提供了重要的基础。

目前，关于青霉素对烟草幼苗作用机理的相关文献未见报道，本文只是在水培条件下初步探讨了青霉素对烟草幼苗生长的影响，一方面印证了前人的研究结果，同时明确了在水培条件下青霉素对烟草幼苗效应的拐点值，以期为进一步研究青霉素对烟草等农作物的生理代谢和生长中的作用及其机理提供参考。