不同单株留蒴果数对湘烟5号种子产量和质量的影响

2022-02-18肖钦之滕林娟李小慧秦甘在德卢朝军崔国贤

作物杂志 2022年1期

肖钦之周立邓斌滕林娟李小慧秦凌王贵甘在德卢朝军崔国贤

（1湖南省烟草公司永州市公司，425000，湖南永州；2湖南省烟草公司，410000，湖南长沙；3永州市农业科学研究所，425000，湖南永州；4湖南农业大学农学院，410000，湖南长沙）

种子质量对新品种推广极为重要，是种植户对品种优劣的第一印象。良种繁育是生产优质种子的主要途径，生产中使用优质种子是提高烤烟质量与产量的前提，也是发展烤烟生产的基本保证，因此培育优良品种，保证种子活力和纯度非常重要[1]。湘烟5号以LS-1（Coker176×云烟87变异株）为母本、K326为父本配制组合而成，2015年4月通过全国烟草品种审定委员会审定。目前累计推广面积达6.67万hm2。湘烟5号繁种质量不高，裸种发芽势、发芽率和出苗均一性较差，如何提高繁育种子活力和烟苗质量是该品种生产推广中亟待解决的问题。在繁种过程中，单株留蒴果数与种子产量和质量有很大关系，盲目留果对授粉、种子产量和质量都将造成影响，制种效率得不到提高[2]。本研究对湘烟5号的最适留果方式进行研究，找到最佳的单株留蒴果数，提高制种效率。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在湖南省永州市农业科学研究所烟草试验田进行，该地排灌良好，肥力中等，土壤基础肥力为有机质 16.1g/kg、氮 1.13g/kg、磷0.50g/kg、钾 15.0g/kg、碱解氮 125.0g/kg、有效磷6.1g/kg、速效钾 84.0g/kg、pH 6.8。烟株行株距1.2m×0.5m，高垄单行种植。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为湘烟5号原种，由湖南省烟草公司永州市公司烟叶生产技术中心提供。

1.3 试验设计

共设置5个单株留蒴果数处理，即60、80、100和120个，分别记为T1、T2、T3和T4，以单株留蒴果140个为对照（CK）。每个处理40株，3次重复，随机区组排列。施纯氮142.5kg/hm2，N:P2O5:K2O=1:1:2.5，疏花疏果2次。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 单株产量、千粒重、种子饱满度和色泽当80%蒴果由黄色转为褐色时采收种子，选取长势和蒴果数量相对一致的单株，种子脱粒称重，3次重复，计算单株产量；随机选取收获种子称重，测定种子千粒重，3次重复；种子饱满度及色泽评价参照《GB/T 21138-2007烟草种子》。

1.4.2 发芽势和发芽率发芽试验于光照培养箱内（25℃）进行。每个处理100粒种子，3次重复，光照16h/d，光照强度2000lx，消过毒的培养皿内铺2层滤纸作为发芽床，取定量蒸馏水湿润发芽床，在发芽试验过程中不断向发芽床补充水分，水量以发芽床表面有明显水色，但无明水为宜[3]。

种子萌发后测定种子的发芽势与发芽率。

发芽势（%）=处理第7天的种子生根粒数/种子总粒数×100，发芽率（%）=处理第14天的种子生根粒数/种子总粒数×100。

1.4.3 幼苗出叶天数、根系活力、烟苗根数及生理生化指标漂浮盘中 50%种子出苗并长出新叶为记载各处理烟苗生长速率的起始时间，记录各处理第1叶至第7叶的出叶天数，分别跟踪记载3盘。采用TTC法测定根系活力[4-5]，分别取3盘长势一致的烟苗，比较 7叶 1心时各处理根系活力。用Microtek ScanMaker i800 Plus 对播种后60和70d的烟苗根系进行计数，计定烟苗一级侧根数、二级侧根数和总根数。分别取3盘长势一致的烟苗取样，参照《植物生理生化试验原理和技术》[6]的方法，采用丙酮法测定叶绿素含量；采用紫外分光光度法测定脯氨酸含量。

1.4.4 烟叶化学成分采用连续流动法测定烟叶还原糖、烟碱、总氮和氯含量；采用火焰光度法测定钾含量[6]。

1.4.5 烟叶等级评价烟叶烘烤后，参照《烤烟GB 2635-1992》[7]评价烟叶等级，统计上等、中等与中上等烟率。

1.5 数据处理

采用SPSS 22.0分析数据，采用多因素方差分析和多重比较（置信度95%）。

2 结果与分析

2.1 不同留蒴果数处理对种子产量的影响

种子产量是烟草制种的一项关键指标，直接影响到制种工艺是否具备实际生产价值。由表1得，各试验组处理种子单株重、千粒重和产量与CK处理相比，均有显著性差异。其中，T1处理单株重、千粒重和产量均为最低，较 CK处理分别减产6.63%、7.59%和4.70%，差异显著；而T2、T3和T4处理的单株重、千粒重和产量均显著高于CK处理。另外，T2处理单株重、千粒重和产量均最高，较CK处理分别增产11.61%、30.10%和13.94%。

表1 不同处理湘烟5号种子产量Table 1 Yield of Xiangyan 5 seeds under different treatments

2.2 不同留蒴果数处理对种子色泽与饱满度的影响

从表2可知，与CK处理相比，T1～T4处理的种子光泽强、籽粒均匀且饱满。

表2 不同处理湘烟5号种子色泽与均匀饱满度Table 2 Color and uniform plumpness of Xiangyan 5 seeds under different treatments

2.3 不同留蒴果数处理对种子发芽势与发芽率的影响

发芽势和发芽率是预示出苗速度和整齐度的重要指标。从图1可以看出，不同留蒴果数处理下的种子发芽势都在 93%以上，各处理间差异不显著；同时各处理种子发芽率都在98%以上，各处理间差异不显著。

图1 不同处理湘烟5号种子发芽势与发芽率Fig.1 Germination potential and germination rate of Xiangyan 5 seeds under different treatments

2.4 不同留蒴果数处理对幼苗出叶天数的影响

从图2可知，不同留蒴果数处理下种子幼苗第1～7叶出叶天数的变化，整体表现为种子幼苗出叶天数随着留蒴果数的增加而增加。各留蒴果数试验组的出叶天数都少于 CK处理，其中，T1、T2和T3处理的第7叶出叶天数比CK处理分别少10.2、8.7和3.3d，差异显著。

图2 不同处理湘烟5号种子幼苗出叶天数Fig.2 Days of growing leaves of Xiangyan 5 seedlings under different treatments

2.5 不同留蒴果数处理对幼苗农艺性状的影响

由表3看出，改变烟株留蒴果数对幼苗农艺性状产生了影响。与CK相比，各处理烟株4叶1心时苗高、茎围、根鲜重和主根长均有增长。其中，烟株苗高增长了 2.00%～18.00%，茎围增长了11.96%～20.65%，根鲜重增长了 10.53%～52.63%，主根长增长了 3.70%～20.99%。与 CK相比，T2、T3和T4处理烟株7叶1心时苗高、茎围、根鲜重和主根长均有增长。其中，烟株苗高增长了18.43%～30.22%，茎围增长了27.11%～42.17%，根鲜重增长了27.27%～53.03%，主根长增长了10.94%～32.03%；另外，T1处理与CK相比，烟株7叶1心苗高、根鲜重和主根长均有减少，分别减少了0.34%、6.82%和4.69%。

表3 不同处理湘烟5号种子幼苗农艺性状Table 3 Agronomic characters of Xiangyan 5 seedlings under different treatments

2.6 不同留蒴果数处理对烟苗根数的影响

由图3可得，除T1处理外，在60和70d时，烟苗一级侧根数、二级侧根数和总根数量随着留蒴果数的增加而减少。各试验组处理一级侧根、二级侧根和总根数均高于CK处理，其中，T2处理的各项指标数值均最高，且均显著高于CK处理。

图3 不同处理湘烟5号种子幼苗根数Fig.3 Root number of Xiangyan 5 seedlings under different treatments

2.7 不同留蒴果数处理对幼苗根系生理指标的影响

从表4可知，各留蒴果数处理的幼苗根系活力均高于CK处理，较CK分别增加75.1、83.0、51.3和40.5μg/(g·h FW)，差异显著。其中，T2处理幼苗根系活力最高，达 438.2μg/(g·h FW)。

表4 不同处理下湘烟5号种子幼苗根系生理指标Table 4 Physiological indexes of Xiangyan 5 Seedlings under different treatments

各试验组留蒴果数处理的幼苗叶绿素和脯氨酸含量比CK处理均有提高。其中，T4处理的叶绿素和脯氨酸含量与CK处理差异不显著；T1、T2和T3处理的幼苗叶绿素和脯氨酸含量均显著高于CK处理。另外，叶绿素含量以T2处理最高，达0.55mg/g；脯氨酸含量以T1处理最高，达32.65μg/g。

2.8 不同留蒴果数处理对烟叶质量的影响

由图4可得，烟叶还原糖、烟碱和钾含量随着留蒴果数的增加呈逐渐减少的趋势，与CK处理相比，T1处理的烟叶还原糖、烟碱和钾含量分别提高18.86%、7.66%和33.66%，T2处理分别提高14.11%、5.26%和27.32%，T3处理分别提高9.23%、1.91%和1.95%，T4处理分别提高6.15%、1.44%和8.29%；而各处理的烟叶总氮含量较 CK处理均有提高，T1～T4处理分别提高 7.04%、21.83%、26.06%和20.42%，差异显著。各处理的烟叶氯含量较CK处理都有降低，其中，T1、T2和 T3处理分别降低39.47%、28.95%和26.32%，差异显著。

图4 不同处理下湘烟5号种子烟叶化学成分Fig.4 Chemical components in Xiangyan 5 tobacco leaves under different treatments

由表5可得，各留蒴果数处理烟叶上等和中上等烟率较CK处理有所提高，T1处理烟叶上等和中上等烟率均为最高，分别达69.32%和96.73%，而T2处理烟叶上等和中上等烟率分别为 68.44%和95.01%，均显著高于CK处理。另外，CK处理的烟叶中等烟率最高，达38.29%。

表5 不同处理下湘烟5号不同等级烟叶比例Table 5 Proportion of different grades of Xiangyan 5 tobacco leaves under different treatments %

3 讨论

烤烟繁育受单株留蒴果数影响较大，但评价指标比较单一，与当下的烤烟制种评价指标有所不同。随着烤烟繁育技术和烤烟调制技术的精进，更多的烤烟农艺品质和烤烟工业化学物质占比等因素受到人们重视，并被纳入烤烟制种的评价指标[1-2]。本研究从单株留蒴果数这一重要的农事操作入手，探究不同单株留蒴果数对烤烟湘烟5号制种产量、制种质量以及种子烟叶产质量等烤烟制种评价指标的影响，为烤烟制种相关研究及实际生产工作提供参照。

前人研究[8-10]表明，烟草繁育中烤烟的单株留蒴果数对种子产量影响较大，单株留蒴果数在100～300范围内，种子产量随单株留蒴果数的增加而提高[11]，而本研究结果与前人不尽相同，研究结果表明，调整烤烟单株留蒴果数的确能显著影响种子产量，但是在单株留蒴果100～140个时，种子产量并非随着单株留蒴果数的增加而提高，而是先提高再降低。结果差异可能与烤烟品种特性和地域环境有关[12-13]。同时，本研究还设计了更少的单株留蒴果数处理，即单株留蒴果60和80个，结果显示，种子产量随着单株留蒴果数的增加呈先提高后降低再提高最后再降低的变化趋势，其中，单株留蒴果60个时种子产量最低，单株留蒴果80个时种子产量最高。这可能是当单株留蒴果数较少（T2、T3、T4处理）时，烟株中的营养源比营养库大，种子生长发育中所需要的营养充足，从而有利于种子产量提高，当单株留蒴果80个时，烟株中的营养源与营养库的相对大小达到最佳值；当单株留蒴果数较多（CK处理）时，烟株中的营养源无法满足种子生长发育所需的营养，进而导致落果数增加，蒴果较小，种子产量下降[11-12]。当烟株留蒴果数过少（T1处理）时，虽然单果种子产量提高，但受到蒴果数量限制，导致总体种子产量降低，另外，种子千粒重降低可能是由于除去蒴果时造成的机械伤口过多，对植株本身的影响过大，需要消耗一部分库的能量修复人为造成的损伤，也有可能是样本选取量不够，后期将进一步探究。

烤烟的单株留蒴果数对种子质量也有一定影响[11-15]。周金仙等[11]研究表明，适当减少烤烟留果数会提升种子外观质量，促进烟株生长。而吴国等[14]研究表明，单株留蒴果数为80个左右能取得较好的制种质量。在本研究中，适当减少烤烟单株留蒴果数有利于提升种子外观质量，提高种子的色泽和均匀饱满度，同时，也能获取更优的幼苗出叶天数、农艺性状、根数和根系生理指标，这正是更好制种质量的体现。其主要原因可能是留果数减少后，直接导致烟株中的库源比减小，以加强种子储藏物质的积累，提高种子质量，促进烟苗生长[12]。据前人[16-19]研究，外观质量高的种子养分丰富，播种后生根速度快，根系质量高，成苗时间早，更容易获取均一优良的农艺性状，而在本研究中外观质量更高的种子（T2、T3、T4处理）播种后所具备的生根速度和根系质量要优于外观质量较差的种子（T1和CK处理），与前人的研究结果吻合。对于烟叶质量而言，本研究表明，减少烤烟单株留蒴果数，烟叶化学成分协调性更优，其原因可能是植株体内的物质积累量与生理代谢强度密切相关，适当减少烟株留蒴果数后，烟株从土壤中被动吸收更多养分，保证烟叶营养生长[20]；也可能是适当减少烟株留蒴果数后，烟株农艺性状更好，更适应烤烟种植环境，受环境影响后化学成分更协调[20-21]。

结合以上研究结果来看，在大田试验条件下，适当减少留蒴果数能使烤烟种子产量提高、种子色泽和饱满度更优、幼苗出叶天数缩短、幼苗农艺性状更优、播种70d后幼苗总根数更多、根系生理指标更佳、烟叶化学成分协调性更优、烟叶上等烟率和中上等烟率更高。综合来说，虽然单株留蒴果60个处理种子质量最好，但制种产量显著降低，不适宜应用于烟草制种生产。而单株留蒴果80个处理种子质量较好，同时制种产量最高，平均单株重达6.73g，千粒重达0.0994g，产量达10.54kg/hm2。所以，在本研究条件下，烤烟湘烟5号的最佳单株留蒴果数为80个。