调环酸钙对盐胁迫下烤烟生理特性的影响

彭 友，舒义鹏，叶征宇，徐益明，方 平，杨 宇

（贵州省烟草公司遵义市公司 习水分公司，贵州 习水 564600）

烤烟栽培中化学肥料的大量施用和不恰当的耕作导致了植烟土壤的盐渍化[1]，部分省份植烟土壤的盐渍化面积已经达到总面积的10.23%，这对烤烟的生长发育和产量形成具有较大影响[2]。因此，通过外源物质缓解烤烟盐胁迫危害对生产优质烟叶具有十分重要的实践意义。调环酸钙是目前生产中使用的一种新型植物生长调节剂，适宜的喷施浓度可以使作物茎秆粗壮，茎叶紧凑，抗逆性增强，对抵抗低温、盐胁迫具有重要作用，可以有效缓解逆境胁迫对烤烟的危害[3]。从大豆的相关研究来看，调环酸钙通过提高植物叶片内叶绿素含量增强光合能力，提高抗氧化酶活性和活性氧清除能力，从而有效缓解盐胁迫对大豆的危害[4]；李瑶等[5]研究认为，外源调环酸钙可以显著提高水稻根系活力，提高水稻植株可溶性蛋白和游离脯氨酸含量，降低活性氧产生速率，显著促进水稻生长；王才斌等[6]研究认为，外源调环酸钙可以显著提高花生叶片内叶绿素含量和抗氧化酶活性，但不会对根系活力产生显著影响。从前人的相关研究来看，目前鲜见关于调环酸钙对盐胁迫下烤烟生理特性影响的相关报道。笔者通过研究调环酸钙对缓解烤烟盐胁迫生理效应的基本规律，以期为生产中科学合理施用调环酸钙提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2021年4月至8月在贵州省习水县烟草公司试验田防雨棚内进行。试验地处东经106°42′21″，北纬28°37′8″，属亚热带湿润季风气候。试验所选烤烟品种为‘云烟87’，土壤类型为黄壤。试验采取盆栽方式，所用栽植盆均带托盘，栽植盆规格为30 cm×25 cm×30 cm（长×宽×高），盆栽土取自田间0～20 cm土壤，每盆装土7 kg，土壤养分含量为有机质25.43 g·kg-1，碱解氮61.57 mg·kg-1，P2O515.36 mg·kg-1，K2O 165.86 mg·kg-1，pH值6.88。

1.2 试验设计

试验共设置4个处理，其中CK为对照，6 g·L-1NaCl+0 mg·L-1调环酸钙，T1为6 g·L-1NaCl+55 mg·L-1调环酸钙，T2为6 g·L-1NaCl+110 mg·L-1调环酸钙，T3为6 g·L-1的NaCl+165 mg·L-1调环酸钙。4月10日，挑选饱满一致的种子，高锰酸钾消毒后浸种24 h，然后播种于栽植盆中，每盆播种5株，出苗后长至2片针叶时进行间苗，每盆剩余1株。4月20日，将栽植盆全部搬至防雨棚中，并用标签做好标记。4月28日，按照试验设计，将配置好的NaCl溶液浇入栽植盆内，每盆浇入1 500 mL，同时，栽植盆托盘收集渗出液后全部浇入栽植盆中。4月28日至5月1日，每天18:00用小喷壶按照试验设计对烤烟喷施调环酸钙，每次喷施量为80 mL·株-1，T1处理喷施等量的清水作为对照。烤烟生长过程中要防止发生干旱胁迫，每次浇水后都将盆拖内的渗漏液浇入栽植盆中。每个处理15株，共计60株，栽植盆随机排列。

1.3 测定项目

试验分别于6—9月每月1日取样，每株摘取从上至下数第4片叶，每处理每次取样3株烤烟，将烟叶带回实验室后清洗干净，然后测定各项生理指标。其中叶绿素含量测定采用浸提法[7]，丙二醛（MDA）含量测定采用硫代巴比妥酸法[8]，游离脯氨酸含量测定采用茚三酮法[8]，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法[8]，可溶性糖含量测定采用蒽酮法[8]，超氧化物歧化酶（SOD）活性测定采用NBT还原法[8]。每个指标测定3次，取平均值作为最终结果。

1.4 数据处理

数据处理与图表制作使用Excel 2013版软件，方差分析使用DPS 7.05版软件。

2 结果与分析

2.1 调环酸钙对盐胁迫下烤烟叶片叶绿素含量的影响

由图1可知，调环酸钙提高了烤烟叶片内的叶绿素含量，不同浓度处理对叶绿素含量的影响存在差异。6—9月，烤烟叶片内叶绿素含量表现为随着调环酸钙浓度的增加而升高，其中T3处理为最高值，与对照相比分别提高了15.63%、20.08%、24.95%和29.45%，且差异显著。T2与T3之间无显著差异，这表明T2和T3均可以显著提高烤烟叶片内的叶绿素含量。6月和9月，T2与T1之间无显著差异，7—8月，T2分别比T1提高了10.49%和6.36%，且差异显著，这表明T2与T1相比，在这2个月份会显著提高烤烟叶片内的叶绿素含量。6—7月，T1与对照之间无显著差异，8—9月T1显著高于对照；9月T1、T2、T3之间无显著差异，这表明在9月不同调环酸钙浓度对叶绿素含量的影响处于同一水平。

图1 调环酸钙对盐胁迫下烤烟叶片叶绿素含量的影响

2.2 调环酸钙对盐胁迫下烤烟MDA含量的影响

由图2可知，烤烟叶片内MDA含量表现为随着胁迫持续时间延长表现出一直升高，在同一月份表现为随着调环酸钙浓度升高而降低。6—9月，T2处理MDA含量分别比对照降低了16.80%、19.74%、14.22%、8.51%，且差异显著，这表明该浓度的调环酸钙对降低盐胁迫下烤烟MDA含量效果达到了显著水平；T3与T2相比降低了烤烟MDA含量，但是2个处理之间无显著差异，这表明调环酸钙浓度从110 mg·L-1提高到165 mg·L-1并不会对盐胁迫下烤烟MDA含量产生显著影响。整个试验期间，T1与T2之间无显著差异，T1与对照之间无显著差异，这表明55mg·L-1的调环酸钙不会显著降低干旱胁迫下烤烟叶片中的MDA含量。9月，不同浓度的调环酸钙对MDA含量的影响处于同一水平。

图2 调环酸钙对盐胁迫下烤烟MDA含量的影响

2.3 调环酸钙对盐胁迫下烤烟游离脯氨酸含量的影响

由图3可知，调环酸钙提高了盐胁迫下烤烟游离脯氨酸含量，不同处理在不同月份对游离脯氨酸含量的影响存在差异。6—8月，T2处理游离脯氨酸含量分别比对照提高了32.08%、43.03%、53.83%，且差异显著，这表明该处理在这3个月份可以显著提高盐胁迫下烤烟游离脯氨酸含量；T2显著高于T1，这表明调环酸钙浓度从55 mg·L-1提高至110 mg·L-1会显著提高烤烟叶片内的游离脯氨酸含量；T3与T2之间无显著差异，这表明在T2基础上提高调环酸钙浓度不会对游离脯氨酸含量产生显著影响；6月、7月、9月T1与对照之间无显著差异，8月T1显著高于对照，这表明该处理仅在8月会显著提高盐胁迫下烤烟叶片内的游离脯氨酸含量。

图3 调环酸钙对盐胁迫下烤烟游离脯氨酸含量的影响

2.4 调环酸钙对盐胁迫下烤烟可溶性蛋白含量的影响

由图4可知，整个试验期间，烤烟可溶性蛋白含量表现为持续升高，不同浓度的调环酸钙对烤烟可溶性蛋白含量的影响不同。6—7月，T2与对照相比可溶性蛋白含量分别提高了22.39%、29.74%，且差异显著；T3与T2之间无显著差异，T2与T1之间无显著差异，这表明调环酸钙浓度从T1提高至T2在6—7月不会对烤烟可溶性蛋白含量产生显著影响；8月，T2、T3之间无显著差异，2个处理显著高于对照和T1，T1与对照之间无显著差异；9月，T1、T2、T3之间无显著差异，这表明不同浓度的调环酸钙对烤烟可溶性蛋白含量的影响在9月处于同一水平。T2、T3显著高于对照，T1与对照之间无显著差异，这表明55 mg·L-1的调环酸钙不会对烤烟可溶性蛋白含量产生显著影响。

图4 调环酸钙对盐胁迫下烤烟可溶性蛋白含量的影响

2.5 调环酸钙对盐胁迫下烤烟可溶性糖含量的影响

由图5可知，烤烟可溶性糖含量在整个试验期间表现为一直降低的变化，同一月份可溶性糖含量随着调环酸钙浓度的增加而升高。6—9月，T2与对照相比可溶性糖含量分别提高了26.42%、24.26%、41.35%和57.28%，且差异显著，这表明该处理与对照相比，可以显著提高烤烟可溶性糖含量；T2显著高于T1，T3与T2之间无显著差异，这表明调环酸钙浓度从T1提高至T2对提高烤烟可溶性糖含量效果显著，但浓度从T2提高至T3不会对可溶性糖含量产生显著影响；T1与对照之间无显著差异，这表明55 mg·L-1的调环酸钙不会对烤烟可溶性糖含量产生显著影响。

图5 调环酸钙对盐胁迫下烤烟可溶性糖含量的影响

2.6 调环酸钙对盐胁迫下烤烟SOD活性的影响

由图6可知，烤烟SOD活性表现为随着调环酸钙浓度的增加先升高后降低，其中T2处理在6—9月始终处于最高值，与对照相比，SOD活性分别提高了23.27%、21.83%、17.93%、30.60%，且差异显著，这表明该处理与对照相比，可以显著提高烤烟SOD活性。6—9月，T1显著低于T2处理，T2与T3之间无显著差异，这表明调环酸钙浓度从T1提高至T2会显著提高烤烟SOD活性，从T2提高至T4后SOD活性降低，但并未达到显著水平。7—9月，T1显著高于对照，这表明55 mg·L-1的调环酸钙在这3个月份对提高SOD活性的作用达到了显著水平。

图6 调环酸钙对盐胁迫下烤烟可溶性糖含量的影响

3 结论与讨论

叶绿素是植物进行光合作用的重要色素，其含量高低直接影响植物光合作用的进行[9]。叶绿素含量提高有利于植物形成更多的光合产物，以促进植物生长[10]，且可以有效缓解非生物胁迫对植物的危害。本研究结果表明，调环酸钙提高了盐胁迫下烤烟叶片内的叶绿素含量，这与章世奎等[11]的研究结果相似，笔者分析认为调环酸钙可以抑制盐胁迫下烤烟叶绿素分解，从而有利于烤烟叶绿素含量升高，缓解盐胁迫对烤烟的危害。另外，9月份不同浓度的调环酸钙对叶绿素含量的影响处于同一水平，这可能与该月份烤烟生长量显著降低，叶片处于落黄期有关。

盐胁迫会导致植物体内积累大量的超氧基阴离子，从而导致膜脂过氧化引起MDA含量升高，影响植物正常代谢活动的进行[12]。调环酸钙具有缓解作物盐胁迫危害的作用，适宜浓度的调环酸钙可以显著降低逆境胁迫下烤烟叶片内的MDA含量，降低盐胁迫对膜系统的危害[3]。本研究结果中，T3处理显著降低了盐胁迫下烤烟叶片内的MDA含量，这也说明110 mg·L-1的调环酸钙可以有效缓解盐胁迫对烤烟的危害。植物在盐胁迫条件下会大量积累游离脯氨酸，从而提高细胞持水和清除活性氧能力，有利于缓解盐胁迫对植物的危害[13]。调环酸钙提高了盐胁迫下烤烟叶片内的游离脯氨酸含量，这有利于增强烤烟叶片持水能力，降低盐胁迫对烤烟的危害。从不同浓度调环酸钙处理比较来看，T3对提高游离脯氨酸含量效果显著优于T2，T4与T3相比效果不显著。

可溶性蛋白是重要的渗透调节物质，盐胁迫下植物体内可溶性蛋白含量会升高，从而有效缓解盐胁迫对植物的危害[14]。调环酸钙可以防止盐胁迫下植物体内可溶性蛋白的分解，从而有效提高植物耐盐能力[15]。本研究结果表明，调环酸钙浓度在110～165 mg·L-1范围内显著提高了烤烟叶片内的可溶性蛋白含量，余明龙等[15]研究认为这可能与调环酸钙可以诱导盐胁迫下可溶性蛋白的合成和减少分解来提高可溶性蛋白含量，以缓解盐胁迫对烤烟的危害有关。

可溶性糖是对盐胁迫较为敏感的小分子物质，植物在盐胁迫的早期主要通过提高可溶性糖含量来提高抗逆性，但随着盐胁迫持续时间的延长，可溶性糖含量常常表现出降低的变化[15]。本研究结果表明，110～165 mg·L-1的调环酸钙显著提高了盐胁迫下烤烟叶片内的可溶性糖含量，这与余明龙等[15]的研究结果相似，表明调环酸钙可通过增加烤烟叶片内可溶性糖含量来增强烤烟的耐盐性。

SOD是植物体内重要的抗氧化酶，其可以将多余的活性氧歧化为过氧化氢，降低活性氧对植物的危害[16]。适宜浓度的调环酸钙可以显著提高植物体内SOD活性，但是过高浓度的调环酸钙会降低植物体内SOD活性[5]。本研究结果表明，110 mg·L-1的调环酸钙处理SOD活性处于最高值，这表明该浓度对缓解烤烟盐胁迫效果优于55、165 mg·L-1处理。

综上所述，110 mg·L-1的调环酸钙可以显著提高盐胁迫下烤烟叶片内叶绿素含量，显著降低烤烟叶片MDA含量，并促进盐胁迫下烤烟叶片内游离脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖积累，提高超氧化物歧化酶活性，有效缓解盐胁迫对烤烟的危害。