丁雪丹,熊江波,周紫燕,葉 清,肖金香*
(1.江西農業(yè)大學 農學院,江西 南昌330045;2.江西農業(yè)大學 園林與藝術學院,江西 南昌330045)
煙草(Nicotiana tabacum L.)是我國重要經濟作物之一,烤煙種植面積占煙草總種植面積比重很大[1]。在煙草生產過程中,經常會遇到干旱,導致產量下降,嚴重影響烤煙品質。許多研究[2-5]表明,土壤干旱會引起烤煙葉片煙堿、總氮含量增加,總糖、還原糖含量下降;董順德等[6]認為不同時期、不同程度的干旱對煙葉品質都有顯著影響,干旱程度越嚴重,對煙葉品質的影響就越顯著,但不同干旱時期不同干旱程度,煙葉中化學成分含量有明顯差異;汪耀富等[7]認為,干旱程度越嚴重對煙葉的產量和品質影響就越明顯,其中旺長期干旱對煙葉產量影響較大,成熟期干旱對煙葉品質影響較明顯。
盡管前人對干旱狀態(tài)下,烤煙生理性狀變化進行了研究,但都是針對某一個生育期,而烤煙不同生育過程對干旱敏感程度不一,不同品種耐旱程度也不一樣。本研究在盆栽條件下,設置兩個不同品種,同一生育期不同干旱時間,探討引起產量和化學成分變異的最敏感生育期和不同品種耐旱性的差異。為烤煙生產尋找有效抗旱途徑,為大田烤煙水分管理提供科學理論依據。
供試烤煙品種為云煙87 和K326,由江西省煙葉科學研究所提供。在烤煙8 葉1 心期進行土培盆栽,盆高40 ~42 cm,內徑35 cm,每盆裝土20 kg?;纠砘再|為:土壤為砂壤土,最大田間持水量為41%,pH 值5.52,速效磷11.74 mg/kg,速效鉀148.6 mg/kg,全氮0.13%,有機質2.63%。氮肥60%、磷肥100%,鉀肥70%做基肥,剩余部分做追肥,栽后1 個月分3 次兌水施完。
本試驗干旱處理在防雨棚中控水實現,分別在兩個烤煙品種的3 個生育階段(團棵期、旺長期、現蕾期)進行干旱處理,設5 個干旱時間水平,分別為干旱7,10,13,16 d 長期干旱(DL),另設一組棚外正常管理作為對照(CK)。每個處理8 株(盆),6 個處理48 株(盆),3 個生育期144 株(盆),兩個品種共288 株(盆)。煙葉生長進入到試驗設定的生育期開始搬進大棚干旱處理,干旱處理結束后搬出防雨棚復水正常管理。
各處理待煙葉成熟后進行采收烘烤,在105 ℃殺青,60 ℃下烘至恒質量,計算各處理單株煙葉產量;選中部葉用于化學成分分析。
煙葉主要化學成分測定方法:煙堿采用蒸餾法[8];還原糖含量測定采用蒽酮法[9];總氮含量測定采用凱氏定氮法;磷含量測定采用釩鉬黃法;鉀含量測定采用干灰化-火焰分光光度法[10]。
采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件及Excel 對數據進行處理分析。
表1 干旱脅迫下云煙87 和K326 單株產量下降率Tab.1 The rate of descent of yield per plant of Yuyan8 and K326 under drought stress %
單株產量是決定烤煙總產量的關鍵。結合表1、表2 分析,兩個品種在3 個生育階段受不同干旱影響單株產量明顯下降,單株產量均表現為7 d >10 d >1 d >16 d >DL,長期干旱導致烤煙產量下降最大,尤其是團棵期。K326 單株產量受干旱影響略高于云煙87,在團棵期、旺長期更加明顯;不同干旱天數對兩個品種產量影響也不一致,干旱10 d 后,K326 產量迅速下降,而云煙87 則在干旱13 d 后產量迅速下降,品種對干旱的反應差別還是很大。
表2 干旱脅迫下云煙87 和K326 單株產量對比Tab.2 The comparison of yield per plant between Yuyan 87 and K326 under drought stress g
2.2.1 還原糖含量對干旱脅迫的響應 還原糖含量是衡量煙葉優(yōu)良品質的重要指標之一,一定范圍內,煙葉還原糖含量越高,煙葉品質越好[11]。從表3 可知,兩個品種各生育階段受干旱脅迫還原糖含量均顯明顯下降,以干旱16 d 影響最大;團棵期、旺長期還原糖含量受干旱7 d 影響與對照差異不顯著,現蕾期干旱7 d 還原糖含量顯著低于對照,現蕾期對還原糖形成影響最大。云煙87 和K326 團棵期干旱16 d 還原糖含量分別下降了30.9%和36.4%;旺長期為30%和33.4%;現蕾期為38.7%和39.7%,云煙87 還原糖含量受干旱影響略小于K326,但差異不明顯。
2.2.2 總氮含量對干旱脅迫的響應 烤煙總氮含量的多少會影響烤煙的吃味。從表3 可以看出,干旱脅迫對兩個品種總氮含量的影響以13 d 和16 d 最大,不同生育階段隨干旱時間延長,總氮含量顯著增加,尤其在現蕾期,云煙87 和K326 干旱16 d 總氮含量分別升高了60.3%和91.6%;團棵期云煙87 和K326 干旱13 d 總氮含量分別升高了19.8%和7.6%,旺長期為45.2%和18.5%,前期K326 總氮含量增幅明顯小于云煙87,現蕾期增幅表現為云煙87 小于K326。
2.2.3 磷含量對干旱脅迫的響應 磷是蛋白質、磷脂和糖類的重要合成成分,烤煙磷含量多少對煙株生長有影響,同時磷還能提高烤煙的抗旱和抗病能力[12]。隨著干旱時間的增加,兩個品種不同生育階段受干旱影響全磷含量均呈下降趨勢,以旺長期受影響更大,但3 個生育階段間差異并不顯著(表3)。云煙87 和K326 團棵期干旱7 d 磷含量分別下降了6.3%和19.7%,16 d 下降達34.9%和42.5%;旺長期干旱7 d 分別下降了15.9%和29.5%,16 d 下降達38.1%和47.5%;現蕾期干旱7 d 分別下降了3.2%和26.2%,16 d 下降達34.9%和31.1%,云煙87 全磷含量受干旱影響小于K326。
2.2.4 鉀含量對干旱脅迫的響應 鉀是烤煙體內重要的礦質元素之一,對煙葉品質有一定影響。隨著干旱時間的增加,兩個品種不同生育階段受干旱影響鉀含量均呈下降趨勢,以干旱13 d 和16 d 影響最大,各生育階段鉀含量受干旱影響表現為現蕾期>旺長期>團棵期,但各階段受干旱影響差異不顯著(表3)。與對照相比,云煙87 和K326 團棵期干旱16 d 全鉀含量降幅分別為46.5%和50.8%;旺長期為49.8%和51.5%;現蕾期為55.9%和58.5%。云煙87 全鉀含量受干旱影響略小于K326,差異不明顯。
2.2.5 煙堿含量對干旱脅迫的響應 煙堿是煙葉中特有的一種生物堿,占煙草生物堿總量的90% ~95%,煙堿含量適中才能提高煙葉質量[13-14],適宜的煙堿含量約在1.5% ~2.5%。從表3 可以看出,不同生育階段隨著干旱天數增加,兩個品種煙堿含量與對照相比均顯著上升,尤其是在現蕾期,云煙87 和K326干旱16 d 煙堿含量分別升高了42.9%和41.7%;團棵期云煙87 和K326 干旱16 d 煙堿含量分別升高了26.3%和27.9%,旺長期為28.8%和33.8%,云煙87 和K326 煙堿含量受干旱影響無顯著差異。
表3 干旱脅迫下云煙87 和K326 煙葉主要化學成分對比Tab.3 The comparison of chemical component of leaves between Yuyan87 and K326 under drought stress g
2.2.6 氮堿比對干旱脅迫的響應 氮堿比是評價煙草內在質量的重要依據之一,對其質量評價具有一定的作用[15-16]。由表3 可以看出,云煙87 氮堿比在團棵期、旺長期表現為先上升后下降的變化趨勢,干旱10 d 氮堿比達到最大值;現蕾期則相反,干旱7 d 出現最小值。K326 氮堿比在團棵期、旺長期整體趨勢表現為下降,現蕾期為先下降后上升,干旱7 d 出現最小值。
云煙87 和K326 受各生育階段干旱脅迫影響,還原糖、全磷、全鉀含量及單株產量均下降,總氮、煙堿含量增加。兩個品種氮堿比對不同生育階段干旱響應略有不同。
本試驗結果表明,干旱脅迫下,云煙87 和K326 還原糖、全磷、全鉀含量減少,以13 d 和16 d 影響最大,可能原因是干旱導致煙株生長受阻而影響以上元素的吸收,兩個品種還原糖、全鉀含量均以現蕾期干旱影響最大;全磷含量則以旺長期干旱影響最大,這點與前人的結論略有不同[6-7],云煙87 還原糖、全磷、全鉀含量略高于K326,一般來說,以上元素含量高,煙葉質量好。
煙葉中含氮化合物是影響烤煙質量的重要物質,含量過高過低都會影響煙葉品質,隨著干旱時間的延長,兩個品種總氮、煙堿含量顯著增加,尤其在現蕾期,可見現蕾期是烤煙某些品質指標形成的關鍵期,K326 總氮含量受團棵期、旺長期干旱影響增幅明顯小于云煙87,現蕾期增幅則相反,兩個品種煙堿含量受干旱影響無顯著差異;云煙87 和K326 氮堿比值均小于1,在團棵期、旺長期總體表現為下降趨勢,現蕾期則先下降后上升,具體機制有待進一步試驗研究。
烤煙各生育階段兩個品種進行干旱處理后,單株產量均顯著下降,干旱程度越嚴重,產量降幅越大,團棵期長期干旱單株產量基本為零。除長期干旱外,旺長期干旱脅迫對產量影響最大,這可能是因為旺長期水分狀況影響了煙葉數量和大小,云煙87 產量受干旱影響低于K326。
綜上所述,干旱脅迫后,云煙87 比K326 的產量高,化學成分好,表現出耐旱性強。評價品種的耐旱性指標很多,由于受實驗條件限制,本試驗僅從兩個烤煙品種產量和化學成分作一比較,對相關物質間的協(xié)調性、相對比例對品質的影響這方面需要進一步的深入研究。
烤煙抗旱能力因品種不同差異很大,K326 干旱10 d 產量和化學成分就受到影響,而云煙87 干旱13 d 才受到影響。江西干旱頻繁發(fā)生,尤其發(fā)生在7 月上旬的干旱對上部煙葉的品質非常不利,為了減輕干旱對煙葉生產的影響,云煙87 應安排在丘陵崗地排灌設施較好的旱地上栽培。
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