景延秋，張豹林，袁秀秀，徐 敏，張月華，魯 平，劉劍君

（1.河南農業(yè)大學煙草學院，河南 鄭州 450002；2.中國煙草總公司河南省公司，河南 鄭州450002；3.河南中煙工業(yè)公司新鄭卷煙廠，河南 鄭州 450000；4.河南中煙工業(yè)公司技術中心，河南 鄭州 451150；5.河南省煙草公司鄭州市公司，河南 鄭州 450016）

噴施硼肥和磷肥對煙株酶活性的影響

景延秋1，張豹林1，袁秀秀1，徐 敏2，張月華3，魯 平4，劉劍君5

（1.河南農業(yè)大學煙草學院，河南 鄭州 450002；2.中國煙草總公司河南省公司，河南 鄭州450002；3.河南中煙工業(yè)公司新鄭卷煙廠，河南 鄭州 450000；4.河南中煙工業(yè)公司技術中心，河南 鄭州 451150；5.河南省煙草公司鄭州市公司，河南 鄭州 450016）

為了探究硼素和磷素對烤煙生長發(fā)育過程中生理特性的影響，在烤煙生長過程中噴施一定濃度的硼肥和磷肥，研究其對烤煙生長過程不同時期一些重要酶如過氧化物酶（P O D）、超氧化物歧化酶（S O D）、過氧化氫酶（C AT）、苯丙氨酸解氨酶（P AL）、轉化酶（I N V）酶、硝酸還原酶（NR）酶和淀粉酶（W L）酶的活性的影響。結果表明，噴施磷肥和硼肥后煙株生長過程中酶活性變化趨勢不受影響，當單獨噴施磷肥時，可以提高成熟期S O D、C AT、P AL的活性；單獨噴施硼肥可以提高植物生長前期C AT、I N V和W L的活性；當硼肥和磷肥一起施用時，可以降低烤煙生長后期S O D和NR的活性，提高生長后期P O D的活性。一起噴施硼肥和磷肥時，煙株生長過程中酶的活性適宜，既有益于煙株的生長發(fā)育又有益于煙葉的正常成熟采收。

硼；磷；烤煙；生理特性；酶活性

微量元素硼是植物生長發(fā)育的必須營養(yǎng)元素之一[1]。煙草是一種中等需硼作物，煙葉硼平均含量為25mg/kg，當葉片含量低于5mg/kg時會出現缺乏癥，高于176mg/kg時會導致煙葉硼中毒[2]。研究表明，硼缺乏，會影響植物體內的氮循環(huán)代謝，氮素的吸收利用，含氮化合物的合成與代謝也都會受到影響，并且會導致植物體內還原糖、淀粉等碳水化合物的積累，從而影響植物的產量和品質[3-5]。酶是生物體新陳代謝的基礎，在植物生長發(fā)育與成熟的過程中，一系列的生理生化反應均是在酶的作用下進行的，酶活性的高低直接影響煙株生長發(fā)育和成熟。有研究表明，我國產煙區(qū)的土壤比較普遍缺硼[6-8]，近年來，硼在烤煙上的應用研究也逐漸增加，但大部分都是研究對烤后煙葉產量，品質的影響[9-11]，而通過噴施硼肥和磷肥對烤煙生長不同時期一些主要酶的活性變化研究還未見文獻報道。試驗在烤煙生長過程中噴施硼肥和磷肥，測量不同時期不同處理下烤煙主要酶的活性變化，為調節(jié)不同時期酶的活性，以及提高煙葉內含物質和烤后煙葉質量提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013年在河南省漯河市舞陽縣進行，供試烤煙品種為中煙100。試驗地煙苗于4月底移栽，7月初打頂，供試土壤肥力中等，土壤pH值7.41，有機質含量12.3 g/kg，速效氮含量50.27mg/kg，速效磷含量12.36mg/kg，速效鉀含量153.37mg/kg，土壤氯含量34.13mg/kg。田間管理按優(yōu)質煙栽培技術進行。

1.2 試驗設計

試驗設2種不同物質（1%過磷酸鈣和0.2% Na2B4O·710H2O），4個處理，處理1：過磷酸鈣；處理2：過磷酸鈣+Na2B4O7·10H2O；處理3：Na2B4O7·10H2O；處理4，CK，噴施清水。在同一時期（團棵期和打頂當天），以不同物質處理煙葉，來研究對煙葉生理特性的影響。每個處理3行，每行40株，每次噴施在當天下午16:00時噴施，全株噴施，以葉面葉背濕露為度。從移栽后35 d開始，每隔7 d取一次鮮煙葉，用液氮保存，帶回實驗室校放入超低能冰箱，用于植物生理特性的測量。

1.3 生理指標檢測方法

苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化物酶（POD）、硝酸還原酶（NR）、轉化酶（INV）等酶活性的測定參考尹寶軍等[12]、李合生[13]、SekiwaJ等[14]、鄒琦[15]、何鐘佩[16]的方法進行。

2 結果與分析

2.1 噴施硼肥和磷肥對過氧化物酶（POD）活性的影響

過氧化物酶（POD）為煙葉的三大保護酶之一，其活性大小表示煙株的抗衰老能力大小。由圖1可以看出，在煙葉整個生長過程中，POD活性呈現出先降低后增加再降低的趨勢；在旺長期內，同時噴施磷肥和硼肥有助于減緩POD活性的降低；而處理1和處理3的POD活性降低較快；在成熟期內，同時噴施磷肥和硼肥（處理2）有助于提高POD活性，其次為噴施硼肥的處理（處理3）。

圖1 噴施硼肥和磷肥對POD活性的影響

2.2 噴施硼肥和磷肥對超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

超氧化物歧化酶（SOD）是通過清除超氧化物陰離子來防止生物膜脂質過氧化的一種保護酶，對植物有著防衰老、抗氧化的作用。由圖2可知，在煙葉的整個生育周期內，SOD活性呈現下降趨勢；在旺長期內，噴施過磷、同時噴施磷和硼對降低SOD活性有減緩作用；而到成熟期，處理2有助于SOD活性的降低，有利于煙葉的成熟落黃。因此處理2噴施效果較好。

圖2 噴施硼肥和磷肥對SOD活性的影響

2.3 噴施磷肥和硼肥對過氧化氫酶（CAT）活性的影響

過氧化氫酶（CAT）主要是通過催化H2O2分解來對植物進行抗氧化保護，同時專一清除植物體內·OH自由基[17]。由圖3可知，在煙葉整個生育周期內，CAT活性呈現出先增加后降低的趨勢；在旺長期內，噴施硼肥處理（處理3）和同時噴施磷肥和硼肥（處理3）有助于提高CAT活性；在成熟期內，處理2和處理3有助于降低CAT活性。

圖3 噴施磷肥和硼肥對CAT活性的影響

2.4 噴施磷肥和硼肥對苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影響

苯丙氨酸解氨酶（PAL）是植物苯丙烷類次生代謝途徑的關鍵酶和限速酶。由圖4可知，在煙葉整個生育期內，PAL呈現出先降低后增加再降低的趨勢；在旺長期內，噴施肥料的3個處理烤煙PAL的增加均較快；而在成熟期，處理2和處理3對PAL活性的降低有緩沖作用。綜合考慮，處理2和處理3的噴施效果比較好。

2.5 噴施磷肥和硼肥對轉化酶（INV）活性的影響

圖4 噴施硼肥和磷肥對PAL活性的影響

轉化酶（INV）是植物組織生長過程中一種十分重要的酶，是衡量植物細胞代謝與生長強度、同化產物的轉移與利用的重要指標，其活性的高低反映了煙株對蔗糖的利用情況，是碳代謝的重要指標，INV活性的高低以單位質量樣品在一定時間內蔗糖轉化為葡萄糖的量來表示[18]。由圖5可知，在煙葉整個生育周期內，INV活性呈現出先增加后降低的趨勢；在旺長期內，單獨噴施硼（處理3）對提高INV活性有較大作用，而單獨噴施磷（處理1）不利于提高INV的活性；在成熟期階段，處理2和處理3有助于減緩INV活性的降低。綜合考慮，處理2和處理3的噴施效果較好。

圖5 噴施硼肥和磷肥對INV活性的影響

2.6 噴施磷肥和硼肥對硝酸還原酶（NR）酶活性的影響

硝酸還原酶（NR）是煙株體內氮循環(huán)過程中的關鍵酶，該酶的活性高低反映了煙株對氮素的吸收和利用能力的高低，其活性大小，對含氮化合物（氨基酸、蛋白質）的代謝有重大影響。從表6中可知，NR活性在煙株的生長過程中呈現出先增加后降低的趨勢，在打頂期左右達到最大值；在旺長期內，處理2和處理3有助于提高NR活性；在成熟期內，處理2和處理3有助于降低NR活性。

圖6 噴施硼肥和磷肥對NR活性的影響

2.7 噴施磷肥和硼肥對淀粉酶（WL）活性的影響

淀粉酶（WL）是煙株生長過程中碳水化合物代謝的重要酶類。研究表明，淀粉酶在煙株生長過程中活性變化呈現雙峰曲線，在植物葉片功能旺盛和成熟期會出現峰值[19]。由圖7可知，WL在整個生育周期內變化趨勢整體一致，只是最大峰值不同，噴施磷肥（處理1）和同時噴施硼肥和磷肥（處理2）對提高WL活性作用較大。

圖7 噴施硼肥和磷肥對WL酶活性的影響

3 結論與討論

過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）均是植物體內的內源保護酶，對植物的保護起著重要作用。在植物成熟過程中，POD、SOD和CAT活性的提高，有助于煙葉的失水和大分子物質的降解，促進煙葉的落黃，而且煙葉成熟過程中POD活性的提高，有助于葉綠素的降解[22-24]。試驗結果表明，噴施磷肥和硼肥以后，POD活性在旺長期和成熟期區(qū)別較大；SOD活性在成熟期以前差別不大，打頂后（70 d）酶活性降低，而且當硼和磷一起噴施時酶活性下降快于其他處理；在煙株生長前期噴施磷和硼CAT活性顯著提高，在50～60 d時，CAT活性達到最大，且噴施硼元素處理的最大活性高于其他處理，在成熟過程中，單獨噴施磷的活性降低速率小于其他處理。

苯丙氨酸解氨酶（PAL）、轉化酶（INV）、硝酸還原酶（NR）和淀粉酶（WL）均是植物體內不同種類物質的酶，其活性高低對物質的合成、代謝與運輸有重要的影響。INV活性的高低直接影響植物生長過程中物質的合成，噴施磷和硼后對煙株生長過程中INV活性的變化趨勢沒有影響，均是先升高，在49～56 d過程中達到最大，且單獨噴施硼的最大活性高于其他處理，后期酶活性逐漸降低，到打頂以后不同處理INV活性幾乎無差別。

在煙株生長過程中淀粉酶（WL）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性變化與其他酶活性變化有較大區(qū)別，均是先降低后升高再降低。噴施磷肥和硼肥在煙株生長過程中PAL的活性降至最低值之前，各個處理酶活性變化不大，在酶活性升高的過程中噴施磷肥和硼肥處理后酶活性高于對照處理。而且在后期降解時，酶活性也高于對照處理。在煙株WL活性第二次增加時，噴施磷肥和硼肥的處理煙株酶活性高于對照處理，在成熟過程中對照處理的酶活性高于其他處理。

試驗結果表明，在植物生長過程中噴施硼肥和磷肥對植株體內酶活性的變化趨勢沒有影響，影響的是在這個過程中酶的活性大小，在煙株成熟期以前，噴施硼和磷能夠提高CAT、WL活性，促進細胞對植物細胞的保護和物質合成，而在后期噴施磷和硼處理，能降低NR和WL的活性，減少物質的合成，促進煙葉的成熟與變黃。

[1]Warington K. The effect of boric acid and borax on the broad bean and certain other plants [J]. Annals of Botony, 1923, 37（4）: 629-672.

[2]唐先干，韓 延，何寬信，等.江西紫色土有效硼含量及對烤煙硼元素分布特征的影響[J].中國土壤與肥料，2013，（1）：64-67.

[3]Dave I C，Kannan S. Influence of boron deficiency on micronutrients absorption by Phaseolus vulgaris and protein contents in cotyledons[J].Acta Physiologiae Plantrum. 1981,（3）: 27-36.

[4]Ruiz J M, Baghour M, Bretones G, et a1. Nitrogen metabolism in tobacco plants （Nicotiana tabacum L.）: Role of boron as a possible regulatory factor[J]. International Journal of Plant Science, 1998, 159: 121-126.

[5]韋建玉，王 軍，鄒 凱，等.硼對烤煙硼、鉀積累及碳氮代謝的影響[J].廣西農業(yè)生物科學，2007，26（4）：317-321.

[6]李良勇，謝鵬飛，劉 峰，等.湖南瀏陽煙區(qū)氣候土壤因素和煙葉質量特點[J].湖南農業(yè)大學學報，2006，32（5）：497-501.

[7]劉 泓，熊德中，張清明.福建三明煙區(qū)土壤肥力狀況的研究[J].土壤通報，2004，35（4）：426-429.

[8]陳江華，李志宏，劉建利.全國主要煙區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺狀況評價[J].中國煙草學報，2004，10（3）：14-18.

[9]張淑貞，盧朝軍，梁文旭，等.硼對烤煙生長及煙葉、煙種產質量影響的研究[J].作物研究，2007，（4）：442-447.

[10]張志華，向鵬華，方其春.硼對烤煙產量和品質的影響研究[J].湖南農業(yè)科學，2010，（5）：62-66.

[11]松珍霞，高 明，王里奧，等.不同施硼量對烤煙品質和產量的影響[J].西南大學學報（自然科學版），2008，30（6）：64-72.

[12]尹寶軍，高保昌.氨基酸混合物對烤煙產質影響的研究初報[J].中國煙草科學，1999，（4）：34-36.

[13]李合生.植物生理生化實驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2000.

[14]Sekiwa J, Kamiuchi H, Hatanaka A. Lipoxygenase, hydroperoxide lyase and volatile C6-aldehyde formation from C18-fatty acids during development of phaseolusvulgaris L[J]. Plant Cell Physiology, 1982, 23（4）：631-638.

[15]鄒 琦.植物生理生化實驗指導（第1版）[M].北京：中國農業(yè)出版社，1995.

[16]何鐘佩.作物化學控制試驗指導[M].北京：北京農業(yè)大學出版社，2001.

[17]宮長榮，劉 霞，王衛(wèi)峰.密集烘烤溫濕度條件對烤煙生理生化特性和品質的影響[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2007，35（6）：77-88.

[18]許自成，張 婷，盧秀萍，等.打頂后施用生長素（IAA）和鉀肥對烤煙碳氮代謝的影響[J].生態(tài)學雜志，2007，26（4）：461-465.

[19]宮長榮，袁洪濤，陳江華.烤煙烘烤過程中煙葉淀粉酶活性變化及色素降解規(guī)律的研究[J].中國煙草學報，2002，8（2）：16-20.

[20]黃永成，宮長榮，郭 瑞，等.烤煙中色素與香味物質的關系研究進展[J].河南農業(yè)科學，2008，（2）：5-9.

[21]周冀衡，王 勇，邵 巖，等.產煙國部分煙區(qū)烤煙質體色素及主要揮發(fā)性香氣物質含量的比較[J].湖南農業(yè)大學學報（自然科學版），2005，2（31）：128-132.

[22]王能如，徐增漢，尹永強，等.烤煙烘烤溫度與相關酶活性關系的研究進展[J].廣東農業(yè)科學，2013，19：14-16.

[23]王松峰，王愛華，畢慶文，等.烘烤過程中濕度條件對烤煙生理指標及烤后質量的影響[J].中國煙草科學，2008，29（5）：52-56.

[24]王 行，凌壽軍，宋守曄，等.烘烤過程中溫濕度與煙葉淀粉含量及淀粉酶活性變化的關系[J].煙草科技，2004，（11）：33-35.

（責任編輯：盧紅玲）

Effects of Spraying Boron and Phosphorus on Physiological Characteristics of Tobacco

JING Yan-qiu1，ZHANG Bao-lin1，YUAN Xiu-xiu1，XUM in2，ZHANG Yue-hua3，LU Ping4，LIU Jian-jun5
（1.College of Tobacco Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,PRC;2.Henan Company,China National Tobacco Corporation,Zhengzhou 450002,PRC;3.Xinzheng Cigarette Factory,China Tobacco Henan Industrial Company,Zhengzhou 451150, PRC;4.Technology Center of China Tobacco Henan Industrial Company,Zhengzhou 450000,PRC;5.Zhengzhou Company,Henan Tobacco Corporation,Zhengzhou 450016,PRC）

In order to study the influence of boron（B）and phosphorus（P）on enzyme activity during the grow th and developmentof flue-cured tobacco,B and/or P fertilizer were sprayed in flue-cured tobacco grow th period.The important enzymes activities such as peroxidase（POD）,superoxide dismutase（SOD）,catalase（CAT）,phenylalanine ammonia lyase（PAL）,converting enzyme（INV）, nitrate reductase（NR）and amylase（WL）at different grow th stageswere tested.The results showed that the B and P fertilizer spraying didn’tchange trend of the tobacco activity changing during the grow th period of tobacco plant.Spraying P fertilizer increased superoxide dismutase,catalase,phenylalanine ammonia lyase activity at tobacco maturity stages;spraying the B fertilizer improved the catalase, invertase and amylase activity at the early grow th stage;and spraying the P and B fertilizer together reduced superoxide dismutase and nitrate reductase activity and improved the peroxidase activity at the late grow th stage.In conclusion,spraying the B and P fertilizer togethercould keep tobacco enzymeactivity at a proper levelwhichwasconducive to thegrow th andmaturity of tobacco plant.

boron;phosphorus;flue-cured tobacco;physiological characteristics;enzymeactivity

S572

A

1006-060X（2015）01-0070-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.01.024

2014-12-01

河南省煙草公司資助項目（H Y K JM2012039）

景延秋（1972-），女，河南南陽市人，副教授，博士，研究方向為煙草化學及品質。

劉劍君