張小良，何 康，王靖淵，屠乃美，易鎮(zhèn)邪*

(1 衡陽市煙草公司衡南縣分公司，湖南衡南 421100； 2 湖南農業(yè)大學農學院，長沙 410128)

低溫持續(xù)時間對烤煙苗期農藝性狀與生理特性的影響

張小良1，何 康2，王靖淵2，屠乃美2，易鎮(zhèn)邪2*

(1 衡陽市煙草公司衡南縣分公司，湖南衡南 421100； 2 湖南農業(yè)大學農學院，長沙 410128)

在光照培養(yǎng)箱條件下開展模擬試驗，研究了低溫持續(xù)時間對烤煙苗期生長與葉片生理特性的影響。結果表明：(1)煙苗農藝性狀明顯受到低溫的影響，且所受影響隨低溫處理時間延長而增大；各農藝性狀指標中，對低溫最敏感的是株高，其次是葉長和葉面積，葉寬最不敏感；根系對低溫的敏感程度較地上部小；(2)葉片葉綠素a、b、a+b含量在低溫條件下顯著提高，且處理間差異隨低溫處理時間延長而增大；(3)低溫使葉片可溶性糖與丙二醛含量及電解質滲漏率顯著提高，且處理間差異隨處理時間延長而增大。

烤煙；育苗；低溫；農藝性狀；生理特性

煙草是重要的經(jīng)濟作物之一，優(yōu)質煙葉生產需要較高的溫度和充足的光照。煙草生長的適宜溫度為 25～28℃，在10～13℃以下時將停止生長[1]。早春低溫危害一直是制約我國南方煙區(qū)優(yōu)質煙葉生產的普遍問題[2]。湖南省衡南縣是特色煙葉優(yōu)勢產區(qū)，一般于每年12月中下旬開始育苗。此時，苗床外界氣溫較低，且多為寡照天氣，加上移栽后常遇到“倒春寒”等惡劣天氣，對優(yōu)質煙葉生產影響很大。

目前，烤煙對低溫脅迫或弱光脅迫響應研究較多，且多集中在葉片酶活性或某些成分含量的變化研究上[3～5]，而關于低溫持續(xù)時間對烤煙苗期的影響研究尚少。本試驗在光照培養(yǎng)箱條件下開展模擬試驗，研究低溫持續(xù)時間對烤煙苗期生長與葉片生理特性的影響，以期為烤煙逆境生理研究積累資料，為優(yōu)質烤煙生產提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為湖南省主栽烤煙品種湘煙3號。育苗盤：輕質泡沫塑料10×20=200孔育苗盤；育苗基質：煙草育苗專用基質；育苗肥：采用烤煙育苗專用肥，并于烤煙出苗后對水施入。

1.2 試驗設計

實驗在湖南農業(yè)大學作物生理與分子生物學實驗室進行。參照常規(guī)漂浮育苗標準播種后，將育苗盤漂浮于搪瓷盤中，盤中所盛營養(yǎng)液由烤煙育苗專用肥配制而成，育苗盤置于恒溫光照培養(yǎng)箱中，光照強度為5 000 Lx，光周期為12 h/12 h(晝/夜)，溫度設定為25℃。待煙苗長出第4片真葉時將幼苗分成2組(每組3盤)，分別置于溫度設定為11℃和25℃(CK)的培養(yǎng)箱中。

1.3 測定項目與方法

當煙苗長出第5、6、7、8片真葉時分別取樣，即溫度處理周期分別為4～5葉期、4～6葉期、4～7葉期和4～8葉期。各處理取5株有代表性的煙苗，分株測定煙苗農藝性狀與煙葉生理生化指標。

農藝性狀：測定幼苗株高、葉長、葉寬、根長和全苗鮮重；并于80℃下烘干至恒重，測定幼苗全苗干重。

葉綠素含量：取煙株倒數(shù)第3片完全展開真葉用剪刀分部位剪碎，稱0.5 g置于20 mL螺口試管中，加入10 mL按4.5∶4.5∶1比例配成的丙酮∶無水乙醇∶雙蒸水混合液，封口置于暗箱中保存24 h，然后以混合液為對照，在663、646、470 nm波長下測定光密度，依據(jù)公式計算葉綠素及類胡蘿卜素含量。

丙二醛含量：取煙株倒數(shù)第3片完全展開真葉用剪刀分部位剪碎，取待測葉片0.5 g，用5 mL 4℃的0.05 mol/L pH 7.8的PBS(內含1%PVPP)和少量石英砂冰浴研磨，勻漿后在4℃下8 000 rpm離心15 min，上清液即為酶液。取酶液1.5 mL加入0.5%硫代巴比妥酸2.5 mL，混勻后在沸水中反應20 min，迅速冷卻后離心。取上清液測定532、600、450 nm波長下的吸光值，并根據(jù)公式計算MDA含量。

可溶性糖含量：取煙株倒數(shù)第3片完全展開真葉烘干粉碎樣品0.1 g放入試管中，重復3次，分別加5～10 mL蒸餾水，塑料薄膜封口，于沸水浴中浸提30 min(提取2次)，提取液濾入25 mL容量瓶中，反復漂洗試管和殘渣并定容至刻度。吸取樣品提取液0.5 mL于20 mL刻度試管中，重復3次，各加蒸餾水1.5 mL，使總體積和標曲一致。然后分別加0.5 mL蒽酮乙酸乙酯和5 mL濃硫酸，沸水浴1 min，取出冷卻至室溫在630 nm波長下測其吸光度，并根據(jù)標準曲線方程計算可溶性糖含量。

相對電導率：取煙株倒數(shù)第3片完全展開真葉用雙蒸水沖洗3次，用紗布擦干，并按部位將葉片剪成0.5 cm×1 cm的小片段，稱0.2 g于平底燒杯中，加入20 mL雙蒸水，真空滲透30 min，在室溫靜置30 min，然后在已預熱好的電導儀(電極0.96)上測定相對RC，結果取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SAS軟件(8.0)進行統(tǒng)計分析，采用Excel生成圖表。

2 結果與分析

2.1 低溫對煙苗農藝性狀的影響

自4葉期開始進行低溫處理。由表1可見，低溫對煙苗農藝性狀有明顯影響。處理至5葉期，低溫(11℃)處理煙苗根長、葉長、葉寬、葉面積稍小于對照，而株高顯著低于對照；處理至6葉期，處理間各農藝性狀指標差異與5葉期一致，但處理間差異明顯增大；處理至7葉期，處理間煙苗根長、葉寬差異進一步加大，但仍無顯著差異，而處理間株高、葉長、葉面積差異顯著；處理至8葉期，處理間葉寬差異進一步加大，但仍不顯著，而其他各農藝性狀指標間差異均達顯著水平。

可見，隨著低溫處理時間延長，煙苗農藝性狀所受影響越大(與對照差距越來越大)；各農藝性狀指標中，對低溫最敏感的是株高，其次是葉長和葉面積，葉寬最不敏感；相對而言，根系所受影響較地上部要小(7葉期以前差距均不顯著)，即根系對低溫的敏感程度較地上部小。

表1 低溫處理下的煙苗農藝性狀

注：同列數(shù)據(jù)后面小寫字母不同表示達到5%差異顯著水平。下同。

2.2 低溫對煙苗物質積累的影響

由表2可見，低溫對煙苗物質積累有明顯影響。單葉鮮重，自5葉期開始，低溫處理即顯著低于對照；單苗鮮重自6葉期開始表現(xiàn)低溫處理顯著低于對照的趨勢；單苗干重自7葉期開始才表現(xiàn)低溫處理顯著低于對照的趨勢。可見，低溫處理下，煙苗首先是水分吸收受到了影響，隨處理時間延長，其干物質積累也逐漸受到了影響。

表2 低溫處理的煙苗物質積累量(g)變化

2.3 低溫對煙苗生理特性的影響

由表3可見，不同溫度條件下煙苗葉綠素含量差異顯著，表現(xiàn)低溫處理顯著高于對照的趨勢，葉綠素a、b、a+b表現(xiàn)基本一致；且處理間差異有隨低溫處理時間的延長而增大的趨勢。

表3 低溫處理的煙苗葉綠素含量(mg/g)

低溫對煙苗葉片可溶性糖與丙二醛含量及電解質滲漏率的影響見表4。葉片可溶性糖含量隨處理時間推進而增大，低溫處理顯著高于對照；葉片丙二醛含量、電解質滲漏率隨時間變化趨勢以及處理間差異與可溶性糖含量基本一致。

表4 低溫處理的煙苗葉片可溶性糖與丙二醛含量及電解質滲漏率

3 小結與討論

南方煙區(qū)烤煙生產面臨著苗期低溫冷害問題。針對苗期低溫對煙苗生長和生理特性的影響開展研究具有重要意義。前人對此開展了大量研究。本試驗研究了苗期低溫對煙苗農藝性狀的影響，發(fā)現(xiàn)隨著低溫處理時間延長，煙苗農藝性狀所受影響越大(與對照差距越來越大)；各農藝性狀指標中，對低溫最敏感的是株高，其次是葉長和葉面積，葉寬最不敏感；相對而言，根系所受影響較地上部要小(7葉期以前差距均不顯著)，即根系對低溫的敏感程度較地上部小。從低溫脅迫下煙苗鮮重與干重的變化來看，本研究發(fā)現(xiàn)低溫處理下，煙苗首先是水分吸收受到了影響，從而引起鮮重下降，隨處理時間延長，其干物質積累也逐漸受到了影響。

本研究表明，不同溫度條件下煙苗葉綠素含量差異顯著，表現(xiàn)低溫處理顯著高于對照的趨勢，葉綠素a、b、a+b表現(xiàn)基本一致，且隨低溫處理時間延長，處理間差異有增大趨勢。晉艷等[3]研究表明，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量可能因葉綠體受損而下降。本研究結果與之不一致，可能原因是兩項研究設置的溫度處理不一致，本研究設置的溫度處理為11℃和25℃，而晉艷等[3]設置的是6℃和10℃，可見如果溫度處理進一步降低，煙草幼苗所受傷害將進一步增大。

研究表明，低溫脅迫下，可溶性糖和蔗糖含量提高，膜透性隨著脅迫溫度的降低和脅迫時間的增加而增加[3]，產量和質量因低溫逆境條件下植物利用光能的能力降低而下降[6]。崔翠等[7]研究表明，4個烤煙品種在低溫脅迫下，電解質滲透率、丙二醛含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量均顯著上升。本試驗研究了低溫對煙苗葉片可溶性糖與丙二醛含量的影響，證明了葉片可溶性糖與丙二醛含量的提高是植物應對低溫脅迫的機制之一。植物細胞生物膜的破裂或選擇透性的喪失，是凍害的細胞學原因，電解質滲漏法測定膜透性變化具有相當程度的靈敏度和精確性。本研究發(fā)現(xiàn)低溫使煙苗葉片電解質滲漏率明顯增大，與前人研究結果一致。進一步分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過4、5葉期的低溫處理后，電解質滲漏率增大64.33%，繼續(xù)處理到6、7、8葉期，低溫處理電解質滲漏率仍高于對照29.71%、24.09%和78.64%?？梢?，煙苗在經(jīng)過一段時間低溫處理后，細胞膜會得到一定程度的修復，但是低溫脅迫持續(xù)時間過長，則傷害又會進一步加大。因為本試驗只做到了成苗期(8葉期)，因此低溫的后續(xù)影響有待進一步研究。

[1] 韓錦峰. 煙草栽培生理學[M]. 北京: 農業(yè)出版社，2003.20.

[2] 陳衛(wèi)國，周冀衡，楊虹琦. 煙草抗寒性生理生化研究進展[J]. 作物研究，2007，21(1): 81-83.

[3] 晉 艷，楊宇虹，華水金，等. 低溫脅迫對煙草保護性酶類及氮和碳化合物的影響[J]. 西南師范大學學報(自然科學版)，2007，32(3): 74-79.

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[5] 宋正熊，朱列書，尹 佳，等. 低溫脅迫對煙草幼苗生化指標的影響及相關性分析[J]. 江西農業(yè)學報，2014，26( 2) : 99-101.

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Effect of Low Temperature Duration on Agronomic Traits and Physiological Properties of Seedlings of Flue-cured Tobacco

ZHANG Xiao-liang1，HE Kang2，WANG Jing-yuan2，TU Nai-mei2，YI Zhen-xie2*

(1 Hengnan Branch of Hengyang Tobacco Company，Hengnan，Hunan 421100，China; 2 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China)

A simulation experiment was conducted in illumination box to study the effect of low temperature duration on growth of seedlings and physiological properties of leaves of flue-cured tobacco. The results showed that (1) agronomic traits of tobacco seedlings were clearly affected by low temperature，and the effects turned greater with the prolongation of low temperature treatment. Among agronomic traits，the most sensitive index to low temperature was plant height，and the next two indexes were leaf length and leaf area，while the most insensitive index was leaf width. The sensitive degree of roots to low temperature was lower than that of upland part. (2) Content of chlorophyll a，b and a+b in tobacco leaves were significantly increased in low temperature treatment，and the differences between treatments were increased with the prolongation of low temperature treatment. (3) The electrolyte leakage and content of soluble sugar and MDA were significantly increased under low temperature condition，and the differences between treatments were increased with the prolongation of low temperature treatment.

flue-cured tobacco; seedling; low temperature; agronomic traits; physiological properties

2015-02-17

張小良(1972-)，男，湖南衡南人，技師，主要從事煙葉生產與管理工作，Email：zhangxiaoliang2014@126.com。

*通信作者：易鎮(zhèn)邪，博士，教授，主要從事作物高產生理與資源高效利用研究，Email: yizhenxie@126.com。

衡陽市煙草公司資助項目。

S572.043

A

1001-5280(2015)02-0152-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.02.10