蘇 亮， 王欣亞， 孫俊佳， 孫麗娟， 張世強， 樸世領(lǐng)*

(1.吉林省煙草工業(yè)有限責(zé)任公司；2.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院:吉林 延吉 133002；3.延邊農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林 龍井 133400)

低溫冷害是導(dǎo)致煙草早花的主要原因之一，也是影響植物地理分布和產(chǎn)量的重要環(huán)境因素[1-4]，會抑制植株的生長發(fā)育[5]，隨著低溫持續(xù)天數(shù)加劇，早花現(xiàn)象開始提前，大大減少了植株葉片數(shù)和葉面積，從而影響煙草的品質(zhì)和產(chǎn)量，產(chǎn)生不利影響[6]。延邊地區(qū)的氣候特點為春季氣溫低，雨水少，無霜期短，每隔幾年煙區(qū)便發(fā)生早花現(xiàn)象[7]。煙草早花現(xiàn)象是指在正常栽培條件下，植株不能達到品種的株高和葉數(shù)的異常現(xiàn)象[8-9]。早花煙草植株生長弱，有效葉片數(shù)量明顯減少且葉片窄小[8,10-11]。本試驗旨在觀察煙草花芽分化進程各個階段及不同葉齡與低溫處理時間對早花的影響，擬探明低溫環(huán)境與煙草早花的關(guān)系，研究低溫處理下煙草早花機制，為煙草的生產(chǎn)及生態(tài)適應(yīng)性提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料及地點

試驗材料為3、6葉齡的吉煙9號，試驗地為延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院實驗基地。

1.2 儀器

人工氣候箱，體視顯微鏡(XTL-330C型)，數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH系列)，高速臺式離心機(TGL-16B)，-85 ℃超低溫冰箱等。

1.3 試驗設(shè)計

分別設(shè)置 A1、A2為3、6葉齡的吉煙9號， B1、B2、B3的低溫處理時間分別為3，6，和9 d，CK為未低溫處理的6葉齡吉煙9號。

將3、6葉齡煙苗放在2個人工氣候箱中，溫度設(shè)置為(12±1) ℃，氣候箱中的光照度>10 000 Lu，光暗時間比為12∶12，相對濕度75%。分別處理3 、6、 9 d，28 d后移栽大田。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 田間農(nóng)藝性狀調(diào)查

分別記錄每株的株高、葉長、葉寬及葉片數(shù)，并計算單株葉面積。通常，有效葉指長度在20 cm以上的葉片,葉面積采用矯正系數(shù)法,即:葉面積=葉長×葉寬×0.634 5[12]。

1.4.2 總干物質(zhì)的測定

煙苗移栽前，進行干物質(zhì)積累的調(diào)查。分別選取每個處理組中，長勢一致的3株煙株，測其鮮重，并將其放置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱殺青(條件為105 ℃，15 min)，再放入烘干箱85 ℃恒溫48 h處理。

1.4.3 現(xiàn)蕾率的調(diào)查

分別調(diào)查煙苗移栽后52、55 d的現(xiàn)蕾率，以移栽后52 d為例詳細(xì)說明。現(xiàn)蕾以肉眼能看到花蕾為標(biāo)準(zhǔn)，每小區(qū)(30株/區(qū))現(xiàn)蕾株數(shù)達50%視為現(xiàn)蕾期[13]。

1.4.4 體視顯微鏡觀察法

從莖尖向下約5 cm處，用手術(shù)刀片切取后，用錫箔紙包裹放入冰盒帶回實驗室，每隔5 d取1次，共6次。將莖尖進行2次處理,長度為2.0～3.0 cm，置于普通醫(yī)用注射器(20 mL)中，抽去莖尖組織內(nèi)的空氣，然后放入盛有FAA固定液的瓶中固定2 d后，使用體視顯微鏡對煙株頂端進行解剖觀察并拍照[14]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用軟件SPSS 19.0統(tǒng)計分析試驗數(shù)據(jù)，利用Duncan進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對煙苗移栽前總干物質(zhì)和根冠比的影響

2.1.1 不同葉齡、低溫處理持續(xù)時間對總干物質(zhì)和根冠比的影響

由表1可知，不同葉齡總干物質(zhì)積累及根冠比從小到大均依次為A20.05)。低溫持續(xù)時間上，CK的總干物質(zhì)積累與B1、B2無顯著性差異(P<0.05)，但與B3有顯著性差異(P<0.05)，B1、B2、B3之間無顯著性差異(P>0.05)。根冠比從小到大依次為B3

表1 移栽前不同葉齡、低溫處理時間對總干物質(zhì)積累和根冠比的影響

注：不同小寫字母代表在處理間顯著差異水平(P<0.05)，下同。

2.1.2 不同葉齡煙苗與低溫處理持續(xù)時間對總干物質(zhì)的影響

由表2可知，不同處理在干物重上均無顯著差異(P<0.05)，CK的總干重最大，A2B3最小。根冠比上，最大的處理是低溫持續(xù)3 d的3葉齡(A1B1)，其次是CK，最小的為低溫持續(xù)9 d的3葉齡煙苗(A1B3)。A1B1和CK均與A1B3處理有顯著性差異(P<0.05)，但兩者之間無顯著差異(P>0.05)。

表2 移栽前不同葉齡與低溫處理時間對總干物質(zhì)積累和根冠比的影響

2.2 不同處理對田間農(nóng)藝性狀的影響

2.2.1 不同處理對株高、單株葉面積的影響

移栽后74 d株高、單株葉面積列于表3，CK在株高上與A1B1、A2B1均無顯著性差異(P>0.05)，但與其他處理均有顯著性差異(P<0.05)。單株葉面積上，CK與A1B1和A1B2差異不顯著(P>0.05)，但與其他處理均有顯著性差異(P<0.05)。整體表現(xiàn)上，CK表現(xiàn)最好，其次為低溫持續(xù)3 d的3葉齡煙苗(A1B1)，表現(xiàn)最差的是低溫持續(xù)9 d的6葉齡煙苗(A2B3)。

表3 移栽后74 d株高、單株葉面積對比

2.2.2 田間有效葉數(shù)的調(diào)查

由移栽后67 d不同葉齡、低溫持續(xù)時間對有效葉片數(shù)的影響可知(表4),葉齡上，CK與A2因素間有顯著性差異(P<0.05)，而與A1沒有顯著差異(P>0.05)，且A1與A2之間也沒有顯著差異；有效葉片數(shù)從小到大依次為A2、A1、CK，A2的有效葉數(shù)少于18片，A1與CK均多于18片。低溫持續(xù)時間上，低溫處理時間越長有效葉數(shù)減少越明顯，CK與B1、B2、B3之間有顯著性差異(P<0.05)，但B1、B2、B3之間沒有顯著差異(P>0.05)。

由圖1可知，CK有效葉片數(shù)最多，且與其他處理均有顯著性差異(P<0.05)。A2B2、A2B3有效葉片數(shù)最少，與其他處理均有顯著性差異(P<0.05)，但二者之間無顯著差異(P>0.05)。簡言之，低溫處理下的6葉齡煙株有效葉片數(shù)均顯著少于CK，且均未達到18片葉，有明顯早花跡象，而其他處理均沒有明顯早花現(xiàn)象。

表4 不同葉齡、低溫持續(xù)時間對有效葉片數(shù)的影響

注：移栽后67 d 的有效葉片數(shù)

圖1 不同葉齡與低溫持續(xù)時間對田間有效葉數(shù)的影響

2.2.3 田間現(xiàn)蕾數(shù)和現(xiàn)蕾率的調(diào)查分析

不同葉齡、低溫持續(xù)時間在移栽后52 d現(xiàn)蕾數(shù)及現(xiàn)蕾率表明(表5)，現(xiàn)蕾數(shù)與現(xiàn)蕾率在A水平上，從小到大依次為CK、A1、A2。CK與A2有顯著性差異(P<0.05)，而與A1無顯著性差異(P>0.05)，A1、A2間也有顯著性差異(P<0.05)。在B水平上，現(xiàn)蕾數(shù)與現(xiàn)蕾率均隨著低溫處理持續(xù)時間增加而有增多的趨勢，B1、B2、B33個水平間均無顯著性差異(P>0.05)，而與CK均有顯著性差異(P<0.05)。

表5 不同葉齡、低溫持續(xù)時間的現(xiàn)蕾數(shù)及現(xiàn)蕾率的比較

由圖2可知，從移栽后52 d現(xiàn)蕾率統(tǒng)計上看，CK與A1B1、A1B2、A1B3之間均無顯著性差異(P>0.05)，但與A2B1、A2B2和A2B3之間均差異顯著(P<0.05)，且A2B1、A2B2和A2B33者間均差異顯著(P<0.05)。從移栽后55 d現(xiàn)蕾率統(tǒng)計上看，CK與其他處理均有顯著性差異(P<0.05)；A1B2與A1B3差異不顯著(P>0.05)，但二者與A1B1有顯著性差異(P<0.05)；A2B3與A2B1、A2B2之間均有顯著性差異(P<0.05)，但A2B1與A2B2之間差異不顯著(P>0.05)。移栽后52和55 d CK現(xiàn)蕾率均最低，而低溫持續(xù)9 d的6葉齡煙苗(A2B3)最高，6 d的6葉齡煙苗(A2B2)次之?？梢?，低溫處理過的6葉齡現(xiàn)蕾率均大于3葉齡，且二者均高于CK。以肉眼可見的煙株現(xiàn)蕾率達到50%即視為達到現(xiàn)蕾期[13]，結(jié)果表明，6葉齡現(xiàn)蕾期是在移栽后的50～52 d，而3葉齡與CK現(xiàn)蕾期均在移栽后56 d左右。總之，6葉齡比CK和3葉齡現(xiàn)蕾期均提早約4～6 d。

注：6葉齡與3葉齡煙株的現(xiàn)蕾期分別在移栽后52天和56天。

2.3 不同處理對花芽分化進程的影響

2.3.1 花芽分化進程的劃分

花芽分化進程的劃分如圖3。

注：A-雄蕊原基；C-花瓣原基；G-雌蕊原基；K-花萼原基；L-葉原基殘留部分及葉原基；M-生長點

有大量鏡檢結(jié)果表明，不同烤煙品種花芽分化過程的形態(tài)學(xué)變化無明顯差異[9-10]。由圖3可知，本試驗的煙草花芽分化進程也可分為6個階段：營養(yǎng)生長期(圖3-A)；營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化期(圖3-B)；花原基分化期(圖3-C)；花萼原基分化期(圖3-D)；花瓣、雄蕊原基形成期(圖3-E)；雌蕊原基形成期(圖3-F)。

通過體視顯微鏡觀察，營養(yǎng)生長期，莖尖頂端呈類似三角形的平面狀，且3個葉原基分別著生在莖尖頂端周圍[15]。營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化期，莖尖頂端分生組織逐漸隆起呈半球形，這與金磊[14-16]的研究結(jié)果基本一致?；ㄔ只冢髑o頂部花原基明顯突起時，側(cè)枝原基外側(cè)各形成1苞片[15]?；ㄝ嘣只冢瑐?cè)枝原基沿主莖切線橫向伸展，在其1/3～1/2開始異裂，變成1大1小2部分，大的部分為第1朵花的花原基，小的部分為側(cè)枝原基，它們會繼續(xù)分裂出許多花原基和側(cè)枝原基[15]?；ò辍⑿廴镌纬善?，花原基由內(nèi)到外的順序是雌蕊原基、雄蕊原基、花瓣原基和花萼原基[15]。雌蕊原基形成期，雄蕊原基內(nèi)側(cè)向內(nèi)凹陷，形成縱向小溝，為藥室分隔和花絲著生處；隨后藥室兩側(cè)也出現(xiàn)縱向凹溝，表示其內(nèi)部已出現(xiàn)藥隔，雌蕊原基被5個雄蕊原基圍裹于中央，中心稍凹陷，逐漸出現(xiàn)裂線，此線為柱頭一分為二的中央線[15]。

2.3.2 不同葉齡、溫度和低溫持續(xù)時間對花芽分化進程的影響

通過體視顯微鏡觀察，到移栽后第31天一直處于營養(yǎng)生長階段，直至第36天開始在花芽分化上有差異。與CK相比，6葉齡(A2)的花芽分化進程最快，其次是3葉齡(A1)，但A1與CK的花芽分化進程相差不大(表6)。

由表7得知，與對照相比，12 ℃低溫處理的第36天開始花芽分化，且明顯早于CK。與對照相比，低溫持續(xù)時間越長花芽分化進程越提前，低溫持續(xù)9 d的花芽分化最快，其次是6 d，再次是3 d(表8)。

表6 不同葉齡的花芽分化進程

注：A、B、C、D、E、F分別表示花芽分化的6個時期；-：表示未超過；+：表示超過；下同。

表7 不同溫度下的花芽分化進程

表8 不同低溫持續(xù)時間的花芽分化進程

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

已有研究表明[7]，正常生長的吉煙9號的成熟期有效葉片一般在18～22片。該試驗結(jié)果顯示，在移栽后67 d低溫處理的6葉齡煙株的有效葉數(shù)均少于18片葉，且比對照少1～2片葉，其表現(xiàn)為植株矮，葉數(shù)減少，葉片窄而小，這與前人[9]的研究基本一致。據(jù)研究表明[16]，煙草在45～73 d的生長期內(nèi)，低溫處理在8～12 ℃的水平內(nèi)，苗齡越小，溫度越低，煙草早花的現(xiàn)象越為明顯。同時，12 ℃低溫持續(xù)時間越長對于煙草有效葉數(shù)、現(xiàn)蕾率以及花芽分化進程影響越大，其研究結(jié)果與金磊等[16]基本一致。因此，不同葉齡與低溫處理持續(xù)時間都對其花芽分化快慢有很大影響。

現(xiàn)蕾率調(diào)查表明，低溫處理的6葉齡煙株現(xiàn)蕾率最高，3葉齡次之，對照最低。尤其6葉齡煙苗隨低溫持續(xù)時間的增加其現(xiàn)蕾期提前越明顯，且顯著早于3葉齡及對照。招啟柏[17]研究得出,煙草對低溫較敏感的時期為6葉期，此結(jié)論與本試驗結(jié)果基本一致。本試驗結(jié)果顯示，低溫處理的6葉齡煙苗在50～52 d達到現(xiàn)蕾期，與對照相比提前4～6 d。據(jù)金磊[16]研究，云85、云87、云97、云201和紅花大金元都屬于低溫敏感型，低溫處理的均比未處理的提前3～6 d，與本研究結(jié)果相吻合。

通過體視顯微鏡觀察，吉煙9號的花芽分化共分6個階段，和劉秀麗[18]研究結(jié)果相吻合。由鏡檢可知，花芽分化過程中，6葉齡的吉煙9號花芽分化進程均早于3葉齡及對照，有明顯早花現(xiàn)象，且3葉齡與對照均未發(fā)生早花現(xiàn)象，此結(jié)果與前人[19-21]的研究結(jié)果基本相同。據(jù)金磊[16]研究，花芽分化的時間受品種自身及外界環(huán)境共同影響，大多數(shù)品種花芽分化在移栽第31～36 d時開始分化。該結(jié)論和本研究低溫處理過的均在移栽后36 d左右開始花芽分化的結(jié)果基本一致，但與對照相比，在移栽第40天左右開始花芽分化有一定的差異，可能與品種自身條件與環(huán)境二者的互作導(dǎo)致的。總之，低溫處理的煙苗比對照的花芽分化提早3～5 d。

3.2 結(jié)論

1) 農(nóng)藝性狀表現(xiàn)上，CK最佳，其次是低溫持續(xù)3 d的3葉齡煙苗，低溫持續(xù)9 d的6葉齡煙苗表現(xiàn)最差。

2) 低溫處理的6葉齡煙苗現(xiàn)蕾期與3葉齡及對照相比均提前4～6 d。

3) 低溫處理持續(xù)時間越長其花芽分化提前程度越大，低溫處理的6葉齡煙苗花芽分化比3葉齡及對照均提前3～5 d。

總而言之，早花現(xiàn)象最明顯的是低溫持續(xù)9 d的6葉齡，其次為低溫持續(xù)6 d的6葉齡煙苗。