李傳廣，付沙*，李峰，溫亮，劉士峰，程云吉，顏石，公愛琴，張麗，侯欣

（1.山東農(nóng)業(yè)大學植物保護學院，山東 泰安 271018；2.山東臨沂煙草有限公司蒙陰分公司，山東 蒙陰 276200）

培育壯苗是優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的基礎，是決定烤煙整體質(zhì)量的內(nèi)因，是決定烤煙后續(xù)長勢的關(guān)鍵性階段。煙葉品質(zhì)的形成與煙苗培育和管理息息相關(guān)。研究表明，烤煙幼苗健壯，移栽成活率就高，緩苗速度大幅提升，對于后期煙葉品質(zhì)的形成具有十分重要的意義［1］。

蕓苔素內(nèi)酯是一種甾醇類植物生長促進劑，在極低濃度下便能夠加快植物細胞伸長和分裂，打破植株生長的頂端優(yōu)勢，促進作物增產(chǎn)增收，是當前發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)最有生機和活力的一種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。蕓苔素內(nèi)酯類物質(zhì)共有五種化學結(jié)構(gòu)類型，分別是：24－表蕓苔素內(nèi)酯、3－表蕓苔素內(nèi)酯、28－表高蕓苔素內(nèi)酯、28－高蕓苔素內(nèi)酯、14－羥基蕓苔素甾醇（又稱天然蕓苔素內(nèi)酯）。其中28－高蕓苔素內(nèi)酯為人工合成的蕓苔素內(nèi)酯中活性最高的一種，約為天然蕓苔素內(nèi)酯活性的87%［2］。

劉偉等［3］研究表明，適宜濃度的蕓苔素內(nèi)酯對花生幼苗生長發(fā)育具有一定的促進作用，幼苗株高以及整株質(zhì)量均有顯著提升。林潔等［4］利用24－表蕓苔素內(nèi)酯處理三七后發(fā)現(xiàn)，外源蕓苔素內(nèi)酯能夠顯著提高三七的株高、葉長、葉寬，有利于植株生物量的積累。廖莎等［5］研究表明，蕓苔素內(nèi)酯可有效促進水稻幼苗根系生長，且因施用方法和濃度的變化表現(xiàn)出不同的促進效果。Abdullahi等［6］研究發(fā)現(xiàn)，蕓苔素內(nèi)酯可顯著提高鋁脅迫下綠豆植株的根系鮮重。Liu等［7］研究表明，蕓苔素內(nèi)酯對高羊茅植株主根和側(cè)根伸長和形成均有促進作用。Xia等［8］研究表明，外源蕓苔素內(nèi)酯能夠通過調(diào)控光合相關(guān)基因表達，調(diào)節(jié)卡爾文循環(huán)過程相關(guān)酶的活性，從而提高植株的光合作用。楊萬基等［9］利用28－高蕓苔素內(nèi)酯處理低溫弱光下的辣椒幼苗后發(fā)現(xiàn)，辣椒幼苗的葉綠素含量、氣孔導度、非光化學猝滅系數(shù)等光合指標顯著提升。Fariduddin等［10］研究表明，蕓苔素內(nèi)酯可以緩解鹽脅迫下黃瓜葉綠素的降解，從而增加光合效能。Sharma等［11］研究發(fā)現(xiàn)，24－偏蕓苔素內(nèi)酯可提高植株葉片中的類胡蘿卜素含量，從而減少活性氧的積累。劉丹等［12］研究發(fā)現(xiàn)，蕓苔素內(nèi)酯可顯著提高油菜幼苗的光合速率，主要以氣孔調(diào)節(jié)為主。

綜合前人研究看出，蕓苔素內(nèi)酯類物質(zhì)在促進植株生長方面起到一定效果，但其研究多采用灌根和葉面噴施方式，受基質(zhì)的影響而無法直觀反映出根系的施用效果。本試驗以烤煙品種NC102為材料，在溫室中用Hoagland營養(yǎng)液進行培養(yǎng)（排除基質(zhì)的影響），并于幼苗五葉一心時進行6種不同濃度的28－高蕓苔素內(nèi)酯處理，研究不同處理下烤煙幼苗生長、生理和光合指標的變化，以期為該植物生長調(diào)節(jié)劑在培育烤煙壯苗中的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于2020年3—7月在山東農(nóng)業(yè)大學北校區(qū)煙草溫室進行。供試烤煙品種NC102，由玉溪中煙種子有限責任公司提供?？緹熡酌缬肏oagland營養(yǎng)液在溫室中栽培。植物生長調(diào)節(jié)劑28－高蕓苔素內(nèi)酯（28－h(huán)omobrassinolide），由索萊寶生物科技有限公司提供。

1.2 試驗設計

試驗分別設置6組濃度處理：CK（0 mg／L）、C1（0.025 mg／L）、C2（0.050 mg／L）、C3（0.100 mg／L）、C4（0.200 mg／L）和C5（0.400 mg／L）。每組濃度設6個重復，每個重復栽4株烤煙幼苗并按照順時針方向分別進行編號。

利用漂浮育苗技術(shù)培育出足量烤煙幼苗，待到五葉一心（苗高8 cm左右，有5片真葉）時，選取長勢一致的幼苗，用清水洗凈其從育苗盤中帶出的基質(zhì)，后移栽至水培裝置（長方形黑色塑料盆，容積為5 L）中，營養(yǎng)液定量3 L，并利用氧氣泵對營養(yǎng)液進行充氧處理。待到幼苗恢復正常生長時，根據(jù)設置的濃度梯度向營養(yǎng)液中添加植物生長調(diào)節(jié)劑，每5天補充一次營養(yǎng)液，共處理20天。處理完成后，每組隨機選出12株幼苗測其生長指標、根系參數(shù)及光合參數(shù)。

1.3 指標、參數(shù)測定及方法

1.3.1 生長指標 利用卷尺測量烤煙幼苗株高（莖基部至生長點上方的高度），利用游標卡尺測定莖粗（幼苗莖基部直徑）。根系及地上部干重：120℃條件下烘至恒重后稱重。壯苗指數(shù)＝（莖粗／株高＋根干重／地上部干重）×全株干重。

1.3.2 根系參數(shù) 植物根系圖像采集用Scan-Maker i800plus根系掃描儀進行。根系數(shù)據(jù)分析用萬深LA－S根系分析系統(tǒng)進行。根系活力采用TTC法測定［13］。

1.3.3 光合參數(shù) 用Li－6400型光合測定儀分別測定烤煙幼苗最大葉的氣孔導度、凈光合速率、蒸騰速率及胞間CO2濃度等指標，默認測定系統(tǒng)容積為0.06，葉面積為11 cm2。SPAD值使用SPAD－502葉綠素測定儀測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

用Microsoft Excel 2019及SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)處理及圖表制作，用Duncan’s法對數(shù)據(jù)進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 28－高蕓苔素內(nèi)酯對烤煙幼苗生物量及壯苗指數(shù)的影響

2.1.1 對烤煙幼苗生物量的影響 由表1可以看出，不同濃度28－高蕓苔素內(nèi)酯對烤煙幼苗生物量各項指標均具有一定的調(diào)節(jié)作用，均隨濃度升高呈先上升后下降趨勢，C2處理達到最大值。與CK相比，C2處理幼苗株高增13.73%，莖粗增46.17%，根干重、鮮重分別提高48.11%、47.81%，地上部干重、鮮重分別提高85.58%、77.82%，差異顯著，效果明顯。C5處理對幼苗生長產(chǎn)生抑制作用，株高、莖粗、單株根干重等各項生物量指標普遍低于CK，降幅分別為21.63%、30.33%、14.62%、14.83%、10.53%和18.26%。

表1 不同濃度28－高蕓苔素內(nèi)酯處理烤煙幼苗的生物量

2.1.2 對烤煙幼苗壯苗指數(shù)的影響 圖1顯示，烤煙幼苗壯苗指數(shù)隨著28－高蕓苔素內(nèi)酯濃度的提高呈先上升后下降趨勢，C2處理達到最大值，比CK提高58.21%，C3處理后壯苗指數(shù)逐漸下降，C4與CK相當，C5處理比CK降16.44%。

圖1 不同濃度28－高蕓苔素內(nèi)酯處理 烤煙幼苗的壯苗指數(shù)

2.2 28－高蕓苔素內(nèi)酯對烤煙幼苗根系形態(tài)結(jié)構(gòu)及根系活力的影響

2.2.1 對烤煙幼苗根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響 由表2可以看出，烤煙幼苗根系各項形態(tài)指標隨28－高蕓苔素內(nèi)酯濃度的增加整體呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢。各項指標均以C2處理促進效果最佳，相比CK其單株根總長提高23.42%，根表面積增56.06%，單株根體積增29.24%，根平均直徑增30.60%，根尖數(shù)增29.74%，差異顯著。C5處理各項指標與CK相比大幅下降，且差異顯著，對烤煙幼苗生長表現(xiàn)出抑制效果。

表2 不同濃度28－高蕓苔素內(nèi)酯處理烤煙幼苗根系的形態(tài)結(jié)構(gòu)

2.2.2 對烤煙幼苗根系活力的影響 圖2顯示，烤煙幼苗根系活力隨著28－高蕓苔素內(nèi)酯濃度的提高呈先上升后下降趨勢，C2處理達到最大，比CK提高34.08%，差異顯著。C3處理根系活力開始下降，C5處理時根系活力最低，比CK降10.37%。

圖2 不同濃度28－高蕓苔素內(nèi)酯處理 烤煙幼苗的根系活力

2.3 28－高蕓苔素內(nèi)酯對烤煙幼苗光合指標的影響

由表3可以看出，不同濃度28－高蕓苔素內(nèi)酯處理烤煙幼苗的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度以及SPAD值整體呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢，C2處理達到最大值。與CK相比，C2處理烤煙幼苗凈光合速率提高57.05%，蒸騰速率提高43.04%，氣孔導度提高39.39%，SPAD值提高37.58%；C3處理，上述指標逐漸下降；C4處理凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、SPAD值與CK相比，差異不顯著，效果不佳。C5處理上述指標比CK下降，降幅分別為17.60%、10.87%、18.18%和10.29%。

表3 不同濃度28－高蕓苔素內(nèi)酯處理烤煙幼苗的光合參數(shù)

烤煙幼苗的胞間CO2濃度，隨28－高蕓苔素內(nèi)酯濃度的提高呈現(xiàn)先下降后上升趨勢，C2處理最低，與CK相比下降40.07%；C3處理該指標有所回升，但仍低于CK，且差異顯著；C4處理與CK效果相似；C5處理該指標顯著高于CK。

3 討論

前人研究表明，蕓苔素內(nèi)酯能夠提高細胞質(zhì)膜上的ATP活性，調(diào)控細胞的伸長與分裂［14］，提高植株細胞壁松動酶活性，有效提升植株的莖圍、莖長等性狀［15，16］。同時能夠調(diào)節(jié)植物根系內(nèi)源激素及蛋白質(zhì)含量［17］，誘導根部分生組織細胞的早期分化［18］，且與側(cè)根發(fā)育間存在正調(diào)控機制［19］。外源蕓苔素內(nèi)酯處理提高光合暗反應階段最大光化學效率、電子傳遞速率及光化學猝滅系數(shù)，增加植物碳固定能力，提高植物中的各類葉綠素含量［20，21］。

本試驗表明，較低濃度的28－高蕓苔素內(nèi)酯對烤煙幼苗的各項生物量指標具有促進作用，但濃度過高對幼苗生物量的積累產(chǎn)生抑制效果，這在其它指標上也有所體現(xiàn)。0.050 mg／L的28－高蕓苔素內(nèi)酯處理烤煙幼苗的單株根總長度大幅提升，這與Liu等［7］的研究結(jié)果相似。研究還發(fā)現(xiàn)，28－高蕓苔素內(nèi)酯處理下烤煙幼苗的單株根表面積、根體積、根平均直徑及根尖數(shù)均有不同程度的增加，同時極大地提高烤煙幼苗的根系活力。此外，適宜濃度28－高蕓苔素內(nèi)酯處理（0.050 mg／L）能夠大幅提高烤煙幼苗的凈光合速率及葉片的SPAD值、氣孔導度、蒸騰速率，而胞間CO2濃度下降。

4 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，28－高蕓苔素內(nèi)酯在適宜濃度（0.050 mg／L）下能夠有效增加烤煙幼苗生物量的積累，促進幼苗莖部的伸長生長，增加莖粗，提高壯苗指數(shù)，同時有效促進根系發(fā)育，增強根系活力，提高葉片的SPAD值、氣孔導度和蒸騰速率，從而使烤煙幼苗的凈光合速率提高，而濃度過高（0.400 mg／L）則會對烤煙幼苗的生長產(chǎn)生抑制作用。