王慧芳張 希馮小虎李一凡張 紅趙松超趙銘欽

（1河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，450002，河南鄭州；2江西省煙草公司撫州市公司，344000，江西撫州；3海南省煙草公司儋州公司，571700，海南儋州）

煙草作為一種經(jīng)濟作物，培育壯苗是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的重要前提。近年來，煙田發(fā)生病害較多，降低了產(chǎn)量和等級，使煙農(nóng)收入減少。煙草生長前期施用調(diào)節(jié)劑可促進根系發(fā)育，提高煙苗抗逆性，使得煙株健壯、生長勢強、改善煙葉品質(zhì)。目前在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用的調(diào)節(jié)劑有很多種，包括生根粉、腐殖酸和有機酸等，它們通過不同的作用方式和效應(yīng)機制作用于煙株，提高煙株產(chǎn)量和質(zhì)量。微生物菌劑可提高土壤中微生物數(shù)量，刺激烤煙吸收養(yǎng)分；也可優(yōu)化煙株農(nóng)藝性狀及促進煙株生長[1-3]。生根粉可促進根系生長發(fā)育，進而促進烤煙生長。張永輝等[4]研究表明，生根粉處理后，烤煙整個生長發(fā)育周期，其株高、莖圍、葉片數(shù)和葉長等均比對照明顯增加。油菜素內(nèi)酯能增加根干重，增強根系活力[5-6]，但對葉片的作用更為明顯，能促進葉片生長，改善煙葉品質(zhì)。李健忠[7]研究表明，打頂后噴施油菜素內(nèi)酯可不同程度地提高煙葉的葉面積，促進根系生長，提高煙葉的干物重。

過氧化物酶（POD）是與生長素相關(guān)的一種重要的酶，煙株生長的不同時期，POD活性的變化可引起生長素含量的變化，從而影響煙株生長。多酚氧化酶（PPO）通過影響生長素來調(diào)節(jié)煙株生長。在煙株生長階段，施用調(diào)節(jié)劑能對煙株起很大作用，目前對生長調(diào)節(jié)劑的研究多集中在生理水平，關(guān)于調(diào)節(jié)劑對煙株化學(xué)成分和分子機制等方面的影響鮮有報道。本文旨在研究植物生長調(diào)節(jié)劑對云煙87的農(nóng)藝性狀、酶活性、根系活力和化學(xué)成分的影響，從而尋找出適合煙株生長的植物生長調(diào)節(jié)劑。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2019年3月至7月在江西省撫州市黎川縣煙田進行。

以云煙87為供試品種，選用土壤質(zhì)地良好、地勢平坦、排水灌溉便利的煙田。供試土壤為沙性壤的麻沙泥田，土壤pH值7.62，有機質(zhì)8.7g/kg，堿解氮59.6mg/kg，速效磷16.8mg/kg，速效鉀332mg/kg。采用單因素對照試驗，共設(shè)置4個處理（表1），其中常規(guī)育苗為對照（AC），其余3個分別為采用微生物菌劑灌根（A1）、生根粉浸根（A2）和表油菜素內(nèi)酯噴施（A3）處理，大棚育苗。

表1 各處理管理措施Table 1 The measures of each treatment

微生物菌劑灌根：田間灌施，濃度為1∶400勾兌比例，于移栽前1d浸入基質(zhì)，移栽后7～10d灌苗根部。

生根粉浸根：幼苗浸根，濃度為3×10-6～10×10-6g/mL。

表油菜素內(nèi)酯噴施：葉面噴施，于移栽前1d及移栽后 7～10d進行葉面噴施，噴施濃度為0.1mg/L。

1.2 樣品采集和指標測定

1.2.1 植物學(xué)性狀 每個處理選5株掛牌，于移栽后45、60、75d測量最大葉長、最大葉寬、株高、莖圍和有效葉片數(shù)等性狀。測定方法參照中國煙草行業(yè)標準YC/T 142-2010。

1.2.2 根系活力 分別于移栽后0、30、45、60、75、90d采集煙株根系的根尖部位，參照TTC法測定并計算各處理煙株的根系活力[8]。

1.2.3 酶活性 于移栽后0、30、45、60、75、90d測定POD活性，于移栽后0、15、30、45、60、75d測定PPO活性[9]。

1.2.4 烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量 采用連續(xù)流動分析儀（Auto Analyzer 3 High Resolution）測定烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分[10]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2010處理數(shù)據(jù)，利用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)節(jié)劑對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，施用不同的調(diào)節(jié)劑后，株高、莖圍、最大葉長、最大葉寬和有效葉片數(shù)均有所變化。移栽后45d時，各處理的株高變化為9.90～12.60cm，其中，處理A1和A2較高，處理A3較低，對照AC最低。莖圍變化為5.60～6.70cm，A2處理莖圍較粗，A1、A3和AC處理較細。有效葉片數(shù)變化為10.60～11.80，其中A1和A2處理有效葉片數(shù)較多，A3和A4處理較少。最大葉長以A1處理最大，最大葉寬以A3和A1處理較大。

表2 不同處理烤煙生長期農(nóng)藝性狀統(tǒng)計Table 2 Statistics of agronomic traits of flue-cured tobacco grown under different treatments

移栽后60d各處理株高變化在48.00～57.80cm，表現(xiàn)為A2＞A1＞A3＞AC。各處理的莖圍變化為8.50～9.40cm，其中A2和A1處理的莖圍較大，A3和AC處理的莖圍較小。有效葉片數(shù)變化在12.00～15.00，其中較多的是A1和A2處理，較少的是A3和AC處理。最大葉長和葉寬均以A1和A2較大。

移栽75d各處理株高變化在90.60～96.80cm，各處理表現(xiàn)為移栽60d一致。各處理莖圍的變化在9.80～11.10cm，其中A2和A1處理的莖圍比較粗，A3和AC處理的莖圍較細。有效葉片數(shù)變化為15.20～17.00，其中較多的是A1和A2處理，較少的是A3和AC處理。最大葉長和最大葉寬均以A1和A2較大。

由此可知，在煙株生長的不同時期，處理A1和A2的各項農(nóng)藝性狀指標都要優(yōu)于A3和AC處理。這可能是因為微生物菌劑和生根粉能增強煙苗的根系，使煙苗成長過程中吸收更多的營養(yǎng)物質(zhì)，提高煙苗的抗逆性，從而提高煙株的農(nóng)藝性狀。

2.2 調(diào)節(jié)劑對烤煙葉片POD活性的影響

從圖1可以看出，各處理POD活性隨葉片的生長逐漸升高，移栽后0～30d，A1和A2的POD活性顯著高于A3和AC（P＜0.05）；移栽后45d，各處理POD活性差異達到顯著水平（P＜0.05），表現(xiàn)為A2＞A1＞A3＞AC；移栽后45～90d，A1和A2處理POD活性差異不顯著，但顯著高于A3和AC處理（P＜0.05）。A1和A2處理的POD活性在葉片生長的整個階段均顯著大于A3和AC處理（P＜0.05）。這表明微生物菌劑和生根粉都能促進煙株發(fā)育，使煙株生長代謝旺盛，POD活性增強。

圖1 不同時期各處理烤煙POD活性Fig.1 Peroxidase activity of flue-cured tobacco of different treatments in different periods

2.3 調(diào)節(jié)劑對烤煙葉片PPO活性的影響

從圖2可以看出，隨著時間的推移，PPO活性先減小再增加再減小。移栽后0～30d，各個處理差異不顯著；移栽后45d，各處理PPO活性表現(xiàn)為A1＞A2＞AC＞A3，A3和AC差異不顯著；移栽后60d，各處理PPO活性達到最高值，表現(xiàn)為A1＞A2＞A3＞AC，分別為405.35、364.28、295.80和247.14U/(g FW·min)；移栽后75d，各處理PPO活性均有一定程度的下降，表現(xiàn)為A1＞A2＞A3＞AC，A1和A2處理差異不顯著，A3和AC處理差異不顯著。

圖2 不同時期各處理烤煙PPO活性Fig.2 Polyphenol oxidase activity of flue-cured tobacco of different treatments in different periods

2.4 調(diào)節(jié)劑對烤煙根系活力的影響

從圖3可以看出，根系活力總體呈先減小后增大再減小的趨勢，移栽后75d達到最大值。移栽后30d，伸根期結(jié)束，根系活力下降。A1處理最高，A2次之，A3和AC較低；移栽后45d，A1處理最高，A3次之，噴施表油菜素內(nèi)酯能促進煙株體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，進而增強根系活力；移栽后60d，根系活力表現(xiàn)為A1＞A2＞A3＞AC；移栽后75d，煙株的根系活力達到最大值，A2處理最高，A1和A3次之，AC最小；移栽后90d，成熟期煙株隨著地上部葉片的衰老，植株根系活力逐漸降低。生根粉直接促進根系活力提高，而微生物菌劑主要通過調(diào)節(jié)土壤微生物來間接提高根系活力，所以微生物菌劑在伸根期的促進作用不如生根粉。

圖3 不同時期各處理烤煙根系活力變化Fig.3 Vitality of flue-cured tobacco roots of different treatments in different periods

2.5 調(diào)節(jié)劑對烤煙常規(guī)化學(xué)成分的影響

由表4可知，各處理的總糖含量較適宜，變幅為28.45%～33.22%，其中以A2處理的烤后煙葉總糖含量最高，AC最低。各處理中煙葉還原糖含量在23.25%～25.89%之間，A1處理最高，A3處理最低。與對照AC相比，施用微生物菌劑提高烤煙還原糖含量最多，施用生根粉次之，施用表油菜素還原糖含量則無差異。各處理對比分析，施用微生物菌劑和生根粉能使煙堿含量降低，施用表油菜素內(nèi)酯煙堿的變化不大甚至有所升高。其中施用微生物菌劑使煙堿含量降低最多，各處理煙堿含量均小于3%。鉀素是煙株吸收量最大的營養(yǎng)元素之一，煙葉中含鉀量是評價煙葉質(zhì)量的重要指標之一。各處理鉀素含量變化范圍較大，為2.06%～2.44%，A1處理鉀含量最高，A2處理較低，A3處理次之，AC處理最低。氯含量影響煙葉的燃燒性，也是煙葉品質(zhì)的重要指標之一。由表4可知，各處理氯含量變化范圍在0.19%～0.39%。A1處理氯含量顯著低于其余各處理，A2處理含量較高，AC處理的氯含量最高。

表4 不同處理烤后葉常規(guī)化學(xué)成分含量Table 4 Routine chemical contents of leaves after different treatments %

3 討論

在我國東南煙區(qū)，中部煙葉由于受到傳統(tǒng)煙葉質(zhì)量意識和農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)措施及生態(tài)因素的影響，導(dǎo)致其葉片偏窄、偏厚、組織結(jié)構(gòu)致密且僵硬[11-12]，針對這些問題，大量研究和生產(chǎn)實踐表明，植物生長調(diào)節(jié)劑可以通過調(diào)控生理過程，有效控制煙草的生長發(fā)育，而且能增強煙草的抗脅迫能力，改進煙葉內(nèi)在品質(zhì)[13-15]。本研究結(jié)果表明，烤煙在培苗期施用不同的植物生長調(diào)節(jié)劑后，不僅體現(xiàn)在農(nóng)藝性狀的提高，同時增強了根系活力，促進了煙草根系生長，提高了植株吸收水肥的能力，使煙株的營養(yǎng)更均衡。同時，隨著煙株的生長，代謝增強，PPO和POD活性增大，從而增強植株抗逆性。通過對烤后煙化學(xué)成分測定結(jié)果來看，施用植物生長調(diào)節(jié)劑后，煙葉提鉀降氯，降低了煙堿含量，總糖和還原糖含量都有所提升，煙葉吸食品質(zhì)升高。

微生物菌劑可以增加土壤中的有益微生物菌群的種類和數(shù)量，同時抑制有害微生物的生長，減輕病蟲害的發(fā)生，提高煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量[16]。生根粉參與不定根形成的整個過程，具有補充外源激素與促進植物體內(nèi)源激素合成的功效[17]。表油菜素內(nèi)酯能提高煙草根系的傷流量，加強煙株體內(nèi)有機質(zhì)和無機質(zhì)的代謝活動，能改善煙葉品質(zhì)[18]。本試驗結(jié)果顯示，經(jīng)過微生物菌劑、表油菜素內(nèi)酯和生根粉處理的煙株，在農(nóng)藝性狀指標和烤后煙葉化學(xué)成分含量等方面均明顯優(yōu)于正常處理的煙株。

POD是一種與生長素相關(guān)的酶，影響生長素含量的變化，在煙株生長不同時期POD的活性不同，從而調(diào)控?zé)熤甑纳L并改善土壤中的酶活性。本試驗中，微生物菌劑和生根粉處理的煙株P(guān)OD活性較高。說明微生物菌劑和生根粉都能使POD活性更高，使煙株的生長發(fā)育代謝旺盛，促進烤煙生長。在一定范圍內(nèi)，POD活性的提高能增強烤煙的抗病性，POD雖無直接的抗菌活性，但它可以通過影響植物體內(nèi)多種代謝途徑而在抗病性中起間接作用[19]。王海河等[20]及毛健民等[21]在研究感染花葉病毒的煙草葉細胞內(nèi)的抗氧化酶系時發(fā)現(xiàn)，被病毒侵染的煙草植株，POD活性明顯升高，所以POD可抑制煙草花葉病毒。POD還參與脂肪酸的氧化，形成香氣物質(zhì)。所以微生物菌劑和生根粉能提高煙葉的質(zhì)量。但POD還參與煙葉的棕色化反應(yīng)，過量的POD會使煙葉色澤加深，影響顏色和吃味，所以在一定的范圍內(nèi)，提高POD活性能提高煙葉的質(zhì)量。下一步會在江西省撫州市黎川縣進行微生物菌劑和生根粉的劑量配比試驗，為當?shù)責(zé)熑~擴大繁殖和生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

經(jīng)過微生物菌劑灌根和生根粉浸根處理的煙株在各方面均優(yōu)于表油菜素內(nèi)酯噴施的煙株。微生物菌劑灌根和生根粉浸根提高了烤煙農(nóng)藝性狀的各項指標，在煙株生長發(fā)育的關(guān)鍵時期提高了POD和PPO活性，在生根期增強了根系活力，使烤后煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)。