黃 勇，夏鵬亮，唐 韻，解曉菲，任曉紅，吳成林，李占杰，丁才夫，王 瑞

（1.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；2.湖北中煙恩施卷煙廠，湖北 恩施 445000；3.湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430000）

光是植物生長(zhǎng)非常重要的生態(tài)因子，而紫外光中的UV-B不僅對(duì)植物有脅迫作用，同時(shí)具有生理調(diào)節(jié)作用。溫室大棚在煙草集約化育苗和設(shè)施農(nóng)業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，而溫室大棚在提高棚內(nèi)溫度的同時(shí)，對(duì)棚內(nèi)光照情況的改變很大，有研究表明，塑料大棚內(nèi)光照度為大棚外的48%左右［1，2］，紫外光僅為大棚外的30%左右［2］。前人研究表明，盆栽烤煙K326的光合作用、水分利用效率及光能利用效率與UV-B輻射透過(guò)率和光照度密切相關(guān)［3］，盆栽條件下增加UV-B輻射使煙草的SOD活性顯著提高［4］，成熟期UV-B輻射使煙草次生代謝產(chǎn)物質(zhì)體色素、多酚類產(chǎn)物、煙堿含量增加［5］，大田條件下增加低輻照度UV-B照射可提升烤煙的株高和莖粗，并顯著增加SOD、POD活性［6］，而關(guān)于苗期增補(bǔ)UV-B對(duì)煙苗素質(zhì)及產(chǎn)質(zhì)量的報(bào)道較少。湖北省恩施市地處云貴高原東延武陵山余脈與大巴山之間，烤煙育苗期間（3—4月）多陰雨寡照天氣，育苗大棚光照情況不理想，而塑料大棚膜在提高棚內(nèi)溫度的同時(shí)會(huì)削減棚內(nèi)光照。本研究分析了苗期增補(bǔ)不同劑量UV-B下煙苗根系、相關(guān)酶活性及大田期生長(zhǎng)情況、烤后煙經(jīng)濟(jì)效益等方面的差異，以期為設(shè)施育苗的光照條件控制提供理論依據(jù)，為生產(chǎn)實(shí)踐中培育壯苗，提升煙葉生產(chǎn)質(zhì)量提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為恩施地區(qū)主栽烤煙品種云煙87；試驗(yàn)所需紫外光源由紫外熒光燈（UV-B燈管，紫外線波長(zhǎng)為280～320 nm，峰值302 nm）提供。

1.2 試驗(yàn)處理與設(shè)計(jì)

1.2.1 UV-B不同照射時(shí)間處理 于煙草育苗工廠溫室大棚（主體為鋼架結(jié)構(gòu)，塑料棚膜覆蓋）內(nèi)進(jìn)行。將云煙87包衣種子按常規(guī)漂浮育苗方法播種于漂浮盤，育苗期常規(guī)管理措施按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，于煙苗大十字期，在漂浮盤上方安裝紫外照射燈（高度可調(diào)節(jié)），人工增補(bǔ)不同照射時(shí)間的UV-B（輻照度為1.20 W/m2），連續(xù)處理7 d，各處理詳情見(jiàn)表1。7 d后對(duì)各處理煙株取樣進(jìn)行檢測(cè)分析。

表1 UV-B不同照射時(shí)間處理

1.2.2 UV-B不同時(shí)間與輻照度的組合處理 為了進(jìn)一步驗(yàn)證苗期UV-B處理后大田煙葉產(chǎn)質(zhì)量的差異，于育苗工場(chǎng)溫室大棚內(nèi)，將云煙87包衣種子按當(dāng)?shù)乜緹熎∮绶椒úシN于漂浮盤，育苗期常規(guī)管理措施按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。于煙苗移栽前10 d，在漂浮盤上方安裝紫外照射燈（高度可調(diào)節(jié)），人工增補(bǔ)不同劑量的UV-B，各處理詳情見(jiàn)表2。10 d后將各處理煙苗統(tǒng)一移栽至大田，其他田間管理同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理措施。大田移栽設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共12個(gè)小區(qū)。該試驗(yàn)田位于恩施市茅壩槽村，海拔1 300 m，土壤肥力中等。

表2 UV-B不同時(shí)間與輻照度的組合處理

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

UV-B輻照度利用紫外照度計(jì)于育苗期間（晴天11：00）測(cè)定，根系活力的測(cè)定采用TTC法［7］，多酚氧化酶（PPO）活性的測(cè)定采用鄰苯二酚氧化法［7］，過(guò)氧化物酶（POD）活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚氧化法［8］，超氧化物歧化酶（SOD）活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑（NBT）光化還原法［9］。UV-B不同時(shí)間與輻照度的組合處理試驗(yàn)中，各小區(qū)田間煙葉成熟后分別進(jìn)行掛牌烘烤，由同一煙葉技術(shù)員對(duì)各處理煙葉按照國(guó)家烤煙收購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)（GB 2635—1992）進(jìn)行評(píng)級(jí)，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量產(chǎn)值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，單因素方差分析和Duncan氏多重比較測(cè)定根系體積、根鮮重、單株干重、根系活力、酶活性、產(chǎn)量、產(chǎn)值等指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)分析前進(jìn)行Levene方差齊性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫室大棚內(nèi)外紫外光強(qiáng)度的差異

由表3可知，漂浮育苗所用溫室大棚內(nèi)外的紫外光強(qiáng)度差異很大，溫室大棚內(nèi)UV-B強(qiáng)度顯著降低，僅為溫室大棚外（自然條件下）的36.72%，塑料大棚膜在提高棚內(nèi)溫度的同時(shí)對(duì)大棚內(nèi)紫外光有強(qiáng)烈的削減作用，這必然對(duì)棚內(nèi)煙苗的生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。

表3 溫室大棚內(nèi)外UV-B輻照度的差異

2.2 UV-B不同照射時(shí)間處理結(jié)果

2.2.1 UV-B不同照射時(shí)間對(duì)煙苗根系的影響 從表4可知，于苗期對(duì)云煙87煙苗進(jìn)行不同時(shí)間的UV-B（1.2 W/m2）照射處理，煙苗根系受到明顯影響。短時(shí)間（每天1 h）UV-B照射對(duì)根鮮重、單株干重影響不大，輕微提升了煙苗根系體積，極顯著提升了根系活力，根系活力相比對(duì)照增加了2.8倍。但長(zhǎng)時(shí)間（每天3 h）UV-B照射對(duì)根系體積、根鮮重、單株干重有強(qiáng)烈的負(fù)作用，并且根系活力也降低到與對(duì)照相近的水平。

表4 UV-B不同照射時(shí)間對(duì)煙苗根系的影響

2.2.2 UV-B不同照射時(shí)間對(duì)煙苗3種酶活性的影響 由表5可知，UV-B照射后的云煙87煙苗SOD酶活性相比對(duì)照極顯著升高，但T2處理SOD酶活性低于T1處理，可能是由于酶活性有一個(gè)閾值，SOD對(duì)細(xì)胞的保護(hù)效應(yīng)隨脅迫程度的加深而逐漸降低，活性氧的產(chǎn)生與清除之間的平衡遭到破壞。UV-B照射后的云煙87煙苗POD酶活性極顯著提高，其中T2處理的POD酶活性最高，說(shuō)明煙株體內(nèi)清除有毒物質(zhì)H2O2的應(yīng)激性高，這與T2處理SOD酶活性因超過(guò)閾值而降低相吻合。UV-B照射后的云煙87煙苗PPO酶活性隨照射時(shí)間不同差異明顯，其中，T1處理的PPO酶活性顯著提升，但T2處理的PPO酶活性降低，這可能與T2累積接收的UV-B量超過(guò)閾值有關(guān)。

表5 UV-B不同照射時(shí)間對(duì)煙苗3種酶活性的影響（單位：U/g）

2.3 UV-B不同時(shí)間與輻照度的組合處理結(jié)果

2.3.1 不同劑量UV-B照射對(duì)烤煙煙苗形態(tài)的影響 由圖1可知，試驗(yàn)中不同時(shí)間和輻照度的UV-B照射處理烤煙煙苗10 d后，煙苗葉片外觀形態(tài)差異較大。與t4處理（對(duì)照）相比，t1處理（持續(xù)低輻照度）葉色更深綠，葉片呈皺縮狀（可恢復(fù)平展），t3處理（第6天時(shí)高輻照度）葉色呈褐綠，葉片輕微皺縮（已大部分恢復(fù)平展），t2處理（第1天、第6天間歇式高輻照度）葉色呈褐綠，葉片稍皺縮（已部分恢復(fù)平展），這是煙苗對(duì)UV-B照射的應(yīng)激反應(yīng)，其色澤變化與UV-B引起葉綠素和類胡蘿卜素含量的變化有關(guān)［2］。

圖1 不同劑量UV-B照射后第10天的煙苗

2.3.2 不同劑量UV-B照射對(duì)烤后煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響 由表6可知，試驗(yàn)各處理大田煙葉烤后經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)差異較大。相比t4（CK），t1、t3處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比例都有提升，且這種差異在統(tǒng)計(jì)學(xué)上達(dá)顯著或極顯著水平，特別是t1處理的各項(xiàng)指標(biāo)均表現(xiàn)為最優(yōu)，產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)相比對(duì)照分別增加了7.70%、10.89%、2.95%，中上等煙比例上升了7.07個(gè)百分點(diǎn)。但t2處理各項(xiàng)指標(biāo)與t4（對(duì)照）相比，差異不明顯。

表6 不同劑量UV-B照射對(duì)烤后煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響

3 討論

關(guān)于煙草響應(yīng)UV-B輻射的研究報(bào)道大多以成苗后的煙株（移栽后至成熟期）為試驗(yàn)材料，已有的關(guān)于煙草苗期增補(bǔ)UV-B的研究［10］認(rèn)為，UV-B輻射可使K326煙苗矮化變粗，葉面積縮小，但微量UV-B有利于成苗后煙株葉綠素含量的提高和主根的生長(zhǎng)，UV-B輻射可使與植物抗逆性有關(guān)的多酚含量得到顯著提高。作為植物體的保護(hù)酶系統(tǒng)，超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化物酶（POD）相互協(xié)調(diào)，可以在一定程度上減輕逆境下活性氧對(duì)植物細(xì)胞造成的傷害。吳迪等［11］研究表明，葉片SOD含量與烤煙幼苗成活率呈顯著相關(guān)。

本研究試驗(yàn)中，每天UV-B照射3 h對(duì)云煙87煙苗根系體積、根鮮重、單株干重有強(qiáng)烈的負(fù)作用，但每天UV-B照射1 h對(duì)根鮮重、單株干重影響很小，并可以輕微提升煙苗根系體積，根系活力相比對(duì)照增加了2.8倍；同時(shí)每天UV-B照射1 h處理對(duì)云煙87煙苗SOD、POD、PPO酶活性的提升較有利，這與黃勇［2］在K326品種上的研究結(jié)果一致。

本研究試驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)不同UV-B輻照劑量下大田煙葉的影響進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)持續(xù)均勻的低輻照度UV-B處理（t1）的煙苗葉色深綠，煙苗形態(tài)較好（雖有輕微皺縮但移栽后即全面恢復(fù)），烤后煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)最優(yōu)。而短時(shí)集中的高輻照強(qiáng)度UV-B處理（t2、t3）后的煙苗葉色褐綠，烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)表現(xiàn)不如t1處理。這表明苗期增補(bǔ)適宜劑量的UV-B有利于提高煙苗抗逆性，提高煙苗從溫室走向大田環(huán)境的適應(yīng)度，有利于煙葉產(chǎn)質(zhì)量提升。

補(bǔ)光在火龍果［12］、番茄［13］、葡萄［14］、煙草［15，16］等許多作物上都有報(bào)道，但光源中都忽略了UV-B的補(bǔ)充，而UV-B作為近地面太陽(yáng)輻射光譜中的重要一員，對(duì)植物生理生長(zhǎng)有調(diào)節(jié)作用。劉彥中等［3］研究發(fā)現(xiàn)，在大田濾減UV-B會(huì)影響烤煙K326的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)，UV-B輻射強(qiáng)度過(guò)大或過(guò)小都會(huì)降低煙葉的最大凈光合速率。侯麗麗等［17］研究認(rèn)為，UV-B增加了番茄3個(gè)品種幼苗的莖粗及壯苗指數(shù)。王英利等［18］研究認(rèn)為，低劑量UV-B可提高番茄紅素和維生素C含量，提升番茄果實(shí)品質(zhì)。近幾年“井窖式”移栽技術(shù)的推廣使得煙葉移栽時(shí)間提早，對(duì)煙苗抗逆性（寡照）提出了更高的要求。因此，結(jié)合本研究的結(jié)果，苗期增補(bǔ)強(qiáng)度為1.20 W/m2，每日照射1 h，累計(jì)10 h劑量的UV-B對(duì)云煙87較適宜。

4 小結(jié)

本試驗(yàn)證明了UV-B在烤煙壯苗培育中的積極作用，初步明確了云煙87煙苗在增補(bǔ)UV-B時(shí)可供選擇的輻照強(qiáng)度和時(shí)間（1.20 W/m2，每日照射1 h，累計(jì)10 h），可為煙草設(shè)施育苗中補(bǔ)光培育壯苗提供理論參考。生產(chǎn)實(shí)際中可選用高透光率棚膜、及時(shí)清潔大棚膜等綜合措施以提升棚膜透光率，必要時(shí)還可人工增補(bǔ)UV-B。