周向平，劉 卉，趙陽陽，彭曙光，肖欽之，周 立，麻 浩，胡日生

（1. 湖南省煙草公司永州市公司，永州 425000；2. 南京農業(yè)大學作物遺傳與種質創(chuàng)新國家重點實驗室，南京 210095；3. 湖南省煙草公司，長沙 410004）

煙草是喜溫作物，煙草生長的適宜溫度為25～28℃，在10～13℃以下停止生長[1]。早春低溫在南方煙區(qū)普遍存在。低溫冷害會引起煙苗的一系列生理變化，如引起細胞內氧自由基的大量積累，造成氧化脅迫傷害[2-6]，導致出苗慢、出苗不整齊、成苗率及壯苗率低，影響移栽后大田煙株的正常生長與發(fā)育，甚至導致煙株早花[7-8]，降低煙葉的質量和產量，給煙葉生產造成不利影響。

多胺（PAs）是廣泛存在于植物體內的一類低分子量脂肪族含氮堿的生長調節(jié)物質，常見的多胺有腐胺（Put）、亞精胺（Spd）和精胺（Spm）等[9]。多胺作為一種與植物抗逆性有關的物質，能夠緩解植物所受到的傷害，研究多胺與植物抗寒性的關系具有重要意義[10]。當植物處于各種逆境條件下時，細胞內常會積累大量的多胺，多胺可影響核酸酶和蛋白質酶特別是與植物抗逆性有關的保護酶活性，保護質膜和原生質不受傷害，從而對組織起到保護的作用等，顯著調節(jié)植物對逆境的響應[11]。近年來，對多胺在細胞分裂與分化、衰老、成花等方面作用有過許多報道[12-15]。例如有研究表明外源噴施多胺可緩解低溫脅迫對作物種子萌發(fā)和出苗的影響，提高幼苗體內抗氧化酶活性，提高抗寒性[16-18]；鄭昀曄等[19]研究表明利用多胺引發(fā)種子可顯著提高玉米種子在低溫脅迫條件下的活力，促進幼苗生長；張彥萍[20]研究證明多胺引發(fā)能夠提高茄子種子活力及幼苗抗冷性。但各項報道對內源多胺代謝研究較多，而對外源多胺作為引發(fā)劑提高植物抗寒性的研究較少。

種子的萌發(fā)是由種子活力和外界環(huán)境因素共同決定的，通過引發(fā)劑處理種子能有效增強植物溫度逆境耐性。但目前煙草種子引發(fā)劑多集中在改善種子的出苗率、整齊度和健壯性等方面，對能提高煙草種子抗寒性的引發(fā)劑的研究較少。試驗中選用精胺作為提高煙草種子萌發(fā)期抗寒性的引發(fā)劑，揭示其在低溫脅迫下對種子萌發(fā)、大棚育苗煙苗素質及大田生長等方面的影響，以期為精胺引發(fā)技術在我國南方煙區(qū)冬春烤煙種子加工及大田生產上的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為湘煙5 號，由湖南省永州市煙葉生產技術中心提供。精胺（Spm，純度為97%），由上海麥克林生化科技有限公司生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計將風選后的湘煙5 號二級裸種，經10%的次氯酸鈉消毒30 min 后用水清洗干凈，加入100 g/L 的負離子粉溶液中，25℃黑暗條件下浸泡48 h，清水清洗干凈后將種子置于35℃回干至起始重量后分成4 份，每份10g。設置4 個處理（T1～T4），分別用100 mL 的0.01 mmol/L（T1）、0.05 mmol/L（T2）、0.25 mmol/L（T3）Spm 溶液和清水（CK）25℃黑暗條件下浸種24 h。引發(fā)處理結束后，將種子于35℃下回干至種子原始重量，密封于4℃冰箱備用。

1.2.2 室內低溫脅迫發(fā)芽試驗及活力測定取兩層濾紙平展在直徑為9 cm 的玻璃培養(yǎng)皿中并充分吸水，將各處理的種子均勻擺放在濾紙上，每皿100 粒，4次重復。先在25℃光照8 h/黑暗16 h 條件下培育2 d，待種子萌動露白，然后移至低溫12℃，光照8 h/黑暗16 h 條件培育5 d，再于25℃光照8 h/黑暗16 h 條件下培育9 d。每天計數(shù)發(fā)芽種子數(shù)，在第7 天計算發(fā)芽勢（GE），第16 d 計算發(fā)芽率（GP）、平均發(fā)芽時間（MGT）、發(fā)芽指數(shù)（GI）和活力指數(shù)（VI）。發(fā)芽試驗結束后，選擇有代表性幼苗10 株，在80℃高溫干燥24 h 后測定幼苗干重。計算公式如下：

式中，Gt為發(fā)芽試驗終期內每日新發(fā)芽數(shù)量，Dt為發(fā)芽日數(shù)，GI為發(fā)芽指數(shù)，S為幼苗干重（mg/10 株）。

1.2.3 早冬大棚漂浮育苗發(fā)芽及煙苗素質測定試驗在湖南省永州市煙葉生產技術中心育苗大棚內進行。在2020 年12 月20 日，將種子播種在標準漂浮育苗盤內（漂浮育苗盤規(guī)格為68 cm×34 cm，200 孔），每盤播種200 粒，重復3 次，將播種后的育苗盤漂浮在含有一定營養(yǎng)液的水池中，常規(guī)管理。在播種后90 d，每個處理分別選擇有代表性煙苗10株，分別測定株高、莖直徑，根系形態(tài)參數(shù)采用MICROTEK 根系掃描儀（型號MRS-9600TFU2L）采集，通過WSEEN 2.6.5.0根系分析軟件測定一級側根數(shù)、二級側根數(shù)、三級側根數(shù)、總根數(shù)等指標，用吸水紙吸干表面水分后立即使用分析天平測定鮮重，在80℃高溫干燥24 h 后使用分析天平測定幼苗干重。

1.2.4 大田試驗試驗在湖南省永州市煙葉生產技術中心基地進行，試驗田地勢平坦，質地較粘重，排灌方便，土壤肥力中等。耕作層土壤理化性質如下：pH值5.31，全氮1.23 g/kg，全磷0.5 g/kg，堿解氮149.9 mg/kg，有效磷32.5 mg/kg，速效鉀295 mg/kg。

2021 年3 月5 日，將煙苗移栽到大田，每個處理3 次重復，共12 個小區(qū)，每個小區(qū)不少于50 株煙。按《2021 年永州市煙葉標準化生產技術方案》要求進行大田管理，保持各小區(qū)農事操作的一致性，降低人為因素帶來的試驗誤差。

（1）農藝性狀調查。按照YC/T 142—2010，每小區(qū)選取具代表性的煙株10 株，在旺長期（移栽后50 d）和圓頂期（移栽后80 d）分別調查記載株高、葉數(shù)、莖直徑、最大葉長與寬、最大葉面積等農藝性狀指標。

（2）經濟性狀調查。煙葉成熟采收時各小區(qū)分開掛牌編竿，統(tǒng)一條件下烘烤，烘烤后按照國家烤煙分級標準GB 2635—1992 進行分級，調查各處理的原煙外觀質量，同時調查各小區(qū)產量、產值、均價、上等煙率、上中等煙率。

（3）煙葉化學成分分析。各處理取C3F、B2F 煙葉0.5 kg，其中還原糖含量按照YC/T159—2002 規(guī)定的方法測定；煙堿、總氮、鉀和氯含量分別按YC/T161—2002、YC/T173—2003、YC/T162—2002 等所示方法測定。

1.3 數(shù)據處理

所得數(shù)據用DPS 軟件（18.10 版）進行統(tǒng)計分析，多重比較采用LSD 法。

2 結果與分析

2.1 精胺處理對低溫脅迫下煙草種子發(fā)芽及活力的影響

相比于100 g/L 負離子粉單獨催芽的種子（CK），100 g/L 負離子粉催芽后再經精胺引發(fā)，湘煙5 號裸種在低溫下的種子發(fā)芽速度明顯加快，平均發(fā)芽天數(shù)顯著降低，發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和種子活力顯著提升（表1），種子發(fā)芽勢提高5.33%～7.67%，平均發(fā)芽時間縮短2.36～2.53 d，發(fā)芽指數(shù)提高了62.49%～62.59%，種子活力指數(shù)提高了50.11%～75.44%。方差分析結果表明，100 g/L 負離子粉催芽再經精胺引發(fā)后3 個處理的種子，其平均發(fā)芽天數(shù)顯著低于CK，發(fā)芽指數(shù)和種子活力極顯著高于CK，發(fā)芽勢顯著高于CK。表明一定濃度的Spm 引發(fā)處理能顯著提高低溫脅迫下烤煙種子活力，加快烤煙種子的發(fā)芽速率。

表1 精胺引發(fā)對低溫脅迫下湘煙5 號種子發(fā)芽及活力的影響

2.2 精胺處理對早冬大棚漂浮育苗煙苗素質的影響

結果表明，相比于100 g/L 負離子粉單獨催芽的種子（CK），100 g/L 負離子粉催芽后再經0.01～0.25 mmol/L 精胺引發(fā)，一級側根數(shù)、二級側根數(shù)、三級側根數(shù)、總根數(shù)、株高、莖圍、鮮重和干重等指標明顯提升，一級側根數(shù)、二級側根數(shù)、三級側根數(shù)、總根數(shù)較CK 分別提高了21.08%～48.72%、14.04%～29.77%、6.81%～22.74%、9.12%～25.29%，株高、莖直徑較CK 分別提高了5.87%～16.70%、1.33%～20.93%，鮮重、干重較CK 分別提高了5.78%～15.98%、0.94%～12.74%。隨著精胺濃度的提高，湘煙5 號煙苗素質也有所提高，以100 g/L 負離子粉催芽+0.25 mmol/L精胺引發(fā)煙苗素質最好（表2），方差分析結果表明，100 g/L 負離子粉催芽再經0.05 和0.25 mmol/L 精胺引發(fā)后2 個處理的種子，其一級側根數(shù)、三級側根數(shù)、總根數(shù)、株高、莖直徑等指標顯著高于CK。表明一定濃度的Spm 引發(fā)處理能提高煙苗抗寒性，顯著提高早冬大棚育苗煙苗素質，有效解決早冬低溫環(huán)境下煙草育苗壯苗率偏低等問題。

表2 精胺引發(fā)對早冬湘煙5 號大棚漂浮育苗煙苗素質的影響

2.3 精胺處理對大田煙葉農藝性狀的影響

由表3 可知，除圓頂期T3 處理的葉數(shù)外，旺長期和圓頂期100 g/L 負離子粉催芽再經3 個濃度精胺處理的株高、葉數(shù)、莖圍和最大葉面積等指標較CK 均有不同程度提高，其中以100 g/L 負離子粉+0.25 mmol/L Spm 處理煙葉農藝性狀最優(yōu)，旺長期株高、葉數(shù)、莖直徑和最大葉面積分別比對照增加了15.44%、3.69%、4.12%、16.59%，株高、葉寬和最大葉面積極顯著高于CK，葉數(shù)顯著高于CK；圓頂期株高、莖直徑和最大葉面積比CK 分別增加了7.30%、1.63%、11.04%，株高顯著高于CK。可見，一定濃度的Spm引發(fā)種子后，可促進大田煙株早生快發(fā)，有效提升大田煙株農藝性狀。

2.4 精胺處理對煙葉經濟性狀的影響

從表4 看，3 個濃度精胺處理對產量、產值、均價、煙葉等級比例等烤后煙葉經濟性狀指標均有不同程度提高，相比CK 產量增加25.60～146.60 kg/hm2、產值增加了1 086.30～5 998.40 元/hm2、均價增加了0.18～0.90元/kg、上等煙率增加了7.85%～11.53%、上中等煙率增加了0.09%～1.83%。其中以100g/L 負離子粉+0.25 mmol/L Spm 處理煙葉經濟性狀最優(yōu)，產量、產值極顯著高于CK，上等煙率顯著高于CK，其次為100 g/L負離子粉+0.25 mmol/L Spm 處理，產量極顯著高于CK，產值顯著高于CK。綜合分析，一定濃度的Spm引發(fā)種子后，能夠有效提升煙株經濟性狀，可有效增加煙農收入。

表4 精胺引發(fā)對湘煙5 號烤后煙葉經濟性狀的影響

3 討 論

研究結果表明，施用精胺能加快低溫脅迫下湘煙5 號種子發(fā)芽速率，提高發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和種子活力指數(shù)，改善早冬大棚育苗煙苗素質，提高田間農藝性狀和烤后煙葉經濟性狀。0.05～0.25 mmol/L Spm 處理湘煙5 號種子可以減輕烤煙育苗和大田生產期間低溫冷害的不利影響，獲得更高產值。因此，外源精胺引發(fā)處理這項技術的應用對南方煙區(qū)早冬播種和大田生產都具有重要的意義。試驗僅研究了施用精胺對提高烤煙種子活力、煙苗素質和大田生產的影響，對烤后煙葉的品質、香氣、余味等煙葉內在質量的影響有待進一步探討。