不同光照度与光照时数对培育烤烟壮苗的影响

熊伟　杨虹琦　王正华　蔡行健　辛顺佳

摘要：为通过对光照度和光照时数的匹配来提高湘南烟区漂浮育苗的烟苗素质，研究不同光照条件对烟苗农艺性状和生理生化指标的影响，设置在不同光照时数和光照度下培养烟苗的对比试验。结果表明，光照时数和光照度对烟苗的出叶时间有较大的影响;光照时数达到12 h，且光照度达到（8 000±351） lx时，烟苗生长得最好。随着光照时数和光照度的增加，烟苗的农艺性状和生理生化指标均整体提高。合理的光照度和光照时数适配可以促进烟苗的生长和物质累积。

关键词：烟草育苗;光照度;光照时间;农艺性状;生理生化特性;人工光源;补充育苗栽培

中图分类号： S161.1;S572.01  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）03-0066-04

光是影响和决定植物生长发育和生理代谢的一个重要生态因子，其中光照度和光照时数对作物形态建成[1]、代谢调节[2]、光合作用[3]和品质[4]均具有重要影响。湖南省湘南烟区采用烟—稻轮作复种方式种植烤烟，致使烤烟育苗期必须在每年12月至来年3月进行。由于冬春季节低温阴雨和光照不足，甚至无法达到烟苗叶片正常光合作用的光补偿点，导致光合效率低，因而烟苗生长缓慢或徒长，苗茎瘦弱，移栽后还苗期长，抗逆性差，极大地影响育苗工场生产烟苗的素质及效益[5]。因此，探索湘南烟—稻轮作复种烟区在冬春季节连续低温阴雨气候条件下，育苗工场采用人工光源进行增光育苗，以降低自然灾害对培育烟苗素质的影响，使其达到壮苗标准和要求已成为湖南省烟叶生产中亟待解决的问题。近年来，在采用设施增温育苗方面，湖南省烟草公司进行了许多探索性尝试，并在提高育苗大棚温度和保证烟苗适时移栽方面取得了一些成效，但在培育烤烟壮苗方面没有取得显著效果。实践表明，仅提高育苗大棚溫度并不能培育出烤烟壮苗，还必须改善育苗大棚的光照条件。但在育苗大棚中如何使用人工光源进行补光，光照时数及光照度应设置为多大才能促进烟苗生长发育，使之达到壮苗标准和要求，并提高烟苗素质及抗性尚不清楚。为解决这一实际问题，本研究以云烟87烤烟品种为材料，采用人工光源，探索不同光照时数与光照度条件对烟苗生长发育及理化指标的影响，以期为湖南省湘南烟区育苗大棚采用人工光源进行补光提供技术参数和试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年2—6月在湖南农业大学人工光照培养室进行，育苗期间平均室温约为17 ℃。采用3～6只35 W日光灯作为光源，通过CL-200A型照度计调节光照度，用 DH48S-S 型时间继电器控制光照时数。供试品种为云烟87。用70 cm（长）×40 cm（宽）×25 cm（高）的塑料盛物箱和67 cm（长）×34 cm（宽）×6 cm（高）的200孔泡沫塑料盘进行漂浮育苗。育苗肥为烟草专用育苗肥，分别在子叶展平、大十字期、烟苗封盘时各施肥1次，施肥量为1 g/L。

1.2 试验设计

烟苗生长期每日光照时数与光照度设置9个处理，分别为T1：光照时数6 h，光照度（4 000±260） lx;T2：光照时数 6 h，光照度（6 000±320） lx;T3：光照时数6 h，光照度 （8 000±320） lx;T4：光照时数9 h，光照度（4 000±260） lx;T5：光照时数9 h，光照度（6 000±320） lx;T6：光照时数9 h，光照度（8 000±320） lx;T7：光照时数12 h，光照度（4 000±260） lx;T8：光照时数12 h，光照度（6 000±320） lx;T9：光照时数12 h，光照度（8 000±320） lx。各光照处理所用日光灯与漂浮盘表面的距离约为25 cm，试验统一于2月18日播种，每个处理待种子出苗且子叶展平后，通过间苗保留190株烟苗。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 烟苗农艺性状指标检测 记录各处理达到小十字期、大十字期、5叶1心、7叶1心、成苗期的时间，并分别在烟苗达到5叶1心、6叶1心、7叶1心时，从各处理中选取长势一致的烟苗5株，参照YC/T 142—1998《烟草农艺性状调查方法》测定根长、根质量、茎高、茎围、地上部质量、最大叶长和最大叶宽。

1.3.2 烟苗生理指标检测 分别在烟苗达到5叶1心、7叶1心时，从各处理中选取长势一致的烟苗5株，按照张志良的方法[6]测定叶片叶绿素、类胡萝卜素含量以及烟苗根系活力、可溶性总糖含量。

1.3.3 烟苗酶活性指标检测 分别在烟苗达到5叶1心、6叶1心、7叶1心时，从每个处理中分别选取5株长势一致的烟苗，采用水杨酸法[7]测定根系转化酶（INV）活性，磺胺-萘胺比色法[8]测定根系硝酸还原酶（NR）活性。

1.4 数据分析

试验所得数据采用Office Excel和SPSS 22.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同光照条件对烟苗生育期的影响

云南烟苗的成苗期约60 d左右，而受冬春季光照和温度影响，湖南烟苗的成苗期均在80 d以上。本试验采用不同光照条件处理烟苗并检测其生育期，由表1可知，由播种至成苗，T9处理与T6处理烟苗的出叶速度快，成苗时间短;其次为T8、T5处理;T1、T2、T3、T4、T7处理烟苗的出叶速度较慢，成苗期均在90 d以上。说明光照时数与光照度对烟苗出叶速度均有明显影响，光照时数为6 h时，即使光照度 ≥6 000 lx，或光照时数≥9 h，但光照度仅为4 000 lx时，成苗期仍较长;只有当光照时数≥9 h，同时光照度≥6 000 lx，烟苗叶片的生长速度才会加快，成苗期将缩短至12周以下。

2.2 不同光照条件对烟苗农艺性状的影响

2.2.1 不同光照条件对5叶1心烟苗农艺性状的影响 农艺性状是反映烟苗长势长相的基本指标。本试验采用不同光照条件处理5叶1心烟苗并检测其农艺性状，由表2可知，各处理5叶1心烟苗的叶长、叶宽、茎高、根长和茎围等农艺性状的总体差异均达到极显著水平，根冠比总体差异达到显著水平。其中，T9处理的所有农艺性状指标检测值最大，T1处理最小;T2至T8各处理之间烟苗的叶长、茎高和根冠比的差异均不显著。但T1、T4、T7处理烟苗的根长与T9处理存在极显著差异;T1、T2、T4、T5、T7处理烟苗的叶宽与T9处理存在极显著差异，T1、T4、T7处理烟苗的茎围与T9处理存在极显著差异，说明光照度≤6 000 lx会影响5叶1心烟苗叶宽的增大，4 000 lx 会影响5叶1心烟苗茎围的增大。由此可见，不同光照度对5叶1心烟苗叶宽和茎围有较大影响，当光照时数≥9 h，且光照度≥6 000 lx时，烟苗的生长才能旺盛、协调。

2.2.2 不同光照条件对6叶1心烟苗农艺性状的影响 由表3可知，各处理6叶1心烟苗的叶宽、茎高、茎围、根长和根冠比的总体差异均达到极显著水平，叶长的总体差异达到显著水平。其中，T9处理的农艺性状指标检测值最大，T1处理整体最小;T2至T8各处理之间烟苗的叶长、叶宽、茎高和根冠比的差异均不显著。T1处理烟苗的茎围与T3、T6、T8、T9处理存在极显著差异，T2、T4、T5处理烟苗的茎围与T6、T9处理存在显著差异;T1、T2、T4、T7处理烟苗的根长与T3、T6、T8、T9处理存在极显著差异，说明随着烟苗叶片数的增加，光照度对烟苗叶片宽度的影响减小，但对烟苗茎围的影响仍然较大。可见在成苗过程中，光照度对烟苗生长的影响大于光照时数，特别是对烟苗茎围增粗有较大影响。

2.2.3 不同光照条件对7叶1心烟苗农艺性状的影响 由表4可知， 各处理7叶1心烟苗的叶长、叶宽、茎高、茎围、根

长和根冠比的总体差异均达到极显著水平。其中，T9处理的农艺性状指标检测值最大，T1处理最小;T1、T4、T7处理烟苗的叶长与T9处理存在极显著差异，且明显小于其余处理;T1、T2、T4处理烟苗的叶宽与T9处理存在极显著差异，且明显小于其余处理;T3、T6、T9处理烟苗的根长与其余处理存在极显著差异;T2至T8各处理之间烟苗的茎高、茎围差异均不显著;T1、T4处理烟苗的根冠比和T6、T9处理存在显著差异，除T1、T4、T9处理外，其余处理的根冠比无显著差异。可见成苗后，光照度对烟苗生长的影响大于光照时数。光照时数≥6 h，同时光照度为8 000 lx时，7叶1心烟苗在不剪叶的情况下，其可达到茎高11 cm，茎围1.8 cm的壮苗标准要求。

2.3 不同光照条件对烟苗生理生化指标的影响

2.3.1 不同光照条件对5叶1心烟苗生理生化指标的影响 由表5可知，各处理5叶1心烟苗的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性总糖含量及根系活力、转化酶活性、硝酸还原酶活性的总体差异均达到极显著水平。其中，T9处理的生理生化指标检测值最高，T1处理最低;T1、T4处理烟苗的叶绿素a、叶绿素b含量与T3、T5、T6、T8、T9处理差异显著，T3、T6、T9处理烟苗的叶绿素b含量与T1、T2、T4、T7处理差异显著;T6、T8、T9处理烟苗的可溶性总糖含量与其余处理存在显著差异;除T1、T6、T9处理外，其余处理烟苗的类胡萝卜素含量差异均不显著。说明光照度对烟苗叶片叶绿素合成的影响大于光照时数，但光照时数对烟苗可溶性总糖的积累有较大影响。T3、T6、T8、T9处理烟苗的根系转化酶极显著高于T1、T4、T7处理;T3、T6、T8、T9处理烟苗的根系硝酸还原酶活性极显著高于其余处理;除T1、T4、T9处理外，其余处理烟苗的根系活力差异不显著。说明光照度越大，烟苗根系转化酶、硝酸还原酶活性越高，但光照条件对根系活力的影响较小。

2.3.2 不同光照条件对7叶1心烟苗生理生化指标的影响 由表6可知，各处理7叶1心烟苗的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性总糖含量及根系活力、转化酶活性、硝酸还原酶活性的总体差异均达到极显著水平。其中，T9处理的生理生化指标检测值最高，T1处理最低;除T1、T9处理外，其他处理烟苗的叶绿素a含量差异均不显著;T6、T8、T9处理烟苗的叶绿素b含量显著高于T1、T2、T4、T7处理;T1、T2、T3处理烟苗的可溶性总糖含量极显著低于T5、T6、T8、T9處理;T6、T9处理烟苗的类胡萝卜素含量极显著高于T1、T2、T4、T7处理。各处理烟苗根系转化酶、硝酸还原酶活性比5叶1心烟苗明显提高;T2至T8各处理之间烟苗的根系硝酸还原酶活性差异不显著;除T1、T4、T9处理外，其余处理烟苗的根系转化酶活性差异不显著;T6、T8、T9处理烟苗的根系活力极显著高于T1、T2、T4、T5、T7处理。说明成苗后，随着烟苗叶片数的增加，光照度对烟苗根系转化酶、硝酸还原酶活性的影响减小，对根系活力的影响增大。

3 讨论

烟草是喜光作物，良好的光照条件能显著促进烟苗的生长发育，并使烟苗素质得到改善，成苗期缩短;而光照时数或光照度的不足，将会延长烟苗的成苗期，并对烟苗生长发育产生不利影响。本试验对不同光照条件下各处理烟苗生育期天数的跟踪分析结果表明，当光照时数≥9 h，同时光照度≥6 000 lx 时，成苗期均在12周以下，说明光照时数为 6 h 时对烟苗成苗期有较大影响，延长光照时数在一定程度上可缩短成苗期。但即使光照时数≥9 h，还需要光照度≥6 000 lx，才能保证烟苗快速生长发育，并达到壮苗要求，该结果与杨春雷等的研究结果[11-12]相似。

本试验对不同光照条件下各处理烟苗农艺性状指标跟踪分析的结果表明，光照条件主要对烟苗的叶宽和茎围有较大影响。但当烟苗叶片数和根系发育至7叶1心期后，对烟苗农艺性状的影响起主导作用的是光照度，而光照时数的影响减小。因此，增加育苗大棚光照度，使之达到6 000 lx以上，是增强烟苗素质并达到壮苗标准的必要光照条件。

烟苗叶片叶绿素合成及光合作用合成积累可溶性总糖的过程与光照条件直接相关，但类胡萝卜素的合成主要与光照度，特别是紫外光强度密切相关。本试验对不同光照条件下各处理烟苗生理生化指标跟踪分析的结果表明，苗期不同光照度对叶绿素、可溶性总糖含量以及根系转化酶、硝酸还原酶活性的影响较大，对叶片类胡萝卜素含量的影响较小，这与人工光源中紫外光强度很低，难以激发类胡萝卜素大量合成有关。此外，由于烟苗根系生长在漂浮盘下，不能直接感受光照，因此光照对根系生长发育的影响是间接的，而本试验各处理的施肥水平一致，因而随着烟苗叶片数的增加，不同光照处理烟苗根系的生理生化指标逐渐趋近。本试验采用的是冷光源日光灯，光照度大且热度低，如采用发热光源进行光照，光源离漂浮盘表面的距离需提升，这是试验中需要注意之处。

4 结论

本试验结果表明，6 h的光照时数对烟苗生育期有较大影响，光照时数达到9 h时，光照时数的影响小于光照度;光照度对烟苗叶宽、茎围、叶绿素含量、可溶性总糖含量以及根系转化酶、硝酸还原酶活性有较大的影响;光照时数≥9 h，同时光照度≥6 000 lx时，将促进烟苗生长速度，增加烟苗叶片叶绿素、可溶性总糖含量及根系活力，但人工光源的光照度变化对叶片类胡萝卜素含量的影响较小，且随着烟苗叶片数的增加，光照条件对烟苗生理生化指标的影响逐渐减小。因此，采用人工光源进行补光育苗时，在保证养分供应条件下，漂浮盘表面的光照时数需达9 h及以上，且光照度须达到6 000 lx及以上，才能促进烟苗生长并达到茎高11 cm、茎围 1.8 cm 的壮苗要求，而且在12周内成苗。

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