干旱胁迫对烤烟生理特征和产质量的影响

时间：2024-05-22

李建平陈振国谭本奎上官力孙敬国孙光伟冯吉

摘要为了探索干旱胁迫对烤烟的影响，在利川开展烤烟不同生育期不同干旱程度對烤烟某些理化特性及产质量影响的研究。结果表明，在烟叶干旱过程中，随着干旱程度的加深，烟叶的光合指标和部分生理指标均受到较大影响，各项光合指标和生理指标都呈降低趋势。烟叶的农艺性状也受到影响，随着干旱程度的加重，烟叶生长受阻，植株矮化，烟叶不能正常成熟，烘烤后烟叶的质量很差，对经济性状造成很大影响。因此，在烟叶生产中应加强应对高温干旱的应对措施，避免旱灾损失。

关键词烤烟;干旱胁迫;理化特性;产质量

中图分类号 S 572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）21-0039-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.010

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Drought Stress on Physicochemical Properties， Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

LI Jian-ping CHEN Zhen-guo TAN Ben-kui2 et al

（1.Tobacco Research Institute of Hubei Province，Wuhan， Hubei 430030;2.Zigui Marketing Department， Yichang Tobacco Company of Hubei Province，Zigui， Hubei 443600）

Abstract In order to research the effects of drought stress on flue-cured tobacco， the experiments of different drought degrees at different growing stages of flue-cured tobacco on physicochemical properties， yield and quality were carried out in Lichuan. The results showed that the photosynthetic indexes and some physiological indexes of tobacco leaves were greatly affected with the deepening of drought stress， and all the photosynthetic indexes and physiological indexes showed a decreasing trend. With the increase of drought degree， the agronomic traits of tobacco leaves were also affected. The growth of tobacco leaves were hindered， the plants were dwarfed， the tobacco leaves could not mature normally， and the quality of tobacco leaves after baking was poor， which had a great impact on economic traits. Therefore， the measures to deal with high temperature and drought should be strengthened in tobacco production to avoid drought loss.

Key words Flue-cured tobacco;Drought stress;Physicochemical properties;Yield and quality

基金项目中国烟草总公司湖北省公司重点项目“烤烟大田生长前期根系发育障碍及应对技术研究与应用”（027Y2020-004）。

作者简介李建平（1966—），男，湖北建始人，高级农艺师，从事烟草栽培调制技术研究和生产技术推广工作。*通信作者，高级农艺师，博士，从事烟草栽培信息技术、生物信息学研究和分子生物学研究。

收稿日期 2021-06-21

烟草（Nicotiana tabacum L.）是我国重要的叶用经济作物之一，烟叶生产是烟区农民增收的主要来源，在国家和地区经济发展中发挥了重要作用[1-2]。烟叶生长前期要求有充足的水分，以满足营养生长需求，而我国烟区主要集中在缺乏灌水条件的丘陵山地且旱情频发，干旱胁迫已经成为烤烟优质稳产的主要限制因子之一[3]。有研究表明，干旱胁迫不仅导致烟草产量下降，而且烟叶中的含糖量减少，糖碱比、钾氯比、氮碱比下降，蛋白质、总氮和烟碱等物质含量增加，化学成分协调性受到破坏，烟叶质量严重下降[4-7]。鉴于此，笔者探讨了干旱胁迫对烟草某些光合指标、生理生化指标及烟叶产质量的影响，旨在为烟草干旱胁迫研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为云烟87。

1.2 试验设计

试验在利川柏杨镇利川试验基地大棚进行，海拔1 180 m。单行垄，行距1.2 m，株距55 cm，植烟15 150株/hm2。施纯N 90 kg/hm N∶P2O2∶K2O为1.0∶1.5∶3.0。其他栽培措施均按湖北省烤烟生产技术规范执行。该研究根据土壤湿润度设置了不同的干旱处理，土壤湿润度（R）=土壤水分含量/土壤最大田间持水量×100[8]。

1.2.1 团棵—打顶阶段的处理设置。还苗—团棵期的土壤供水保持适宜状态，在团棵—打顶期设置干旱处理：A1处理为浇水灌溉保持水分适宜，水分含量78%～81%，水分不足时进行灌溉;A2处理为轻旱（50

1.2.2 打顶—采收阶段的处理设置。还苗—团棵期和团棵—打顶期的土壤供水保持适宜状态，在打顶—采收期设置干旱处理：B1处理为浇水灌溉保持水分适宜，水分含量78%～81%，水分不足时进行灌溉;B2处理为轻旱（50

利用自动气象站记录大棚内温度，监测温度实时变化情况及对烟叶生长发育的影响。

1.3 测定项目及检测方法

1.3.1 干鲜比测定。每个干旱处理结束时采用杀青烘干称重法测定，即将烟株分开根、茎、叶分别称取鲜重，然后放入烘箱105 ℃杀青30 min，在75 ℃下烘干至恒重，用电子秤称取干物质重，将所得的样品保存。

1.3.2 生理指标测定。每个干旱处理结束时，采用美国产LI-6200型便携式光合作用测量仪测定不同干旱等级的烟叶的气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和光合速率等指标。测定根系活力、SPAD值、超氧化物歧化酶SOD活性、过氧化物酶POD活性、丙二醛MDA等指标。

1.3.3 农艺性状记载。成熟期处理后7 d测定全部试验处理及对照。包括株高、茎围、叶片数、最大叶长、最大叶宽等。

1.3.4 经济性状测定。测定产量、产值、均价、上中等烟率。

2 结果与分析

2.1 不同处理对烟叶干鲜比的影响

由表1可知，随着干旱程度的加重，所测烟株的根、茎、叶的干鲜比值呈上升趋势，这是由于随着干旱程度的加重，植物组织中的水分减少，干物质与水分的比值增大。

2.2 不同处理对烟叶光合指标的影响

由表2可知，旺长期和成熟期的不同干旱程度處理的光合指标均表现出一致的趋势。与对照（正常水分供应）相比，随着干旱程度的加深，各项光合指标都呈降低趋势，这说明随着干旱程度的加深，烟草光合作用降低。随着叶片水分散失，气孔保卫细胞和附近表皮细胞直接向大气失水导致气孔开张度减小，CO2进入叶片受到阻碍，因此气孔导度在干旱胁迫下呈不断降低的趋势。土壤含水量的降低和气孔的关闭导致叶片蒸腾速率随之降低，因此其变化趋势与气孔导度基本一致。在干旱胁迫下由于气孔导度降低，进入叶片的CO2减少，而较强的光合作用仍不断消耗CO 因此胞间CO2浓度呈下降趋势。

2.3 不同处理对烟叶生理指标的影响

由表3可知，在旺长期和成熟期阶段，与对照相比，各处理随着干旱程度的加重，各项生理指标均表现出相同的趋势。干旱加重，土壤失水，土壤中有效水分和有效营养离子的含量下降，生长受抑制，根系活力和光合速率等生理效应下降，光合作用减弱，SPAD值呈降低趋势。SOD和POD均表现出先上升后下降的趋势，说明这2种酶在正常水分供应情况下活性较低，对干旱胁迫的反应很敏感，且干旱程度越严重其反应越敏感，变化趋势越明显，随着干旱时间的延长，植株逐渐衰老，其活性呈逐步降低趋势。

2.4 不同处理对打顶后农艺性状的影响

由表4可知，在旺长期和成熟期干旱条件下，植株生长发育会受到阻碍，随着干旱程度的加重，烟株在生长过程中根系吸收到的水分量逐步减少，烟株的生长发育受到影响，导致其长势呈略减弱趋势，烟株株高较正常的低，其叶片的长度和宽度略有减少。

2.5 不同处理对烟叶经济性状的影响

由表5可知，在旺长期和成熟期干旱条件下，各处理烟叶产量均受到不同程度损失，各处理的烟叶产量、产值、上等烟比例均比对照差，处理间仍然随着干旱程度的加重呈梯度下降趋势。

从田间观察情况看，团棵至打顶阶段，大棚内晴天温度较高，间歇性出现高温状态，中午温度最高时达到35 ℃，这期间温度虽高，但土壤中水分较充足，烟叶还能够正常的生长，且生长速度较快，比自然状态下的烟叶生长速度快。在6月25日打顶后（打顶至采收阶段），大棚内持续高温时间增长，在6月26日—7月5日、7月10—12日、7月17日—8月7日、8月9—22日（采收完毕）期间，大棚中午温度均在35 ℃以上，最高时达到50 ℃。在此期间高温对烟叶的影响很大，土壤中的水分不断蒸发减少，旱情逐日加重，烟叶受到严重伤害，叶片出现大量干枯死亡现象，不能正常成熟，采收烘烤后烟叶质量极差。

3 结论与讨论

干旱胁迫导致植物新陈代谢和内源激素平衡发生紊乱，造成植物的细胞脱水，产生大量的活性氧，造成细胞膜受损，光合色素降解，植物根系活力下降等，致使光系统Ⅱ受损，电子传递和光合磷酸化过程受到抑制，叶片的光合作用减弱，使得植物生长发育缓慢、叶片萎蔫、植株矮小，而更严重的干旱胁迫会直接导致植物死亡，造成农作物大幅度减产，严重制约农业的生产与发展[9-12]。

该研究对烟株高温干旱的试验结果表明，在烟叶干旱过程中，随着干旱程度的加深，烟叶的光合指标和部分生理指标均受到较大影响，各项光合指标和生理指标都呈降低趋势。烟叶的农艺性状也受到影响，随着干旱程度的加重，烟叶生长受阻，植株矮化，叶片较小不能开展，烟叶干物质积累不足，不能正常成熟，烘烤后烟叶的质量很差，对经济性状造成很大影响，同时在大棚内温度过高的情况下，叶片很容易干枯死亡。

干旱胁迫在我国各个烟草种植大省中普遍发生并形成巨大威胁，严重影响了我国烟草的产量与品质。在干旱的影响下，烟叶的生长发育受阻，烟叶干物质积累减少，在烟叶成熟期容易造成假熟，降低烟叶产量和品质，同时在干旱期间容易遭受到高温的影响，加重烟叶损失[13-15]。因此，今后研究中如何提高植物自身的抗旱能力、加强烟叶生产中应对高温干旱的应对措施、减少烟叶田间损失，是当前我国烟草生产过程中急需解决的重要问题。

参考文献

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