干旱脅迫對烤煙生理特征和產質量的影響

李建平 陳振國 譚本奎 上官力 孫敬國 孫光偉 馮吉

摘要 為了探索干旱脅迫對烤煙的影響，在利川開展烤煙不同生育期不同干旱程度對烤煙某些理化特性及產質量影響的研究。結果表明，在煙葉干旱過程中，隨著干旱程度的加深，煙葉的光合指標和部分生理指標均受到較大影響，各項光合指標和生理指標都呈降低趨勢。煙葉的農藝性狀也受到影響，隨著干旱程度的加重，煙葉生長受阻，植株矮化，煙葉不能正常成熟，烘烤后煙葉的質量很差，對經濟性狀造成很大影響。因此，在煙葉生產中應加強應對高溫干旱的應對措施，避免旱災損失。

關鍵詞 烤煙;干旱脅迫;理化特性;產質量

中圖分類號 S 572? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）21-0039-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.010

開放科學（資源服務）標識碼（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

基金項目 中國煙草總公司湖北省公司重點項目“烤煙大田生長前期根系發育障礙及應對技術研究與應用”（027Y2020-004）。

作者簡介 李建平（1966—），男，湖北建始人，高級農藝師，從事煙草栽培調制技術研究和生產技術推廣工作。*通信作者，高級農藝師，博士，從事煙草栽培信息技術、生物信息學研究和分子生物學研究。

收稿日期 2021-06-21

煙草（Nicotiana tabacum L.）是我國重要的葉用經濟作物之一，煙葉生產是煙區農民增收的主要來源，在國家和地區經濟發展中發揮了重要作用[1-2]。煙葉生長前期要求有充足的水分，以滿足營養生長需求，而我國煙區主要集中在缺乏灌水條件的丘陵山地且旱情頻發，干旱脅迫已經成為烤煙優質穩產的主要限制因子之一[3]。有研究表明，干旱脅迫不僅導致煙草產量下降，而且煙葉中的含糖量減少，糖堿比、鉀氯比、氮堿比下降，蛋白質、總氮和煙堿等物質含量增加，化學成分協調性受到破壞，煙葉質量嚴重下降[4-7]。鑒于此，筆者探討了干旱脅迫對煙草某些光合指標、生理生化指標及煙葉產質量的影響，旨在為煙草干旱脅迫研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為云煙87。

1.2 試驗設計

試驗在利川柏楊鎮利川試驗基地大棚進行，海拔1 180 m。單行壟，行距1.2 m，株距55 cm，植煙15 150株/hm2。施純N 90 kg/hm N∶P2O2∶K2O為1.0∶1.5∶3.0。其他栽培措施均按湖北省烤煙生產技術規范執行。該研究根據土壤濕潤度設置了不同的干旱處理，土壤濕潤度（R）=土壤水分含量/土壤最大田間持水量×100[8]。

1.2.1 團棵—打頂階段的處理設置。還苗—團棵期的土壤供水保持適宜狀態，在團棵—打頂期設置干旱處理：A1處理為澆水灌溉保持水分適宜，水分含量78%～81%，水分不足時進行灌溉;A2處理為輕旱（50

1.2.2 打頂—采收階段的處理設置。還苗—團棵期和團棵—打頂期的土壤供水保持適宜狀態，在打頂—采收期設置干旱處理：B1處理為澆水灌溉保持水分適宜，水分含量78%～81%，水分不足時進行灌溉;B2處理為輕旱（50

利用自動氣象站記錄大棚內溫度，監測溫度實時變化情況及對煙葉生長發育的影響。

1.3 測定項目及檢測方法

1.3.1 干鮮比測定。每個干旱處理結束時采用殺青烘干稱重法測定，即將煙株分開根、莖、葉分別稱取鮮重，然后放入烘箱105 ℃殺青30 min，在75 ℃下烘干至恒重，用電子秤稱取干物質重，將所得的樣品保存。

1.3.2 生理指標測定。每個干旱處理結束時，采用美國產LI-6200型便攜式光合作用測量儀測定不同干旱等級的煙葉的氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率和光合速率等指標。測定根系活力、SPAD值、超氧化物歧化酶SOD活性、過氧化物酶POD活性、丙二醛MDA等指標。

1.3.3 農藝性狀記載。成熟期處理后7 d測定全部試驗處理及對照。包括株高、莖圍、葉片數、最大葉長、最大葉寬等。

1.3.4 經濟性狀測定。測定產量、產值、均價、上中等煙率。

2 結果與分析

2.1 不同處理對煙葉干鮮比的影響

由表1可知，隨著干旱程度的加重，所測煙株的根、莖、葉的干鮮比值呈上升趨勢，這是由于隨著干旱程度的加重，植物組織中的水分減少，干物質與水分的比值增大。

2.2 不同處理對煙葉光合指標的影響

由表2可知，旺長期和成熟期的不同干旱程度處理的光合指標均表現出一致的趨勢。與對照（正常水分供應）相比，隨著干旱程度的加深，各項光合指標都呈降低趨勢，這說明隨著干旱程度的加深，煙草光合作用降低。隨著葉片水分散失，氣孔保衛細胞和附近表皮細胞直接向大氣失水導致氣孔開張度減小，CO2進入葉片受到阻礙，因此氣孔導度在干旱脅迫下呈不斷降低的趨勢。土壤含水量的降低和氣孔的關閉導致葉片蒸騰速率隨之降低，因此其變化趨勢與氣孔導度基本一致。在干旱脅迫下由于氣孔導度降低，進入葉片的CO2減少，而較強的光合作用仍不斷消耗CO 因此胞間CO2濃度呈下降趨勢。

2.3 不同處理對煙葉生理指標的影響

由表3可知，在旺長期和成熟期階段，與對照相比，各處理隨著干旱程度的加重，各項生理指標均表現出相同的趨勢。干旱加重，土壤失水，土壤中有效水分和有效營養離子的含量下降，生長受抑制，根系活力和光合速率等生理效應下降，光合作用減弱，SPAD值呈降低趨勢。SOD和POD均表現出先上升后下降的趨勢，說明這2種酶在正常水分供應情況下活性較低，對干旱脅迫的反應很敏感，且干旱程度越嚴重其反應越敏感，變化趨勢越明顯，隨著干旱時間的延長，植株逐漸衰老，其活性呈逐步降低趨勢。

2.4 不同處理對打頂后農藝性狀的影響

由表4可知，在旺長期和成熟期干旱條件下，植株生長發育會受到阻礙，隨著干旱程度的加重，煙株在生長過程中根系吸收到的水分量逐步減少，煙株的生長發育受到影響，導致其長勢呈略減弱趨勢，煙株株高較正常的低，其葉片的長度和寬度略有減少。

2.5 不同處理對煙葉經濟性狀的影響

由表5可知，在旺長期和成熟期干旱條件下，各處理煙葉產量均受到不同程度損失，各處理的煙葉產量、產值、上等煙比例均比對照差，處理間仍然隨著干旱程度的加重呈梯度下降趨勢。

從田間觀察情況看，團棵至打頂階段，大棚內晴天溫度較高，間歇性出現高溫狀態，中午溫度最高時達到35 ℃，這期間溫度雖高，但土壤中水分較充足，煙葉還能夠正常的生長，且生長速度較快，比自然狀態下的煙葉生長速度快。在6月25日打頂后（打頂至采收階段），大棚內持續高溫時間增長，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（采收完畢）期間，大棚中午溫度均在35 ℃以上，最高時達到50 ℃。在此期間高溫對煙葉的影響很大，土壤中的水分不斷蒸發減少，旱情逐日加重，煙葉受到嚴重傷害，葉片出現大量干枯死亡現象，不能正常成熟，采收烘烤后煙葉質量極差。

3 結論與討論

干旱脅迫導致植物新陳代謝和內源激素平衡發生紊亂，造成植物的細胞脫水，產生大量的活性氧，造成細胞膜受損，光合色素降解，植物根系活力下降等，致使光系統Ⅱ受損，電子傳遞和光合磷酸化過程受到抑制，葉片的光合作用減弱，使得植物生長發育緩慢、葉片萎蔫、植株矮小，而更嚴重的干旱脅迫會直接導致植物死亡，造成農作物大幅度減產，嚴重制約農業的生產與發展[9-12]。

該研究對煙株高溫干旱的試驗結果表明，在煙葉干旱過程中，隨著干旱程度的加深，煙葉的光合指標和部分生理指標均受到較大影響，各項光合指標和生理指標都呈降低趨勢。煙葉的農藝性狀也受到影響，隨著干旱程度的加重，煙葉生長受阻，植株矮化，葉片較小不能開展，煙葉干物質積累不足，不能正常成熟，烘烤后煙葉的質量很差，對經濟性狀造成很大影響，同時在大棚內溫度過高的情況下，葉片很容易干枯死亡。

干旱脅迫在我國各個煙草種植大省中普遍發生并形成巨大威脅，嚴重影響了我國煙草的產量與品質。在干旱的影響下，煙葉的生長發育受阻，煙葉干物質積累減少，在煙葉成熟期容易造成假熟，降低煙葉產量和品質，同時在干旱期間容易遭受到高溫的影響，加重煙葉損失[13-15]。因此，今后研究中如何提高植物自身的抗旱能力、加強煙葉生產中應對高溫干旱的應對措施、減少煙葉田間損失，是當前我國煙草生產過程中急需解決的重要問題。

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