烤煙不同干旱時間土壤含水率與葉綠素含量的相關(guān)研究

熊江波，孫科輝，丁雪丹，周紫燕，劉齊元，肖金香

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 國土資源與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌 330045;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與藝術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045;3.江西省龍南縣氣象局，江西 贛州 341700;4.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，江西 南昌 330045)

葉綠素是植物光合色素中最重要的一類色素，其含量可受多種逆境的脅迫影響而發(fā)生改變。煙草(Nicotiana tabacum L.)是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，烤煙種植面積占煙草總種植面積比重很大[1]。在烤煙生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到干旱，導(dǎo)致煙草植株生理改變，產(chǎn)量下降，嚴(yán)重影響烤煙品質(zhì)，甚至死亡[2]。許多研究[3－6]表明，土壤干旱會引起烤煙葉片葉綠素含量增加。董順德等[7]認(rèn)為不同時期、不同程度的干旱對煙葉葉綠素含量都有顯著影響，干旱程度越嚴(yán)重，對煙葉品質(zhì)的影響就越顯著，但不同干旱時期不同干旱程度，煙葉中葉綠素含量有明顯差異。肖金香等[8]認(rèn)為土壤干旱阻礙了煙草的正常生理生化過程，影響葉綠素的合成，干旱處理后，葉綠素含量均隨土壤含水量增加而降低，其中現(xiàn)蕾期干旱后土壤含水率對煙葉葉綠素含量影響較大，旺長期干旱后土壤含水率對煙葉葉綠素影響較小。

江西植煙季節(jié)，前期降雨量較多，后期階段性干旱時發(fā)[9]，盡管前人做了烤煙方面的干旱研究，但都是針對某一個生育期進(jìn)行試驗(yàn)。烤煙各個生育過程對干旱敏感程度不一。本研究在盆栽條件下，進(jìn)行不同生育期不同干旱時間長度試驗(yàn)，探討葉綠素含量受土壤含水率影響的最敏感生育期。為尋找烤煙生產(chǎn)抗旱有效途徑，和為大田烤煙水分管理提供科學(xué)理論根據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為烤煙K326，由江西省煙葉科學(xué)研究所提供。8葉1心移栽入植煙盆中，盆高40～42 cm，內(nèi)徑35 cm，每盆裝土20 kg。土壤為砂壤土，其基本理化性質(zhì)為:最大田間持水量為41%，pH值 5.52，速效磷 11.74mg/g，速效鉀 148.6 mg/kg，全氮 0.13%，有機(jī)質(zhì) 2.63%。肥料施用:氮肥 60%、磷肥100%，鉀肥70%做基肥，剩余部分做追肥，栽后一個月分3次兌水施完。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)干旱處理通過在防雨棚中控水實(shí)現(xiàn)，分別在烤煙的團(tuán)棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期進(jìn)行干旱處理，設(shè)5個干旱時間:7，10，13，16 d、長期干旱(DL)和CK(對照，棚外正常管理)，共6個處理，每個處理10株(盆)，共60株(盆)，三個生育期180株(盆)，煙葉生長進(jìn)入到某生育期開始搬進(jìn)大棚干旱試驗(yàn)，干旱試驗(yàn)結(jié)束后搬出防雨棚復(fù)水正常管理。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 土壤含水率測定 土壤絕對含水率采用烘干法:每隔5 d取一次0～10 cm的土樣，稱濕重，放在105℃烘箱烘至恒質(zhì)量，稱量，利用下式計(jì)算土壤含水率:

1.3.2 葉綠素含量的測定方法 采用比色法測定烤煙葉綠素含量。分別于各生育期干旱處理后第3天，與土壤含水率同步取樣也每隔5 d取一次，取生長相對一致的煙株第5功能葉(自上而下)葉片，用打孔器取10個圓葉片，帶回實(shí)驗(yàn)室，迅速稱質(zhì)量裝入容量瓶，用體積分?jǐn)?shù)95%酒精浸提，至圓葉發(fā)白為止，于652 nm下比色，用下式計(jì)算:

(2)式中，葉綠素含量為mg/g(鮮質(zhì)量);D652為652 nm波長下測定的光密度讀數(shù);V為80%丙酮提取液初定容體積(50 mL);W為鮮樣品質(zhì)量，單位:g;34.5是在652 nm處葉綠素a和葉綠素b兩種色素的比吸收。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPASS17.0統(tǒng)計(jì)軟件及Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙團(tuán)棵期不同干旱天數(shù)土壤含水率與葉綠素含量的回歸分析

圖1 團(tuán)棵期土壤含水率與葉綠素含量線性回歸圖Fig.1 The linear regression between the content of soil moisture and chlorophyll in rosette stage

圖2 旺長期土壤含水率與葉綠素含量線性回歸圖Fig.2 The linear regression between the content of Soil moisture and chlorophyll in vigorously growing stage

烤煙團(tuán)棵期經(jīng)不同干旱天數(shù)處理，葉綠素含量隨土壤含水率增加而下降。干旱7，10，13，16 d葉綠素含量與土壤含水率均成負(fù)相關(guān)，土壤含水率每減少1%，干旱7，10，13，16 d的葉綠素含量分別增加 0.13，0.02，0.07，0.12 mg/g。與 CK 比，各干旱天數(shù)中的葉綠素含量最大值分別增加 45.9%、25.4%、49.7%和69.6%。長期干旱，土壤含水率下降，葉綠素含量下降84.0%(圖1)。

2.2 烤煙旺長期不同干旱天數(shù)土壤含水率與葉綠素含量的回歸分析

烤煙旺長期是需水量最大時期，此階段受干旱影響，土壤含水量減少，葉綠素含量增加。上升趨勢，其中7，10，13，16 d干旱處理間不存在顯著差異，從圖2看出，葉綠素含量與土壤含水率均呈負(fù)相關(guān)，干旱 7，10，13，16 d，土壤含水率每減少 1%，烤煙葉綠素含量分別升高 0.05，0.06，0.09，0.07，0.02 mg/g。與CK比，各干旱天數(shù)中的葉綠素含量最大值分別增加38.1%、53.9%、8.6%和79.6%。長期干旱下降16.8%。CK的葉綠素含量同樣隨土壤含水率下降而升高，土壤含水率每減少1%，烤煙葉綠素含量增加0.05 mg/g，可見旺長期水分的重要性。

2.3 烤煙現(xiàn)蕾期不同干旱天數(shù)土壤含水率與葉綠素含量的回歸分析

烤煙現(xiàn)蕾期不同干旱天數(shù)處理，隨著干旱程度增加，土壤含水率迅速減少，葉綠素含量均升高，呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)，對應(yīng)7，10，13，16 d及長期干旱處理土壤含水率每減少1%，烤煙葉綠素含量分別增加 0.19，0.03，0.10，0.04，0.08 mg/g(圖 3)。與 CK 比，各干旱天數(shù)中的葉綠素含量最大值分別增加29.0%、38.1%、71.4%、66.4%和12.5%。較團(tuán)棵期和旺長期的影響大。同樣，現(xiàn)蕾期正常管理的烤煙葉綠素含量與土壤含水率也呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，土壤含水率每減少1%，煙葉綠素含量增加0.07 mg/g。

圖3 現(xiàn)蕾期土壤含水率與葉綠素含量相關(guān)圖Fig.3 The linear regression between the content of Soil moisture and chlorophyll in budding period

3 結(jié)論與討論

土壤水分是煙葉生長的重要環(huán)境因子之一，土壤水分高低對煙烤葉綠素含量影響很大，葉綠素作為鮮煙葉中的質(zhì)體色素之一，對煙草香味物質(zhì)的形成和品質(zhì)的提高具有重要的貢獻(xiàn)[10]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在烤煙的三個生育階段中，葉綠素含量與土壤含水率關(guān)系除團(tuán)棵期長期干旱及CK呈正相關(guān)，其它均呈負(fù)相關(guān)，這與前人研究結(jié)果是一致的[1，7－8]，且不同生育階段不同干旱天數(shù)影響程度各不相同。

三個生育期中，以現(xiàn)蕾期葉綠素含量與土壤含水率相關(guān)性最強(qiáng)，其次是團(tuán)棵期，旺長期最小?？緹熑~綠素含量隨土壤含水率波動最大值分別是:團(tuán)棵期長期干旱，土壤含水率每減少1%，葉綠素含量下降84.0%;旺長期干旱13 d，土壤含水率每減少1%，葉綠素含量增加79.6%;現(xiàn)蕾期干旱13 d，土壤含水率每減少1%，葉綠素含量增加71.4%。可見，烤煙各生育期土壤水分對葉綠素含量有明顯的抑制作用。團(tuán)棵期土壤相對含水量應(yīng)控制在65%～75%.旺長期和現(xiàn)蕾期應(yīng)控制在75%～85%才利于葉綠素含量增加[8]。

目前國內(nèi)外對煙葉品質(zhì)的研究多集中于肥料、水分脅迫和光照方面，對烤煙各個生育期不同干旱天數(shù)的土壤水分對葉綠素含量的影響有待加強(qiáng)，本文主要通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)作一定量分析，干旱如何影響葉綠素的合成與降解有待進(jìn)一步的深入研究。在大田生產(chǎn)過程中，應(yīng)加強(qiáng)烤煙前后期的水分管理。

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