楊歡,王勇,2,李廷軒,鄭傳剛,陳光登*
(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院,四川成都 611130;2 四川省煙草公司涼山州公司,四川西昌 615000;3 西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院,四川西昌 615000)
煙草含鉀量的基因型差異及鉀高效品種篩選
楊歡1,王勇1,2,李廷軒1,鄭傳剛3,陳光登1*
(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院,四川成都 611130;2 四川省煙草公司涼山州公司,四川西昌 615000;3 西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院,四川西昌 615000)
【目的】高含鉀量是優(yōu)質(zhì)煙葉的一項(xiàng)重要指標(biāo)。比較不同煙草品種的含鉀量及其對施用鉀肥的反應(yīng),為篩選高鉀基因型煙草品種提供基礎(chǔ)?!痉椒ā恳?93 份煙草種質(zhì)資源為研究對象,在涼山州進(jìn)行連續(xù)兩年的大田試驗(yàn)。設(shè)置常規(guī)鉀 (K2O = 300 kg/hm2) 與低鉀 (K2O = 150 kg/hm2) 兩個(gè)水平,成熟期測定煙葉含鉀量,以聚類分析將煙草分類,并分析其在不同葉位間的基因型差異?!窘Y(jié)果】施鉀量影響煙草上、中、下部葉片鉀含量,常規(guī)鉀水平下的煙葉含鉀量高于低鉀水平,常規(guī)施鉀量下的上、中、下部煙葉含鉀量分別為低鉀水平下的 1.13、1.14、1.15 倍 (2014 年) 和 1.10、1.25、1.35 倍 (2015 年) 。將煙葉含鉀量進(jìn)行聚類分析,供試材料被劃分為高鉀型、普通型和低鉀型 3 類,并篩選獲得了典型材料。高鉀型煙草的上、中、下部煙葉含鉀量均顯著高于普通型及低鉀型煙草材料。常規(guī)施鉀水平下,高鉀型煙草的上、中、下部煙葉含鉀量分別是低鉀型的 1.50~1.92、1.54~2.52、1.31~2.36 倍;低鉀水平下分別為 1.27~1.93、1.66~2.24、1.72~1.73 倍?!窘Y(jié)論】高鉀基因型煙草上、中、下部煙葉的含鉀量均顯著高于普通型和低鉀型;普通型上部葉的含鉀量與低鉀型煙草之間無顯著差異,中、下部煙葉含鉀量普通型顯著高于低鉀基因型。通過兩年田間試驗(yàn)篩選獲得了 6 份高鉀型煙草材料,包括嘎吉紅大、長葉紅大、達(dá)白 1 號、達(dá)白 2 號、MFZS、930032-7,可應(yīng)用于煙葉生產(chǎn),亦可為富鉀基因型品種選育提供育種親本材料。
煙草;含鉀量;基因型差異;篩選
煙草是典型喜鉀作物,煙葉含鉀量的高低與煙葉品質(zhì)密切相關(guān),是衡量煙葉品質(zhì)優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)[1-5]。我國煙區(qū)土壤普遍缺鉀[6-7],與國際優(yōu)質(zhì)煙葉相比,北方煙區(qū)煙葉含鉀量普遍偏低,平均含鉀量不到 2%,嚴(yán)重制約煙葉品質(zhì)的提升[8-9]。不同品種(基因型) 煙草在吸鉀能力和煙葉含鉀量上存在差異[11-19],通過育種挖掘作物自身潛力,提高煙株鉀素營養(yǎng)效率,對促進(jìn)我國優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)具有十分重要的意義。
已有研究采集的種質(zhì)資源數(shù)量較少,品種類型單一,大多是在固定植煙生態(tài)區(qū)或單一鉀水平下進(jìn)行[12],篩選結(jié)果具有偶然性。煙葉含鉀量的分析較少區(qū)分葉片部位,不利于客觀反映煙草吸收鉀素對煙葉 品質(zhì) 的 影響[8-9,13]。 本研 究 收集 了 93 份煙 草種 質(zhì) 資源,在我國優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)基地涼山州連續(xù)進(jìn)行了兩年田間試驗(yàn),分析不同品種煙草的含鉀量及不同鉀營養(yǎng)基因型煙草在不同施鉀量下的鉀營養(yǎng)性狀,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了高鉀基因型煙草的篩選。
1.1 供試材料
供試材料由四川省涼山州煙草公司及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所提供,包括烤煙、香料煙、雪茄煙、白肋煙等在內(nèi)共 93 份煙草品種 (系)。
2014 年試驗(yàn)于西昌市中壩鄉(xiāng)“神八大涼山清甜香烤煙太空育種科技園區(qū)” (102°10′12″E,27°41′24″N)進(jìn)行,供試土壤為黃棕壤,其基本理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì) 17.71 g/kg、全氮 0.92 g/kg、堿解氮 87.01 mg/kg、有效磷 16.00 mg/kg、速效鉀 75.96 mg/kg、緩效鉀387.28 mg/kg、pH 5.76。2015年試驗(yàn)位于西昌市大興鄉(xiāng)“中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院西南試驗(yàn)基地” (102°21′36″E,27°49′48″N),供試土壤為紫色土,其基本理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì) 38.72 g/kg、全氮 2.15 g/kg、堿解氮 146.20 mg/kg、有效磷 18.00 mg/kg、速效鉀 45.32 mg/kg、緩效鉀 298.54 mg/kg、pH 5.43。
供試肥料包括硝酸磷銨 (含 N 30% 、P2O56%) ,過磷酸鈣 (含 P2O512%) ,硫酸鉀 (含 K2O 50%)。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),其中主區(qū)為鉀肥處理,副區(qū)為煙草基因型,副區(qū)面積為 3 m2,重復(fù)三次,隨機(jī)排列。試驗(yàn)設(shè)置 2 個(gè)施鉀水平為K2O 150 kg/hm2(LK) 與 300 kg/ hm2(NK),所有小區(qū)氮、磷肥施用量均為 N 90 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2。全部磷肥與 40%的氮、鉀肥作為基肥施入,余下肥料在移栽后 15 天和 30 天分別追施 10% 和 50%。采用漂盤法育苗,待煙苗長至六葉一心時(shí)期選擇長勢一致的 5 株無病煙苗移栽至各副區(qū),行株距為 1.2 m × 0.5 m。高壟單行栽培,試驗(yàn)田四周設(shè)保護(hù)行。煙株開花后進(jìn)行打頂,日常管理遵循當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)規(guī)范栽培管理措施。
1.3 樣品采集與制備
每副區(qū)隨機(jī)選擇無病煙株 3 株,取其混合樣為一次重復(fù),重復(fù) 3 次。于各部位煙葉成熟期分次采收下、中、上部葉,統(tǒng)一于 105℃ 下殺青 30 min,75℃ 下烘干至恒重,粉碎過篩待測。
1.4 測定項(xiàng)目及方法
土壤基本理化性質(zhì)測定參照《土壤農(nóng)化分析》[14]進(jìn)行。煙葉鉀素含量測定采用 CH3COOH 浸提—AA3全自動(dòng)流動(dòng)分析儀同時(shí)連接 410 型火焰光度計(jì)進(jìn)行[15]。
1.5 數(shù)據(jù)處理
采用 Microsoft Excel 2013、DPS 9.0 和 SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,Microsoft Excel 2013 與 Origin 8.1 進(jìn)行圖表制作。
2.1 煙葉含鉀量的分布
2.1.1 施鉀水平對不同部位煙葉含鉀量的影響 93 份煙草各部位煙葉含鉀量的統(tǒng)計(jì)分析 (表 1) 顯示,不同品種煙葉含鉀量差異顯著。常規(guī)鉀水平下,2014年和 2015 年煙葉含鉀量在上部葉為 1.30%~3.62% (CV = 20.34%) 和 0.19%~2.48% (CV = 36.16%),中部葉為 1.37%~3.73% (CV = 17.31%) 和 0.69%~3.30% (CV = 28.66%),下部葉為 2.13%~4.65% (CV = 14.63%) 和 0.75%~6.14% (CV = 33.78%) ;低鉀水平下,煙葉含鉀量在上部葉為 0.88%~2.80% (CV = 20.18%) 和 0.31%~1.77% (CV = 27.18%),中部葉為1.24%~2.88% (CV = 15.81%) 和 0.69%~3.30% (CV = 28.66%),下部葉為 1.69%~4.95% (CV = 20.34%) 和 0.44%~3.68% (CV = 27.70%)。常規(guī)鉀水平下的上、中、下位煙葉含鉀量均值分別是低鉀水平下的 1.10~1.13、1.14~1.25、1.15~1.35 倍。在兩種鉀水平下,煙草煙葉位置越高,含鉀量越低,但其變異系數(shù)則相反。煙草基因型間煙葉含鉀量的變異系數(shù)愈大,表明基因型間的差異愈明顯。
對于多數(shù)品種而言,現(xiàn)有方法增施鉀肥的效果并不明顯。2015 年兩種鉀水平下煙葉含鉀量均低于2014 年,這可能是兩年試驗(yàn)的供試土壤及氣候條件不同造成的差異。
表1 2014 年和 2015 年煙草基因型煙葉含鉀量 (%) 的統(tǒng)計(jì)分析Table 1 Statistical analysis of the K contents in tobacco leaves among genotypes in 2014 and 2015
2.1.2 煙葉含鉀量的分布特征 根據(jù) 93 份煙草基因型的煙葉含鉀量分布情況 (圖 1),以平均含鉀量將其劃分為四種類型,供試煙草品種表現(xiàn)為分布于 II 區(qū)的煙草基因型數(shù)量較多,即在常規(guī)鉀和低鉀水平下均表現(xiàn)為高含鉀量的基因型數(shù)量較為豐富。兩年試驗(yàn)中,2015 年上部煙葉含鉀量分布較 2014 年相對集中,即含鉀量差異相對較小,但其中下部葉含鉀量分布較為分散,供試煙草材料含鉀量在中下部葉間的差異更為明顯。
2.2 高鉀基因型煙草的篩選
根據(jù)遺傳育種研究需要,將煙草鉀營養(yǎng)基因型劃分為 3 類:Ⅰ類為高鉀型,Ⅱ類為普通型,Ⅲ類為低鉀 型[8-9,13]。本研究以整株煙葉 平 均 含 鉀量為評價(jià)指標(biāo),采用離差平方和法對 93 份供試煙草基因型進(jìn)行聚類分析 (圖 2)。在 2014 年,分別在類間距為16.92 與 16.02 時(shí)將 93 份煙草基因型劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。對于 2015 年的試驗(yàn)結(jié)果,則分別在類間距為7.24 與 5.60 時(shí)將其劃分為五類,其中前兩類劃歸于Ⅰ類,后兩類劃歸于Ⅲ類,中間一類則劃歸為Ⅱ類。綜合兩年大田試驗(yàn)表現(xiàn),將在兩種鉀水平下其煙葉含鉀量表現(xiàn)一致的煙草基因型劃歸于三類鉀營養(yǎng)基因型 (表 2),Ⅰ類包括嘎吉紅大、長葉紅大、達(dá)白 1 號、達(dá)白 2 號、MFZS、930032-7;Ⅱ類包括貴煙 1 號、貴煙 5 號、K326、MSK326;Ⅲ類僅包含 MSLS-6 (神八) 一個(gè)基因型。從不同鉀營養(yǎng)基因型的含鉀量幅度 (表 2) 來看,Ⅰ類六個(gè)高鉀基因型煙草在 2014年表現(xiàn)為在兩種鉀水平下含鉀量均高于 2.50%,達(dá)到了富鉀煙草標(biāo)準(zhǔn),但在 2015 年其含鉀量僅達(dá)到了高鉀基因型標(biāo)準(zhǔn)。故這六個(gè)基因型煙草在不同土壤條件和不同施鉀水平下表現(xiàn)較為穩(wěn)定,屬于高鉀基因型煙草,而其能否在生產(chǎn)中達(dá)到富鉀煙草標(biāo)準(zhǔn),由土壤性質(zhì)、氣候條件與生產(chǎn)措施所共同決定。
2.3 不同鉀營養(yǎng)基因型煙草煙葉含鉀量的差異
圖1 常規(guī)和低鉀水平下煙草不同部位煙葉含鉀量的分布Fig. 1 Distribution of the K contents in different parts of leaves among cultivars[注(Note):LK — K2O 150 kg/ hm2; NK — K2O 300 kg/hm2.]
對鑒定篩選出的三類鉀營養(yǎng)基因型煙草的煙葉含鉀量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 (表 3) 發(fā)現(xiàn),在兩年的試驗(yàn)中,不論施鉀水平高低,高鉀型煙草各部位煙葉含鉀量均顯著高于普通型及低鉀型。常規(guī)鉀水平下,2014 年與 2015 年高鉀基因型的煙葉含鉀量可達(dá)普通型的 1.27 倍和 2.30 倍,低鉀基因型的 1.31 倍和 1.92倍;低鉀水平下,高鉀基因型的煙葉含鉀量分別是普通型的 1.10 倍與 1.46 倍,低鉀基因型的 1.72 倍和2.24 倍,說明高鉀型煙草上、中、下部的煙葉含鉀量均顯著高于普通型和低鉀型。普通型上部葉的含鉀量與低鉀型之間無顯著差異,中、下部煙葉含鉀量普通型顯著高于低鉀型。
2.4 煙草基因型對鉀的響應(yīng)能力分析
煙葉含鉀量方差分析表明,不同品種、不同施鉀量、不同土壤條件下的煙葉含鉀量不同 (表 4)。在眾多基因型中尋找到在常規(guī)鉀水平,甚至在低鉀水平下煙葉含鉀量高,且隨施鉀量的增加其提升潛力大的基因型可以作為育種的首選品種。
圖2 不同基因型煙葉含鉀量的系統(tǒng)聚類圖Fig. 2 System cluster chart of the K contents in tobacco leaves among genotypes[注(Note):LK — K2O 150 kg/ hm2; NK — K2O 300 kg/hm2.]
表2 2014 年和 2015 年不同施鉀量下煙葉含鉀量 (%)Table 2 The K contents in tobacco leaves under different K application rates in 2014 and 2015
表3 2014 和 2015 年不同基因型煙草不同位置煙葉含鉀量 (%) 的差異Table 3 The K contents of tobacco genotypes under the low and normal K application rates in 2014 and 2015
煙葉含鉀量影響煙葉的燃燒性、香氣味及煙葉制品安全性等多個(gè)品質(zhì)性狀[2,5],是煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)。煙葉含鉀量受多方面因素共同影響,結(jié)合試驗(yàn)設(shè)計(jì),本研究中影響煙葉含鉀量的主要因素包括基因型、土壤特性及氣候條件[5,7,16-18]。本研究以煙葉含鉀量為具體指標(biāo),綜合 93 份煙草種質(zhì)資源在不同鉀水平下的表現(xiàn),篩選得到了嘎吉紅大、長葉紅大、達(dá)白 1 號、達(dá)白 2 號、MFZS、930032-7 等六個(gè)穩(wěn)定的高鉀基因型煙草。這些篩選出的材料在不同的供鉀水平下均表現(xiàn)出高含鉀量的特征,說明其親本也可能具有高含鉀量特性,或是經(jīng)過雜交后在含鉀量方面表現(xiàn)出明顯的超親優(yōu)勢。通過對材料來源及遺傳背景進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),嘎吉紅大與長葉紅大均來源于紅花大金元變異株選育,遺傳背景相似;同時(shí),達(dá)白 1 號源于 MSKY14 與達(dá)所 26 雜交,達(dá)白 2 號則由 MSVa509 與達(dá)所 26 雜交所獲,其具有同一親本,表現(xiàn)出了同樣的高含鉀量趨勢。對于另兩個(gè)高鉀基因型品種 (系),通過種質(zhì)資源庫信息查證,無法追溯到其親本來源,其遺傳背景相關(guān)信息已經(jīng)缺失。
表4 不同品種、不同施鉀量、不同試驗(yàn)點(diǎn)的含鉀量 (%) 方差分析Table 4 ANOVA of the K contents (%) under different cultivars, K application rate and trial location
3.1 煙葉含鉀量的基因型差異
煙草不同基因型間的含鉀量存在顯著差異[17],其遺傳力較高[19]?;蛐蛯熑~含鉀量的影響遠(yuǎn)大于施鉀量,尤其在以煙葉高含鉀量為目標(biāo)時(shí)更甚[9],且含鉀量越高,基因型數(shù)量越少[20]。王藝霖等[8]曾采集研究了 74 份烤煙品種,但由于親緣關(guān)系較近,其含鉀量變異系數(shù)最高僅達(dá) 0.14%,蘇賢坤等[13]采集了 10 個(gè)不同基因型烤煙在不同培養(yǎng)環(huán)境含鉀量,其在不同鉀水平下的變異系數(shù)介于 7.99%~19.60% 間,并在不同施鉀水平下以含鉀量為指標(biāo)篩選得到了多個(gè)高(富) 鉀煙草基因型。本研究采集了 93 份煙草材料,經(jīng)試驗(yàn)分析統(tǒng)計(jì),基因型間煙葉含鉀量存在極顯著差異,變異系數(shù)高達(dá) 36%,最大值與最小值相差可達(dá) 8 倍以上,有利于篩選高鉀基因型品種。在兩種鉀水平下篩選出的六個(gè)高鉀基因型表現(xiàn)穩(wěn)定,對于高鉀新品系育種工作及大田生產(chǎn)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
3.2 土壤特性對含鉀量的影響
煙株含鉀量與土壤鉀素含量密切相關(guān)[21-22],顏麗等[23]指出,煙葉含鉀量與土壤緩效鉀、速效鉀和鉀飽和度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,而王程棟等[24]與陳偉等[25]認(rèn)為,煙葉含鉀量隨土壤速效鉀含量的增加而上升,故目前應(yīng)以速效鉀[26-27]或有效鉀[28]含量作為施肥判斷指標(biāo)尚存在較大爭議。對植物而言,速效鉀與緩效鉀均為土壤鉀中可被吸收利用的部分,其區(qū)別在于被植物吸收的優(yōu)先度與速率不同。速效鉀包括水溶性鉀與交換性鉀,被認(rèn)為與植物吸鉀量有良好相 關(guān) 性 , 常 采 用1 mol/L 醋 酸 銨 浸 提 , 緩 效 鉀 用1 mol/L 硝酸煮沸浸提,有效鉀則共同包括了二者[14]。兩年試驗(yàn)中,由于 2014 年供試土壤的速效鉀及緩效鉀含量均高于 2015 年,故在相同施鉀處理下,2014年試驗(yàn)中的煙葉含鉀量更高,這與郭清源等[28]的研究結(jié)果一致。2014 年,高鉀、普通及低鉀基因型煙草在常規(guī)鉀水平下的含鉀量較低鉀水平分別提高了16.42%、6.90% 及 25.31%,而在次年中的提高幅度分別為 20.41%、15.92% 及 32.00% (表 3),說明在土壤有效鉀含量較低時(shí)增施鉀肥對煙葉含鉀量的提升效果更為顯著。
3.3 氣候條件與含鉀量的關(guān)系
在栽培措施基本一致的前提下,土壤-氣候條件對于煙葉含鉀量具有高度影響效應(yīng)[29]。煙草生長需水特 點(diǎn) 是 前 期 少 , 中 期 多 , 后 期 更 少[30]。 在 大 田 旺 長期,煙草需水較多,占總量的 1/2,在成熟期,雨量少則有利 于煙葉的 適時(shí)落黃 成熟[29,31]。因此 , 氣候條件亦是煙草含鉀量的重要影響因素之一。降水分布與煙草需水特性越接近,則在該氣候條件下煙葉的含鉀量就可能更高[5]。本研究中,2014 年試驗(yàn)地點(diǎn)位于西昌市中壩鄉(xiāng),當(dāng)季降雨規(guī)律與煙草需水規(guī)律較為一致。降雨集中于五月下旬至七月上旬,利于煙株快速生長,自七月中旬后大幅減少,對煙葉落黃極為有利。而 2015 年試驗(yàn)地點(diǎn)位于西昌市大興鄉(xiāng),此地海拔較高,在煙草生育前期和中期,降雨較少,在生育中后期降雨多且集中,煙葉進(jìn)入成熟期后有部分返青現(xiàn)象。這也是造成 2015 年試驗(yàn)結(jié)果低于 2014 年的重要原因之一。
連續(xù)兩年的大田試驗(yàn)均采用相同的施肥量與方式,同一基因型煙葉含鉀量在兩年的試驗(yàn)中表現(xiàn)出較大差異,與兩試驗(yàn)點(diǎn)間的土壤狀況及氣候條件差異高度相關(guān),但其變化趨勢表現(xiàn)一致。2014 年與2015 年分別篩選出 13 個(gè)與 8 個(gè)高鉀基因型煙草,綜合兩年篩選結(jié)果最終得到了 6 個(gè)穩(wěn)定表現(xiàn)的高鉀基因型 (表 2),可有力證實(shí)試驗(yàn)點(diǎn)間的土壤氣候生態(tài)條件差異對高鉀基因型煙草篩選無不良影響。
供試 93 份煙草種質(zhì)資源的煙葉含鉀量在基因型間呈現(xiàn)顯著差異。綜合兩年大田試驗(yàn)結(jié)果,從中篩選得到嘎吉紅大、長葉紅大、達(dá)白 1 號、達(dá)白 2 號、MFZS、930032-7 等六個(gè)基因型,其在不同鉀水平下均具有穩(wěn)定的高含鉀量表現(xiàn),對實(shí)際生產(chǎn)具有一定的應(yīng)用價(jià)值,亦可為高鉀煙草品種選育工作的親本選配提供優(yōu)良的后備資源。
不同基因型煙草的含鉀量在不同施鉀水平下差異顯著。常規(guī)鉀水平下的煙葉含鉀量高于低鉀水平,施鉀會對煙葉含鉀量產(chǎn)生一定影響,但其效應(yīng)遠(yuǎn)低于基因型自身差異。以含鉀量為指標(biāo)進(jìn)行的聚類分析結(jié)果顯示,不同鉀營養(yǎng)類型間煙葉含鉀量差異顯著,其差異主要來源于中、下部煙葉。
[1]武 維華. 植物響應(yīng)低鉀脅 迫 及 鉀營養(yǎng)高效的分子 調(diào) 控網(wǎng)絡(luò)機(jī)制研究[J]. 中國基礎(chǔ)科學(xué), 2007, 9(2): 18-23. WU W H. Molecular regulate networks of protein Kinase CIPK23 regulates K+ transporter AKT1 [J]. China Basic Science, 2007, 9(2):18-23.
[2]Kellermeier F, Chardon F, Amtmann A. Natural variation of Arabidopsis root architecture reveals complementing adaptive strategies to potassium starvation [J]. Plant Physiology, 2013, 161(3):1421-1432.
[3]楊 鐵釗, 彭 玉富. 富鉀 基因型烤煙 鉀積累特征研 究[J]. 植物營 養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2006, 12(5): 750-753. Yang T Z, Peng Y F. Potassium accumulation characteristics of richpotassium genotypic flue-cured tobacco [J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2006, 12(5): 750-753.
[4]宋毓峰, 董連紅, 靳義榮, 等. 林煙草 KUP/HAK/KT 鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體 基因NsHAK11 的亞細(xì)胞定位與表達(dá)[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 47(6):1058-1071. Song Y F, Dong L H, Jin Y R, et al. Subcellular localization and expression analysis of Nicotiana Sylvestris KUP/HAK/KT family K+ transporter gene NsHAK11 [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2014, 47(6): 1058-1071.
[5]張 娟, 張喜琦, 許士明, 等. 我國煙草鉀素營養(yǎng)的研究現(xiàn)狀及探討[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, (8): 79-82. Zhang J, Zhang X Q, Xu S M, et al. Current research situation of potassium nutrition of tobacco in China [J]. Shandong Agricultural Sciences, 2009, (8): 79-82.
[6]李江舟, 婁翼來, 張立猛, 等. 不同生物炭添加量下植煙土壤養(yǎng)分的淋失[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2015, 21(4): 1075-1080. Li J Z, Lou Y L, Zhang L M, et al. Leaching loss of nutrients in tobacco-planting soil under different biochar adding levels [J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2015, 21(4): 1075-1080.
[7]楊鐵釗, 舒 海 燕, 趙獻(xiàn) 章. 我 國煙草鉀 素 營 養(yǎng) 研究現(xiàn)狀 與 進(jìn) 展[J].煙草科技, 2002, (7): 39-43. Yang T Z, Shu H Y, Zhao X Z. Recent advances in tobacco potassium nutrition in China [J]. Tobacco Science & Technology, 2002, (7): 39-43
[8]王藝霖, 趙麗偉, 肖 炳 光, 等. 不 同 基 因型烤煙的鉀素營養(yǎng)特 性[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 28(3): 472-476. Wang Y L, Zhao L W, Xiao B G, et al. Nutritional characteristics of potassium in flue-cured tobacco with different genotypes[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Science, 2012, 28(3): 472-476.
[9]黃鶯, 周梅, 黃河, 徐偉. 基因型對煙草鉀素營養(yǎng)的響 應(yīng)能力及篩選研究[J]. 中國煙草科學(xué), 2004, 25(2): 30-34. Huang Y, Zhou M, Huang H, Xu W. Study of genotype on response ability of tobacco potassium nutrition and selection [J]. Chinese Tobacco Science, 2004, 25(2): 30-34.
[10]牛佩蘭, 石屹, 劉好寶, 等. 煙草基因型間鉀效率差異研究初報(bào)[J].煙草科技, 1996, (1): 33-35. Niu P L, Shi Y, Liu H B, et al. Studies on potassium efficiency difference among tobacco genotypes [J]. Tobacco Science&Technology, 1996, (1): 33-35.
[11]劉文祥, 顏合洪, 周益, 等. 煙草鉀素營養(yǎng)與提高烤煙煙葉含鉀量的研究進(jìn)展[J]. 作物研究, 2007, 21(S1): 736-740. Liu W X, Yan H H, Zhou Y, et al. Recent advances in tobacco potassium nutrition and improving potassium content of flue-cured tobacco [J]. Crop Research, 2007, 21(S1): 736-740.
[12]李靜, 張錫洲, 李廷軒, 等. 鉀肥運(yùn)籌對烤煙鉀吸收利用的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2015, 21(4): 969-978. Li J, Zhang X Z, Li T X, et al. Effect of potash management on potassium absorption and utilization of flue-cured tobacco [J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2015, 21(4): 969-978.
[13]蘇賢坤, 張曉海, 汪自強(qiáng). 烤煙鉀素營養(yǎng)特性的基因型差異研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2005, 11(4): 536-540. Su X K, Zhang X H, Wang Z Q. The genotypic difference of potassium nutrition of flue-cured tobacco [J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(4): 536-540.
[14]鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社, 2000. Bao S D. Soil and agro-chemical analysis methods [M]. Beijing:China Agriculture Press, 2000.
[15]貝美容, 羅雪華, 楊紅竹. AA3 型連續(xù)流動(dòng)分析儀-CFA-同時(shí)測定橡膠葉全氮、全磷、全鉀的方法研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2011, 32(7): 1258-1264. Bei M R, Luo X H, Yang H Z. Simultaneous determination of nitrogen, phosphorus and potassium in rubber leaf samples by AA3 continuous flow analyzer (CFA) [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2011, 32(7): 1258-1264.
[16]謝佳貴, 侯云鵬, 尹彩俠, 等. 施鉀和秸稈還田對春玉米產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤鉀素平衡的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2014, 20(5):1110-1118. Xie J G, Hou Y P, Yin C X, et al. Effect of potassium application andstraw returning on spring maize yield, nutrient absorption and soil potassium balance [J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(5): 1110-1118.
[17]陳義強(qiáng), 劉國順, 習(xí)紅昂. 煙草栽培中氮、磷、鉀肥及水分因子與產(chǎn)值的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P蚚J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 41(2): 480-487. Chen Y Q, Liu G S, Xi H A. Empirical model of the relation of output value to nitrogen, phosphorus, potassium and water during tobacco cultivation [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2008, 41(2):480-487.
[18]陳義強(qiáng), 劉國順, 習(xí)紅昂. 基于煙葉品質(zhì)指數(shù)的氮磷鉀施肥模型[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2013, 19(3): 632-643. Chen Y Q, Liu G S, Xi H A. NPK fertilization model based on tobacco leaf quality index [J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2013, 19(3): 632-643.
[19]舒海燕, 常勝合, 楊鐵釗. 煙株打頂對鉀素含量的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005, (1): 25-26. Shu H Y, Chang S H, Yang T Z. Effect of cutting terminal buds on K content of tobacco plant [J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2005, (1): 25-26.
[20]徐文軍, 胡日生, 郭清泉, 等. 煙草鉀營養(yǎng)的基因型差異及烤煙育種中應(yīng)用研究. Ⅰ. 煙葉鉀含量的基因型差異[J]. 作物研究, 2006, 20(1): 68-70. Xu W J, Hu R S, Guo Q Q, et al. Studies on genotype variation of potassium in tobacco and their application in the breeding of fluecured tobacco [J]. Crop Research, 2006, 20(1): 68-70.
[21]劉國順. 煙草栽培學(xué)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2003. Liu G S. Tobacco cultivation [M]. Beijing: China Agriculture Press, 2003.
[22]Velde B. Impact of long-term alfalfa cropping on soil potassium content and clay minerals in a semi-arid loess soil in China[J]. Pedosphere, 2011, 21(4): 13-19.
[23]顏麗, 關(guān)連珠, 欒雙, 等. 土壤供鉀狀況及土壤濕度對我國北方烤煙煙葉含鉀量的影響研究[J]. 土壤通報(bào), 2001, 32(2): 84-87. Yan L, Guan L Z, Luan S, et al. Potassium content in tobacco leaves related to soil potassium supply and soil moisture regimes [J]. Chinese Journal of Soil Science, 2001, 32(2): 84-87.
[24]王程棟, 王樹聲, 劉新民, 等. 曲靖煙區(qū)土壤化學(xué)性狀及海拔對煙葉鉀含量的影響[J]. 中國煙草科學(xué), 2013, 34(4): 25-29. Wang C D, Wang S S, Liu X M, et al. Effects of soil chemical properties and altitude on K content in flue-cured tobacco leaves in Qujing area [J]. Chinese Tobacco Science, 2013, 34(4): 25-29.
[25]陳偉, 陳懿, 黃磊, 等. 土壤與氣候?qū)竞鬅熑~煙堿和鉀含量的影響[J]. 土壤, 2013, 45(4): 713-717. Chen W, Chen Y, Huang L, et al. Effects of soil and climate on nicotine and potassium content of cured tobacco leaves [J]. Soils, 2013, 45(4): 713-717.
[26]陳防, 魯劍巍. 長期施鉀對作物增產(chǎn)及土壤鉀素含量及形態(tài)的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2000, 37(2): 233-241. Chen F, Lu J W. Effect of long term potassium application on soil potassium content and forms [J]. Acta Pedologica Sinica, 2000, 37(2): 233-241.
[27]Hosseinpur A R, Motaghian H R. Application of kinetic models in describing soil potassium release characteristics and their correlations with potassium extracted by chemical methods [J]. Pedosphere, 2013, 23(4): 482-492.
[28]郭清源, 丁松爽, 劉國順, 等. 鉀用量與灌溉量對不同土層鉀素及煙葉鉀含量的積累效應(yīng)[J]. 中國煙草科學(xué), 2015, 36(1): 61-67. Guo Q Y, Ding S S, Liu G S, et al. Effect of potassium rate and irrigation frequency on potassium contents of different soil layers and tobacco leaves [J]. Chinese Tobacco Science, 2015, 36(1): 61-67.
[29]黃愛纓, 木志堅(jiān), 蔣珍茂, 等. 土壤氣候和煙草品種及其互作對云南昭通煙葉化學(xué)品質(zhì)的影響[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2014, 36(10):55-63. Huang A Y, Mu Z J, Jiang Z M, et al. Effect of soil and climate conditions, tobacco varieties and their interactions on the chemical qualities of tobacco leaves in Zhaotong, Yunnan province [J]. Journal of Southwest University (Natural Science Edition), 2014, 36(10):55-63.
[30]Campbell R B. Flue-cured tobacco yield and oxygen content of soil in lysimeters flooded for various periods [J]. Agronomy Journal, 1973, 65(5): 783-786.
[31]言勇, 顏合洪. 氣候因子對煙草品質(zhì)影響的研究進(jìn)展[J]. 作物研究, 2009, 23(5): 339-344. Yan Y, Yan H H. The research progress in the effect of climate factor on tobacco quality[J]. Crop Research, 2009, 23(5): 339-344.
Genotype differences in potassium contents of tobacco and screening of tobacco cultivars with high K efficiency
YANG Huan1, WANG Yong1,2, LI Ting-xuan1, ZHENG Chuan-gang3, CHEN Guang-deng1*
( 1 College of Resource Sciences, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China; 2 Liangshan Branch of Sichuan Tobacco Company, Xichang, Sichuan 615000, China; 3 Academy of Agricultural Science, Xichang College, Xichang, Sichuan 615000, China )
【Objectives】Potassium content is one of the most important indexes of tobacco quality. Investigation on the K contents of tobacco cultivars will help screen K-efficient tobacco genotype.【Methods】Field experiments were carried out for 2 years (2014-2015) in the main tobacco producing region of Xichang City, Sichuan Province. 93 tobacco germplasm resources were collected and grown under normal and reduced K application rates (K2O 300 and 150 kg/hm2). The K contents of upper, middle and lower parts of leaves of tobacco were analyzed, and the genotypes were grouped into high, middle and low K-efficiency using clustering analysis method.【Results】The K contents of the 93 germplasm resources were significantly different under the two K application rates, and the K contents under the normal K rate were significantly higher than those under the reduced K rate. The average K contents of the upper, middle and lower parts of leaves under the normal K rate were 1.13, 1.14 and 1.15 times of those under the reduced K rate in 2014, respectively, and were 1.10, 1.25 and 1.35 times in 2015. According to the K contents in leaves, the tested 93genotypes were classified into high, common and low K content genotypes. The leaf K contents in the upper, middle and lower parts of tobacco with high-K efficiency were all higher than those of the other two genotypes. The K contents in the upper, middle and lower part of leaves of the high K content genotypes were respectively 1.50-1.92, 1.54-2.52, 1.31-2.36 (under the normal K application rate) and 1.27-1.93, 1.66-2.24, 1.72-1.73 (under the low K application rate) times of those of the low K content genotypes.【Conclusions】The high K content genotype materials selected in the two-consecutive-year experiment including Gajihongda, Changyehongda, Dabai 1, Dabai 2, MFZS and 930032-7 could be applied to the tobacco production and provided as parent materials for potassium-enriched tobacco breeding operation.
tobacco; K content; genotypic variation; screening
2016-03-15 接受日期:2016-08-24
四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目 (14ZA0002);四川省煙草公司涼山州公司科技項(xiàng)目(2011)資助。
楊歡(1993—),女,四川岳池人,碩士研究生,主要從事煙草鉀素營養(yǎng)特性研究。E-mail:yanghsicau@163.com
* 通信作者 Tel:028-86291325, E-mail:gdchen@sicau.edu.cn