張嵐清,高華峰,張軍剛,李玲美,桑應(yīng)華,申苗苗,李春?jiǎn)?李祖紅,盧君龍,劉彥中,羅以貴*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院,云南昆明 650201;2.云南省煙草公司曲靖市公司,云南曲靖 655000)

烤煙的上部葉包括頂葉及上二棚葉2個(gè)部分,在烤煙的大田生產(chǎn)過(guò)程中,上部煙葉占烤煙總產(chǎn)量的30%～40%,在煙草大田生產(chǎn)過(guò)程中占有重要地位[1]。然而,云南為低緯度高原季風(fēng)氣候,烤煙生產(chǎn)具有“兩頭低溫影響,中間高溫不足”的特點(diǎn),低溫影響時(shí)常發(fā)生,是云南中高海拔地區(qū)烤煙生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一,嚴(yán)重影響烤煙產(chǎn)質(zhì)量[2]。滇東北煙區(qū)烤煙種植面積大,主要有曲靖和昭通兩大煙區(qū),該地區(qū)平均海拔2 000 m以上,成熟期時(shí)常受到秋季低溫影響,嚴(yán)重影響了鮮煙葉的素質(zhì),尤其是對(duì)上部煙葉的影響較大,烘烤過(guò)程中易出現(xiàn)大量掛灰現(xiàn)象[3]。因此,為預(yù)防低成熟期低溫冷害對(duì)烤煙上部葉的影響,探明烤煙在滇東北煙區(qū)的適宜移栽期具有重要意義。煙草是典型的喜溫作物,對(duì)溫度極敏感,烤煙在大田期生長(zhǎng)發(fā)育的最適宜溫度為25～28 ℃,成熟期不低于17 ℃,低于10～13 ℃時(shí)會(huì)抑制煙株正常生長(zhǎng),持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)會(huì)使煙葉品質(zhì)低劣,當(dāng)溫度降低至2～3 ℃時(shí),會(huì)導(dǎo)致煙葉嚴(yán)重脫水,生理指標(biāo)紊亂,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致植株死亡[4]。關(guān)于移栽期對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響已有較多研究報(bào)道。蔣代兵等[5]研究了云煙87采用膜下小苗移栽,且移栽時(shí)間較常規(guī)早10 d,避開(kāi)上部葉成熟時(shí)的不利氣候條件,減輕了上部葉病害發(fā)生,保障了煙葉品質(zhì),提高其可用性。白應(yīng)香等[6]研究顯示,與其他移栽時(shí)間相比,云煙87在4月27日移栽可有效促進(jìn)煙株的生長(zhǎng),增加干物質(zhì)積累量,提高煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀。李小勇等[7]研究表明,在同一播種條件下,適當(dāng)推遲移栽期,煙株的生育期明顯縮短,株高顯著增加,最大葉面積逐漸增加。目前,移栽期對(duì)上部葉的表觀特征、葉片組織結(jié)構(gòu)的影響鮮有報(bào)道。鑒于此,筆者于2020年研究了移栽期對(duì)上部煙葉農(nóng)藝性狀、生育期、表觀特征、葉片組織結(jié)構(gòu)、酶活性、經(jīng)濟(jì)性狀、鮮干比、外觀質(zhì)量的影響,為滇東北煙區(qū)適宜移栽期的選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2020年在云南省曲靖市宣威市熱水鎮(zhèn)(103°46′25″E,26°04′11″N)進(jìn)行,該地土壤類型為壤土,試驗(yàn)地土地平整,排灌方便。栽煙前取土樣1 kg分析土壤養(yǎng)分,試驗(yàn)地土壤基本養(yǎng)分含量如下:有機(jī)質(zhì)49.34 g/kg,全氮2.11 g/kg,全磷1.51 g/kg,全鉀3.97 g/kg,水解性氮163.17 mg/kg,有效磷24.79 mg/kg,速效鉀159.80 mg/kg,pH 7.55。其中,pH測(cè)定按水土比為2.5∶1。

1.2 試驗(yàn)材料試驗(yàn)品種為云煙97。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)移栽時(shí)間設(shè)置4個(gè)不同處理:YZ1處理為4月11—15日,YZ2處理為4月16—20日,YZ3處理為4月21—25日,YZ4處理為4月26—30日。各處理均設(shè)3次重復(fù),每小區(qū)種植煙株100株,4行區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列,打頂時(shí)抹去杈煙。適熟采烤當(dāng)天,分別在各處理的3次重復(fù)小區(qū)內(nèi),隨機(jī)取35株煙草的上部葉(倒數(shù)4片葉) 35片為研究對(duì)象。初烤煙葉取樣分別采集每個(gè)處理的上部初烤煙葉B2F等級(jí)2 kg檢測(cè)煙葉外觀質(zhì)量。

1.4 栽培措施管理試驗(yàn)田采用膜下小苗移栽技術(shù),行株距 120 cm×60 cm。各處理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥純氮97.5 kg/hm2,N∶P2O5∶K=1∶1∶3,基肥為煙草專用復(fù)合肥(N∶P2O5∶K=14∶10∶24)621.9 kg/hm2,商品有機(jī)肥(總養(yǎng)分≥5.0%,有機(jī)質(zhì)≥50%)1 500 kg/hm2,鈣鎂磷肥(P2O5≥16%)220.5 kg/hm2,追肥硝酸鉀(13.5-0-44.5)75 kg/hm2,硫酸鉀(K2O≥51%)200.25 kg/hm2。其他生產(chǎn)管理均按照當(dāng)?shù)夭僮鲌?zhí)行,烘烤工藝為曲靖市烘烤工藝。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.5.1煙株農(nóng)藝性狀。按照YC/T 142—2010進(jìn)行調(diào)查測(cè)定。各處理每小區(qū)于現(xiàn)蕾期、打頂后調(diào)查記錄1次煙株的株高、葉數(shù)、莖圍、節(jié)距、最大葉長(zhǎng)和葉寬等農(nóng)藝性狀。

1.5.2生育期調(diào)查記載。從移栽開(kāi)始分別記錄煙株各生育期的時(shí)間。

1.5.3原煙外觀質(zhì)量。調(diào)查記錄初烤煙葉的外觀質(zhì)量,包括成熟度、顏色、色度、油分、葉片結(jié)構(gòu)、身份等。

1.5.4經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定。烘烤結(jié)束后,對(duì)各小區(qū)產(chǎn)量及上中下等煙比例進(jìn)行稱量,根據(jù)交售價(jià)格進(jìn)行產(chǎn)值及均價(jià)計(jì)算。

1.5.5上部鮮煙葉表觀特征。表觀特征包括上部鮮煙葉片數(shù)、開(kāi)片度以及成熟度(尚熟、適熟、完熟)。

1.5.6葉片組織顯微結(jié)構(gòu)測(cè)定。觀察柵欄組織、海綿組織等,組織結(jié)構(gòu)觀察測(cè)定技術(shù)[8]。

1.5.7酶活性測(cè)定。各處理取樣5片鮮煙葉,測(cè)定酶活性,主要包括丙二醛(MDA)、硝酸還原酶(NR)、超氧化物歧化酶(SOD)和多酚氧化酶(PPO),采用蘇州格銳思生物科技有限公司試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

1.5.8上部葉鮮干重比值。上部葉鮮干比為上部葉鮮重(g)/上部葉干重(g)。

1.6 數(shù)據(jù)處理采用Excel和SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)現(xiàn)蕾期和打頂后煙株農(nóng)藝性狀的影響由表1可知,現(xiàn)蕾期株高以YZ1處理最高,為106.60 cm,且顯著高于YZ2處理,YZ1、YZ3、YZ4處理間差異不顯著;有效葉數(shù)以YZ1處理最多,為20.47片,顯著多于YZ2、YZ4處理,其次是YZ3;YZ2、YZ3、YZ4處理間莖圍無(wú)顯著差異,但都顯著高于YZ1處理,YZ1處理僅為6.08 cm;節(jié)距YZ1、YZ3、YZ4處理間無(wú)顯著差異,但都顯著高于YZ2處理,YZ2處理僅為4.75 cm;YZ2、YZ3、YZ4處理間的最大葉寬無(wú)顯著差異,但都顯著高于YZ1處理(僅為17.21 cm);最大葉長(zhǎng)各處理間無(wú)顯著性差異。打頂后,YZ2、YZ3處理的最大葉長(zhǎng)顯著高于YZ1處理,YZ1與YZ4處理間無(wú)顯著差異。其余性狀各處理間無(wú)顯著差異。綜合來(lái)看,現(xiàn)蕾期YZ1、YZ3、YZ4處理的農(nóng)藝性狀均優(yōu)于YZ2處理。打頂后各處理間農(nóng)藝性狀相差不大。

表1 不同處理對(duì)現(xiàn)蕾期和打頂后煙株農(nóng)藝性狀的影響Table 1 Effects of different treatments on agronomic characters of tobacco plants at budding stage and after topping

2.2 不同處理對(duì)烤煙生育期的影響從表2可以看出,YZ1處理進(jìn)入各個(gè)生育期的時(shí)間均較早;YZ2處理進(jìn)入團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期的時(shí)間較晚,進(jìn)入現(xiàn)蕾期、中心花開(kāi)放期、腳葉成熟期、頂葉成熟期的時(shí)間與YZ4處理相當(dāng);YZ3處理進(jìn)入各個(gè)生育期的時(shí)間雖晚于YZ1處理,但早于YZ2、YZ4處理。各處理大田生育期為113～123 d,其中YZ3處理最短,為113 d,YZ2處理最長(zhǎng),為123 d。

2.3 不同處理對(duì)上部葉原煙外觀質(zhì)量的影響由表3可知,在上部葉各處理中,成熟度表現(xiàn)基本一致;顏色均為橘黃;從油分來(lái)看,YZ3和YZ4處理的油分略高于YZ1和YZ2處理;從葉片結(jié)構(gòu)上看,YZ1和YZ4處理結(jié)構(gòu)稍密,YZ2和YZ3處理結(jié)構(gòu)為尚疏松,優(yōu)于YZ1和YZ4處理;從身份上來(lái)看,YZ4處理葉片較其他處理略厚。綜上所述,YZ3處理的外觀質(zhì)量表現(xiàn)更佳。

表2 不同處理對(duì)烤煙生育期的影響Table 2 Effects of different treatments on growth periods of flue-cured tobaccos

表3 不同處理對(duì)上部葉原煙外觀質(zhì)量的影響Table 3 Effects of different treatments on the appearance quality of upper tobacco leaves

2.4 不同處理對(duì)烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響由表4可知,各處理之間YZ3處理的煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值與其他3個(gè)處理間存在顯著差異。各處理間在均價(jià)、上等煙比例、中等煙比例、下等煙比例間均無(wú)顯著差異。各處理均價(jià)為21.43～22.72元/kg。YZ3處理的產(chǎn)量顯著高于YZ1、YZ2、YZ4,YZ4處理產(chǎn)量最低,YZ3處理產(chǎn)量比YZ4處理高521.42 kg/hm2。各處理產(chǎn)值為38 399.02～49 928.43元/hm2,YZ3處理產(chǎn)值最高,YZ4處理產(chǎn)值最低,YZ3處理產(chǎn)值比YZ4處理高11 529.41元/hm2。各處理上等煙比例依次為YZ3處理>YZ1處理>YZ4處理>YZ2處理。

表4 不同處理對(duì)烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 4 Effects of different treatments on economic characters of flue-cured tobacco leaves

2.5 不同處理對(duì)上部葉表觀特征的影響由表5可知,各處理成熟度均為適熟,各處理間上部葉片數(shù)無(wú)顯著差異。YZ3處理開(kāi)片度最大,為0.43,顯著高于YZ1處理,但與YZ2、YZ4處理間差異不顯著。

表5 不同處理對(duì)上部葉表觀特征的影響Table 5 Effects of different treatments on appearance characters of upper leaves

2.6 不同處理對(duì)葉片組織結(jié)構(gòu)的影響由圖1～5可知,海綿組織由厚到薄依次為YZ3處理>YZ4處理>YZ1處理>YZ2處理,YZ3處理顯著高于YZ2處理,YZ1、YZ2、YZ4處理間差異不顯著;柵欄組織由厚到薄依次為YZ3處理>YZ1處理>YZ4處理>YZ2處理,處理間差異不顯著;葉片厚度由厚到薄依次為YZ3處理>YZ4處理>YZ2處理>YZ1處理,YZ3處理顯著高于YZ1、YZ2、YZ4處理;柵欄和海綿組織比各處理間差異不顯著,其中YZ3處理比值最小。

2.7 不同處理對(duì)酶活性的影響由圖6～9可知,不同處理間多酚氧化酶(PPO)活性依次為YZ3處理>YZ4處理>YZ2處理>YZ1處理;不同處理間超氧化物歧化酶(SOD)活性依次為YZ3處理>YZ2處理>YZ4處理>YZ1處理;各處理丙二醛(MDA)含量為1.72～1.89 mmol/g ,其中YZ2和YZ3處理含量較低;各處理硝酸還原酶(NR)活性依次為YZ1處理>YZ3處理>YZ2處理>YZ4處理。

2.8 不同處理對(duì)上部鮮煙葉的鮮干比的影響由圖10可知,YZ4處理的上部葉鮮干比顯著高于YZ1、YZ2、YZ3處理,而且YZ4處理>YZ2處理>YZ1處理>YZ3處理,YZ3處理的上部葉鮮干比最小,說(shuō)明YZ3處理的上部葉含水量較少,煙葉干物質(zhì)積累最高。

注:A.YZ1處理;B.YZ2處理;C.YZ3處理;D.YZ4處理。Note: A.YZ1 treatment;B.YZ2 treatment;C.YZ3 treatment;D.YZ4 treatment.圖1 不同處理上部鮮煙葉葉片組織顯微結(jié)構(gòu)Fig.1 Microstructure of fresh tobacco leaf tissue in the upper part of each treatment

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖2 不同處理對(duì)煙葉柵欄組織厚度的影響Fig.2 Effects of different treatments on palisade tissue thickness of flue-cured tobacco leaves

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖3 不同處理對(duì)煙葉海綿組織厚度的影響Fig.3 Effects of different treatments on spongy tissue thickness of flue-cured tobacco leaves

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖4 不同處理對(duì)煙葉葉片厚度的影響 Fig.4 Effect of different treatments on leaf thickness of flue-cured tobacco leaves

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖5 不同處理對(duì)煙葉柵欄組織/海綿組織比的影響Fig.5 Effects of different treatments on the ratio of palisade tissue to sponge tissue of flue-cured tobacco leaves

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖6 不同處理對(duì)NR活性的影響 Fig.6 Effects of different treatments on NR activity

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖7 不同處理對(duì)PPO活性的影響Fig.7 Effects of different treatments on PPO activity

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖8 不同處理對(duì)SOD活性的影響 Fig.8 Effects of different treatments on SOD activity

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖9 不同處理對(duì)MDA含量的影響Fig.9 Effects of different treatments on MDA content

注:不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level.圖10 不同處理對(duì)上部葉鮮干比的影響Fig.10 Effects of different treatments on fresh/dry weight ratio of upper leaves

3 討論

鹿瑩等[9]研究發(fā)現(xiàn),不同的移栽時(shí)間會(huì)顯著影響烤煙生長(zhǎng)過(guò)程,與5月2日移栽相比,延遲移栽時(shí)間會(huì)縮短伸根期、旺長(zhǎng)期以及成熟期時(shí)間,最終縮短整個(gè)大田生育期。王德權(quán)等[10]研究表明,在同一移栽方式下,適宜推遲移栽期可縮短伸根期和旺長(zhǎng)期,從而減少烤煙生育期。從生育期看,適宜推遲移栽期,各處理間相應(yīng)生育期的時(shí)間差距在不斷減小,YZ1與YZ4處理移栽時(shí)間相差15 d,但最終大田生育期僅相差4 d,這表明當(dāng)移栽時(shí)間適當(dāng)推后,適宜的溫度有利于烤煙生長(zhǎng)發(fā)育,從而縮短了生育期。在農(nóng)藝性狀方面,YZ2處理烤煙現(xiàn)蕾期農(nóng)藝性狀最差,這可能是由于移栽后遇到春末干旱,不利于煙株生長(zhǎng)發(fā)育;YZ3和YZ4處理的烤煙現(xiàn)蕾期農(nóng)藝性狀與YZ1處理相差不大,這可能是因?yàn)橥七t移栽,煙苗根系健壯發(fā)達(dá),栽后還苗快。研究表明[11-15],煙葉的外觀品質(zhì)是其內(nèi)在質(zhì)量的外觀表現(xiàn),烤后煙葉的顏色 、油分、身份受煙葉內(nèi)含物及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的影響。該試驗(yàn)各處理初烤煙葉外觀質(zhì)量成熟度以YZ3處理移栽效果最好,說(shuō)明過(guò)早或過(guò)晚移栽均會(huì)影響煙葉的外觀質(zhì)量。

各處理中,YZ3處理的煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值與其他3個(gè)處理間存在顯著差異,各處理在均價(jià)、上等煙比例、中等煙比例、下等煙比例上沒(méi)有顯著差異,說(shuō)明過(guò)早過(guò)晚移栽對(duì)產(chǎn)量、產(chǎn)值影響較大,這與郭建等[16]的研究結(jié)果一致。

從表觀特征上看,各處理成熟度均為適熟,上部葉片數(shù)無(wú)顯著差異;YZ3處理開(kāi)片度最大,為0.43,且顯著高于YZ1處理,與YZ2、YZ4處理間差異不顯著,這可能是由于移栽期的不同,煙株在生長(zhǎng)過(guò)程中溫度、水分等生態(tài)條件有差異,導(dǎo)致煙葉組織細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)差異。

移栽期對(duì)烤煙葉片組織的影響,主要體現(xiàn)在對(duì)柵欄組織和海綿組織的影響。由于各移栽期的氣候不同,葉片柵欄組織和海綿組織發(fā)生變化[17]。柵欄組織與海綿組織的厚度最大值均出現(xiàn)在YZ3處理,最小值均出現(xiàn)在YZ2處理,葉片厚度最厚是YZ3處理,最薄是YZ1處理,YZ3處理柵欄組織和海綿組織厚度比最小,說(shuō)明YZ3處理較YZ1、YZ2、YZ4處理上部葉成熟度好。

王寒等[18]研究表明,烤煙提前移栽,質(zhì)體色素含量、硝酸還原酶(NR)活性和淀粉酶活性在煙葉成熟前期均保持升高趨勢(shì),其中硝酸還原酶活性較大值出現(xiàn)較晚,能有效延長(zhǎng)煙葉的功能期,但過(guò)早移栽葉綠素含量和硝酸還原酶活性會(huì)在煙葉成熟后期偏高,碳氮代謝不協(xié)調(diào),移栽時(shí)間延遲酶活性和質(zhì)體色素含量較低,有利于提高初烤煙葉產(chǎn)量。多酚氧化酶(PPO)是鮮煙葉組織中一種重要酶類,超氧化物歧化酶(SOD)能清除煙株代謝過(guò)程中和各種環(huán)境脅迫下產(chǎn)生的活性氧和自由基,保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。在該試驗(yàn)中,各處理多酚氧化酶(PPO)活性依次為YZ3處理>YZ4處理>YZ2處理>YZ1處理,各處理超氧化物歧化酶(SOD)活性依次為YZ3處理>YZ2處理>YZ4處理>YZ1處理,各處理丙二醛(MDA)含量依次為YZ1處理>YZ4處理>YZ2處理=YZ3處理,各處理硝酸還原酶(NR)活性依次為YZ1處理>YZ3處理>YZ2處理>YZ4處理。YZ3處理上部葉的PPO、SOD活性較高,硝酸還原酶活性較最早移栽的YZ1處理低,丙二醛含量最低,說(shuō)明適當(dāng)推遲移栽期,煙株上部葉成熟后期的超氧化物歧化酶和多酚氧化酶活性較高,硝酸還原酶活性較低,丙二醛含量較低,碳氮代謝較協(xié)調(diào)且抗逆性較強(qiáng)。

過(guò)早或過(guò)晚移栽都會(huì)影響煙株的生長(zhǎng)發(fā)育,導(dǎo)致干物質(zhì)積累少,從而影響煙葉的產(chǎn)質(zhì)量。該研究結(jié)果表明,YZ3處理的上部葉鮮干比最小,上部煙葉干物質(zhì)積累最優(yōu),而其余3個(gè)移栽處理的鮮干比較大。

4 結(jié)論

在云南宣威煙區(qū),YZ3(4月21—25日移栽)處理大田生育期最短,為113 d,說(shuō)明YZ3處理有利于煙株的生長(zhǎng)發(fā)育;YZ3處理上部葉SOD、PPO酶活性提高,NR酶活性和MDA含量降低,說(shuō)明YZ3處理碳氮代謝較協(xié)調(diào)、抗逆性較強(qiáng),能有效提升烤后煙葉的質(zhì)量;YZ3處理的煙株上部葉開(kāi)片度高于其他處理,上部初烤煙葉的外觀質(zhì)量?jī)?yōu)于其他3個(gè)處理,鮮干比最小,說(shuō)明YZ3處理能提高煙葉干物質(zhì)的積累;YZ3處理產(chǎn)量及產(chǎn)值較高,比YZ4處理分別高521.42 kg/hm2和11 529.42元/hm2,且YZ3處理的上等煙率達(dá)50.71%,說(shuō)明YZ3處理能有效提高煙葉的產(chǎn)質(zhì)量。綜上所述,YZ3(4月21—25日移栽)處理更有利于改善云南宣威煙區(qū)烤煙上部葉組織結(jié)構(gòu),提高上部煙葉的抗逆性、產(chǎn)量及外觀質(zhì)量。