烤烟生物量发生潜能对干旱胁迫的响应机制

陆星星，龚兰芳，李明福，林莉

(玉溪农业职业技术学院，云南 玉溪 653106)

烤烟生物量发生潜能对干旱胁迫的响应机制

陆星星，龚兰芳，李明福，林莉

(玉溪农业职业技术学院，云南 玉溪 653106)

应用生物量潜能概念代表烤烟栽培初期烟株生物量发生能力，通过盆栽试验，研究烤烟生物量发生潜能对干旱胁迫的响应机制。结果表明，干旱胁迫条件下，烟株生物量的发生随着干旱胁迫程度的加深而明显受到抑制，一定的干旱胁迫有利于根比重的形成，但胁迫程度加深，根比重将受到严重影响。复水后，烟株地下部生物量发生潜能明显提高，一定程度上弥补了干旱胁迫对生物量抑制的影响，当干旱胁迫严重时，烟株生物量潜能是很难恢复到最佳状态的。

烤烟；控水；复水；生物量；根比重

长期以来，干旱胁迫一直是烤烟研究的热点话题，我国在干旱胁迫对烤烟的影响方面做了大量的基础理论研究。梁太波、王鹏翔等研究发现，干旱胁迫严重影响烤烟植株生长发育，导致植株生物量降低[1-2]。汪耀富、孙国荣等均研究表明，伸根期轻度干旱，可促进烟株根系发育，干物质在根中的分配比例显著增加，可控水蹲苗[3-5]。彭国华[6]在研究土壤水分状况和打顶时期对烤烟产质量的影响时认为，干旱对烟株叶片生长的影响大于根和茎，作为烟株对干旱胁迫的一种适应性反应，烤烟干物质在根和茎中的分配比例增加，在叶片中的分配比例减少。刘吉利[7]等研究认为，作物在遭受干旱胁迫后生长发育受到抑制，但复水能够产生一定的补偿效应。黄婷[8]等研究发现，复水处理虽然有助于缓解干旱胁迫对烟株造成的伤害，同时恢复烤烟的正常生长发育；但是，随着干旱程度的加剧，烟株的生长恢复效果变差，所需复水处理的时间变长。纵观国内外的研究报道，我国烟草干旱胁迫研究多集中在耕作和栽培措施、施肥方法以及生化调控等[9-10]方面。

烟株生物量是烤烟收获物形成的物质基础，烤烟经济产量的大小和品质的优劣，均依赖于生物量的大小和质量。生物量潜能强，反映在相同栽培背景下，移栽初期烟株生物量发生能力强；反之，说明生物量发生能力弱。我国西南烟区如贵州、四川、云南等地秋冬春三季严重干旱，特别是烤烟移栽季节正值冬春干旱最为严重的时期，抗旱移栽成为烤烟生产面临的一个首要问题，抗旱保苗也是烤烟栽培的重要技术关键。因此，烤烟移栽初期的干旱胁迫是烤烟栽培中一个经常面临的环境因子。采用烟株生物量潜能这一指标反映烟株生长初期生长能力和烟苗质量，从生态产能的角度来研究烤烟生物量发生潜能对干旱胁迫的响应机制，不仅对抗旱保苗技术的研究和集成具有重要意义，也为烤烟初期生长发育调控提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验于2014年在玉溪农业职业技术学院防雨大棚内进行。供试土壤为山地红壤土，有机质含量0.60%；碱解氮31.4mg/kg；有效磷0.1mg/kg；速效钾93.4mg/kg；pH7.60。供试品种为K326。供试盆为聚乙烯塑料盆钵，盆钵规格为35cm×35cm(盆口内径28cm，盆底内径16cm)。

1.2 试验设计

烟苗采取漂浮育苗的方式取得，2月8日播种，3月25日移栽，育苗期间的管理措施完全一致。采用盆栽试验，选取长势良好、形态一致的猫耳期烟苗(五叶一心)移栽到盆钵中，每盆装土10kg，加入烤烟专用复合肥(12-6-24)42g/盆，钙镁磷肥(18%)26g/盆，硫酸钾(50%)7g/盆。每个盆钵栽种1株烟苗，设5个处理，每个处理重复15次，总移栽量为75株。在还苗期保持土壤相对含水量75%～85%。还苗期后(移栽第10天)进行控水处理，设置5个不同处理，即：

A(对照)：每隔1天供水400mL/株；

B：每隔2天供水400mL/株；

C：每隔3天供水400mL/株；

D：每隔4天供水400mL/株；

E：每隔5天供水400mL/株。

1.3 测定项目及方法

用烟株受干旱胁迫30天后，恢复统一供水20天内的生物增长实测量来表示烤烟受干旱胁迫后的生物量潜能。

生物量潜能测定：控水30天后，各处理分别取5株烟苗进行烟株基础生物量观测；剩余烟苗恢复正常供水(统一为每隔1天浇水600mL/株)，20天后结束试验，并对余下的烟株生物量增加值进行观测。

根比重=根干重/总干重×100%

绝对增量=复水20天后生物总干重实测量-控水30天的基础量绝对值

相对增量=新增生物量绝对值/基础生物量×100%

1.4 数据分析

试验数据采用SPSS17.0和Excel软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 控水条件下烟株地上、地下部生物量变化比较

随着干旱胁迫程度的加深，地上和地下部分生物量均呈下降态势，但地上部生物量受抑制作用比地下部生物量明显，而根比重则呈现先升后降的变化趋势。由图1所示分析可得，各处理控水30天后，地上部分茎叶的生长速度随控水处理的程度加深而迅速变慢，茎叶干重从A处理的18.49g降至E处理的1.84g，其下降曲线与相应的指数趋势线高度拟合，存在明显的先快后慢趋势；地下部分根系的生长速度随控水处理的程度加深而有所减缓，但根干重的下降速率明显慢于前者，从A处理的3.30g降至E处理的0.23g，其曲线与相应的线性趋势线高度拟合，呈平稳的下降趋势。从根比重这一指标分析来看，控水30天后，以每隔3天供水1次的C处理根比重是最大的，达到22.68%；每隔2天供水1次的B处理次之，为18.00%；每隔5天供水1次的E处理根比重最低，仅为10.74%。

图1 控水条件下烟株地上、地下部生物量拟合趋势

从表1的数据分析进一步显示，在间隔1天至间隔5天的不同干旱胁迫环境中，烟株地上部分生物量的发生随着胁迫程度加深受抑制的平均速率为37.0%，明显低于地下部分41.3%的平均速率。

表1 控水条件下烟株地上、地下部生物量变化比较

2.2 复水后烟株地下部生物量潜能相对增量变化

烟株经历干旱胁迫后，恢复统一供水20天后，根生物量潜能相对增长率明显快于总生物量潜能的增长速率。从图2可以看出，根干重的相对增量大于总干重相对增量，并且随干旱胁迫程度加深，两者之间的相对增量值和差异度均逐步加大，当干旱胁迫深度达到E处理时，根干重相对增量达到3191.3%，总干重相对增量为1185.5%，根干重的相对增量达基础量的3.19倍，是总生物相对增量的2.69倍。如果将各处理看做一个胁迫程度等差系列，以各处理复水20天后的相对增量做相应趋势线，则随着干旱胁迫程度的加深，烟株新增生物量相对于基础生物量比重曲线与其相对应的指数趋势线拟合度很高，烟株恢复供水后的相对生物量潜能呈现较为典型的指数增长模型。

图2 复水后烟株干重相对增量指数趋势

2.3 复水后烟株地下部生物量潜能绝对增量变化

不同处理干旱胁迫30天后，复水20天的烟株总干重新增量存在明显差异，且生物增量的绝对值随干旱胁迫程度的加深呈现先升后降的变化趋势。从图3分析来看，经历干旱胁迫程度最低的A处理，烟株总干重新增量最低，仅为19.74g；B处理的烟株总干重新增量最高，达到34.23g。在供水间隔时间长于2天后，烟株生物量增加值随胁迫深度的变化表现为下降趋势。烟株根干重也表现出相近的变化态势：经历干旱胁迫程度最低的A处理根干重新增量最低，仅为4.39g；C处理的根干重新增量最高，达到7.50g。在供水的间隔时间长于3天后，生物量增加值随胁迫深度的变化表现为一种波动状态。

图3 复水后烟株地下部生物量潜能比较

2.4 复水后烟株生物量变化分析

用供试烟株在经历30天的控水处理并恢复正常供水20天后的生物总干重、根干重和根比重实测值来观察和分析随干旱胁迫程度加深的变化趋势。总体来看(见图4)，生物总干重和根干重2个指标变化趋势大体一致，均表现为先升后降，最大值均出现在间隔2天供1次水的B处理，最小值出现在间隔5天浇1次水的E处理。

图4 干胁迫后复水条件下烟株生物量变化比较

进一步分析地上部分(茎叶)干重和地下部分(根)干重的变异程度，从表2可以看出，在上升阶段，地下部分的上升速度为19.77%，是地上部分上升速度的近2倍；下降阶段则相反，地上部分的下降速度是地下部分的2.57倍。

表2 不同干旱胁迫复水后地上、地下部生物量变化趋势比较

同时，从图4可以看出，与生物总干重和根干重两个指标变化趋势不同，在试验的全过程中(包含控水和恢复供水两个过程)，根比重的变化趋势表现为随干旱胁迫程度的加深而稳定上升，胁迫程度最低的A处理，根比重最低，仅为18.52%；胁迫程度最高的E处理，根比重最高，达到28.45%。

3 结论与讨论

3.1 干旱胁迫条件下，烟株生物量的发生随着干旱胁迫程度的加深而明显受到抑制，地上部和地下部生物量均呈现下降趋势，茎、叶生长受抑制程度高于根系的生长。根比重以C处理最大，说明一定的干旱胁迫有利于根比重的形成，但胁迫程度过度，根比重将受到严重影响。

3.2 烟株复水后，根生物量潜能相对增长率明显快于总生物量潜能的增长速率，控水时间间隔5天的E处理，根干重的相对增量达基础量的3.19倍，说明干旱有利于提高烟株根系在整个生物量中的比重。

3.3 烤烟受干旱胁迫后获得的再生潜能，虽然在胁迫过程完成后生物量潜能得到明显提高，一定程度上弥补了干旱胁迫对生物量抑制的影响，但是过度胁迫不仅会严重阻碍胁迫期间生物量的形成，而且对解除胁迫后生物量潜能的获得也有影响，当干旱胁迫严重时，烟株生物量潜能是很难恢复到最佳状态的。

3.4 本研究仅对K326进行了盆栽试验，盆栽结果与大田生产实际的一致性需要进一步验证；同时，对其它品种的动态影响以及烟叶生理生化、内在品质等方面尚需进行其它专题的深入研究。

[1]梁太波，王建伟，尹启生，等. 水分胁迫对烤烟氨同化和生物量的影响[J]. 中国烟草学报，2012，18(3)：50-54.

[2]王鹏翔. 干旱胁迫对烤烟形态结构、主要生理指标及化学成分的影响[D]. 贵阳：贵州大学，2008.

[3]汪耀富，孙德梅，徐传快，等. 干旱胁迫对烤烟养分吸收分配及产量品质的影响[J]. 干旱地区农业研究，2006，24(1)：65-69.

[4]汪耀富，孙德梅，徐传快，等. 干旱胁迫下烤烟养分含量与干物质积累关系的研究[J]. 中国烟草学报，2004，10(3)：29-33.

[5]孙国荣，赵光伟. 烤烟伸根期的光合特性及其对土壤水分的研究[J]. 植物研究, 2002，22(1)：46-50.

[6]彭国华. 土壤水分状况和打顶时期对烤烟产质量的影响[D]. 长沙：湖南农业大学，2009.

[7]刘吉利，赵长星，吴娜，等. 苗期干旱及复水对花生光合特性及水分利用效率的影响[J]. 中国农业科学，2011，44(3)：469-476.

[8]黄婷，周冀衡，张卓，等. 干旱胁迫后复水对烤烟的农艺性状及内源保护酶活性的影响[J]. 湖南农业科学：上半月，2014(1)：24-27.

[9]王军，王益奎，李鸿莉，等. 水分胁迫对烟草生长发育的影响研究进展[J]. 广西农业科学，2004，35(6),440-442.

[10]王益奎，李鸿莉，王军，等. 烟草水分胁迫研究进展[J]. 中国烟草科学，2005(4):33-36.

Flue-cured Tobacco Biomass Potential Response to Drought Stress

Lu Xingxing，Gong Lanfang，Li Mingfu，Lin Li

(Yuxi Agriculture Vocation-Technical College，Yuxi ,Yunnan 653106)

Application of biomass potential concept on behalf of the tobacco plant biomass generating capacity at the beginning of flue-cured tobacco cultivation，through pot experiment research flue-cured tobacco biomass potential response to drought stress. The results showed that the occurrence of tobacco plant biomass significantly suppressed with the degree of drought stress under the condition of drought stress，drought stress is beneficial to the formation of root proportion，but drought stress level increases，the root proportion will be severely affected. After re-watering，tobacco plant below ground biomass potential increased significantly，to some extent compensate for the effects of drought stress on biomass suppression，when drought stress severe，tobacco plant biomass potential is difficult to return to the best.

Tobacco；Water controlling；Re-watering；Biomass；Root Proportion

2015-09-08

陆星星(1976-)，女，硕士，副教授，主要从事烟草栽培与生理教学及研究工作，E-mail:67632687@qq.com。

S572

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.06.006