不同烤烟品种对干旱胁迫的响应

， ， ， ， ， ， 俎新， ，

(河南省农业科学院烟草研究所/河南省烟草公司烟草研究所， 河南 许昌 461000)

不同烤烟品种对干旱胁迫的响应

孙计平，李雪君，丁燕芳，孙焕，吴照辉，平文丽，俎焕新，侯咏，李旭辉

(河南省农业科学院烟草研究所/河南省烟草公司烟草研究所， 河南 许昌 461000)

为了研究烤烟新品种豫烟13号的抗旱性，以主栽品种中烟100为对照品种，采用盆栽试验研究了干旱胁迫对农艺性状、地上部鲜重、干重、根系指标、酶活性和产量的影响。结果表明，干旱条件下，中烟100和豫烟13号株高和茎围明显降低；干旱对根、茎、叶干重影响较大，直接影响单株产量，干旱条件下2个品种产量显著低于正常供水处理，与中烟100相比，豫烟13号产量受干旱影响程度较小；与中烟100相比较，干旱条件下豫烟13号酶活性增加幅度大。综合各指标来看，豫烟13号抗旱能力优于中烟100。

烤烟； 抗旱； 农艺性状； 干物质积累； 产量

烟草是重要的经济作物之一，尤其是烤烟，我国种植面积和产量均居世界第一[1]。干旱已经成为影响我国烟叶产量和品质的主要因素之一[2]。烟区主要集中在灌溉条件较差的丘陵山地，水资源短缺和不平衡是制约现代烟草农业发展的一个重要因素，而烟草对水分的要求很高，要获得优质烟叶，必须在烟叶生长过程中保持适宜的水分供应，烟叶生长前期要求有充足的水分满足营养生长，保证足够的物质积累[3]，而我国大部分烟区往往前期干旱，不能满足烟叶生长需要。在不能进行及时灌溉的条件下，选育自身抗旱能力强的品种就显得尤为重要[4]。不同烤烟品种耐旱能力不同，受干旱的影响程度也不同。鉴于此，本试验模拟前期干旱自然条件，对河南自育烤烟新品系豫烟13号抗旱性进行研究。烟草是叶用植物，叶片数、叶片大小和单叶重直接影响烟叶产量，干旱胁迫直接影响到作物生长和根系发育，干旱条件下保护酶活性明显增加，因此笔者选用主要农艺性状、干物质积累、根系指标、保护酶活性等指标来衡量烤烟的抗旱性，以期为正确评价烤烟品种的抗旱性及其合理利用等提供参考。

表1 各处理旺长期主要农艺性状比较(cm)

处理株高茎围节距叶数最大叶长最大叶宽豫烟13号A139．0028．005．0927．3364．3328．33豫烟13号B137．0027．005．2726．0063．3328．67豫烟13号C127．3326．334．9126．0061．3327．00中烟100A130．3326．335．0725．6761．6729．33中烟100B119．0025．674．5826．0058．6729．33中烟100C117．0022．674．6225．3359．0028．67豫烟13号B/A0．990．961．040．950．981．01豫烟13号C/A0．920．940．960．950．950．95中烟100B/A0．910．970．901．010．951．00中烟100C/A0．900．860．910．990．960．98

表2 各处理现蕾期主要农艺性状比较(cm)

处理株高茎围节距叶数最大叶长最大叶宽豫烟13号A161．0030．005．9027．3367．0031．33豫烟13号B160．0029．675．7328．0068．6728．67豫烟13号C141．0028．204．9428．6763．0027．33中烟100A160．0026．675．5928．6763．3330．00中烟100B153．3326．335．2329．3360．0030．00中烟100C151．6727．335．3528．3359．3328．67豫烟13号B/A0．990．990．971．021．020．91豫烟13号C/A0．880．940．841．050．940．87中烟100B/A0．960．990．941．020．951．00中烟100C/A0．951．030．960．990．940．96

1 材料与方法

1.1 材 料

供试材料为烤烟新品系豫烟13号，对照品种中烟100。

1.2 试验设计

盆栽试验在河南省农业科学院烟草研究所进行；选用直径42 cm，高30 cm的塑料盆，土壤为褐土(有机质为15.1 g/kg、全氮为0.92 g/kg、有效氮为67.2 mg/kg、速效磷为8.09 mg/kg、速效钾为110.85 mg/kg)。装盆前过筛，每盆装土25 kg，与肥料混合后装盆，要求盆内套120目筛网。3月5日播种，5月初选取健壮的7片真叶烟苗移栽至盆中。采用完全随机区组试验，设计为A正常供水、B中度干旱和C重度干旱3个处理(团棵期到旺长期控制浇水20 d)。用防雨棚遮挡自然降水。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 农艺性状指标测定

旺长期、现蕾期、成熟期分别取样：根据烟草行业标准YC/142-2010农艺性状调查方法测量株高、叶长宽、茎围、计算节距大小。

1.3.2 根冠比测定

烤烟农艺指标测定完成后，洗净根，测定根、茎、叶鲜重和根系体积，烘干后测定根、茎、叶干重。

计算公式：根冠比：根系鲜重/(茎鲜重+叶鲜重)；根系干重/(茎干重+叶干重)。

1.3.3 保护酶活性测定

干旱处理结束后，以烟株自上而下第 7 片完全展开叶为供试材料进行生理指标测定。SOD、POD、CAT测定参照李合生的《植物生理生化实验原理和技术》[5]。

1.3.4 产量和化学成分测定

各处理采收成熟叶片，用电烤箱烘烤，计算单株烟叶产量。

1.4 统计分析

应用Excel和DPS 14.1[6]进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状分析

各处理旺长期主要农艺性状比较见表1。干旱条件下，豫烟13号和中烟100株高、茎围、最大叶长均明显低于正常供水，豫烟13号中度干旱胁迫下节距和最大叶宽高于正常供水；中烟100中度干旱胁迫下叶数多于正常供水。

2个品种比较来看，旺长期豫烟13号各处理株高、茎围、节距、叶数、最大叶长均大于中烟100，最大叶宽小于中烟100。中度干旱胁迫下，豫烟13号株高、节距、最大叶长宽受影响程度小于中烟100，中烟100茎围、叶数受影响程度小于豫烟13号。重度干旱胁迫下，豫烟13号株高、茎围、节距受影响程度小于中烟100，中烟100叶数、最大叶长宽受影响程度小于豫烟13号。

各处理现蕾期主要农艺性状比较见表2，干旱条件下，豫烟13号和中烟100株高和节距明显低于正常供水处理，豫烟13号干旱胁迫下叶数和中度干旱胁迫下最大叶长均高于正常供水处理；中烟100干旱胁迫下茎围、叶数和叶宽受影响程度较小。

2个品种比较来看，现蕾期正常供水条件下，豫烟13号各处理株高、茎围、节距、最大叶长宽均高于中烟100，叶数少于中烟100。中度干旱胁迫下，豫烟13号和中烟100各农艺指标受影响程度较小；重度干旱胁迫下，豫烟13号各农艺指标受影响程度为节距gt;最大叶宽gt;株高gt;茎围和最大叶长gt;叶数，中烟100最大叶长受影响程度最大，其次为节距和株高，茎围、叶数和最大叶宽受影响程度较小。

表3 各处理旺长期干物质积累情况比较

处理根鲜重(g)茎鲜重(g)叶鲜重(g)根干重(g)茎干重(g)叶干重(g)根系体积(mL)豫烟13号A166．21583．33816．6727．6346．0377．29145．00豫烟13号B139．56533．33800．0025．3443．1378．23112．67豫烟13号C126．58516．67733．3322．0942．2963．30105．00中烟100A141．98516．67883．3328．0151．3685．28128．33中烟100B123．68500．00816．6725．9543．6077．03130．00中烟100C92．94400．00633．3318．1634．9659．1881．67豫烟13号B/A0．840．910．980．920．941．010．78豫烟13号C/A0．760．890．900．800．920．820．72中烟100B/A0．870．970．920．930．850．901．01中烟100C/A0．650．770．720．650．680．690．64

表4 各处理现蕾期干物质积累情况比较

处理根鲜重(g)茎鲜重(g)叶鲜重(g)根干重(g)茎干重(g)叶干重(g)根系体积(mL)豫烟13号A201．66793．671039．6755．9185．42135．71196．67豫烟13号B172．32728．67988．0040．5882．54125．72166．67豫烟13号C145．56581．00789．3336．7272．56106．46155．00中烟100A166．65652．00921．6746．07101．29123．04180．00中烟100B141．92627．67911．6742．2185．71101．53176．67中烟100C133．32614．33865．6741．3979．2690．05155．00豫烟13号B/A0．850．920．950．730．970．930．85豫烟13号C/A0．720．730．760．660．850．780．79中烟100B/A0．850．960．990．920．850．830．98中烟100C/A0．800．940．940．900．780．730．86

表5 各处理成熟期干物质积累情况比较

处理根鲜重(g)茎鲜重(g)根干重(g)茎干重(g)叶干重(g)根系体积(mL)豫烟13号A311．83929．0878．19139．36137．33313．33豫烟13号B276．57899．0073．62130．15128．00290．00豫烟13号C271．66833．5066．25123．16120．33273．75中烟100A261．04794．0075．48134．63127．67299．75中烟100B232．82742．3364．17125．40104．00270．00中烟100C235．53703．2564．95112．6592．67234．58豫烟13号B/A0．890．970．940．930．930．93豫烟13号C/A0．870．900．850．880．880．87中烟100B/A0．890．930．850．930．810．90中烟100C/A0．900．890．860．840．730．78

2.2 各处理干物质积累情况比较

2.2.1 各处理旺长期干物质积累情况比较

各处理旺长期干物质积累比较见表3，豫烟13号各处理根鲜重、茎鲜重、根系体积均明显高于中烟100，说明豫烟13号根系发达；中烟100正常供水条件下叶鲜重、根干重和叶干重明显高于豫烟13号。

与正常供水相比较，中度干旱条件下，豫烟13号叶鲜重、叶干重受影响程度较小，根系体积和根鲜重受影响程度较大； 重度干旱胁迫下，豫烟13号受影响程度顺序为：根系体积gt;根鲜重gt;根干重gt;叶干重gt;叶鲜重gt;茎鲜重gt;茎干重，说明干旱胁迫下对豫烟13号的影响程度为根gt;叶gt;茎。

与正常供水相比较，中度干旱条件下，中烟100根系体积受影响程度较小，根鲜重和茎干重受影响程度较大；重度干旱胁迫下，中烟100受影响程度顺序为：根系体积gt;根鲜重、根干重gt;茎干重gt;叶干重gt;叶鲜重gt;茎鲜重，说干旱胁迫下对中烟100的根系影响程度最大。

与中烟100相比较，豫烟13号干旱胁迫下叶鲜重和叶干重受影响程度较小，中度干旱胁迫下叶鲜重、茎干重和叶干重等指标受影响程度较小，重度干旱胁迫下除根冠比外，豫烟13号各指标受影响程度均小于中烟100。

2.2.2 各处理现蕾期干物质积累情况比较

各处理现蕾期干物质积累比较见表4，豫烟13号各处理根鲜重、根干重、茎鲜重、叶鲜重、叶干重、根系体积均明显高于中烟100，中烟100正常供水条件下茎干重高于豫烟13号。

与正常供水相比较，中度干旱条件下，豫烟13号茎鲜重、茎干重、叶鲜重、叶干重受影响程度较小，根鲜重、根干重和根系体积受影响程度较大；重度干旱胁迫下，豫烟13号受影响程度顺序为：根干重gt;根鲜重gt;茎鲜重gt;叶鲜重gt;叶干重gt;根系体积gt;茎干重，说明严重干旱胁迫下对豫烟13号的根系生长影响最大。

与正常供水相比较，中度干旱条件下，中烟100茎鲜重、叶鲜重和根系体积受影响程度较小，叶干重、根鲜重和茎干重受影响程度较大；重度干旱胁迫下，中烟100受影响程度顺序为：叶干重gt;茎干重gt;根鲜重gt;根系体积gt;根干重gt;叶鲜重、茎鲜重，说干旱胁迫对中烟100的茎叶干重影响程度较大。

表6 干旱胁迫对烤烟保护酶活性的影响

处理 SOD[U/(g·min)]POD[U/(g·min)]CAT[U/(g·min)]均值5%均值5%均值5%中烟100A708．25b7．45b252．5b中烟100B841．33ab8．38ab341．42a中烟100C1074．02a8．42a54．8c中烟100B/A1．191．121．35中烟100C/A1．521．130．22豫烟13号A588．95b5．95b211．9b豫烟13号B869．84ab7．19ab242．5ab豫烟13号C1229．36a8．09a299．1a豫烟13号B/A1．481．211．14豫烟13号C/A2．091．361．41

与中烟100相比较，豫烟13号干旱胁迫下茎干重和叶干重等指标受影响程度较小。

2.2.3 各处理成熟期干物质积累情况比较

各处理成熟期干物质积累情况比较见表5，豫烟13号各处理根鲜重、根干重、茎鲜重、茎干重、叶干重、根系体积均明显高于中烟100。

与正常供水相比较，中度干旱条件下，豫烟13号茎鲜重、根干重、茎干重、叶干重和根系体积受影响程度较小，根鲜重受影响程度较大； 重度干旱胁迫下，豫烟13号受影响程度顺序为：根干重gt;根鲜重、根系体积gt;茎干重、叶干重gt;茎鲜重。

与正常供水相比较，中度干旱条件下，中烟100茎鲜重和茎干重受影响程度较小，叶干重、根鲜重和根干重受影响程度较大；重度干旱胁迫下，中烟100受影响程度顺序为：叶干重gt;根系体积gt;茎干重gt;根干重gt;茎鲜重gt;根鲜重。

与中烟100相比较，豫烟13号干旱胁迫下根系体积、茎鲜重、茎干重和叶干重等指标受影响程度较小。

2.2.4 各处理不同时期根冠比变化

从图1可以看出，旺长期到成熟期，豫烟13号正常供水和中度干旱胁迫根冠比呈增加趋势，重度干旱胁迫根冠比则呈先降低后增加趋势；中烟100三个处理根冠比均呈增加趋势。

从图2可看出，豫烟13号旺长期和现蕾期根冠比均以正常供水最高，成熟期则以中度干旱胁迫最高；中烟100旺长期根冠比为中度干旱胁迫gt;正常供水gt;重度干旱胁迫，现蕾期根冠比为重度干旱胁迫gt;中度干旱胁迫gt;正常供水，成熟期根冠比为重度干旱胁迫gt;正常供水gt;中度干旱胁迫。

2.3 各处理酶活性比较

各处理保护酶活性比较见表6，中烟100和豫烟13号3个处理的SOD、POD酶活性变化一致，中度干旱胁迫与正常供水差异不显著，重度干旱胁迫与正常供水差异显著；2个品种在重度干旱胁迫下，保护酶活性均急剧升高，显著高于正常供水处理。2个品种CAT活性表现不一致，中烟100的3个处理间差异显著，CAT活性以中度干旱胁最高，重度胁迫下最低，可能是由于重度干旱胁迫严重影响植株生长，CAT活性急剧下降；豫烟13号CAT活性处理间差异与保护酶活性一致，中度胁迫与正常供水差异不显著，重度胁迫与正常供水差异显著，随着胁迫程度加剧，CAT活性也逐渐升高。

图1 豫烟13号各时期根冠比变化

图2 中烟100各时期根冠比变化

与正常供水比较，干旱胁迫下豫烟13号保护酶活性增加幅度大于中烟100 ，说明豫烟13号抗旱能力强。

2.4 各处理产量比较

从图3可看出，豫烟13号的单株产量以正常供水为最高，中度干旱胁迫最低，中度干旱胁迫和重度干旱胁迫单株产量差异不显著；中烟100单株产量表现为正常供水gt;中度干旱胁迫gt;重度干旱胁迫，处理间差异显著。2个品种比较来看，豫烟13号各处理单株产量均高于中烟100，正常供水条件下(处理A)2个品种差异不显著，干旱胁迫条件下,豫烟13号单株产量显著高于中烟100。

图3 各处理单株产量

3 结论与讨论

烟草抗旱性是一个受多基因调控的复杂性状，不同烟草品种抗旱机制也不同[7]，干旱胁迫直接影响植株生长和根系发育，利用多指标综合分析能够更准确地评价烤烟品种的抗旱性[8]。烟草是叶用植物，叶片数多少，叶片大小和单叶质量直接影响最后单株产量。本试验采用盆栽试验研究了不同水分胁迫下2个烤烟品种的主要农艺性状、干物质积累、酶活性和产量等的变化情况，试验结果表明，干旱对豫烟13号和中烟100各指标均有不同程度的影响。

3.1 农艺性状

旺长期，与正常供水相比，中度干旱条件下，豫烟13号各农艺指标受影响程度均小于5%，中烟100株高和节距受影响程度大于5%，其它农艺指标均小于5%；重度干旱条件下，豫烟13号株高和茎围受影响程度大于5%，中烟100株高、茎围和节距受影响程度大于5%，旺长期豫烟13号农艺指标受影响程度小于中烟100。现蕾期，中度干旱条件下，豫烟13号叶宽和中烟100节距明显低于正常供水；重度干旱条件下，豫烟13号除叶数外，其它农艺指标受影响程度均较大，中烟100则只有叶长受影响程度较大。综合来看，现蕾期中烟100农艺指标受影响程度略小于豫烟13号。干旱对烤烟各生育阶段株高都有明显抑制作用，这与前人研究结论一致[9]；干旱对旺长期中烟100的茎围也有明显抑制作用。

3.2 干物质积累

旺长期，与正常供水相比，中度干旱条件下，豫烟13号叶片鲜重和干重受影响程度较小，中烟100茎鲜重和根系体积受影响程较小；重度干旱条件下，豫烟13号和中烟100各指标受影响程度均大于5%，2个品种比较来看，旺长期豫烟13号干物质积累受影响程度小于中烟100。现蕾期，中度干旱条件下，豫烟13号叶片鲜重和茎干重受影响程度较小，中烟100茎鲜重、叶鲜重和根系体积受影响程度较小；重度干旱条件下，豫烟13号和中烟100各指标受影响程度均大于5%，现蕾期豫烟13号受影响程度小于中烟100。成熟期，中度干旱条件下，豫烟13号叶片鲜重和茎鲜重受影响程度较小，中烟100叶鲜重受影响程度较小；重度干旱条件下，豫烟13号和中烟100各指标受影响程度均大于5%。烟草是叶用植物，成熟期叶片干重直接影响烟叶产量，成熟期豫烟13号受影响程度小于中烟100，说明干旱对豫烟13号的影响小于中烟100。

根冠比是协调作物地上部分与地下部分生长的重要指标，2个品种从旺长期到成熟期根冠比呈增加趋势，尤其是成熟期根冠比明显高于其它2个时期。

3.3 酶活性

王建华等研究表明，干旱胁迫下烟草体内 SOD 活性上升，且抗旱性越强，SOD 活性上升幅度越大[10]。覃鹏等研究表明，烟草体内的 SOD 活性水平与抗旱性有很大关系[11]。POD 作为植物体内消除自由基伤害防护酶系成员之一，在水分胁迫条件下，POD 酶活性往往升高[12]。本研究中，干旱条件下，SOD 和POD活性都有不同程度增加，与中烟100相比，豫烟13号增加程度更大，说明豫烟13号抗旱能力强。

3.4 产 量

豫烟13号和中烟100单株产量均以正常供水处理最高，干旱条件下，单株产量明显减少；2个品种比较来看，豫烟13号各处理单株产量均高于中烟100，正常供水条件下2个品种差异不显著，干旱胁迫条件下,豫烟13号单株产量显著高于中烟100。

总体而言，豫烟13号抗旱性略高于中烟100，但就某单一指标比较干旱对2个品种的影响结果略有不同，可能是由于不同品种抵御逆境的机制差异。

本文只对前期干旱条件下2个烤烟品种的农艺性状、干物质积累、酶活性和单株产量进行了分析，评价品种抗旱性的指标还很多，尤其是烟叶化学成分等质量性状非常重要，在实际应用中应综合分析各个指标并结合大田验证结果进行品种抗旱性鉴定，关于更多品种的抗旱性评价仍需进一步完善。

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Effects of Drought Stress on Different Flue-cured Tobacco

SUNJiping,LIXuejun,DINGYanfang,SUNHuan,WUZhaohui,PINGWenli,ZUHuanxin,HOUYong,LIXuhui

(Tobacco Research Institute of He’nan Academy of Agricultural Sciences/Tobacco Research Institute of He’nan Tobacco Company,Xuchang He’nan 461000,China)

In order to study the performance of flue-cured tobacco variety Yuyan 13 under drought-resistant,pot drought stress experiment was arranged compared with Zhongyan 100.The effects of drought stress on agronomic traits,shoot fresh weight,dry weight and root system were studied.The results showed that: after drought stress,the height and stem circumference of Zhongyan 100 and Yuyan 13 were significantly decreased.The dry weight of root,stem and leaf were greatly affected by drought-resistant and it directly affected the yield of per plant.Under drought conditions,the yield of the two cultivars was significantly lower than that of the normal water supply.Compared with the Zhongyan 100,the yield of Yuyan 13 was less affected by the drought.Compared with the Zhongyan 100,the activities of protective enzyme of Yuyan 13 increased significantly under drought resistant.In general,the drought resistant ability of Yuyan 13 is better than Zhongyan 100.

flue-cured tobacco; drought; agronomic traits; dry matter accumulation; yield

2017-03-19

河南省农科院财政预算项目(201776-5)；中国烟草总公司重点项目(110201202001)；河南省烟草公司科技项目(HYKJM 201309，HYKJ 201402)。

孙计平(1978—)，女，河北玉田人；助理研究员，硕士，主要从事烟草遗传育种研究；E-mail:sunjiping2002@126.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.06.009

S 572

A

1001-4705(2017)06-0009-06