植物生长调节剂对烤烟上部叶质量的影响

赵环宇 孙光伟 王玉军

摘  要：为深入了解植物生长调节剂对烤烟上部叶生理生化特性的影响，选择氯吡苯脲、IAA、乙烯利、缩节胺4种生长调节剂，以云烟87为试验材料，对上部叶农艺性状、组织结构、光合参数、叶绿素含量、过氧化指标相关酶类、糖碱含量及烤后感官质量进行测定分析。结果表明，喷施生长调节剂对上部叶开片、组织结构和光合性能均有影响，其中氯吡苯脲的效果最好，与CK相比，打顶后喷施氯吡苯脲叶面积增加6.31%，长宽比减小3.17%，海栅比增加5.88%;同时净光合速率提高3.36%，叶绿素含量增加14.04%，进而促进碳水化合物的合成，提高糖碱比，改善上部叶烤后感官质量。此外，氯吡苯脲、IAA能延缓上部叶衰老，乙烯利和缩节胺则促进上部叶衰老。综合来看，喷施氯吡苯脲能够改善上部叶开片、组织结构及感官质量，提高上部叶质量。

关键词：生长调节剂;上部叶;叶片结构;感官质量

中图分类号：S572.01          文章编号：1007-5119（2019）02-0038-06      DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2019.02.006

Abstract： In order to understand the effects of plant growth regulators on the physiological and biochemical characteristics of the upper leaves of flue-cured tobacco， four growth regulators including chlorpyrifos， IAA， ethephon and ketamine were selected， and upper leaves of Yunyan 87 were used as the test materials. Agronomic traits， leaf structure， photosynthesis parameters， chlorophyll content， peroxidation index related enzymes， sugar and alkali content and sensory quality after baking were measured and analyzed. The results showed that spraying growth regulator had a significant effect on the opening condition， tissue structure and photosynthetic performance of the upper tobacco leaves. Among the growth regulators， clopidogrel had the best effect. Compared with CK， with the application of chlorpyrifos  after topping， the area increased by 6.31%， the aspect ratio decreased by 3.17%， and the sea-gate ratio increased by 5.88%. At the same time， the net photosynthetic rate increased by 3.36%， and the chlorophyll content increased by 14.04%， which promoted the synthesis of carbohydrates， increased the ratio of sugar to alkali， and improved the post-curing sensory quality of upper leaves. In addition， chlorpromazine and IAA can significantly delay senescence of the upper leaves， while ethephon and ketamine promote senescence of the upper leaves. Taken together， the application of chlorpyrifos can improve the opening， tissue structure and sensory quality of the upper tobacco leaves， and improve the quality of the upper tobacco leaves.

Keywords： growth regulator; upper tobacco leaf; blade structure; sensory quality

烤煙是以收获叶片为生产目标的经济作物，而上部叶占整株烟叶总产量的30%～45%。长期以来，我国烤烟上部叶存在开片差，组织结构紧密，烟碱、蛋白质含量偏高，淀粉残留过多，还原糖及糖碱比偏低等一系列质量问题[1-4]。植物生长调节剂（Plant growth regulators）是一类调节植物生长发育的激素类物质，具有用量小、见效快、残毒少、针对性强等优势。目前，植物生长调节剂在大田作物、果蔬、花卉、林木等作物上广泛应用，显著促进了植物的生长和发育[5-7]。

近年来，前人在化控技术和栽培措施等提高上部叶质量方面进行了有关研究[8-9]，邹炎等[10-11]研究得出打顶后喷施生长调节剂有利于烟株内源激素平衡，可以改善烤烟品质。相关研究发现赤霉素（GA3）和萘乙酸（NAA）互作可以促进上部叶开片，促进根、茎、叶的生长和干物质积累;油菜素内酯（BR）和生长素（IAA）对烤烟田间生长、碳氮代谢及烟叶品质具有影响等[12-13]。但是在生长调节剂对上部叶光合及衰老特性方面的研究报道较少。本文通过设置氯吡苯脲（Forchlorfenuron）、IAA、乙烯利（Ethephon）、缩节胺（Mepiquat chloride）处理来研究生长调节剂对上部叶光合及衰老特性的影响，以期为提高上部烟叶的可用性提供参考。

1  材料与方法

1.1  试验材料

试验于2017年3—10月在湖北省恩施州利川市柏杨镇进行，供试品种为云烟87，土壤为砂壤土，有机质为2.41%，pH为5.89，速效氮91.00 mg/kg，有效磷49.34 mg/kg，速效钾158.00 mg/kg。施纯氮90 kg/hm2，m（N）∶m（P2O5） ∶m（K2O）=1∶1.5∶2.5，行距1.2 m，株距0.55 m，每小区3行，每行10株。其他技术措施和田间管理按常规生产措施实施。

1.2  试验设计

打顶当天对烟株所有叶片正反两面进行叶面喷施。设置5个处理，CK：喷施蒸馏水;T1：喷施氯吡苯脲50 mg/L;T2：喷施IAA 50 mg/L;T3：喷施乙烯利50 mg/L;T4：喷施缩节胺50 mg/L。每个处理3次重复，田间随机排列。

1.3  测定项目及方法

1.3.1  农艺性状  喷施后20 d，测定上部叶（第15叶位）叶长和叶宽，叶面积=长×宽×0.6345。

1.3.2  叶片组织显微结构  上部叶成熟采收时，每小区随机取3株的第15叶位叶片，取叶片基部第2、3叶脉之间部分固定，参照文献[14]进行徒手切片，用光学显微镜观察栅栏组织和海绵组织厚度。

1.3.3  光合参数及叶绿素含量  喷施后20 d，采用Li-6400光合仪测定上部叶（第15叶位）光合参数，并随机取3片第15叶位烟叶，用蒸馏水洗净、擦干，取叶片基部第2、3叶脉之间部分采用试剂盒（购自南京建成生物工程研究所）测定叶绿素参照文献[15]进行。

1.3.4  化学成分  上部叶成熟采收时，每小区随机取3片第15叶位烟叶烘烤，烤后制成样品。总糖、还原糖、烟碱含量按照YC/T 159～160—2002烟草及烟草制品化学成分连续流动法测定。

1.3.5  衰老相关酶类  喷施后35 d随机取6片第15叶位烟叶，用蒸馏水洗净、擦干，取叶片基部第2、3叶脉之间部分采用试剂盒（购自南京建成生物工程研究所）测定超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）活性、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，测定方法参照文献[15]进行。

1.3.6  感官品质评价  感官评吸鉴定由湖北中烟工业有限责任公司技术中心评吸专家按标准YC/T138—1998进行评吸。指标包括香气质、香气量、杂气、刺激性、余味、燃烧性、灰色。

1.4  数据处理

所有试验数据均通过Microsoft Office Excel 2016和SPSS 19.0软件进行统计分析，多重比较采用Ducan法。

2  结  果

2.1  生长调节剂对烟株上部叶农艺性状的影响

由表1看出，T1、T2处理叶面积均高于CK，分别提高6.31%、15.4%，但差异不显著，T4处理叶面积显著低于CK;T1处理长宽较CK降低3.17%，但差异不显著，而T2、T3、T4处理长宽比均高于CK，且T4处理差异显著。综合来看，喷施氯吡苯脲可以在促进上部叶生长的同时优化上部叶长宽比，有利于上部叶开片。

2.2  生长调节剂对烟株上部叶叶片组织结构的影响

由表2看出，与CK相比，T1处理显著提高叶片厚度，且海绵组织和栅栏组织厚度均显著增加，海绵组织与栅栏组织的比值提高5.88%，但差异不显著;而T2、T3、T4处理海绵组织与栅栏组织的比例以及叶片厚度均无显著差异。综合来看，喷施氯吡苯脲能提高叶片厚度和海栅比，改善叶片的组织结构。

2.3  生长调节剂对烟株上部叶叶绿素含量的影响

由图1看出，T1、T2处理叶绿素含量均显著高于CK，分别提高14.04%、19.04%，T4处理则显著低于CK，降低23.49%。综合来看，喷施氯吡苯脲、IAA可以显著提高上部叶中叶绿素含量。

2.4  生长调节剂对烟株上部叶光合特性的影响

由表3看出，T1、T2处理净光合速率较CK分别提高3.36%、10.59%，且T2处理差异显著。气孔导度T1显著高于CK，T4显著低于CK。T1、T2处理胞间CO2浓度均显著低于CK，T4处理则显著高于CK。蒸腾速率除T1显著高于CK，T4显著低于CK外，其他两个处理与CK无显著差异。综合来看，喷施氯吡苯脲和IAA处理，可以促进上部叶光合作用的进行，乙烯利和缩节胺对上部叶光合作用有抑制作用。

2.5  生长调节剂对烟株上部叶衰老生理指标的影响

由表4看出，各处理间POD、SOD、CAT活性大小表现为T1>T2>CK>T3>T4，且T1处理均显著高于CK，T4處理均显著低于CK;MDA含量在各处理间大小表现为T1

2.6  生长调节剂对烟株上部叶糖碱含量的影响

由表5看出，喷施生长调节剂可以降低上部叶烟碱含量，提高还原糖和总糖含量。与CK相比，T1、T2、T4处理烟碱含量均显著降低;且T1还原糖、总糖含量均显著高于CK，其余各处理还原糖含量无显著差异，但总糖含量均显著高于CK;T1、T4处理糖碱比均显著高于CK，其余处理无显著差异;此外各处理两糖比较CK差异不显著。综合来看，喷施氯吡苯脲对降低上部叶烟碱含量提高糖含量效果最佳，显著提高糖碱比。

2.7  生长调节剂对烟株上部叶烤后感官质量的影响

由表6看出，T1处理感官评吸质量最好，香气质好、香气量较足、刺激性较低、余味较舒适。各处理间燃烧性和灰色无显著差异。综合来看，喷施氯吡苯脲可以提高上部叶的感官质量。

3  讨  论

我国目前烤烟上部叶一般都存在开片不充分，烟叶结构紧密，身份厚，烟碱含量高，可用性较低等问题[13]。郭世洋等[16]研究发现6-BA可以促进烟叶的开片。李代强等[3]研究表明打顶后喷施生长素能提高烟株上部烟叶叶面积。本试验研究结果表明，与CK相比，喷施氯吡苯脲可以有效降低上部叶片长宽比，提高叶面积，促进上部叶开片，优化叶片结构，这可能因为氯吡苯脲为细胞分裂素类物质，促进细胞分裂，进而促进了叶片的横向生长。

喷施氯吡苯脲和IAA能够明显改善烟株上部叶的光合作用，提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素含量。这与郭春霞等[17]研究的氯吡苯脲可延缓叶绿素a和叶绿素b的分解增加叶绿素含量的结果相一致。此外，本研究还发现，喷施氯吡苯脲、IAA、乙烯利、缩节胺均能降低上部叶烟碱含量，其中喷施氯吡苯脲效果最好，与徐晓燕等[18]研究的植物生长调节剂GA、IAA、2，4-D促使烟碱含量降低基本一致;同时喷施生长调节剂可以增加总糖含量，提高上部叶的感官质量，其中氯吡苯 脲效果最好，这可能因为感官评吸得分与总糖、还原糖和糖碱比呈极显著正相关[19]。

烟草衰老的过程首先是碳水化合物的转化，其次是蛋白质的降解，最后是膜脂过氧化和细胞膜的破裂[20]。本试验研究结果表明，喷施氯吡苯脲和IAA明显提高了上部叶中SOD、POD、CAT等抗氧化酶的活性，降低了MDA等氧化产物含量，提高了其清除活性氧自由基能力，延缓了上部叶片的衰老，与郭春霞等[17]研究的氯吡苯脲具有延缓叶片衰老作用的结果相一致。此外，本试验研究结果还表明，乙烯利和缩节胺则抑制了SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活性，提高了MDA等氧化产物含量，加速上部叶衰老。

4  结  论

打顶后喷施氯吡苯脲，可以促使叶面积增加，降低长宽比，促进烤烟上部叶开片，改善上部叶组织结构，提高净光合速率和叶绿素含量，促进碳水化合物的形成，提高糖碱比，延缓叶片衰老，较好改善了上部叶的烤后质量。对喷施生长调节剂改善上部烟叶质量的具体机理还需要更深一步的研究。

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