增溫催芽及苗期補(bǔ)光對烤煙種子萌發(fā)及生長的影響

王學(xué)棟，鄒 凱，楊虹琦* ，李永富，于慶奎，熊志林

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草科技與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410128;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，湖南 長沙 410128;3.湖南省煙草公司邵陽市公司，湖南 邵陽 422000)

近年來，湖南煙稻輪作煙區(qū)積極推廣采用了工廠化大棚集中漂浮育苗模式，實(shí)現(xiàn)了烤煙育苗規(guī)?；蛯I(yè)化，節(jié)省了種子和勞動用工，有利于病害防控，提高了育苗效益。但是，由于湖南煙稻輪作煙區(qū)烤煙育苗期正值湖南全年氣溫最低、光照時數(shù)最少的季節(jié)，導(dǎo)致這些煙區(qū)培育的煙苗素質(zhì)不高，抗逆性差，移栽期推遲，還苗期長，嚴(yán)重影響了煙葉的產(chǎn)質(zhì)量。因此，克服制約湖南煙稻輪作煙區(qū)育苗期的氣候障礙，提高漂浮苗煙苗素質(zhì)，確保移栽期，已成為湖南煙稻輪作煙區(qū)亟待解決的問題。

光是綠色植物光合作用的必需因子，也是影響植物生長發(fā)育的最重要的因子之一[1]。煙草是一種喜光作物，煙草生長發(fā)育過程中充足適宜的光照強(qiáng)度、光照時間和光質(zhì)都會極大影響煙株的形態(tài)、生長發(fā)育、光合作用和內(nèi)在化學(xué)成分的組成和含量。光照不足會導(dǎo)致煙株生長速度緩慢和纖弱，葉片大而薄，對烤煙苗床期生長的影響主要表現(xiàn)為莖變細(xì)，葉片數(shù)減少，出葉速度慢，葉片長寬比增大，生物量減少，生育期延長[2－3]。為克服湖南煙稻輪作煙區(qū)冬季“低溫寡照”氣候?qū)е聼煵莘N子萌發(fā)時間過長(一般煙稻輪作煙區(qū)播種期在12月下旬，出苗期在1月中旬，萌發(fā)時間約40 d)，幼苗生長速度慢，煙苗素質(zhì)差等問題，探索不同光源、不同光質(zhì)、不同光強(qiáng)度補(bǔ)光培育對烤煙育苗的影響。本研究利用閑置的烤房進(jìn)行增溫催芽試驗(yàn)，以探索烤房增溫催芽方式對不同品種烤煙種子萌發(fā)率的影響。同時，采用不同光質(zhì)及光照強(qiáng)度的LED燈在煙苗生長后期進(jìn)行補(bǔ)光，研究補(bǔ)光對漂浮苗生長的影響，為縮短湖南煙稻輪作煙區(qū)漂浮育苗的苗期和培育烤煙壯苗提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 烤房催芽試驗(yàn)

1.1.1 試驗(yàn)時間﹑地點(diǎn)及品種 試驗(yàn)于2012年1月5日—14日在邵陽縣金稱鎮(zhèn)金稱煙站進(jìn)行，供試烤煙品種為K326，云煙87，采用200孔漂浮盤播種和育苗。1月5號播種，播種后將漂浮盤裝入可移動式層架并推入清掃干凈的烤房，關(guān)閉烤房排濕窗，開啟烤房內(nèi)紫外殺菌燈滅菌48 h。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 將已裝填好基質(zhì)的漂浮盤浸濕、播種，并放入特制的可移動堆積架上，每個架子上堆積80盤。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)(表1)將堆積架推入烤房中，每座烤房放置10個堆積架。關(guān)閉烤房排濕窗和大門，設(shè)置烤房溫度并點(diǎn)火升溫。在氣流上升式烤房送熱風(fēng)口放置水盆，以增加烤房濕度。催芽過程中每天從各處理烤房中分上下、左右、里外抽取6盤觀察記載發(fā)芽情況，50%種子露白即?；穑⒋蜷_烤房大門降低烤房內(nèi)濕度，待所有種子都露白后將漂浮盤車推出烤房，并將漂浮盤放入漂浮池蓋上塑料小棚保溫生長。

表1 增溫催芽試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.1 Test design of warming accelerating germination

1.2 苗期補(bǔ)光試驗(yàn)

1.2.1 試驗(yàn)時間﹑地點(diǎn)及品種 本試驗(yàn)于2012年3月15日—4月5日在邵陽縣金稱鎮(zhèn)大安煙站育苗大棚內(nèi)進(jìn)行，供試烤煙品種為K326和云煙87，采用200孔漂浮盤播種和育苗，煙苗管理和施肥均按當(dāng)?shù)仄∮缂夹g(shù)規(guī)程進(jìn)行。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用藍(lán)光/紅光為1∶1組合、功率為300和600 W 的LED植物生長燈對煙苗進(jìn)行補(bǔ)光。裂區(qū)試驗(yàn)的主處理為LED植物生長燈[4]功率，副處理為懸掛高度，以不補(bǔ)光作為對照。采用LX1010B型數(shù)字式照度計(jì)測定光照強(qiáng)度。從煙苗封盤時開始，每天08:00開燈，20:00關(guān)燈，照光時間均為12 h，持續(xù)補(bǔ)光至煙苗移栽。每個處理設(shè)3次重復(fù)，共計(jì)600株煙苗。所有處理均施用相同的育苗肥，并且統(tǒng)一施肥時間、施肥次數(shù)及施肥量。裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

表2 LED植物生長燈補(bǔ)光試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.2 Test design of plant growth LED light

1.3 檢測指標(biāo)與方法

1.3.1 出苗期 以每個處理所有漂浮盤內(nèi)50% 以上子葉平展為出苗期。

1.3.2 出苗率 出苗期后，每個處理選取2盤統(tǒng)計(jì)出苗數(shù)，再按孔計(jì)算出苗率。

1.3.3 出葉速度 子葉平展后，每個處理選定5株煙苗進(jìn)行觀察記載。以每片葉長度達(dá)到0.5 cm時定為出葉期，記載到移栽前1 d，統(tǒng)計(jì)各葉出葉間隔天數(shù)。

1.3.4 生育期經(jīng)歷時間 分別觀察記載播種→ 出苗期天數(shù)，出苗期 → 十字期天數(shù)，十字期 → 小耳期天數(shù)，小耳期→成苗期天數(shù)。

1.3.5 農(nóng)藝性狀調(diào)查 煙苗生長到“4葉1心”開始，每隔5 d取5株煙苗跟蹤測量1次農(nóng)藝性狀，測量指標(biāo)包括株高、莖圍和最大葉片的葉長和葉寬等。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)均采用Excel、DPS統(tǒng)計(jì)軟件及Duncan法進(jìn)行方差分析和多重比較[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同催芽溫度及烤煙品種的出苗期和出苗率比較

不同烤煙品種、不同增溫催芽處理出苗天數(shù)及出苗率調(diào)查結(jié)果見表3。試驗(yàn)結(jié)果表明，增溫催芽處理的出苗天數(shù)僅需2～5 d，而未催芽的對照播種后需要20 d才能出苗。從出苗率看，增溫催芽處理出苗率高且整齊，明顯好于未進(jìn)行增溫催芽的對照，這與烤房內(nèi)溫濕度條件比大棚內(nèi)穩(wěn)定，沒有晝夜溫差，所以種子萌發(fā)速度更為一致有關(guān)。此外，不進(jìn)行催芽、播在盤面的包衣種子，因冬季氣候干燥，空氣濕度難以達(dá)到萌發(fā)的要求，由于種子長時間處于不利的環(huán)境條件下不能萌發(fā)，一些種子變質(zhì)，從而導(dǎo)致出苗不整齊。就品種而言，同樣溫度條件下，云煙87催芽出苗的速度要快于K326，特別是高溫條件下，云煙87僅需2 d就能露白出苗，并且整齊度也明顯好于K326，這表明品種、催芽溫度與種子萌發(fā)時間和出苗速度存在密切關(guān)系。

綜合以上研究結(jié)果，筆者認(rèn)為，烤房溫度設(shè)置在25～30℃，種子萌發(fā)出苗時間控制在4～5 d較為適宜。溫度過高，不利于催芽過程中烤房濕度的控制，從而容易形成“高腳苗”。

2.2 不同補(bǔ)光處理煙苗出葉速度及苗期比較

不同補(bǔ)光處理煙苗出葉速度及苗期調(diào)查結(jié)果見表4。試驗(yàn)結(jié)果表明，從“4葉1心”開始采用600 W LED植物生長燈補(bǔ)光，K326和云煙87烤煙品種第5至第7片葉的出葉速度都明顯快于用300 W LED植物生長燈補(bǔ)光的煙苗，特別是600 W、懸掛高度為1 m的LED燈處理，煙苗第5至第7片葉的生長速度比對照快了一倍，且整個苗期比對照縮短了10～14 d，比300 W LED燈處理的苗期縮短了5～9 d。

表3 不同增溫催芽處理出苗期及出苗率調(diào)查結(jié)果Tab.3 Results of emergence period and emergency rate of different warming accelerating germination

表4 不同補(bǔ)光處理出葉速度及苗期調(diào)查結(jié)果Tab.4 Results of leaves emergence rate and seedling of different supplementary lighting treatment

2.3 不同補(bǔ)光處理對煙苗生長的影響

不同補(bǔ)光處理煙苗的主要農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見圖1、圖2和表5、表6。由圖1和圖2可知，與對照相比，采用300 W和600 W LED燈補(bǔ)光10 d后，煙苗株高生長速度明顯加快，特別是懸掛高度為1 m的LED燈補(bǔ)光效果十分明顯;補(bǔ)光15 d后，不同處理之間出現(xiàn)明顯的差異，并且株高呈現(xiàn)懸掛1 m、600 W＞懸掛2 m、600 W＞懸掛1 m、300 W＞懸掛2 m、300 W＞對照的變化趨勢。LED燈補(bǔ)光對煙苗莖圍生長也有一定的促進(jìn)作用，但效果不及株高變化明顯;補(bǔ)光15 d后，不同處理之間煙苗莖圍生長也呈現(xiàn)與株高相同的變化趨勢。

由表5分析結(jié)果可知，采用懸掛高度相同，但功率不同的LED燈對煙苗進(jìn)行補(bǔ)光處理，K326和云煙87烤煙品種的葉片數(shù)、株高、莖圍、葉長、葉寬都達(dá)到極顯著水平，這說明采用LED植物生長燈補(bǔ)光具有明顯促進(jìn)煙苗生長的效果。此外，懸掛高度1 m和2 m的600 W LED燈補(bǔ)光，K326和云煙87的株高、莖圍、葉長和葉寬均高于300 W LED燈，而且600 W LED燈處理的云煙87葉片數(shù)比300 W LED燈處理多一片，這說明補(bǔ)光功率越大，對煙苗生長的促進(jìn)作用更強(qiáng)，而且補(bǔ)光對云煙87的作用更大。

表6分析結(jié)果顯示，功率相同的LED燈，懸掛高度不同對煙苗生長的促進(jìn)作用也存在一定差異。300 W LED燈對K326煙苗的補(bǔ)光效果表明，懸掛高度1 m的處理株高和莖圍大于懸掛高度2 m的處理，但600 W的LED燈懸掛高度1 m的處理與2 m的處理之間差異不顯著。300 W和600 W LED燈對云煙87煙苗的補(bǔ)光效果表明，懸掛高度1 m的處理莖圍、葉長和葉寬均大于懸掛高度2 m的處理，但株高差異不顯著。由此可見，補(bǔ)光燈的懸掛高度越低，對煙苗生長的促進(jìn)作用更強(qiáng)，而且云煙87的莖圍和葉寬對補(bǔ)光的作用更為敏感。

圖1 不同功率及懸掛高度LED燈補(bǔ)光煙苗株高的變化Fig.1 Variety of LEDs supplementary lights tobacco seedling heights in different powers and hanging heights

圖2 不同功率及懸掛高度LED燈補(bǔ)光煙苗莖圍的變化Fig.2 Variety of LEDs supplementary lights tobacco seedling stem girth in different powers and hanging heights

表5 不同功率及懸掛高度補(bǔ)光處理煙苗農(nóng)藝性狀分析結(jié)果Tab.5 Analytical result of LEDs supplementary lights tobacco seedling agronomic character in different powers and hanging heights

表6 不同懸掛高度補(bǔ)光處理煙苗生長統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Tab.6 Analytical result of LEDs supplementary lights tobacco seedling growth in different powers and hanging heights

2.4 補(bǔ)光處理對膜上移栽K326煙苗生長的影響

K326補(bǔ)光處理煙苗膜上移栽后主要農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見表7。分析結(jié)果表明，經(jīng)補(bǔ)光處理的K326煙苗移栽后4 d和12 d的生長率快于對照，但移栽后8 d的生長率慢于對照，而且補(bǔ)光處理的K326煙苗移栽后株高、莖圍均顯著或極顯著大于對照。

表7 補(bǔ)光處理K326煙苗膜上移栽后主要農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Tab.7 Analytical result of agronomic character of supplementary lights K326 tobacco seedlings membrane transplanting.

3 結(jié)論與討論

3.1 烤房催芽技術(shù)

煙草對冷害較為敏感，尤其在育苗期，普遍存在著漂浮池溫度低等問題，嚴(yán)重影響了煙草出苗時間和壯苗的培育[6]。國外為了克服苗期溫度低的問題，一般會在育苗大棚安裝電子控溫設(shè)備，雖然效果較好，但是成本較高，煙農(nóng)難以承受[7]。為了進(jìn)一步提高工廠化育苗大棚和烤房的利用率，通過冬季閑置烤房增溫催芽可有效提高烤煙種子發(fā)芽速度和整齊度，提高熱能的空間利用率，有利于烤煙壯苗的培育和適時移栽。烤房溫度控制在25～30℃，出苗率可達(dá)到95%以上，溫度過高或過低都對種子發(fā)芽不利[8]。種子萌發(fā)出苗時間控制在4～5 d較為適宜，萌發(fā)較快易造成烤煙種子發(fā)芽整齊度不高，時間較長則高腳苗較多。這與劉國權(quán)[9]，盧秀萍等[10]在烤煙催芽方面的研究一致。

3.2 LED燈補(bǔ)光技術(shù)

烤煙產(chǎn)量的高低、品質(zhì)的優(yōu)劣與光照強(qiáng)度、時數(shù)以及光質(zhì)有很大的關(guān)系[11]。充足而不強(qiáng)烈的光照強(qiáng)度是形成優(yōu)質(zhì)煙葉的重要條件[12]。史宏志等[13－14]認(rèn)為，增加紅光比例對葉面積的增加有一定的促進(jìn)作用，但使單葉重降低，葉片變薄，較高的紅光比例可使葉綠素含量下降，葉色減淡;增加藍(lán)光比例可以提高硝酸還原酶活性和呼吸速率，降低凈光合速率，使葉片總氮、蛋白質(zhì)、氨基酸含量提高，使氮代謝增強(qiáng)，C/N降低。本試驗(yàn)在苗期使用藍(lán)光/紅光為1∶1組合的LED燈對漂浮苗進(jìn)行補(bǔ)光，明顯促進(jìn)了幼苗生長，并縮短了烤煙苗期，而且進(jìn)一步證實(shí)了光對煙苗生長的調(diào)節(jié)作用，以及K32和云煙87烤煙品種對光的響應(yīng)程度存在差異。此外，LED燈功率越大、懸掛高度越低，補(bǔ)光強(qiáng)度越大，補(bǔ)光效果會越好。補(bǔ)光的同時如能增加育苗池水溫，將增溫和補(bǔ)光二者有效結(jié)合，對培育烤煙壯苗將有更明顯的促進(jìn)作用。光照和溫度促進(jìn)煙苗生長的作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

[1]蕭浪濤，王三根.植物生理學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2004:263.

[2]蘇德成，王元英，王樹聲，等.中國煙草栽培學(xué)[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005:232－233.

[3]盧江平.對提高烤煙品種品質(zhì)和播種品質(zhì)的探討[J].煙草科技，1990，33(4):32－33.

[4]Kim S J，Hahn E J，Heo J W，et a1.Effects of LEDs on net photosynthetic rate，growth and leaf stomata of chrysanthemum plantlets in vitro[J].Sdentia Horticulturae，2004，101:143 －151.

[5]白厚義，袁玲，張乃明，等.試驗(yàn)方法及統(tǒng)計(jì)分析[M].北京:中國林業(yè)出版社，2005:140－141.

[6]熊瑤，陳建軍，林銳峰，等.防御低溫育苗技術(shù)對烤煙一些酶活性及煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響[J].中國煙草學(xué)報(bào)，2012，18(3):55－60.

[7]胡龍興，顏合洪.烤煙漂浮育苗技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J].作物研究，2004，21(5):393－396.

[8]劉國順.煙草栽培學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[9]劉國權(quán)，趙輝，艾永峰，等.不同育苗方式對烤煙生長發(fā)育的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，23(12):93－95.

[10]盧秀萍，白永富，肖炳光，等.烤煙種子催芽時間與包衣后種子活力的關(guān)系[J].煙草科技，2004，47(2):41－43

[11]顧少龍，史宏智.光照對烤煙生長發(fā)育及質(zhì)量形成的影響研究進(jìn)展[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38(5):120－124.

[12]楊興友，劉國順，伍仁軍，等.不同生育期降低光強(qiáng)對煙草生長發(fā)育和品質(zhì)的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2007，26(7):1014－1020.

[13]史宏志，韓錦鋒，遠(yuǎn)彤，等.紅光和藍(lán)光對煙葉生長、碳氮代謝和品質(zhì)的影響[J].作物學(xué)報(bào)，1999，25(2):215－220.

[14]史宏志，韓錦鋒，張國顯，等.單色藍(lán)光和紅光對煙苗葉片生長和碳氮代謝的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，32(3):258－262.