不同白肋煙品種凈光合速率與煙葉質(zhì)量比較及相關(guān)性分析

吳成林，曹景林，黃文昌，程君奇，李亞培，張俊杰

（湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢430030）

煙草屬于茄科煙草屬植物，是我國重要的經(jīng)濟作物之一，在全國種植區(qū)域廣，種植面積較大。白肋煙是我國栽培煙草的類型之一，其煙葉是混合型卷煙生產(chǎn)的主要原料，優(yōu)質(zhì)的白肋煙煙葉是卷煙工業(yè)的重要需求，而決定白肋煙煙葉品質(zhì)的主要因素包括白肋煙品種、生產(chǎn)所在地生態(tài)條件、白肋煙栽培調(diào)制技術(shù)等，優(yōu)質(zhì)的白肋煙品種是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白肋煙煙葉的基礎(chǔ)條件，也是白肋煙生產(chǎn)發(fā)展的重要制約因素。

煙草作為以采集葉片為生產(chǎn)目的的經(jīng)濟作物，葉片價值決定了煙草價值，同時葉片也是煙株進行光合作用的主要場所，葉片的光合效率是影響葉片產(chǎn)量及品質(zhì)的關(guān)鍵［1～3］。植物長期處于短日照的條件，葉片光合效率會降低，營養(yǎng)生長易受損，最終會影響植物的代謝及生物量積累，不同類型不同品種的植株，光合特征存在差異，光合效率也有所不同［4～6］。同樣對于煙草來說，不同類型不同品種的煙草，光合特征存在差異，并具有遺傳穩(wěn)定性［7，8］。光合特性中凈光合速率是體現(xiàn)光合效率的重要指標，是作物生物量積累及煙葉中部分內(nèi)含物合成程度的重要因素［9～12］。湖北省是全國主要優(yōu)質(zhì)白肋煙產(chǎn)區(qū)，本文旨在探討湖北地區(qū)不同白肋煙品種的凈光合速率與煙葉質(zhì)量的關(guān)系，為利用凈光合速率值選擇優(yōu)質(zhì)的白肋煙品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設(shè)在湖北省恩施市崔家壩鎮(zhèn)新淌坪村。試驗地地勢平坦，質(zhì)地疏松。試驗地土壤養(yǎng)分狀況：堿解氮 94.50 mg/kg、有效磷 16.18 mg/kg、速效鉀96.00 mg/kg、有機質(zhì) 30.5 g/kg、pH 6.91。

1.2 供試材料

供試材料為8份白肋煙品種（系），其中7份材料為湖北省煙草科學(xué)研究院自育的新品系，具體為B1：MSVa509×新塘寬葉；B2：MSTN86×建選2號；B3：MSVa1053×引巴 1號；B4：MSVa509×Va1411；B5：MSVa509×304；B6：MSVa1053×KY8959；B7：MSVa1053×新塘寬葉；CK：鄂煙1號。

1.3 試驗方法

所有參試材料于2014年3月11日播種，5月7日移栽至大田，隨機區(qū)組排列，雙行區(qū)，一行種植30株，行距120 cm，株距50 cm，種植密度16 680株/hm2。田間栽培管理操作按照湖北省白肋煙栽培規(guī)程進行。施氮量250 kg/hm2，氮磷鉀配比為1∶1∶2。

光合特性測定：移栽后50 d開始測定光合作用指標，測定時間在晴天少云、太陽輻射強的上午9：00～11：00，測定葉片為煙株的正中部葉片，每個品種測定5株。采用LI-6400型光合儀測定葉片的凈光合速率。紅藍光源，光量子通量密度設(shè)定為1000μmol/（m2·s），氣孔速率為 0.5，流量為 400 μmol/mol。葉綠素測定采用SPAD-502型葉綠素儀，每個品種在晴天的11：00～13：00時連續(xù)測定3次。

按小區(qū)取中部化驗樣及中部評吸樣品，取第9～13葉位的中部淺紅棕三級煙葉，每份樣品的重量為1.75 kg左右。采用流動分析儀測定煙葉總植物堿、總糖、氯、總氮含量，鉀含量測定采用火焰光度法。評吸樣品由湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心組織評吸專家進行打分，賦予風(fēng)格程度、香氣量、濃度、雜氣、勁頭、刺激性、余味等指標分值，對工業(yè)可用性、質(zhì)量檔次等指標進行評價。

利用DPS、Excel軟件對數(shù)據(jù)進行方差及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 中部葉凈光合速率及葉綠素含量比較

從表1可見，參試的8個白肋煙品種中部葉凈光合速率差異不顯著，以B4凈光合速率最大為22.48μmolCO2/（m2·s），對照鄂煙 1號凈光合速率最小為19.09μmolCO2/（m2·s），各品種凈光合速率大小依次為 B4、B5、B1、B2、B6、B7、B3、鄂煙 1號。各品種中部葉葉綠素含量差異不顯著，以B5最大為34.32 mg/g，B6最小為29.58 mg/g，各品種葉綠素含量大小依次為 B4、B5、B3、B1、B7、B2、鄂煙1號、B6。

表1 各品種凈光合速率及葉綠素含量比較Table 1 Comparison of net photosynthetic rates and chlorophyll contents of different varieties

2.2 中部葉主要化學(xué)成分比較

各參試品種中部葉主要化學(xué)成分含量如表2所示。其中總植物堿含量在3.39%～4.08%，各品種之間差異不顯著，以B7含量最高為4.08%，依次為B5、B2、鄂煙 1號、B6、B1、B3、B4；總糖含量在0.36%～0.51%，各品種之間差異顯著，以B7含量最高為 0.51%，依次為 B5、B6、鄂煙 1號、B4、B1、B3、B2；氯含量在0.44%～0.73%，各品種之間差異顯著，以B3含量最高為0.73%，依次為B4、B7、B5、B6、B2、B1、鄂煙1號；總氮含量在3.15% ～3.76%，各品種之間差異顯著，以鄂煙1號含量最高為3.76%，依次為 B3、B7、B4、B2、B5、B1、B6；鉀含量在4.59%～5.42%，各品種之間有顯著差異，以B4含量最高為5.42%，依次為 B3、B7、B6、B2、B1、B5、鄂煙1號。

表2 各品種（系）中部葉主要化學(xué)成分含量Table 2 Com parison ofmain chem ical com ponent contents in them iddle leaves of different varieties

2.3 中部煙葉評吸質(zhì)量比較

表3結(jié)果表明，品系B1、B5質(zhì)量檔次為中偏上，其中B1白肋煙風(fēng)格程度不顯著，勁頭較小，余味舒適性較好，工業(yè)可用性較強，B5白肋煙風(fēng)格程度較明顯，刺激性有-，余味舒適性略差一點。B4、B7質(zhì)量檔次為中偏上-，勁頭適中，B7的雜氣有+，刺激性有，B4的勁頭中等，余味舒適性略好。B6、B2、B3與鄂煙1號相當(dāng)，質(zhì)量檔次為中等 +。B6、B2、B3、鄂煙1號的質(zhì)量差異不大，其中，B6的雜氣有+，刺激性有，余味舒適性略好，B2的刺激性略小，B3的風(fēng)格程度有+，勁頭中等+，刺激性有-，余味舒適性略差，鄂煙1號的風(fēng)格程度較顯著，勁頭較大，刺激性略大，余味舒適性略差。

表3 各品種（系）中部煙葉評吸質(zhì)量比較Table 3 Comparison of sensory evaluation quality of different varieties

2.4 凈光合速率與煙葉質(zhì)量相關(guān)分析

相關(guān)性分析表明，凈光合速率與總氮含量呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.7186**），與氯、鉀含量均呈顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)分別為0.2681*、0.2642*），與總植物堿含量呈微弱正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.0530），與總糖含量呈負相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為-0.1795）（表4）。凈光合速率與評吸質(zhì)量呈顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.2633*），與葉綠素含量呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.7989**），另外，評吸質(zhì)量與葉綠素含量呈微弱負相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為-0.0194）。

表4 不同白肋煙品種凈光合速率與煙葉質(zhì)量相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between net photosynthetic rate and quality of different burley tobacco varieties

3 小結(jié)與討論

光合作用是植物進行生長發(fā)育的生理基礎(chǔ)，對品質(zhì)和產(chǎn)量有重要影響。煙草葉片是光合作用的場所，也是某些與煙葉品質(zhì)有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)的儲藏場所，煙草光合作用最終決定煙株的生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的形成。凈光合速率可以綜合反映煙草的光合能力，葉綠素是植物光合作用的重要物質(zhì)，對植物的生長及產(chǎn)量的形成具有重要作用［13～17］。本試驗結(jié)果表明，不同白肋煙品種在相同栽培條件下，現(xiàn)蕾期時中部葉片的凈光合速率、葉綠素含量存在著一定的差異，晾制后煙葉的主要化學(xué)成分含量、評吸質(zhì)量也存在著差異。相關(guān)分析表明，凈光合速率與化學(xué)成分中總氮含量呈極顯著正相關(guān)，與氯、鉀含量均呈顯著正相關(guān)，與總植物堿含量呈微弱正相關(guān)，與總糖含量呈弱負相關(guān)；與評吸質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與葉綠素含量呈極顯著正相關(guān)，評吸質(zhì)量與葉綠素含量呈微弱負相關(guān)。楊興有等研究表明，烤煙煙葉成熟期，不同的光照強度會影響煙葉主要化學(xué)成分含量，弱光能促進氮素含量的提升、降低總糖含量［18］。古戰(zhàn)朝等的研究表明，日照時數(shù)與烤煙主要化學(xué)成分關(guān)聯(lián)度密切，其中與總氮含量的關(guān)聯(lián)度最低［19］。這與筆者得到的凈光合速率與主要化學(xué)成分相關(guān)性結(jié)論有不一致的地方。筆者認為白肋煙相比烤煙對氮素需求更高，光合效率強的品種氮代謝能力更強，更能促進氮素吸收，總氮含量相對較高；另外，與烤煙相比白肋煙總糖含量較低，光合作用對白肋煙品種的總糖含量積累的影響程度不及烤煙。

本試驗分析發(fā)現(xiàn)，凈光合速率越高的品種，其葉綠素含量越高，評吸質(zhì)量相對較好，這一結(jié)論充分說明了凈光合速率所代表的光合能力需要以葉綠素含量為物質(zhì)基礎(chǔ)，同時，凈光合速率高的白肋煙品種，在煙葉形成有利于煙葉品質(zhì)物質(zhì)方面更占優(yōu)勢。因此，我們在選擇親本材料或選育品種過程中可重點關(guān)注這些育種材料凈光合速率值的表現(xiàn)，將凈光合速率值高的品種作為優(yōu)質(zhì)品種選育的重要親本，或在田間選擇時，通過凈光合速率值來篩選優(yōu)質(zhì)品種，以便更加精確快速的選育優(yōu)質(zhì)白肋煙品種。