干旱脅迫對兩個烤煙品種鉀吸收和分配的影響

孫計平 吳照輝 孫煥

摘要：為了探明烤煙品種在干旱脅迫下鉀的吸收和累積特點，采用盆栽試驗，模擬自然干旱條件，比較2個烤煙品種豫煙13號和中煙100鉀含量和積累量差異。結果表明，2個烤煙品種根、莖、葉鉀含量在旺長期最高，隨生物量增加而降低，成熟期根系鉀所占比例增加，葉片所占比例降低。成熟期豫煙13號葉片和莖鉀含量和積累量均高于中煙100;中度干旱條件下，豫煙13號和中煙100葉片鉀含量高于對照，鉀積累量低于對照;重度干旱條件下，豫煙13號莖和葉片鉀含量和積累量均高于對照，中煙100則低于對照;干旱條件下，中煙100在根系和莖中鉀分配比例增加，在葉片中分配比例減少。干旱脅迫對豫煙13號鉀吸收和在根莖葉中的分配影響較小。

關鍵詞：烤煙;干旱脅迫;鉀;豫煙13號;中煙100

中圖分類號：S572;Q945.78 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）01-0097-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.01.021 ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： In order to study the characteristics of potassium absorption and accumulation in different flue-cured tobacco varieties under drought stress， pot experiments were used to simulate natural drought condition， and the differences in potassium content and accumulation between 2 flue-cured tobacco varieties Yuyan 13 and Zhongyan100 were compared. The results showed that the potassium content of roots， stems and leaves of the two flue-cured tobacco varieties was the highest during the peak period， and decreased with the increase of biomass， the proportion of potassium in the root system increased at the mature stage， and the proportion of leaves decreased. The potassium content and accumulation of leaves and stems of Yuyan No.13 at maturity were higher than those of Zhongyan 100; under moderate drought conditions， the potassium content of Yuyan No.13 and Zhongyan 100 was higher than that of the control， and the potassium accumulation was lower than that of the control; under severe drought conditions， the potassium content and accumulation of stems and leaves of Yuyan No.13 were higher than those of the control， and that of Zhongyan 100 was lower than that of the control. Under drought conditions， the distribution ratio of potassium in roots and stems of Zhongyan 100 increased and the distribution ratio of potassium in leaves decreased. Drought stress had little effect on the potassium absorption and its distribution in rhizomes and leaves of Yuyan No.13.

Key words： flue-cured tobacco; drought; potassium; Yuyan13; Zhongyan 100

中國烤煙面積和產(chǎn)量均居世界第一，煙區(qū)主要集中在缺乏灌水條件的丘陵山地[1，2]，水資源短缺和不平衡是制約煙草業(yè)發(fā)展的重要因素。煙葉生長前期要求有充足的水分，以滿足營養(yǎng)生長[3]需求，而中國大部分煙區(qū)往往煙草生長前期干旱，不能滿足煙葉生長需要。在不能及時灌溉的條件下，選育抗旱能力強的品種就顯得尤為重要[4]。

水和肥存在著復雜的交互作用，土壤水分直接影響煙葉對鉀的獲取、吸收和利用。煙草是喜鉀作物，鉀對煙草的生長發(fā)育、產(chǎn)量和質量以及卷煙制品的安全性都具有重要的作用[5]。多數(shù)國家將含鉀量達到3%左右作為優(yōu)質煙葉的重要指標，河南、山東、陜西、山西煙區(qū)的煙葉含鉀量小于1.5%，甚至少數(shù)在1.0%以下[6]。煙草對鉀的吸收、運輸是逆化學濃度梯度的主動跨膜運輸，水分被認為是重要影響因素[7]。中國北方煙區(qū)烤煙旺長期水分供需矛盾突出，此期鉀離子的固定增多及遷移受阻均影響煙葉的含鉀量。此外，不同品種煙葉含鉀量差異較大[8]。本研究模擬前期自然干旱條件，選用烤煙新品種豫煙13號和豫中煙區(qū)主栽品種中煙100為材料，研究干旱脅迫下相同施鉀量的2個烤煙品種鉀吸收、積累和分配規(guī)律，了解不同烤煙品種在干旱條件下的鉀吸收累積特點，為河南煙區(qū)篩選高鉀或耐旱品種和有效提高煙葉鉀含量提供支撐。

1 ?材料與方法

1.1 ?煙草品種

供試材料為烤煙新品種豫煙13號和河南省煙區(qū)主栽品種中煙100。

1.2 ?種植管理

盆栽試驗在河南省農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所進行;塑料盆直徑42 cm、高30 cm，盆內套120目篩網(wǎng)。種植土壤為褐土，有機質為15.10 g/kg，全鉀為0.92 g/kg，堿解氮為67.20 mg/kg，速效磷為8.09 mg/kg，速效鉀為110.85 mg/kg。土過篩后每盆裝25 kg，施鉀18 g，氮∶磷∶鉀為1∶1∶3。3月5日播種，5月10日選取健壯7片真葉煙苗移栽盆中。采用完全隨機區(qū)組設計，3個處理，處理A為正常供水，B為中度干旱，C為重度干旱（團棵期到旺長期控制澆水20 d）。用防雨棚遮擋降雨。

1.3 ?取樣測定

分別于旺長期（6月9日），現(xiàn)蕾期（7月10日），成熟期（9月9日）取樣，每次隨機選取3株，分解為根、莖、葉片，分別稱鮮重，105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至恒重，稱干重。不銹鋼電磨粉碎，過0.15 mm篩，測鉀含量。鉀積累量=干物質質量×鉀含量;各器官的鉀積累量占比=各器官鉀積累量/整株鉀積累量×100%

1.4 ?統(tǒng)計分析

用Excel和DPS14.1軟件進行統(tǒng)計分析[9]。

2 ?結果與分析

2.1 ?干旱脅迫對不同烤煙品種鉀含量的影響

各處理不同時期鉀含量見圖1。2個烤煙品種根、莖、葉鉀含量均在旺長期最高，隨生育期推進而減少，根系鉀含量在現(xiàn)蕾期和成熟期差異不大，葉片和莖鉀含量均在成熟期降低。

旺長期2個品種根系鉀含量相對較低，處理間差異不大;葉片和莖鉀含量較高，豫煙13號莖鉀含量顯著高于中煙100，干旱處理葉片鉀含量顯著高于中煙100。兩個品種葉片鉀含量受干旱脅迫影響程度不同，中煙100葉片鉀含量處理C顯著低于處理A和B;豫煙13號葉片鉀含量表現(xiàn)為處理B顯著高于處理A和C。

現(xiàn)蕾期，2個品種根系鉀含量降低，處理間差異不大;葉片和莖鉀含量較根系為高，干旱處理的豫煙13號莖和葉片鉀含量均高于中煙100，其中莖鉀含量顯著高于中煙100;重度干旱脅迫條件下葉片鉀含量豫煙13號顯著高于中煙100;干旱脅迫條件下，豫煙13號根、莖、葉鉀含量比正常供水處理高，各處理莖鉀含量差異達到顯著水平;中煙100在中度干旱條件下，根、莖、葉鉀含量均高于正常供水處理，在重度干旱脅迫下，葉片和莖鉀含量明顯低于正常供水處理，但差異不顯著。

成熟期，各處理鉀含量從高到低均為葉片、莖、根。豫煙13號莖和葉片鉀含量總體高于中煙100，2個品種在正常供水條件下差異不顯著;干旱脅迫條件下豫煙13號莖鉀含量顯著高于中煙100，重度干旱脅迫條件下葉片鉀含量顯著高于中煙100;中煙100葉片鉀含量處理C顯著低于處理A和B;豫煙13號葉片鉀含量表現(xiàn)為處理C顯著高于處理A和B。

2.2 ?干旱脅迫對不同烤煙品種鉀積累量的影響

各處理不同時期鉀積累量比較見圖2。2個烤煙品種各處理根系鉀積累量均在成熟期最高，莖和葉片鉀積累量在現(xiàn)蕾期最高。

各時期鉀積累量從少到多均為葉片、莖、根。干旱脅迫下，豫煙13號葉片鉀積累量在現(xiàn)蕾期和成熟期顯著高于中煙100，3個生育期中煙100葉片鉀積累量均明顯低于正常供水處理，豫煙13號現(xiàn)蕾期和成熟期各處理葉片鉀積累量差異不顯著，豫煙13號的鉀積累受干旱脅迫影響較小。

2.3 ?干旱脅迫對不同烤煙品種鉀分配的影響

旺長期葉片為生長中心，鉀主要集中在葉片上（圖3），根、莖、葉鉀積累量所占比例分別為7.47%、34.88%和57.64%;成熟期由于葉片落黃，鉀向其他部位轉移，葉片鉀積累量所占比例明顯降低，僅占47.67%;根鉀積累量所占比例增加。莖鉀積累量所占比例隨生育期變化較小。豫煙13號在現(xiàn)蕾期和成熟期葉片鉀積累量所占比例高于中煙100，旺長期則低于中煙100。成熟期，中煙100隨干旱程度增加，葉片鉀積累量所占比例降低，根系和莖鉀積累量所占比例增加;干旱脅迫對豫煙13號鉀在根莖葉中的分配影響較小。

3 ?小結與討論

干旱脅迫直接影響植株生長和養(yǎng)分吸收，進而影響煙葉品質[10]。煙葉含鉀量是影響煙葉品質的重要化學成分指標。相同栽培條件下，不同烤煙品種煙葉鉀含量不同，含鉀量較高的品種一般表現(xiàn)為生長勢強，長勢旺盛，根系發(fā)育良好，具有較強的抗逆性，農(nóng)藝性狀好[7]。成熟期，2個品種鉀含量均表現(xiàn)為葉大于莖大于根，豫煙13號各處理葉片鉀含量高于中煙100，正常供水條件下，豫煙13號和中煙100煙葉鉀含量分別為1.76%和1.69%，與產(chǎn)區(qū)大田煙葉相比，葉片含鉀量均達到較高水平。2個烤煙品種根、莖、葉鉀含量均在旺長期最高，隨生物量增加而降低，葉片和莖鉀含量在成熟期最低，烤煙生育后期干物質累積速度超過鉀吸收速度而引起鉀的“稀釋效應”，是造成成熟期葉片鉀含量較前、中期大幅度下降的主要原因[11]?，F(xiàn)蕾期和成熟期，中煙100在中度干旱脅迫條件下葉片鉀含量高于正常供水處理，但在重度干旱脅迫條件下，葉片鉀含量明顯降低;在干旱條件下，豫煙13號葉片鉀含量增加，說明干旱脅迫對豫煙13號葉片吸收鉀影響較小。

2個烤煙品種各時期鉀積累量均表現(xiàn)為葉片大于莖大于根，各處理根系鉀積累量均隨生育期延長而增加，成熟期最高，莖和葉片鉀積累量在現(xiàn)蕾期最高;豫煙13號葉片鉀積累量受干旱脅迫影響較小，在現(xiàn)蕾期和成熟期顯著高于中煙100。

煙草為葉用植物，葉片為主要收獲部位，葉片鉀積累量高低直接影響煙葉烘烤和烤后煙葉品質。旺長期，鉀主要集中在葉片上，根、莖、葉所占比例分別為7.47%、34.88%和57.64%;到成熟期，由于葉片落黃，鉀向其他部位轉移，成熟期根系鉀所占比例增加，葉片所占比例降低，僅占47.67%，明顯低于前人報道的煙葉鉀積累量占整株的60%～70%[7]，可能是盆栽和干旱脅迫影響煙葉正常生長和養(yǎng)分吸收，煙葉葉片小、薄，生物量較小，導致葉片鉀積累量較低。干旱條件下，中煙100在根系和莖中鉀分配比例增加，在葉片中分配比例減少。干旱脅迫對豫煙13號鉀在根、莖、葉中的分配影響較小;干旱條件下豫煙13號鉀吸收和受影響程度小于中煙100。

成熟期豫煙13號葉片鉀含量和鉀積累量高于中煙100，干旱脅迫條件下，煙葉鉀含量和積累量受影響程度小于中煙100，可能是不同品種抵御逆境的機制不同所致。本研究只對前期干旱條件下2個烤煙品種的鉀含量、鉀積累量及其分配進行了分析，不同鉀供給量對煙葉鉀含量和積累量影響較大，水鉀耦合對煙葉鉀含量和積累量的影響還有待于進一步研究。

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