不同單株留蒴果數(shù)對(duì)湘煙5號(hào)種子產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

肖欽之 周 立 鄧 斌 滕林娟 李小慧秦 凌 王 貴 甘在德 盧朝軍 崔國(guó)賢

（1湖南省煙草公司永州市公司，425000，湖南永州；2湖南省煙草公司，410000，湖南長(zhǎng)沙；3永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，425000，湖南永州；4湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，410000，湖南長(zhǎng)沙）

種子質(zhì)量對(duì)新品種推廣極為重要，是種植戶(hù)對(duì)品種優(yōu)劣的第一印象。良種繁育是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種子的主要途徑，生產(chǎn)中使用優(yōu)質(zhì)種子是提高烤煙質(zhì)量與產(chǎn)量的前提，也是發(fā)展烤煙生產(chǎn)的基本保證，因此培育優(yōu)良品種，保證種子活力和純度非常重要[1]。湘煙5號(hào)以LS-1（Coker176×云煙87變異株）為母本、K326為父本配制組合而成，2015年4月通過(guò)全國(guó)煙草品種審定委員會(huì)審定。目前累計(jì)推廣面積達(dá)6.67萬(wàn)hm2。湘煙5號(hào)繁種質(zhì)量不高，裸種發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和出苗均一性較差，如何提高繁育種子活力和煙苗質(zhì)量是該品種生產(chǎn)推廣中亟待解決的問(wèn)題。在繁種過(guò)程中，單株留蒴果數(shù)與種子產(chǎn)量和質(zhì)量有很大關(guān)系，盲目留果對(duì)授粉、種子產(chǎn)量和質(zhì)量都將造成影響，制種效率得不到提高[2]。本研究對(duì)湘煙5號(hào)的最適留果方式進(jìn)行研究，找到最佳的單株留蒴果數(shù)，提高制種效率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年在湖南省永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所煙草試驗(yàn)田進(jìn)行，該地排灌良好，肥力中等，土壤基礎(chǔ)肥力為有機(jī)質(zhì) 16.1g/kg、氮 1.13g/kg、磷0.50g/kg、鉀 15.0g/kg、堿解氮 125.0g/kg、有效磷6.1g/kg、速效鉀 84.0g/kg、pH 6.8。煙株行株距1.2m×0.5m，高壟單行種植。

1.2 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為湘煙5號(hào)原種，由湖南省煙草公司永州市公司煙葉生產(chǎn)技術(shù)中心提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

共設(shè)置5個(gè)單株留蒴果數(shù)處理，即60、80、100和120個(gè)，分別記為T(mén)1、T2、T3和T4，以單株留蒴果140個(gè)為對(duì)照（CK）。每個(gè)處理40株，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。施純氮142.5kg/hm2，N:P2O5:K2O=1:1:2.5，疏花疏果2次。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 單株產(chǎn)量、千粒重、種子飽滿度和色澤 當(dāng)80%蒴果由黃色轉(zhuǎn)為褐色時(shí)采收種子，選取長(zhǎng)勢(shì)和蒴果數(shù)量相對(duì)一致的單株，種子脫粒稱(chēng)重，3次重復(fù)，計(jì)算單株產(chǎn)量；隨機(jī)選取收獲種子稱(chēng)重，測(cè)定種子千粒重，3次重復(fù)；種子飽滿度及色澤評(píng)價(jià)參照《GB/T 21138-2007煙草種子》。

1.4.2 發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率 發(fā)芽試驗(yàn)于光照培養(yǎng)箱內(nèi)（25℃）進(jìn)行。每個(gè)處理100粒種子，3次重復(fù)，光照16h/d，光照強(qiáng)度2000lx，消過(guò)毒的培養(yǎng)皿內(nèi)鋪2層濾紙作為發(fā)芽床，取定量蒸餾水濕潤(rùn)發(fā)芽床，在發(fā)芽試驗(yàn)過(guò)程中不斷向發(fā)芽床補(bǔ)充水分，水量以發(fā)芽床表面有明顯水色，但無(wú)明水為宜[3]。

種子萌發(fā)后測(cè)定種子的發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率。

發(fā)芽勢(shì)（%）=處理第7天的種子生根粒數(shù)/種子總粒數(shù)×100，發(fā)芽率（%）=處理第14天的種子生根粒數(shù)/種子總粒數(shù)×100。

1.4.3 幼苗出葉天數(shù)、根系活力、煙苗根數(shù)及生理生化指標(biāo) 漂浮盤(pán)中 50%種子出苗并長(zhǎng)出新葉為記載各處理煙苗生長(zhǎng)速率的起始時(shí)間，記錄各處理第1葉至第7葉的出葉天數(shù)，分別跟蹤記載3盤(pán)。采用TTC法測(cè)定根系活力[4-5]，分別取3盤(pán)長(zhǎng)勢(shì)一致的煙苗，比較 7葉 1心時(shí)各處理根系活力。用Microtek ScanMaker i800 Plus 對(duì)播種后60和70d的煙苗根系進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)定煙苗一級(jí)側(cè)根數(shù)、二級(jí)側(cè)根數(shù)和總根數(shù)。分別取3盤(pán)長(zhǎng)勢(shì)一致的煙苗取樣，參照《植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)》[6]的方法，采用丙酮法測(cè)定葉綠素含量；采用紫外分光光度法測(cè)定脯氨酸含量。

1.4.4 煙葉化學(xué)成分 采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定煙葉還原糖、煙堿、總氮和氯含量；采用火焰光度法測(cè)定鉀含量[6]。

1.4.5 煙葉等級(jí)評(píng)價(jià) 煙葉烘烤后，參照《烤煙GB 2635-1992》[7]評(píng)價(jià)煙葉等級(jí)，統(tǒng)計(jì)上等、中等與中上等煙率。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0分析數(shù)據(jù)，采用多因素方差分析和多重比較（置信度95%）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同留蒴果數(shù)處理對(duì)種子產(chǎn)量的影響

種子產(chǎn)量是煙草制種的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響到制種工藝是否具備實(shí)際生產(chǎn)價(jià)值。由表1得，各試驗(yàn)組處理種子單株重、千粒重和產(chǎn)量與CK處理相比，均有顯著性差異。其中，T1處理單株重、千粒重和產(chǎn)量均為最低，較 CK處理分別減產(chǎn)6.63%、7.59%和4.70%，差異顯著；而T2、T3和T4處理的單株重、千粒重和產(chǎn)量均顯著高于CK處理。另外，T2處理單株重、千粒重和產(chǎn)量均最高，較CK處理分別增產(chǎn)11.61%、30.10%和13.94%。

表1 不同處理湘煙5號(hào)種子產(chǎn)量Table 1 Yield of Xiangyan 5 seeds under different treatments

2.2 不同留蒴果數(shù)處理對(duì)種子色澤與飽滿度的影響

從表2可知，與CK處理相比，T1～T4處理的種子光澤強(qiáng)、籽粒均勻且飽滿。

表2 不同處理湘煙5號(hào)種子色澤與均勻飽滿度Table 2 Color and uniform plumpness of Xiangyan 5 seeds under different treatments

2.3 不同留蒴果數(shù)處理對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率的影響

發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率是預(yù)示出苗速度和整齊度的重要指標(biāo)。從圖1可以看出，不同留蒴果數(shù)處理下的種子發(fā)芽勢(shì)都在 93%以上，各處理間差異不顯著；同時(shí)各處理種子發(fā)芽率都在98%以上，各處理間差異不顯著。

圖1 不同處理湘煙5號(hào)種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率Fig.1 Germination potential and germination rate of Xiangyan 5 seeds under different treatments

2.4 不同留蒴果數(shù)處理對(duì)幼苗出葉天數(shù)的影響

從圖2可知，不同留蒴果數(shù)處理下種子幼苗第1～7葉出葉天數(shù)的變化，整體表現(xiàn)為種子幼苗出葉天數(shù)隨著留蒴果數(shù)的增加而增加。各留蒴果數(shù)試驗(yàn)組的出葉天數(shù)都少于 CK處理，其中，T1、T2和T3處理的第7葉出葉天數(shù)比CK處理分別少10.2、8.7和3.3d，差異顯著。

圖2 不同處理湘煙5號(hào)種子幼苗出葉天數(shù)Fig.2 Days of growing leaves of Xiangyan 5 seedlings under different treatments

2.5 不同留蒴果數(shù)處理對(duì)幼苗農(nóng)藝性狀的影響

由表3看出，改變煙株留蒴果數(shù)對(duì)幼苗農(nóng)藝性狀產(chǎn)生了影響。與CK相比，各處理煙株4葉1心時(shí)苗高、莖圍、根鮮重和主根長(zhǎng)均有增長(zhǎng)。其中，煙株苗高增長(zhǎng)了 2.00%～18.00%，莖圍增長(zhǎng)了11.96%～20.65%，根鮮重增長(zhǎng)了 10.53%～52.63%，主根長(zhǎng)增長(zhǎng)了 3.70%～20.99%。與 CK相比，T2、T3和T4處理煙株7葉1心時(shí)苗高、莖圍、根鮮重和主根長(zhǎng)均有增長(zhǎng)。其中，煙株苗高增長(zhǎng)了18.43%～30.22%，莖圍增長(zhǎng)了27.11%～42.17%，根鮮重增長(zhǎng)了27.27%～53.03%，主根長(zhǎng)增長(zhǎng)了10.94%～32.03%；另外，T1處理與CK相比，煙株7葉1心苗高、根鮮重和主根長(zhǎng)均有減少，分別減少了0.34%、6.82%和4.69%。

表3 不同處理湘煙5號(hào)種子幼苗農(nóng)藝性狀Table 3 Agronomic characters of Xiangyan 5 seedlings under different treatments

2.6 不同留蒴果數(shù)處理對(duì)煙苗根數(shù)的影響

由圖3可得，除T1處理外，在60和70d時(shí)，煙苗一級(jí)側(cè)根數(shù)、二級(jí)側(cè)根數(shù)和總根數(shù)量隨著留蒴果數(shù)的增加而減少。各試驗(yàn)組處理一級(jí)側(cè)根、二級(jí)側(cè)根和總根數(shù)均高于CK處理，其中，T2處理的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值均最高，且均顯著高于CK處理。

圖3 不同處理湘煙5號(hào)種子幼苗根數(shù)Fig.3 Root number of Xiangyan 5 seedlings under different treatments

2.7 不同留蒴果數(shù)處理對(duì)幼苗根系生理指標(biāo)的影響

從表4可知，各留蒴果數(shù)處理的幼苗根系活力均高于CK處理，較CK分別增加75.1、83.0、51.3和40.5μg/(g·h FW)，差異顯著。其中，T2處理幼苗根系活力最高，達(dá) 438.2μg/(g·h FW)。

表4 不同處理下湘煙5號(hào)種子幼苗根系生理指標(biāo)Table 4 Physiological indexes of Xiangyan 5 Seedlings under different treatments

各試驗(yàn)組留蒴果數(shù)處理的幼苗葉綠素和脯氨酸含量比CK處理均有提高。其中，T4處理的葉綠素和脯氨酸含量與CK處理差異不顯著；T1、T2和T3處理的幼苗葉綠素和脯氨酸含量均顯著高于CK處理。另外，葉綠素含量以T2處理最高，達(dá)0.55mg/g；脯氨酸含量以T1處理最高，達(dá)32.65μg/g。

2.8 不同留蒴果數(shù)處理對(duì)煙葉質(zhì)量的影響

由圖4可得，煙葉還原糖、煙堿和鉀含量隨著留蒴果數(shù)的增加呈逐漸減少的趨勢(shì)，與CK處理相比，T1處理的煙葉還原糖、煙堿和鉀含量分別提高18.86%、7.66%和33.66%，T2處理分別提高14.11%、5.26%和27.32%，T3處理分別提高9.23%、1.91%和1.95%，T4處理分別提高6.15%、1.44%和8.29%；而各處理的煙葉總氮含量較 CK處理均有提高，T1～T4處理分別提高 7.04%、21.83%、26.06%和20.42%，差異顯著。各處理的煙葉氯含量較CK處理都有降低，其中，T1、T2和 T3處理分別降低39.47%、28.95%和26.32%，差異顯著。

圖4 不同處理下湘煙5號(hào)種子煙葉化學(xué)成分Fig.4 Chemical components in Xiangyan 5 tobacco leaves under different treatments

由表5可得，各留蒴果數(shù)處理煙葉上等和中上等煙率較CK處理有所提高，T1處理煙葉上等和中上等煙率均為最高，分別達(dá)69.32%和96.73%，而T2處理煙葉上等和中上等煙率分別為 68.44%和95.01%，均顯著高于CK處理。另外，CK處理的煙葉中等煙率最高，達(dá)38.29%。

表5 不同處理下湘煙5號(hào)不同等級(jí)煙葉比例Table 5 Proportion of different grades of Xiangyan 5 tobacco leaves under different treatments %

3 討論

烤煙繁育受單株留蒴果數(shù)影響較大，但評(píng)價(jià)指標(biāo)比較單一，與當(dāng)下的烤煙制種評(píng)價(jià)指標(biāo)有所不同。隨著烤煙繁育技術(shù)和烤煙調(diào)制技術(shù)的精進(jìn)，更多的烤煙農(nóng)藝品質(zhì)和烤煙工業(yè)化學(xué)物質(zhì)占比等因素受到人們重視，并被納入烤煙制種的評(píng)價(jià)指標(biāo)[1-2]。本研究從單株留蒴果數(shù)這一重要的農(nóng)事操作入手，探究不同單株留蒴果數(shù)對(duì)烤煙湘煙5號(hào)制種產(chǎn)量、制種質(zhì)量以及種子煙葉產(chǎn)質(zhì)量等烤煙制種評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，為烤煙制種相關(guān)研究及實(shí)際生產(chǎn)工作提供參照。

前人研究[8-10]表明，煙草繁育中烤煙的單株留蒴果數(shù)對(duì)種子產(chǎn)量影響較大，單株留蒴果數(shù)在100～300范圍內(nèi)，種子產(chǎn)量隨單株留蒴果數(shù)的增加而提高[11]，而本研究結(jié)果與前人不盡相同，研究結(jié)果表明，調(diào)整烤煙單株留蒴果數(shù)的確能顯著影響種子產(chǎn)量，但是在單株留蒴果100～140個(gè)時(shí)，種子產(chǎn)量并非隨著單株留蒴果數(shù)的增加而提高，而是先提高再降低。結(jié)果差異可能與烤煙品種特性和地域環(huán)境有關(guān)[12-13]。同時(shí)，本研究還設(shè)計(jì)了更少的單株留蒴果數(shù)處理，即單株留蒴果60和80個(gè)，結(jié)果顯示，種子產(chǎn)量隨著單株留蒴果數(shù)的增加呈先提高后降低再提高最后再降低的變化趨勢(shì)，其中，單株留蒴果60個(gè)時(shí)種子產(chǎn)量最低，單株留蒴果80個(gè)時(shí)種子產(chǎn)量最高。這可能是當(dāng)單株留蒴果數(shù)較少（T2、T3、T4處理）時(shí)，煙株中的營(yíng)養(yǎng)源比營(yíng)養(yǎng)庫(kù)大，種子生長(zhǎng)發(fā)育中所需要的營(yíng)養(yǎng)充足，從而有利于種子產(chǎn)量提高，當(dāng)單株留蒴果80個(gè)時(shí)，煙株中的營(yíng)養(yǎng)源與營(yíng)養(yǎng)庫(kù)的相對(duì)大小達(dá)到最佳值；當(dāng)單株留蒴果數(shù)較多（CK處理）時(shí)，煙株中的營(yíng)養(yǎng)源無(wú)法滿足種子生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致落果數(shù)增加，蒴果較小，種子產(chǎn)量下降[11-12]。當(dāng)煙株留蒴果數(shù)過(guò)少（T1處理）時(shí)，雖然單果種子產(chǎn)量提高，但受到蒴果數(shù)量限制，導(dǎo)致總體種子產(chǎn)量降低，另外，種子千粒重降低可能是由于除去蒴果時(shí)造成的機(jī)械傷口過(guò)多，對(duì)植株本身的影響過(guò)大，需要消耗一部分庫(kù)的能量修復(fù)人為造成的損傷，也有可能是樣本選取量不夠，后期將進(jìn)一步探究。

烤煙的單株留蒴果數(shù)對(duì)種子質(zhì)量也有一定影響[11-15]。周金仙等[11]研究表明，適當(dāng)減少烤煙留果數(shù)會(huì)提升種子外觀質(zhì)量，促進(jìn)煙株生長(zhǎng)。而吳國(guó)等[14]研究表明，單株留蒴果數(shù)為80個(gè)左右能取得較好的制種質(zhì)量。在本研究中，適當(dāng)減少烤煙單株留蒴果數(shù)有利于提升種子外觀質(zhì)量，提高種子的色澤和均勻飽滿度，同時(shí)，也能獲取更優(yōu)的幼苗出葉天數(shù)、農(nóng)藝性狀、根數(shù)和根系生理指標(biāo)，這正是更好制種質(zhì)量的體現(xiàn)。其主要原因可能是留果數(shù)減少后，直接導(dǎo)致煙株中的庫(kù)源比減小，以加強(qiáng)種子儲(chǔ)藏物質(zhì)的積累，提高種子質(zhì)量，促進(jìn)煙苗生長(zhǎng)[12]。據(jù)前人[16-19]研究，外觀質(zhì)量高的種子養(yǎng)分豐富，播種后生根速度快，根系質(zhì)量高，成苗時(shí)間早，更容易獲取均一優(yōu)良的農(nóng)藝性狀，而在本研究中外觀質(zhì)量更高的種子（T2、T3、T4處理）播種后所具備的生根速度和根系質(zhì)量要優(yōu)于外觀質(zhì)量較差的種子（T1和CK處理），與前人的研究結(jié)果吻合。對(duì)于煙葉質(zhì)量而言，本研究表明，減少烤煙單株留蒴果數(shù)，煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性更優(yōu)，其原因可能是植株體內(nèi)的物質(zhì)積累量與生理代謝強(qiáng)度密切相關(guān)，適當(dāng)減少煙株留蒴果數(shù)后，煙株從土壤中被動(dòng)吸收更多養(yǎng)分，保證煙葉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)[20]；也可能是適當(dāng)減少煙株留蒴果數(shù)后，煙株農(nóng)藝性狀更好，更適應(yīng)烤煙種植環(huán)境，受環(huán)境影響后化學(xué)成分更協(xié)調(diào)[20-21]。

結(jié)合以上研究結(jié)果來(lái)看，在大田試驗(yàn)條件下，適當(dāng)減少留蒴果數(shù)能使烤煙種子產(chǎn)量提高、種子色澤和飽滿度更優(yōu)、幼苗出葉天數(shù)縮短、幼苗農(nóng)藝性狀更優(yōu)、播種70d后幼苗總根數(shù)更多、根系生理指標(biāo)更佳、煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性更優(yōu)、煙葉上等煙率和中上等煙率更高。綜合來(lái)說(shuō)，雖然單株留蒴果60個(gè)處理種子質(zhì)量最好，但制種產(chǎn)量顯著降低，不適宜應(yīng)用于煙草制種生產(chǎn)。而單株留蒴果80個(gè)處理種子質(zhì)量較好，同時(shí)制種產(chǎn)量最高，平均單株重達(dá)6.73g，千粒重達(dá)0.0994g，產(chǎn)量達(dá)10.54kg/hm2。所以，在本研究條件下，烤煙湘煙5號(hào)的最佳單株留蒴果數(shù)為80個(gè)。

4 結(jié)論

烤煙繁育受單株留蒴果數(shù)影響較大，適當(dāng)減少煙株留蒴果數(shù)有利于提高煙草產(chǎn)量和質(zhì)量。在本試驗(yàn)條件下，烤煙湘煙5號(hào)的最佳單株留蒴果數(shù)為80個(gè)，由于大田生產(chǎn)有地域性，在實(shí)際生產(chǎn)中，還需進(jìn)一步細(xì)化試驗(yàn)條件來(lái)驗(yàn)證效果并確定適宜當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的烤煙單株留蒴果數(shù)。