Hans Journal of Agricultural Sciences
Vol.07 No.02(2017), Article ID:20433,9 pages
10.12677/HJAS.2017.72020

Effects of Adding Indole Butyric Acid in Float System on Growth Development and Quality of Tobacco Vatiety Yunyan87

Caiyin Fan1, Weiguo Ye2, Jingchong Huang3, Jianjun Chen2, Shipeng Xiang4, Congcong Liu5, Huiyu Zeng1, Jingqing Luo6*

1Changning Branch of Hengyang Tobacco Company, Changning Hunan

2Tobacco research laboratory, South China Agricultural University, Guangzhou Guangdong

3Guangdong Tobacco Industrial Limited Company, Guangzhou Guangdong

4Changsha Tobacco Companies, Changsha, Changsha Hunan

5Shaoyang Tobacco Companies, Shaoyang Hunan

6China National Tobacco Corporation, Bingjing

Received: Apr. 12th, 2017; accepted: Apr. 24th, 2017; published: Apr. 30th, 2017

ABSTRACT

Indole butyric acid was added at two different times in the process of seedling-floating system, and the agronomic traits, physiological characteristics and conventional chemical composition of tobacco leaves were measured. The results showed that, compared with the control treatment, the root activity were increased by 32.5 μg/g∙h, the plant height reached 115 cm after topping, the number of effective leaves were increased by 3 pieces, the content of total sugar of the tobacco leaves after baking were increased by 1.2%, the nicotine content and potassium content were increased, and the starch content were reduced at the treatment of adding indole butyric acid applied twice in the process of seedling-floating system (The first applied concentration was 0.5 mg/L when the tobacco was in the small-cross period; The second applied concentration was 1.0 mg/L when the tobacco was ready to transplant after 7 days). In general, the treatment of adding indole butyric acid in Float System promoted the growth of the tobacco plant, and the proportion of the chemical composition of the tobacco leaves was also more harmonious and the quality of the tobacco leaves was improved.

Keywords:Flue-Cured Tobacco, Indolebutyric Acid, Agronomic Traits, Chemical Constituent

漂浮育苗时添加吲哚丁酸对云烟87 生长及品质的影响

范才银1,叶卫国2,黄景崇3,陈建军2,向世鹏4,刘聪聪5,曾惠宇1,罗井清6*

1衡阳市烟草公司常宁市分公司,湖南 常宁

2华南农业大学烟草研究室,广东 广州

3广东中烟工业有限责任公司,广东 广州

4长沙市烟草公司,湖南 长沙

5邵阳市烟草公司,湖南 邵阳

6中国烟草总公司,北京

收稿日期:2017年4月12日;录用日期:2017年4月24日;发布日期:2017年4月30日

摘 要

在烟苗漂浮育苗时分两次不同时间添加吲哚丁酸,并测定烟苗的生长状况、不同生育期的农艺性状、生理特性和烤后烟叶的常规化学成分。研究结果表明,与对照对比,在漂浮育苗过程中分两次施用吲哚丁酸处理(第一次在烟苗处于小十字期时,施用浓度为0.5 mg/L;第二次施用在烟苗移栽前7天施用,浓度为1 mg/L),烟苗根系活力提高了32.5 μg/g·h,打顶后株高达到115 cm,有效叶片数增加了3片左右,烤后烟叶水溶性总糖提高了1.2%左右,同时提高了钾离子含量,降低淀粉含量,烟碱略有升高。总体上,漂浮育苗时添加吲哚丁酸处理,促进了烟株的生长,同时烤后烟叶的内在化学成分比例也更加协调,提高了烟叶品质。

关键词 :烤烟,吲哚丁酸,农艺性状,化学成分

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1. 引言

移栽是烟草生产的关键环节。不同时间下移栽,烟草生长过程中所接收到的光、温、水和营养等不同,因而影响着烟株的生理代谢以及品质 [1] ,进而影响烟叶的外观品质和内在质量 [2] 。研究表明推迟移栽,温度适宜,烟株生长较快,明显缩短了大田生育期,但成熟烟叶干物质积累不够,叶片偏薄,导致烟叶产质量下降 [3] 。而适时早栽,烟株有效叶数增加,吸氮高峰提前,有利于后期的大田控氮,减少了上部烟叶氮素的积累,从而显著降低上部烟叶的烟碱含量 [4] ,同时能保证烟叶达到真正成熟,避开后期高温高湿的气候,防止高温逼熟 [5] ,减轻烟草花叶病、黑胫病和野火病等病害发生的程度 [6] 。但移栽期过早,气温偏低,光照不足,烟株还苗伸根缓慢,不利于烟株的生长 [7] 。因此,早栽烟苗需要选择合适的移栽技术,促进烟苗早生快发,以避免低温天气对烟苗造成不良影响。

植物生长素对植物的生长发育具有调控作用,其通过影响细胞的分裂和分化,进而影响植物的生长和发育 [8] 。吲哚丁酸是一种植物生长调节剂,能作用于植物的细胞分裂和细胞生长,促进叶片扩大,促进植物生根,提高农作物产量 [9] 。在其他植物方面的研究也表明,吲哚丁酸对幼苗株高、侧根数、根长和根干重具有促进作用,同时提高了根系活力,使根系代谢更为活跃,有效增强了植株的抗逆性 [10] [11] [12] [13] 。而根系的生长发育、分布状况,则直接影响着烟株的长势长相 [14] ,同时影响着烟叶对钾离子的吸收与积累 [15] 。目前吲哚丁酸在烟草上应用却鲜见报道,育苗时使用的生根剂基本是多种化学物质的混合物,具体的化学成分及含量比例描述不清晰,且品牌众多,相关的安全性也未知。鉴于此,本试验使用纯的吲哚丁酸,含量 > 98.0%,分子式为C12H13NO2,是一种有机试剂,安全性高。同时探讨生根剂的使用方法,在漂浮育苗时分两次施用,第一次在烟苗处于小十字期时,旨在达到壮苗效果,施用浓度0.5 mg/L,防止烧苗。第二次在烟苗移栽前7天施用,此时烟苗根系吸收能力较强,抗性提高,施用浓度可提高到1 mg/L,旨在使吲哚丁酸能被根系充分吸收,或吸附在烟苗根系上,促进移栽后烟苗的还苗与生长。

2. 研究材料与方法

2.1. 试验材料与土壤背景

试验时间是2015年1月至2015年8月、2016年1月至2016年8月,地点位于湖南省衡阳市常宁市三角塘镇石岭村,纬度为26.4,经度为112.5,属于亚热带季风性湿润气候区,供试烟草品种为烤烟云烟87,由湖南省烟草公司衡阳市公司常宁市分公司提供。

土壤为水稻土,前茬作物是水稻,年前翻耕起垄时,以五点取样法选取土层20 cm的土样,测定土壤的pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等肥力指标。土壤pH采用电位法测定;有机质含量采用重铬酸钾氧化法测定;全氮含量采用凯氏定氮法;碱解氮含量采用碱解扩散法测定;全磷和速效磷含量采用钼锑抗比色法测定;全钾和速效钾含量采用原子吸收光度法测定。

其基本理化性质为:pH 6.46,有机质25.08 g/Kg,全氮2.38 g/Kg,碱解氮115.9 mg/Kg,有效磷5.95 mg/Kg,速效钾60.88 mg/Kg,缓效钾78.72 mg/Kg,肥力中等。

2.2. 田间生长期气候背景

当地烟株完整的田间生长期为当年3月份到当年7月份,影响烟叶生长的气候因子主要为温度和降雨量,由表1所示。表1中的数据,均由湖南省衡阳市常宁市农业局所提供。

Table 1. Weather conditions during field growth

表1. 田间生长期天气状况

2.3. 试验设计

本试验为单因素试验,共设置2个处理:不施吲哚丁酸(CK)、施吲哚丁酸(T1)。

吲哚丁酸(IBA):上海伯奥生物科技有限公司生产,分子式为C12H13NO2,分子量203.24,含量 > 98.0%,主要作用于植物的细胞分裂和细胞生长,促进叶片扩大,促进植物生根,提高农作物产量。

施用方法及浓度:由于IBA只溶于酒精,难溶于水,故施用前需先用少量95%乙醇溶解,再溶于育苗池的营养液中。在漂浮育苗过程中,分两次施用:第一次在烟苗处于小十字期时,施用浓度为0.5 mg/L;第二次施用在烟苗移栽前7天施用,浓度为1 mg/L。

两个处理同时移栽,共6个小区,随机区组排列,每处理设3次重复,每重复40株烟,行株距1.2 m × 0.5 m,试验田四周设保护行。

2.4. 测定项目及方法

2.4.1. 烟苗生长发育的状况指标

在移栽时对烟苗的生长发育状况相关指标进行测定,主要包括:叶片数、叶片干重、SPAD值、根系活力、根系干重、根系数及最长根长等指标,参照国家烟草行业YC/T 142-1998和YC/T 39-1996标准执行进行,采用氧化三苯基四氮唑(TTC)法 [16] 测定根系活力。

2.4.2. 烟株农艺性状测量

分别在伸根期、团棵期、旺长期、现蕾期、成熟期进行调查,包括叶绿素、株高、茎围、节距、有效叶数以及其他一些长势长相等形态指标给以描述,参照国家烟草行业YC/T 142-1998和YC/T 39-1996标准执行。

2.4.3. 鲜烟叶物理特性及生理指标测定

在上、中、下各部位烟叶采收的前一周,取上部叶(倒数第4叶)、中部叶(倒数第10叶)和下部叶(倒数第15叶),采用SPAD-5O2仪(KONICAMNOLTA)读取SPAD值;采用YH-1叶片厚度测定仪读取叶片厚度值;用打孔器在烟叶相应部位取样,在室内测定叶质重(单位叶面积重量)。

2.4.4. 烤后烟叶质量调查

盐酸萃取法 [17] 测烟碱含量、蒽酮比色法 [17] 测定可溶性总糖含量、3,5-二硝基水杨酸比色法 [17] 测定还原糖、浓硫酸消化,半微量凯氏定氮法 [17] 测定总氮含量、火焰光度计法 [17] 测定钾含量。计算糖碱比。

2.4.5. 数据处理与分析

相关数据统计分析采用Microsoft Excel, SPSS19.0和DPS7.05软件。

3. 结果与分析

3.1. 吲哚丁酸对成苗期烟苗的农艺性状及生理指标的影响

在移栽前一天,对烟苗的生长发育情况相关指标进行测定。由表2可见,施加吲哚丁酸后的烟苗与对照相比,根系活力约提高了32 μg/g∙h,根系总数增加了约30条/株,根干重增加了约0.01 g/株,叶片数约增加了1.5片/株,叶片干重约增加了0.1 g/株,叶片SPAD值约提高了5.0,且差异显著,但最长根长要比对照烟苗的约缩短短了4.0 cm。总体上,在漂浮育苗中添加适量吲哚丁酸对培育壮苗具有促进作用。

3.2. 烟株各时期株高、茎围、节距、有效叶数和叶面积系数比较

农艺性状可以直观地反映大田烟株的长势和长相。由图1可知,在整个大田生育期,T1的烟株株高

Figure 1. Comparison of plant height, stalk circumference, pitch, effective leaf number and leaf area coefficient of each period of tobacco plant. Figure of the data in the analysis of variance with independent samples t test, the data with the same letter in the same period of between two data yet reached 5% significant level (p > 0.05)

图1. 烟株各时期株高、茎围、节距、有效叶数和叶面积系数比较。注:图中数据的方差分析用独立样本t检验法,同一时期数据中具有相同字母的两数据之间未达到5%的显著水平(p > 0.05)

Table 2. Seedling stage of the agronomic traits of tobacco seedlings and physiological indicators

表2. 成苗期烟苗的农艺性状及生理指标

注:表中数据的方差分析用独立样本t检验法,同列数据中具有相同字母的两数据之间未达到5%的显著水平(p > 0.05)

均高于CK,在成熟期时可达到115 cm左右;在整个大田生育期,T1的烟株茎围均大于CK,说明施用吲哚丁酸可使烟株生长更加茁壮;在整个大田生育期,T1的烟株节距均高于CK,这也是T1处理烟株较高的原因,节距较大,田间透光性好,有利于中下部叶的光合作用,提高烟叶质量;在烟草生长过程中,T1处理下的单株叶片数均高于CK,在打顶时期可达到23片左右,比对照多3~4片,打顶后留叶数T1处理20~21片,而CK只有17~18片,可见施用吲哚丁酸对烟株的产量也有一定的促进作用;叶面积系数是反映植物群体生长状况的一个重要指标,在一定的范围内,作物的产量随叶面积系数的增大而提高。在整个大田生育期,T1的烟株叶面积系数始终高于CK,且在成熟期时可达到3.8左右。

3.3. 施用吲哚丁酸对成熟期烟株SPAD值、叶片厚度和叶质重的影响

在上、中、下各部位烟叶采收的前一周,取上部叶(倒数第4叶)、中部叶(倒数第10叶)和下部叶(倒数第15叶)测定其SPAD值、叶片厚度和叶质重(单位叶面积重量)。由表3可发现,育苗时施用吲哚丁酸的烟株的上部叶的SPAD值显著高于对照,而处理间中、下部叶的SPAD值差异并不显著;施用吲哚丁酸的烟株的下部叶的叶片厚度显著高于对照,中、上部叶的平均厚度表现出T1大于CK,但并未达到显著水平;同时育苗时施用吲哚丁酸还能提高上、下部位烟叶的叶质重,而对中部叶的影响不显著。

3.4. 施用吲哚丁酸对烤后烟叶常规化学成分的影响

在烤后烟叶中,选取下部的X2F等级烟叶,中部的C3F等级烟叶和上部的B2F等级烟叶测定其常规化学成分。表4表明,施用吲哚丁酸处理,明显提高了各部位烟叶的总糖、还原糖的含量,且降低了烟叶的淀粉含量;施用吲哚丁酸处理下的上、中、下部位烟叶的烟碱和总氮含量虽比对照稍有升高;同时施用吲哚丁酸处理下的各部位烟叶的钾离子含量比对照要高,且差异显著。这可能与吲哚丁酸促进了植物根系的生长和对水分、营养的吸收有关,进而提高了烟叶中碳代谢的速率,促使淀粉向糖类转化。同时,根系是合成烟碱的场所,根系活力的提高,一定程度上也会增加烟碱的合成,故烟叶中烟碱含量相比于对照稍有升高,但处于合理的范围。总体上,吲哚丁酸处理有利于改善烤后烟叶的化学成分及内在品质。

4. 讨论

董庆文等研究指出,吲哚丁酸及其同系物具有促进植物根系吸收和合成营养物质的能力,故而提高了植物的根系活力 [18] 。而根系活力的不同也会影响烟苗对矿质营养的吸收,继而影响到叶片的叶绿素含量、光合强度、光合产物量和产物分配 [19] 。国内学者在其他植物上的研究也发现,吲哚丁酸能促进根系

Table 3. Comparison of leaf SPAD, leaf thickness and leaf weight between treatments

表3. 处理间烟叶SPAD值、叶片厚度和叶质重的比较

注:表中数据的方差分析用独立样本t检验法,同列数据中具有相同字母的两数据之间未达到5%的显著水平(p > 0.05)

Table 4. Indole butyric acid on the conventional chemical composition of flue-cured tobacco unit: %

表4. 吲哚丁酸处理对烤后烟叶常规化学成分的影响 单位:%

注:表中数据的方差分析用独立样本t检验法,同列数据中具有相同字母的两数据之间未达到5%的显著水平(p > 0.05)

和叶片的生长,提高根系总数和叶绿素含量 [20] [21] [22] 。同时吲哚丁酸还具有抑制主根生长,促进侧根增多的作用,这可能是导致该试验中T1的最长根长比对照要短,但总根数比对照多的原因,李欣欣等在大豆的试验中也验证了吲哚丁酸的这种作用 [23] 。

周凤珏等在研究吲哚丁酸对木薯的影响中发现,IBA能促进植物根系对土壤水分和营养的吸收,进而提高了植物各生育时期的株高和单株有效叶数,同时促进了植物对光能的利用,而对提高植物的抗逆性也有促进作用 [24] 。而研究烟叶的厚度和单位面积重量则可以简单估计烟叶产量 [25] 。本试验在育苗期对烟草幼苗施加吲哚丁酸处理,达到了同样的促进植株生长,提高产量的效果。但烟株成熟期的SPAD值较对照高,说明叶绿素较高,可以适当推迟采收,上部烟叶采取一次性成熟采收的方式,提高采收成熟度。

根系的生长发育直接决定了烟株的生长状态,对烟叶产质量影响巨大 [26] 。本试验结果也表明,施用吲哚丁酸促进了根系的生长,进而提高了烟株各生育时期的株高、茎围、节距、单株有效叶数和叶面积系数,打顶后株高达到115 cm,有效叶片数增加了3片左右,同时烟株成熟期时的SPAD值、叶片厚度和叶质重也较大。

5. 结论

综上所述,在育苗时通过对幼苗施加吲哚丁酸处理,有利于提高烟苗的根系活力,培育壮苗,缩短了移栽后烟苗的还苗时间,促进了烟株后期的生长和发育,同时对于烤后烟叶内在品质的改善也有重要意义。

基金项目

衡阳市烟草专卖局科技创新项目(20150119011)。

文章引用

范才银,叶卫国,黄景崇,陈建军,向世鹏,刘聪聪,曾惠宇,罗井清. 漂浮育苗时添加吲哚丁酸对云烟87生长及品质的影响
Effects of Adding Indole Butyric Acid in Float System on Growth Development and Quality of Tobacco Vatiety Yunyan87[J]. 农业科学, 2017, 07(02): 158-166. http://dx.doi.org/10.12677/HJAS.2017.72020

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  27. NOTES

    *通讯作者。

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