不同成熟時期煙草種子營養元素含量變化

鄭昀曄 古吉 馬文廣

摘要：【目的】研究不同成熟時期煙草種子營養元素含量的變化規律，為煙草種子田間繁種及生產管理提供理論依據?！痉椒ā恳訫S云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元不同成熟時期的種子為試驗材料，測定其N、P、K和Na元素含量?！窘Y果】4個煙草品種種子中N、P和K元素含量均在成熟初期（第7 d）最高，顯著高于其他成熟時期種子的N、P和K元素含量（P<0.05）。MS云煙87種子中N、P、K元素含量最低值出現在種子成熟中期；Na元素含量最低值出現在種子成熟前期。云煙97種子成熟前期大量利用N、Na元素，中后期N、Na元素含量趨于穩定；整個成熟期P元素含量呈“降低—升高—降低—升高”的波動變化趨勢；K元素含量先下降后上升，最低值出現在種子成熟中期。MSK326種子成熟前期大量利用N元素，中后期N元素含量趨于穩定；P元素含量前中期呈“降低—升高—降低”的變化趨勢，后期趨于穩定；K元素含量先降低后升高，種子成熟中期達最低值；Na元素含量變化較大，中期出現積累高峰，后期處于較低水平。紅花大金元種子在成熟前期大量消耗N、Na元素，兩者含量下降后趨于穩定；P、K元素含量先降低后升高，均在種子成熟中期達最低值?！窘Y論】不同煙草品種種子成熟過程中對營養元素的吸收利用存在差異，整體上表現為前至中期對N、P、K、Na元素的吸收利用量較大，中至后期各元素含量趨于平穩或有所回升。

關鍵詞： 煙草種子；成熟時期；N；P；K；Na；含量

中圖分類號： S572.01 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）01-0043-05

0 引言

【研究意義】種子內的營養元素是其進行正常代謝活動的物質基礎，也是種子發芽和幼苗初期生長所必須的養料和能量基礎。營養元素含量的高低直接影響種子生理功能的強弱，因此又稱為“生命金屬元素”（畢守法等，1985；周正立等，2003）。種子營養元素含量因品種、發育階段和管理水平等因素的不同而不斷變化，適宜的元素含量及動態平衡是種子質量的重要影響因素（張秋菊，2004；程昕昕和劉正，2012）。煙草是我國重要的經濟作物之一，其產業的發展離不開高品質的煙草種子。因此，研究煙草種子生長發育期間營養元素含量的變化規律，對了解煙草種子營養元素吸收利用特性、調節煙株肥料結構及加強育繁種過程中的田間管理均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】目前，對種子營養元素含量變化的研究主要集中在農牧作物和果木上。陳寶書等（1991）研究發現，不同成熟時期的牧草種子中礦質元素含量不同，晚熟期種子的礦質元素含量高于臘熟期的種子；當牧草種子中礦質元素含量低于其臨界含量時，牧草產量會有所降低。王建等（1998a，1998b）研究發現，不同生育期銀杏種子中N、P、K、Ca、Mg 5種大量營養元素的含量隨生長發育時間呈從高到低的規律性變化，但不同元素間變化的幅度不同；此外，同一時期正常發育種子和脫落種子中營養元素含量存在明顯差異。陳在新等（2010）在研究發育期的板栗種子時發現，板栗種子對大量礦質元素N、P、K、Ca的吸收主要集中在發育初期，栽培上要及時施用適量的肥料以滿足種子生長發育的需求。陳巍等（2013）研究發現，四季柚果實生長過程中N、P、K、Ca、S含量呈下降趨勢，Mg含量先上升后下降，微量元素中Fe、Mn元素含量變化幅度較小，B、Zn、Cu元素含量變化趨勢略有不同，基于以上規律可對四季柚栽培期施肥量和施肥時間進行控制。【本研究切入點】目前，對煙草營養元素含量變化的研究多集中在生長期的煙葉方面，尚無不同成熟時期煙草種子營養元素含量變化規律的研究報道?！緮M解決的關鍵問題】以MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元不同成熟時期的種子為試驗材料，研究不同成熟時期煙草種子N、P、K、Na元素含量的變化規律，為煙草種子田間繁種及生產管理提供理論依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

試驗材料為4個煙草品種MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元（其中，MS云煙87和MSK326為不育系煙草品種，需配套常規可育系云煙87、K326作為育種父本）不同成熟時期采收的種子，由玉溪中煙種子有限責任公司提供。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 花粉采集及授粉 將云煙87、云煙97、K326和紅花大金元的花藥晾干使其散粉，用50目篩子篩出花粉，在4 ℃下干燥密封保存備用；在煙株盛花期，摘取已開放的花朵和蒴果，用花粉分別對MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元進行授粉，授粉結束后摘除幼嫩花蕾。

1. 2. 2 種子收集 蒴果采摘及種子剝取授粉后，摘取每個品種第7、14、21、23、25、27、29、31、33和35 d的蒴果，人工剝取不同發育時期的種子。

1. 2. 3 種子干燥及元素含量測定 將剝取后的種子晾干后放入105 ℃烘箱過夜，冷卻至室溫后備用。采用H2SO4-H2O2消解法對種子進行處理；采用凱氏定氮法測定N元素含量，凱氏定磷法測定P元素含量；采用火焰原子吸收法測定K、Na元素含量（鮑士旦，2000）。每處理3次重復。

1. 3 統計分析

利用SAS統計軟件對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2. 1 不同成熟時期煙草種子N元素含量的變化

由圖1可看出，MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元種子中N元素含量均在成熟初期（第7 d）最高，分別為55.53、55.42、53.01和56.80 mg/g，顯著高于其他成熟時期種子中N元素含量（P<0.05，下同）。隨著采摘時期的延遲，MS云煙87的種子N元素含量先呈波動下降趨勢，第25 d時種子N元素含量為整個成熟期的最低值（24.39 mg/g）；隨后升高并趨于平穩，第29～35 d時種子N元素含量維持在41.00 mg/g左右。云煙97種子內N元素含量在成熟初期（第7～14 d）降低顯著，隨著成熟天數的增加，N元素含量趨于穩定，第14～35 d采收種子的N元素含量差異均不顯著（P>0.05，下同）。MSK326的種子N元素含量隨著成熟時間的增加波動下降后趨于穩定，第23～35 d的種子N元素含量均無顯著差異。紅花大金元不同成熟時期種子內N元素含量整體上呈下降趨勢，第35 d時種子N元素含量為36.00 mg/g，為整個成熟期的最低值。

2. 2 不同成熟時期煙草種子P元素含量的變化

由圖2可看出，MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元種子中P元素含量均在成熟初期（第7 d）最高，分別為10.53、10.70、9.61和10.75 mg/g，顯著高于其他成熟時期種子中P元素含量。隨著采摘時期的延遲，MS云煙87的種子P元素含量先呈波動下降趨勢，第25 d時種子P元素含量為整個成熟期的最低值（5.88 mg/g）；隨后P元素含量整體呈上升趨勢，第35 d時升至8.26 mg/g。云煙97種子內P元素含量在成熟初期（第7～21 d）下降明顯，第14和21 d的種子P元素含量分別為6.62和6.65 mg/g，顯著低于其他時期種子P元素含量；第23～25 d時種子P元素含量顯著回升，隨后又略有下降，但無顯著差異；至成熟末期（第33～35 d），種子P元素含量超過7.00 mg/g，較第27～31 d時顯著上升。MSK326的種子P元素含量在第14 d時降至最低值，為6.11 mg/g，顯著低于其他時期種子P元素含量；第21 d的種子P元素含量較第14 d時顯著上升，第23 d后又有所降低，但整體趨于穩定，第23～35 d的種子P元素含量均無顯著差異。紅花大金元的種子P元素含量在成熟初期波動下降，至第25 d時為整個成熟期最低值（6.41 mg/g）；第27 d開始種子P元素含量逐漸回升并趨于穩定。

2. 3 不同成熟時期煙草種子K元素含量的變化

由圖3可看出，MS云煙87、云煙97、MSK326和紅花大金元種子中K元素含量均在成熟初期（第7 d）最高，分別為31.39、30.18、27.49和29.64 mg/g，顯著高于其他成熟時期種子中K元素含量。隨著成熟時間的延長，各品種種子K元素含量均呈先降低后升高的變化趨勢，且均在第25～29 d時達到低谷，4個品種分別在第29、27、29和25 d時種子K元素含量最低，依次為6.93、6.91、6.58和6.97 mg/g。

2. 4 不同成熟時期煙草種子Na元素含量的變化

由圖4可看出，相對于N、P和K元素，種子Na元素含量的變化差異較明顯。MS云煙87的種子Na元素含量在成熟前期（第7～21 d）顯著下降，第21 d時為整個成熟期的最低值（0.48 mg/g）；第23 d開始種子Na元素含量顯著回升，第25 d時為1.45 mg/g，與成熟初期（第7 d）相當，隨后Na元素含量逐漸下降，至第33 d后趨于穩定。云煙97種子Na元素含量在成熟初期（第7 d）最高，為0.63 mg/g，第14 d時Na元素含量顯著下降，隨后趨于穩定，第14～33 d的種子Na元素含量為0.19～0.26 mg/g，差異均不顯著；至第35 d時，Na元素含量又上升至0.48 mg/g，僅次于成熟初期的含量。MSK326的種子Na元素含量在整個成熟期變化較劇烈，Na元素含量峰值出現在第21 d，為1.96 mg/g；此外，第7、21和29 d的種子Na元素含量也較高，分別為1.44、1.23和1.65 mg/g；其他時期的種子Na元素含量均較低，為0.58～0.65 mg/g。紅花大金元的種子Na元素含量在成熟初期（第7 d）最高，為0.56 mg/g，隨后顯著下降且趨于穩定，第14～35 d的種子Na元素含量保持在較低水平（約0.20 mg/g），相互之間無顯著差異。

3 討論

優質的煙草種子是提高煙草播種品質、幼苗和植株綜合素質的基礎（李振華和龍明錦，2011）。高品質煙草種子的生產過程中，種子對營養元素的吸收利用是影響種子質量的重要因素之一。

本研究通過比較不同煙草品種種子成熟過程中N、P、K、Na元素含量的變化，結果表明，MS云煙87種子成熟過程中N、P、K元素含量最低值出現在種子成熟中期；Na元素含量最低值出現在種子成熟前期。云煙97種子成熟前期大量利用N、Na元素，中后期N、Na元素含量趨于穩定；整個成熟期P元素含量呈“降低—升高—降低—升高”的波動變化趨勢；K元素含量先下降后上升，最低值出現在種子成熟中期。MSK326種子成熟過程中前期大量利用N元素，中后期N元素含量趨于穩定；P元素含量前中期呈“降低—升高—降低”的變化趨勢，后期趨于穩定；K元素含量先降低后升高，種子成熟中期達最低值；Na元素含量變化較大，中期出現積累高峰，后期處于較低水平。紅花大金元種子在成熟前期大量消耗N、Na元素，兩者含量下降后趨于穩定；P、K元素含量先降低后升高，均在種子成熟中期達最低值。不同品種種子內各元素量變化規律不同，說明不同品種對營養元素的吸收利用存在差異，與陳寶書等（1991）研究認為的牧草種子中礦物質含量的變化受牧草種類影響的結論相似。因此，煙草種子繁殖生產過程中，需要根據不同品種制定具體的施肥方案。

此外，本研究發現煙草種子形成初期，N、P、K、Na元素含量均有一個顯著下降過程，可能是因為種子成熟前期生長發育旺盛，對各元素的吸收利用量較大，中后期發育平緩，則各元素含量趨于穩定或有所回升。這與王建等（1998a）研究認為的銀杏種子中營養元素含量在種子發育旺盛期迅速變化、在種子發育緩慢期平穩變化的結論相似。

植株對營養元素的吸收利用過程十分復雜，大量元素與微量元素的吸收利用規律不完全相同，元素含量的差異、吸收利用程度間也會存在互相影響的情況。因此，下一步對煙草種子元素含量變化利用規律的研究應針對更多元素及其相互影響開展工作，為煙草繁種的田間施肥提供充分、可靠的理論依據。

4 結論

本研究結果表明，不同煙草品種種子成熟過程中對營養元素的吸收利用存在差異，整體上表現為前期至中期對N、P、K、Na元素的吸收利用量較大，中期至后期各元素含量趨于平穩或有所回升。生產中應根據不同品種制定具體施肥方案，通過合理施肥保證種子生長發育的需要。

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（責任編輯 王 暉）