不同基因型白肋煙的光合特性、農藝性狀及經濟性狀相關性研究

吳成林，黃文昌，程君奇，張俊杰，李亞培，曹景林*，黃煜皓

（1湖北省煙草科學研究院，武漢430030；2海南師范大學，海口571127）

光合作用是植物生物量積累的關鍵途徑，植株個體生物學產量主要來自植株光合作用。葉片是植物進行光合作用的主要場所，葉片組織結構是影響光合效率的重要因素［1，2］。對煙草來說，煙草的主要經濟價值在于煙葉，煙草經濟產量基本等同于煙葉產量。而煙葉即是影響光合作用累積物質的植物器官，又是決定煙草產質量的經濟產品，因此，光合作用對煙草的產量非常關鍵［3］。

優良煙草品種是優質煙葉生產的基礎。大量研究表明，不同作物品種之間在光合特性上存在差異，并具有遺傳穩定性［4～8］。光合特性是作物光合效率的重要體現，是作物生物量積累的重要因素，是作物產量的重要條件［9～13］。本文旨在探討白肋煙不同基因型光合特性差異及其與農藝性狀、經濟性狀的關系，以為定向選擇光合效率高的白肋煙品種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗設在湖北省煙草科學研究院晾曬煙試驗基地（恩施州崔家壩鎮新淌坪）。供試白肋煙品種（系）為 1046、2949、1130、1018、1105、1133、1218、B0902、鄂煙1號。2014年3月11日播種，采用漂浮育苗，5月7日移栽，按湖北白肋煙規范化栽培技術要求進行。

1.2 試驗方法

本試驗9品種（系），3次重復，雙行區，27個小區，每個小區植煙60株，行、株距120 cm×50 cm，試驗采用隨機區組設計。試驗地地勢平坦，質地疏松，土壤養分狀況：堿解氮94.50 mg／kg、有效磷16.18 mg／kg、速效鉀 96.00 mg／kg、有機質 30.5 g／kg。施純氮250 kg／hm2，氮磷鉀配比為 1∶1∶2，60%氮、鉀和全部磷肥作基肥，剩余40%氮肥和鉀肥在移栽后20 d和40 d追施。

光合特性測定［14，15］：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，測定葉片為上部完全展開的2片葉，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、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率和葉溫等參數。紅藍光源，光量子通量密度設定為 1000μmol／（m2·s），氣孔速率為 0.5，流量為400μmol／mol。利用 DPS、EXCEL軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同基因型白肋煙光合特性比較

從表1可見，參試的9個白肋煙品種（系）的凈光合速率存在差異，以品系1018凈光合速率最大為22.48μmol CO2／m2·s，各品種（系）凈光合速率大小依次為1018＞1105＞1046＞2949＞B0902＞1133＞1218＞1130＞鄂煙1號，差異不顯著。各品種（系）氣孔導度均在1.03～1.34 mol H2O／m2·s之間，無明顯差異。各品種（系）胞間 CO2濃度在308.42～329.11μmol／mol之間，無明顯差異。各品種（系）蒸騰速率在6.24～7.17 mmol H2O／m2·s之間，無明顯差異。各品種（系）葉溫在32.45～32.86℃之間，無明顯差異。

表1 各品種（系）光合特性比較Table 1 Comparison of photosynthesis characteristics of different varieties

2.2 不同基因型白肋煙農藝性狀比較

表2結果表明，參試的9個白肋煙品種（系）的主要農藝性狀存在差異。品系1130現蕾株高最高為162.90 cm，各品種（系）現蕾株高依次為1130＞1218＞2949＞鄂煙1號＞1133＞1046＞1018＞1105＞B0902，各品種（系）存在顯著差異。打頂株高以1218最高為143.80 cm，各品種（系）依次為1218＞1130＞2949＞1133＞鄂煙1號＞1018＞1046＞1105＞B0902，各品種（系）存在顯著差異。莖葉角度以1046、1105最大為48.00°，各品種（系）依次為1046＝1105＞1133＞1018＞1218＞2949＝B0902＞鄂煙1號＞1130，各品種（系）存在顯著差異。節距以1130最大為5.70 cm，各品種（系）依次為1130＞1218＞1133＞2949＞1105＞1018＞鄂煙1號＞1046＞B0902，各品種（系）存在顯著差異。莖圍以1130、1018最粗為12.60 cm，各品種（系）依次為1018＝1046＞1130＞1218＞鄂煙1號＞1105＞1133＞2949＞B0902，各品種（系）存在顯著差異。1130、1018、1046、2949的有效葉數均為22.50片。中部葉長×寬以1218最大，各品種（系）依次為1218＞1133＞1105＞2949＞1018＞1130＞1046＞鄂煙 1號 ＞B0902，各品種（系）存在顯著差異。

表2 各品種（系）主要農藝性狀比較Table 2 Comparison of main agronomic characters of different varieties

2.3 不同基因型白肋煙經濟性狀比較

從表3可見，參試的9個白肋煙品種（系）的主要經濟性狀存在差異，其中以品系1105產量最高為2133.90 kg／hm2，各品種（系）產量高低依次為1105＞1018＞2949＞1218＞1046＞1133＞鄂煙1號 ＞1130＞B0902，其中品系 1105、1018、2949、1218、1046之間無顯著差異，1105、1018與1133、鄂煙1號、1130、B0902有顯著差異，2949與 1130、B0902有顯著差異，1218、1046、1133、鄂煙1號與 B0902有顯著差異。產值以品系1105最高為38 249.25元／hm2，各品種（系）產值高低依次為1105＞1018＞2949＞1218＞1046＞1133＞鄂煙 1號 ＞1130＞B0902，其中品系1105、1018、2949、1218之間無顯著差異，1105與1046、1133、鄂煙 1號、1130、B0902差異顯著，1018與1133、鄂煙1號、1130、B0902差異顯著，2949與1130、B0902、鄂煙1號差異顯著，1218與1130、B0902差異顯著。均價以2949最高為18.04元／kg，其它品種（系）均在17.74～18.04元／kg之間，各品種（系）之間無顯著差異。上等煙率以2949最高為53.22%，其它品種（系）均在46.53%～52.31%之間。上、中等煙率以 1105最高為96.85%，其它品種（系）均在95%以上。

表3 各品種（系）主要經濟性狀比較Table 3 Com parison ofm ain econom ic characters of different varieties

2.4 不同基因型白肋煙光合特性、農藝性狀、產質量的相關分析

相關性分析表明，不同基因型的凈光合速率與莖葉角度、有效葉數、產量、產值均呈極顯著正相關（相關系數 0.6440、0.4376、0.7091、0.7056），與莖圍呈顯著正相關（相關系數0.2879），與現蕾株高、節距呈顯著負相關（相關系數－03433、－0.3170）。現蕾株高與節距呈極顯著正相關（相關系數0.8623），與莖圍、產量、產值均呈顯著正相關（相關系數0.2878、0.2522、0.2510），與莖葉角度和有效葉數呈顯著負相關（相關系數 －0.2767、－0.3335）。莖葉角度與有效葉數、產量、產值均呈極顯著正相關（相關系數 0.5844、0.5129、0.5230），與節距呈顯著負相關（相關系數－0.3048）。節距與莖圍、產量、產值均呈顯著正相關（相關系數0.2034、0.1532、0.1500），與有效葉數呈極顯著負相關（相關系數－0.4720）。莖圍與產量、產值呈顯著正相關（相關系數0.1743、0.1470），與有效葉數呈極顯著負相關（相關系數－0.4720）。有效葉數與產量、產值呈極顯著正相關（相關系數0.5411、0.5684）。產量與產值呈極顯著正相關（相關系數0.9972）。

表4 不同基因型白肋煙光合特性、農藝性狀及經濟性狀相關分析Table 4 Analysis about the correlations among photosynthetic characteristics，agronom ic characters and econom ic characters of different varieties

3 小結與討論

對9個基因型白肋煙的主要光合特性、農藝性狀及經濟性狀等的差異分析表明，凈光合速率在各品種（系）之間存在差異但未達到顯著水平，氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率、葉溫在各品種（系）之間存在差異但未達到顯著差異水平，農藝性狀中現蕾株高、打頂株高、莖葉角度、節距、莖圍、中部葉長、葉寬等在各品種（系）之間均存在顯著差異，產量、產值在各品種（系）之間存在顯著差異，均價在各品種（系）之間存在差異但未達到顯著水平。相關分析表明，不同基因型的凈光合速率與莖葉角度、有效葉數、產量、產值均呈極顯著正相關，與莖圍呈顯著正相關，與現蕾株高、節距呈顯著負相關；現蕾株高與節距呈極顯著正相關，與莖圍、產量、產值均呈顯著正相關，與莖葉角度和有效葉數呈顯著負相關；莖葉角度與有效葉數、產量、產值均呈極顯著正相關，與節距呈顯著負相關；節距與莖圍、產量、產值均呈顯著正相關，與有效葉數呈極顯著負相關；莖圍與產量、產值呈顯著正相關，與有效葉數呈極顯著負相關；有效葉數與產量、產值呈極顯著正相關；產量與產值呈極顯著正相關。

上述結果表明，光合特性中凈光合效率指標是影響白肋煙品種主要農藝性狀的重要因素，其與煙株的株高、莖葉角度、節距、莖圍、有效葉數等性狀有顯著的相關性，這說明在一定范圍內，現蕾株高偏小、莖葉角度越大、節距越短、莖圍越粗、有效葉數越多，越有利于煙株的凈光合效率。另外，凈光合效率也直接影響白肋煙品種的產值，凈光合效率越高的越有利于增加煙葉產值。因此，在育種過程中想要選擇經濟效益好的品種，可根據煙株在田間的農藝性狀表現，著重選擇煙株莖葉角度較大、節距較短、莖圍較粗、有效葉數較多的品種。

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