不同種衣劑復配對煙草種子萌發及幼苗生理生化指標的影響

屈 旭，焦禹順，郭新梅，劉少云，亓 欣，李毅君*

(1.青島中煙種子有限責任公司，山東青島 266101；2.河南省新鄉市農業科學院，河南新鄉 453000；3.青島農業大學，山東青島 266109)

煙草育苗普遍使用包衣種，與裸種育苗相比，使用包衣種可以提高煙種的利用率10倍以上，還有省工、省肥、省藥的優點。我國在煙草種子丸粒化包衣技術方面進行了長期研究，目前已經研制出第二代包衣種，出苗率和出苗整齊度有了大幅提升[1]。雖然第二代包衣種可以提高煙苗素質，但在煙苗的抗逆性提升上進展緩慢。實際上煙苗在生長過程中會受到各種環境脅迫，比如干旱、重金屬、生物脅迫等，嚴重影響了煙苗的正常生長發育。

硅藻土具有很強的吸附能力，能吸收本身質量2～4倍的水分[2]，還能將土壤中交換態的重金屬轉化為殘渣態，從而降低土壤重金屬的活性和生物有效性，可有效改良重金屬污染的土壤[3]。此外，硅藻土粉末顆粒帶有銳利的邊緣，可刺傷害蟲體表，引起害蟲各機能出現紊亂，從而起到抑制害蟲的作用[4]。膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的黏土礦物，具有較高的陽離子交換容量和很強的吸附能力，遇水膨脹，保水保肥能力強，還含有植物生長所需的一些營養元素，如鉀、磷、鈉、鎂、鐵等[5-6]。輕鈣粉又稱輕質碳酸鈣輕鈣粉，顆粒表面較粗糙，比表面積大，是一種很好的填料。一些復合微生物菌劑具有解磷解鉀的作用，可以將土壤中的難溶性和礦物態養分釋放出來，減少化肥淋溶、揮發等養分損失，從而提高土壤保持肥料養分的能力，為植物長期提供營養[7]。

該研究采用不同比例的硅藻土、膨潤土、輕鈣粉、復合微生物菌劑復配對烤煙種子進行包衣處理，觀察種子萌發狀態和幼苗生長情況，并對幼苗的生理生化指標進行測定，目的是尋找提高種子質量和抗逆性的最佳包衣配方，為煙苗的生長提供養分，并降低環境脅迫，培育壯苗、健苗，為煙草種子包衣劑改進和包衣種生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1材料供試材料為烤煙主栽品種K326。硅藻土、膨潤土、輕鈣粉購自河北浩盈礦產品有限公司。復合微生物菌劑為專利CN 105085121所描述的枯草芽孢桿菌微生物菌劑，由中國農業科學院煙草研究所研制與提供，商品名“納米酵豆”，含枯草芽孢桿菌25億～50億個/g。商品化包衣劑購自南京六合農業科技開發公司。

1.2試驗處理以商品化包衣劑作為對照，設置4個配方處理，分別對K326種子進行包衣，具體設計方案見表1。根據前期試驗結果，復合微生物菌劑含量為0.5%最適宜。

1.3包衣丸化方法與播種將煙草種子用 0.1%硫酸銅溶液消毒，然后用復配配方包衣劑進行包衣處理。稱取煙草裸種60 g，放入小型包衣機內，加入復配配方包衣劑，不斷攪拌使之包裹于種子表面，形成微小丸粒狀，最后將種子放入烘干機內烘干，即得煙草包衣種子成品。

以商品化包衣劑作為對照，分別用各復配配方的包衣劑對煙草種子進行包衣處理，然后播于培養皿內，培養皿底層墊上濕潤的脫脂棉墊，上層鋪上濾紙，置于人工光照培養箱內進行發芽試驗，處理條件為12 h光照與12 h黑暗交替，溫度為26～28 ℃。播種后第1～7天，每天統計各處理萌發種子的數量，并在第7天統計發芽勢，第14天統計發芽率。

表1 不同配方試驗設計方案

1.4生理生化指標測定與方法根據發芽試驗結果，篩選出優異配方C和配方D，將配方C和配方D處理的包衣種播種在育苗盤中。在播種30 d后，從中選擇長勢均勻的幼苗株，連根帶莖全部拔出，測量地下部分與地上部分的鮮重和干重[8-9]，取各處理煙苗的葉片樣品測定全氮、全磷和全鉀的含量，全氮采用煙草行業標準(YC/T 161—2002)中的連續流動法[10]，全磷采用釩鉬黃吸光光度法[11]，全鉀采用煙草行業標準(YC/T 217—2007)中的連續流動法[12]，同時測定各處理煙苗的生理生化指標，采用丙酮乙醇混合液法[13]、氯化苯基四氮唑法[13]、亞硝酸磺胺比色法[13]、愈創木酚法[13]、硫代巴比妥酸法[13]、蒽酮比色法[14]和考馬斯亮藍染色法[15]分別測定葉片中葉綠素的含量、煙苗根系活力、硝酸還原酶活性、過氧化物酶活性、丙二醛的含量、可溶性糖含量以及可溶性蛋白質含量。

1.5數據分析使用SPSS 22.0和Microsoft Excel軟件對試驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1不同種衣劑復配處理對種子萌發的影響以4種不同配方處理和商品化包衣劑(對照)分別對煙草種子進行包衣處理，進行發芽試驗并統計各處理每天的萌發數(表2)。結果表明，配方C對煙草包衣的處理在第4天的萌發數顯著優于另外3個配方以及對照(P<0.05)，配方D包衣處理在第5天的萌發數顯著優于對照和其他3個配方，說明配方C和配方D具有促進種子提前萌發的作用。4種配方處理在發芽勢和發芽率上與對照無顯著差異。

表2 不同種衣劑復配處理對煙草種子萌發的影響

注：表中數據格式為平均值±標準差，同列不同小寫英文字母表示各處理在α=0.05水平差異顯著

Note:The data in the table is showed as “average ± standard deviation” format.Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at level of alpha=0.05

2.2不同種衣劑復配處理的煙草幼苗生理生化指標將發芽試驗中表現較好的配方C和配方D處理包衣種播在育苗盤中，在播種后30 d統計幼苗的各項生理生化指標。

2.2.1幼苗生長量的比較。在播種后30 d對不同包衣處理的幼苗取樣測定地下部分與地上部分的鮮重和干重，結果如表3所示。在播種30 d后，配方D包衣處理的地上部鮮重、總鮮重、地上部干重和總干重顯著大于對照，同時也大于配方C處理但未達到顯著水平。配方C處理的地上部鮮重、總鮮重、地上部干重和總干重大于對照但差異不顯著，各處理的地下部鮮重、地下部干重沒有顯著差異。說明在煙草苗期干物質積累方面配方C和配方D包衣劑可以達到與商品化包衣劑相同的效果，并且配方D包衣劑處理可以使煙苗吸收更多的水分，獲得更大的地上部鮮重和總鮮重，也比對照積累了更多的干物質，地上部干重和總干重更大。

2.2.2葉綠素含量及相關酶活性。由表4可看出，在播種30 d后，配方C和配方D包衣處理的種子所育煙苗葉綠素含量、根系TTC還原強度及硝酸還原酶活性顯著高于對照，說明配方C和配方D包衣處理可以增強煙苗的光合作用強度及根系活力，利于培育壯苗、健苗。配方C和配方D包衣處理的種子所育煙苗過氧化物酶活性顯著高于對照并且丙二醛含量顯著低于對照，說明使用2種配方包衣可有效降低煙草幼苗膜脂過氧化水平，在一定程度上提高了幼苗的抗逆性。

表3 不同種衣劑復配處理對煙草苗期植株重量的影響

注：表中數據格式為平均值±標準差，同列不同小寫英文字母表示各處理在α=0.05水平差異顯著

Note:The data in the table is showed as “average ± standard deviation” format.Different lowercase in the same column stand for significant differences between different treatments at level of alpha=0.05

表4 不同種衣劑復配處理對煙草苗期各項生理生化指標的影響

注：表中數據格式為平均值±標準差，同列不同小寫英文字母表示各處理在α=0.05水平差異顯著

Note:The data in the table is showed as “average ± standard deviation” format.Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at level of alpha=0.05

2.2.3氮磷鉀含量及可溶性糖、可溶性蛋白質含量。從表5可以看出，在播種30 d后，配方D包衣處理的種子所育煙苗葉片全氮含量顯著高于對照，同時高于配方C但未達到顯著水平，配方C處理高于對照但差異不顯著。配方C和配方D包衣處理的全磷和全鉀含量與對照沒有顯著差異。配方C與配方D處理的可溶性糖含量以及可溶性蛋白質含量顯著優于對照。說明配方C與配方D處理可以提高煙苗的氮含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白質含量。

表5 不同種衣劑復配處理對煙草苗期葉片營養物質含量的影響

注：表中數據格式為平均值±標準差，同列不同小寫英文字母表示各處理在α=0.05水平差異顯著

Note:The data in the table is showed as “average ± standard deviation” format.Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at level of alpha=0.05

3 結論

近年來，由于化肥和農藥使用量的不斷增加，導致土壤中Pb、Hg、Cd等重金屬含量急劇增加，且極易被植物吸收并累積。植物受重金屬脅迫后表現出葉片失綠、生物量下降、抗氧化酶系統調節失衡等毒性癥狀，嚴重抑制植物生長，甚至導致植物死亡[16]。王治等[17]研究表明，利用硅藻土作填料包衣牧草種子，可吸收種子周圍少量水分，促進種子在干旱條件下萌發。張金香等[18]試驗證明，選用膨潤土與滑石粉按1∶1混合對油桃種子進行包衣，可改善包衣后外觀、牢固程度以及種子的發芽生長狀況。梁猛等[19]研究證明，利用膨潤土作填料包衣林木種子，可吸收種子周圍水分，提高種子的抗旱能力。復合微生物菌劑(CN 105085121)在有機肥料中使用較多，具有解磷解鉀的作用，能夠實現無機養分有機化，還能改良土壤，抑制有害微生物的生長[7]。

前人在硅藻土、膨潤土作填料對種子進行包衣方面取得了很大的研究進展，該研究為了更好的發揮硅藻土、膨潤土以及復合微生物菌劑的作用，將不同種衣劑復配對烤煙種子進行包衣處理，尋求最佳復配組合，以提高烤煙種子質量，培育壯苗、健苗，從而替代商品化包衣劑。

該研究表明，煙草種子經配方C和配方D包衣處理后，萌發迅速且發芽率高，干物質含量增加， 幼苗生長健壯。配方C和配方D包衣處理所育煙苗葉綠素含量增加，推測具有較強的光合作用能力；根系活力明顯提高，有利于營養物質的吸收和干物質積累[20-21]；過氧化物酶活性提高、丙二醛含量降低，種子活力提高，推測萌發時細胞膜結構修復得更完整，減少了營養物質的滲漏[22-24]，幼苗抗病性和抗逆性好[25]，可以有效緩解煙苗生長過程中由環境脅迫造成的生理代謝不平衡，保持細胞的正常生理功能。包衣效果顯著,可起到替代商品化包衣劑的作用。

2種配方對于供試煙草品種K326起到的促進作用無顯著差異，說明兩者具有通用性。然而該配方是否適用于其他煙草品種以及經過配方包衣處理后種子所育煙苗移栽大田后的煙株長勢、煙葉產量和質量等方面的情況，需要進一步研究。