不同光照度與光照時數對培育烤煙壯苗的影響

熊偉　楊虹琦　王正華　蔡行健　辛順佳

摘要：為通過對光照度和光照時數的匹配來提高湘南煙區漂浮育苗的煙苗素質，研究不同光照條件對煙苗農藝性狀和生理生化指標的影響，設置在不同光照時數和光照度下培養煙苗的對比試驗。結果表明，光照時數和光照度對煙苗的出葉時間有較大的影響;光照時數達到12 h，且光照度達到（8 000±351） lx時，煙苗生長得最好。隨著光照時數和光照度的增加，煙苗的農藝性狀和生理生化指標均整體提高。合理的光照度和光照時數適配可以促進煙苗的生長和物質累積。

關鍵詞：煙草育苗;光照度;光照時間;農藝性狀;生理生化特性;人工光源;補充育苗栽培

中圖分類號： S161.1;S572.01? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）03-0066-04

光是影響和決定植物生長發育和生理代謝的一個重要生態因子，其中光照度和光照時數對作物形態建成[1]、代謝調節[2]、光合作用[3]和品質[4]均具有重要影響。湖南省湘南煙區采用煙—稻輪作復種方式種植烤煙，致使烤煙育苗期必須在每年12月至來年3月進行。由于冬春季節低溫陰雨和光照不足，甚至無法達到煙苗葉片正常光合作用的光補償點，導致光合效率低，因而煙苗生長緩慢或徒長，苗莖瘦弱，移栽后還苗期長，抗逆性差，極大地影響育苗工場生產煙苗的素質及效益[5]。因此，探索湘南煙—稻輪作復種煙區在冬春季節連續低溫陰雨氣候條件下，育苗工場采用人工光源進行增光育苗，以降低自然災害對培育煙苗素質的影響，使其達到壯苗標準和要求已成為湖南省煙葉生產中亟待解決的問題。近年來，在采用設施增溫育苗方面，湖南省煙草公司進行了許多探索性嘗試，并在提高育苗大棚溫度和保證煙苗適時移栽方面取得了一些成效，但在培育烤煙壯苗方面沒有取得顯著效果。實踐表明，僅提高育苗大棚溫度并不能培育出烤煙壯苗，還必須改善育苗大棚的光照條件。但在育苗大棚中如何使用人工光源進行補光，光照時數及光照度應設置為多大才能促進煙苗生長發育，使之達到壯苗標準和要求，并提高煙苗素質及抗性尚不清楚。為解決這一實際問題，本研究以云煙87烤煙品種為材料，采用人工光源，探索不同光照時數與光照度條件對煙苗生長發育及理化指標的影響，以期為湖南省湘南煙區育苗大棚采用人工光源進行補光提供技術參數和試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年2—6月在湖南農業大學人工光照培養室進行，育苗期間平均室溫約為17 ℃。采用3～6只35 W日光燈作為光源，通過CL-200A型照度計調節光照度，用 DH48S-S 型時間繼電器控制光照時數。供試品種為云煙87。用70 cm（長）×40 cm（寬）×25 cm（高）的塑料盛物箱和67 cm（長）×34 cm（寬）×6 cm（高）的200孔泡沫塑料盤進行漂浮育苗。育苗肥為煙草專用育苗肥，分別在子葉展平、大十字期、煙苗封盤時各施肥1次，施肥量為1 g/L。

1.2 試驗設計

煙苗生長期每日光照時數與光照度設置9個處理，分別為T1：光照時數6 h，光照度（4 000±260） lx;T2：光照時數 6 h，光照度（6 000±320） lx;T3：光照時數6 h，光照度 （8 000±320） lx;T4：光照時數9 h，光照度（4 000±260） lx;T5：光照時數9 h，光照度（6 000±320） lx;T6：光照時數9 h，光照度（8 000±320） lx;T7：光照時數12 h，光照度（4 000±260） lx;T8：光照時數12 h，光照度（6 000±320） lx;T9：光照時數12 h，光照度（8 000±320） lx。各光照處理所用日光燈與漂浮盤表面的距離約為25 cm，試驗統一于2月18日播種，每個處理待種子出苗且子葉展平后，通過間苗保留190株煙苗。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 煙苗農藝性狀指標檢測 記錄各處理達到小十字期、大十字期、5葉1心、7葉1心、成苗期的時間，并分別在煙苗達到5葉1心、6葉1心、7葉1心時，從各處理中選取長勢一致的煙苗5株，參照YC/T 142—1998《煙草農藝性狀調查方法》測定根長、根質量、莖高、莖圍、地上部質量、最大葉長和最大葉寬。

1.3.2 煙苗生理指標檢測 分別在煙苗達到5葉1心、7葉1心時，從各處理中選取長勢一致的煙苗5株，按照張志良的方法[6]測定葉片葉綠素、類胡蘿卜素含量以及煙苗根系活力、可溶性總糖含量。

1.3.3 煙苗酶活性指標檢測 分別在煙苗達到5葉1心、6葉1心、7葉1心時，從每個處理中分別選取5株長勢一致的煙苗，采用水楊酸法[7]測定根系轉化酶（INV）活性，磺胺-萘胺比色法[8]測定根系硝酸還原酶（NR）活性。

1.4 數據分析

試驗所得數據采用Office Excel和SPSS 22.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同光照條件對煙苗生育期的影響

云南煙苗的成苗期約60 d左右，而受冬春季光照和溫度影響，湖南煙苗的成苗期均在80 d以上。本試驗采用不同光照條件處理煙苗并檢測其生育期，由表1可知，由播種至成苗，T9處理與T6處理煙苗的出葉速度快，成苗時間短;其次為T8、T5處理;T1、T2、T3、T4、T7處理煙苗的出葉速度較慢，成苗期均在90 d以上。說明光照時數與光照度對煙苗出葉速度均有明顯影響，光照時數為6 h時，即使光照度 ≥6 000 lx，或光照時數≥9 h，但光照度僅為4 000 lx時，成苗期仍較長;只有當光照時數≥9 h，同時光照度≥6 000 lx，煙苗葉片的生長速度才會加快，成苗期將縮短至12周以下。

2.2 不同光照條件對煙苗農藝性狀的影響

2.2.1 不同光照條件對5葉1心煙苗農藝性狀的影響 農藝性狀是反映煙苗長勢長相的基本指標。本試驗采用不同光照條件處理5葉1心煙苗并檢測其農藝性狀，由表2可知，各處理5葉1心煙苗的葉長、葉寬、莖高、根長和莖圍等農藝性狀的總體差異均達到極顯著水平，根冠比總體差異達到顯著水平。其中，T9處理的所有農藝性狀指標檢測值最大，T1處理最小;T2至T8各處理之間煙苗的葉長、莖高和根冠比的差異均不顯著。但T1、T4、T7處理煙苗的根長與T9處理存在極顯著差異;T1、T2、T4、T5、T7處理煙苗的葉寬與T9處理存在極顯著差異，T1、T4、T7處理煙苗的莖圍與T9處理存在極顯著差異，說明光照度≤6 000 lx會影響5葉1心煙苗葉寬的增大，4 000 lx 會影響5葉1心煙苗莖圍的增大。由此可見，不同光照度對5葉1心煙苗葉寬和莖圍有較大影響，當光照時數≥9 h，且光照度≥6 000 lx時，煙苗的生長才能旺盛、協調。

2.2.2 不同光照條件對6葉1心煙苗農藝性狀的影響 由表3可知，各處理6葉1心煙苗的葉寬、莖高、莖圍、根長和根冠比的總體差異均達到極顯著水平，葉長的總體差異達到顯著水平。其中，T9處理的農藝性狀指標檢測值最大，T1處理整體最小;T2至T8各處理之間煙苗的葉長、葉寬、莖高和根冠比的差異均不顯著。T1處理煙苗的莖圍與T3、T6、T8、T9處理存在極顯著差異，T2、T4、T5處理煙苗的莖圍與T6、T9處理存在顯著差異;T1、T2、T4、T7處理煙苗的根長與T3、T6、T8、T9處理存在極顯著差異，說明隨著煙苗葉片數的增加，光照度對煙苗葉片寬度的影響減小，但對煙苗莖圍的影響仍然較大?？梢娫诔擅邕^程中，光照度對煙苗生長的影響大于光照時數，特別是對煙苗莖圍增粗有較大影響。

2.2.3 不同光照條件對7葉1心煙苗農藝性狀的影響 由表4可知， 各處理7葉1心煙苗的葉長、葉寬、莖高、莖圍、根

長和根冠比的總體差異均達到極顯著水平。其中，T9處理的農藝性狀指標檢測值最大，T1處理最小;T1、T4、T7處理煙苗的葉長與T9處理存在極顯著差異，且明顯小于其余處理;T1、T2、T4處理煙苗的葉寬與T9處理存在極顯著差異，且明顯小于其余處理;T3、T6、T9處理煙苗的根長與其余處理存在極顯著差異;T2至T8各處理之間煙苗的莖高、莖圍差異均不顯著;T1、T4處理煙苗的根冠比和T6、T9處理存在顯著差異，除T1、T4、T9處理外，其余處理的根冠比無顯著差異?？梢姵擅绾螅庹斩葘熋缟L的影響大于光照時數。光照時數≥6 h，同時光照度為8 000 lx時，7葉1心煙苗在不剪葉的情況下，其可達到莖高11 cm，莖圍1.8 cm的壯苗標準要求。

2.3 不同光照條件對煙苗生理生化指標的影響

2.3.1 不同光照條件對5葉1心煙苗生理生化指標的影響 由表5可知，各處理5葉1心煙苗的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、可溶性總糖含量及根系活力、轉化酶活性、硝酸還原酶活性的總體差異均達到極顯著水平。其中，T9處理的生理生化指標檢測值最高，T1處理最低;T1、T4處理煙苗的葉綠素a、葉綠素b含量與T3、T5、T6、T8、T9處理差異顯著，T3、T6、T9處理煙苗的葉綠素b含量與T1、T2、T4、T7處理差異顯著;T6、T8、T9處理煙苗的可溶性總糖含量與其余處理存在顯著差異;除T1、T6、T9處理外，其余處理煙苗的類胡蘿卜素含量差異均不顯著。說明光照度對煙苗葉片葉綠素合成的影響大于光照時數，但光照時數對煙苗可溶性總糖的積累有較大影響。T3、T6、T8、T9處理煙苗的根系轉化酶極顯著高于T1、T4、T7處理;T3、T6、T8、T9處理煙苗的根系硝酸還原酶活性極顯著高于其余處理;除T1、T4、T9處理外，其余處理煙苗的根系活力差異不顯著。說明光照度越大，煙苗根系轉化酶、硝酸還原酶活性越高，但光照條件對根系活力的影響較小。

2.3.2 不同光照條件對7葉1心煙苗生理生化指標的影響 由表6可知，各處理7葉1心煙苗的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、可溶性總糖含量及根系活力、轉化酶活性、硝酸還原酶活性的總體差異均達到極顯著水平。其中，T9處理的生理生化指標檢測值最高，T1處理最低;除T1、T9處理外，其他處理煙苗的葉綠素a含量差異均不顯著;T6、T8、T9處理煙苗的葉綠素b含量顯著高于T1、T2、T4、T7處理;T1、T2、T3處理煙苗的可溶性總糖含量極顯著低于T5、T6、T8、T9處理;T6、T9處理煙苗的類胡蘿卜素含量極顯著高于T1、T2、T4、T7處理。各處理煙苗根系轉化酶、硝酸還原酶活性比5葉1心煙苗明顯提高;T2至T8各處理之間煙苗的根系硝酸還原酶活性差異不顯著;除T1、T4、T9處理外，其余處理煙苗的根系轉化酶活性差異不顯著;T6、T8、T9處理煙苗的根系活力極顯著高于T1、T2、T4、T5、T7處理。說明成苗后，隨著煙苗葉片數的增加，光照度對煙苗根系轉化酶、硝酸還原酶活性的影響減小，對根系活力的影響增大。

3 討論

煙草是喜光作物，良好的光照條件能顯著促進煙苗的生長發育，并使煙苗素質得到改善，成苗期縮短;而光照時數或光照度的不足，將會延長煙苗的成苗期，并對煙苗生長發育產生不利影響。本試驗對不同光照條件下各處理煙苗生育期天數的跟蹤分析結果表明，當光照時數≥9 h，同時光照度≥6 000 lx 時，成苗期均在12周以下，說明光照時數為 6 h 時對煙苗成苗期有較大影響，延長光照時數在一定程度上可縮短成苗期。但即使光照時數≥9 h，還需要光照度≥6 000 lx，才能保證煙苗快速生長發育，并達到壯苗要求，該結果與楊春雷等的研究結果[11-12]相似。

本試驗對不同光照條件下各處理煙苗農藝性狀指標跟蹤分析的結果表明，光照條件主要對煙苗的葉寬和莖圍有較大影響。但當煙苗葉片數和根系發育至7葉1心期后，對煙苗農藝性狀的影響起主導作用的是光照度，而光照時數的影響減小。因此，增加育苗大棚光照度，使之達到6 000 lx以上，是增強煙苗素質并達到壯苗標準的必要光照條件。

煙苗葉片葉綠素合成及光合作用合成積累可溶性總糖的過程與光照條件直接相關，但類胡蘿卜素的合成主要與光照度，特別是紫外光強度密切相關。本試驗對不同光照條件下各處理煙苗生理生化指標跟蹤分析的結果表明，苗期不同光照度對葉綠素、可溶性總糖含量以及根系轉化酶、硝酸還原酶活性的影響較大，對葉片類胡蘿卜素含量的影響較小，這與人工光源中紫外光強度很低，難以激發類胡蘿卜素大量合成有關。此外，由于煙苗根系生長在漂浮盤下，不能直接感受光照，因此光照對根系生長發育的影響是間接的，而本試驗各處理的施肥水平一致，因而隨著煙苗葉片數的增加，不同光照處理煙苗根系的生理生化指標逐漸趨近。本試驗采用的是冷光源日光燈，光照度大且熱度低，如采用發熱光源進行光照，光源離漂浮盤表面的距離需提升，這是試驗中需要注意之處。

4 結論

本試驗結果表明，6 h的光照時數對煙苗生育期有較大影響，光照時數達到9 h時，光照時數的影響小于光照度;光照度對煙苗葉寬、莖圍、葉綠素含量、可溶性總糖含量以及根系轉化酶、硝酸還原酶活性有較大的影響;光照時數≥9 h，同時光照度≥6 000 lx時，將促進煙苗生長速度，增加煙苗葉片葉綠素、可溶性總糖含量及根系活力，但人工光源的光照度變化對葉片類胡蘿卜素含量的影響較小，且隨著煙苗葉片數的增加，光照條件對煙苗生理生化指標的影響逐漸減小。因此，采用人工光源進行補光育苗時，在保證養分供應條件下，漂浮盤表面的光照時數需達9 h及以上，且光照度須達到6 000 lx及以上，才能促進煙苗生長并達到莖高11 cm、莖圍 1.8 cm 的壯苗要求，而且在12周內成苗。

參考文獻：

[1]王小菁. 我國光形態建成研究回顧[J]. 植物學通報，2003，20（4）：407-415.

[2]王旺田，張金文，王 蒂，等. 光質與馬鈴薯塊莖細胞信號分子和糖苷生物堿積累的關系[J]. 作物學報，2010，36（4）：629-635.

[3]Franklin K A. Light and temperature signal crosstalk in plant development[J]. Current Opinion in Plant Biology，2009，12（1）：63-68.

[4]楊興有，劉國順，伍仁軍，等. 不同生育期降低光強對煙草生長發育和品質的影響[J]. 生態學雜志，2007，26（7）：1014-1020.

[5]楊虹琦，肖春生，陳 頤，等. 不同比例紅藍光對煙苗生長及碳代謝的影響[J]. 中國農學通報，2013，29（22）：160-166.

[6]張志良. 植物生理學實驗指導[M]. 北京：高等教育出版社，1990：35-127.

[7]魏 星，吳華建. 不同育苗方式對煙苗質量及煙葉產質量的影響

[J]. 陜西農業科學，2011，57（2）：77-81.

[8]趙文濤，周冀衡，邱 堯，等. 光照強度對煙苗葉綠素含量、硝酸還原酶活性及根系活力的影響[J]. 湖南農業科學，2012（15）：31-33.

[9]李雪震，張希杰，李念勝，等. 烤煙煙葉色素與煙葉品質的關系[J]. 中國煙草，1988（2）：23-27.

[10]楊興有. 光照強度對烤煙生長發育和品質的影響[D]. 鄭州：河南農業大學，2006.

[11]楊春雷，魏 嵬，楊久紅，等. 苗期人工光照處理在白肋煙生產上的應用研究[J]. 安徽農業科學，2008，36（30）：13234-13236.

[12]吳云平，朱 信，王 瑞，等. 利用弱光延長光照時間對溫室煙苗光合作用與生長的影響[J]. 中國煙草學報，2011，17（5）：59-63. 趙彩霞，袁玉婷，唐 琳，等. 西藏春油菜氮肥用量、種植密度優化試驗[J]. 江蘇農業科學，2019，47（3）：70-73.