調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙生理特性的影響

彭 友，舒義鵬，葉征宇，徐益明，方 平，楊 宇

（貴州省煙草公司遵義市公司 習水分公司，貴州 習水 564600）

烤煙栽培中化學肥料的大量施用和不恰當的耕作導致了植煙土壤的鹽漬化[1]，部分省份植煙土壤的鹽漬化面積已經達到總面積的10.23%，這對烤煙的生長發育和產量形成具有較大影響[2]。因此，通過外源物質緩解烤煙鹽脅迫危害對生產優質煙葉具有十分重要的實踐意義。調環酸鈣是目前生產中使用的一種新型植物生長調節劑，適宜的噴施濃度可以使作物莖稈粗壯，莖葉緊湊，抗逆性增強，對抵抗低溫、鹽脅迫具有重要作用，可以有效緩解逆境脅迫對烤煙的危害[3]。從大豆的相關研究來看，調環酸鈣通過提高植物葉片內葉綠素含量增強光合能力，提高抗氧化酶活性和活性氧清除能力，從而有效緩解鹽脅迫對大豆的危害[4]；李瑤等[5]研究認為，外源調環酸鈣可以顯著提高水稻根系活力，提高水稻植株可溶性蛋白和游離脯氨酸含量，降低活性氧產生速率，顯著促進水稻生長；王才斌等[6]研究認為，外源調環酸鈣可以顯著提高花生葉片內葉綠素含量和抗氧化酶活性，但不會對根系活力產生顯著影響。從前人的相關研究來看，目前鮮見關于調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙生理特性影響的相關報道。筆者通過研究調環酸鈣對緩解烤煙鹽脅迫生理效應的基本規律，以期為生產中科學合理施用調環酸鈣提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2021年4月至8月在貴州省習水縣煙草公司試驗田防雨棚內進行。試驗地處東經106°42′21″，北緯28°37′8″，屬亞熱帶濕潤季風氣候。試驗所選烤煙品種為‘云煙87’，土壤類型為黃壤。試驗采取盆栽方式，所用栽植盆均帶托盤，栽植盆規格為30 cm×25 cm×30 cm（長×寬×高），盆栽土取自田間0～20 cm土壤，每盆裝土7 kg，土壤養分含量為有機質25.43 g·kg-1，堿解氮61.57 mg·kg-1，P2O515.36 mg·kg-1，K2O 165.86 mg·kg-1，pH值6.88。

1.2 試驗設計

試驗共設置4個處理，其中CK為對照，6 g·L-1NaCl+0 mg·L-1調環酸鈣，T1為6 g·L-1NaCl+55 mg·L-1調環酸鈣，T2為6 g·L-1NaCl+110 mg·L-1調環酸鈣，T3為6 g·L-1的NaCl+165 mg·L-1調環酸鈣。4月10日，挑選飽滿一致的種子，高錳酸鉀消毒后浸種24 h，然后播種于栽植盆中，每盆播種5株，出苗后長至2片針葉時進行間苗，每盆剩余1株。4月20日，將栽植盆全部搬至防雨棚中，并用標簽做好標記。4月28日，按照試驗設計，將配置好的NaCl溶液澆入栽植盆內，每盆澆入1 500 mL，同時，栽植盆托盤收集滲出液后全部澆入栽植盆中。4月28日至5月1日，每天18:00用小噴壺按照試驗設計對烤煙噴施調環酸鈣，每次噴施量為80 mL·株-1，T1處理噴施等量的清水作為對照。烤煙生長過程中要防止發生干旱脅迫，每次澆水后都將盆拖內的滲漏液澆入栽植盆中。每個處理15株，共計60株，栽植盆隨機排列。

1.3 測定項目

試驗分別于6—9月每月1日取樣，每株摘取從上至下數第4片葉，每處理每次取樣3株烤煙，將煙葉帶回實驗室后清洗干凈，然后測定各項生理指標。其中葉綠素含量測定采用浸提法[7]，丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸法[8]，游離脯氨酸含量測定采用茚三酮法[8]，可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍法[8]，可溶性糖含量測定采用蒽酮法[8]，超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用NBT還原法[8]。每個指標測定3次，取平均值作為最終結果。

1.4 數據處理

數據處理與圖表制作使用Excel 2013版軟件，方差分析使用DPS 7.05版軟件。

2 結果與分析

2.1 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙葉片葉綠素含量的影響

由圖1可知，調環酸鈣提高了烤煙葉片內的葉綠素含量，不同濃度處理對葉綠素含量的影響存在差異。6—9月，烤煙葉片內葉綠素含量表現為隨著調環酸鈣濃度的增加而升高，其中T3處理為最高值，與對照相比分別提高了15.63%、20.08%、24.95%和29.45%，且差異顯著。T2與T3之間無顯著差異，這表明T2和T3均可以顯著提高烤煙葉片內的葉綠素含量。6月和9月，T2與T1之間無顯著差異，7—8月，T2分別比T1提高了10.49%和6.36%，且差異顯著，這表明T2與T1相比，在這2個月份會顯著提高烤煙葉片內的葉綠素含量。6—7月，T1與對照之間無顯著差異，8—9月T1顯著高于對照；9月T1、T2、T3之間無顯著差異，這表明在9月不同調環酸鈣濃度對葉綠素含量的影響處于同一水平。

圖1 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙葉片葉綠素含量的影響

2.2 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙MDA含量的影響

由圖2可知，烤煙葉片內MDA含量表現為隨著脅迫持續時間延長表現出一直升高，在同一月份表現為隨著調環酸鈣濃度升高而降低。6—9月，T2處理MDA含量分別比對照降低了16.80%、19.74%、14.22%、8.51%，且差異顯著，這表明該濃度的調環酸鈣對降低鹽脅迫下烤煙MDA含量效果達到了顯著水平；T3與T2相比降低了烤煙MDA含量，但是2個處理之間無顯著差異，這表明調環酸鈣濃度從110 mg·L-1提高到165 mg·L-1并不會對鹽脅迫下烤煙MDA含量產生顯著影響。整個試驗期間，T1與T2之間無顯著差異，T1與對照之間無顯著差異，這表明55mg·L-1的調環酸鈣不會顯著降低干旱脅迫下烤煙葉片中的MDA含量。9月，不同濃度的調環酸鈣對MDA含量的影響處于同一水平。

圖2 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙MDA含量的影響

2.3 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙游離脯氨酸含量的影響

由圖3可知，調環酸鈣提高了鹽脅迫下烤煙游離脯氨酸含量，不同處理在不同月份對游離脯氨酸含量的影響存在差異。6—8月，T2處理游離脯氨酸含量分別比對照提高了32.08%、43.03%、53.83%，且差異顯著，這表明該處理在這3個月份可以顯著提高鹽脅迫下烤煙游離脯氨酸含量；T2顯著高于T1，這表明調環酸鈣濃度從55 mg·L-1提高至110 mg·L-1會顯著提高烤煙葉片內的游離脯氨酸含量；T3與T2之間無顯著差異，這表明在T2基礎上提高調環酸鈣濃度不會對游離脯氨酸含量產生顯著影響；6月、7月、9月T1與對照之間無顯著差異，8月T1顯著高于對照，這表明該處理僅在8月會顯著提高鹽脅迫下烤煙葉片內的游離脯氨酸含量。

圖3 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙游離脯氨酸含量的影響

2.4 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙可溶性蛋白含量的影響

由圖4可知，整個試驗期間，烤煙可溶性蛋白含量表現為持續升高，不同濃度的調環酸鈣對烤煙可溶性蛋白含量的影響不同。6—7月，T2與對照相比可溶性蛋白含量分別提高了22.39%、29.74%，且差異顯著；T3與T2之間無顯著差異，T2與T1之間無顯著差異，這表明調環酸鈣濃度從T1提高至T2在6—7月不會對烤煙可溶性蛋白含量產生顯著影響；8月，T2、T3之間無顯著差異，2個處理顯著高于對照和T1，T1與對照之間無顯著差異；9月，T1、T2、T3之間無顯著差異，這表明不同濃度的調環酸鈣對烤煙可溶性蛋白含量的影響在9月處于同一水平。T2、T3顯著高于對照，T1與對照之間無顯著差異，這表明55 mg·L-1的調環酸鈣不會對烤煙可溶性蛋白含量產生顯著影響。

圖4 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙可溶性蛋白含量的影響

2.5 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙可溶性糖含量的影響

由圖5可知，烤煙可溶性糖含量在整個試驗期間表現為一直降低的變化，同一月份可溶性糖含量隨著調環酸鈣濃度的增加而升高。6—9月，T2與對照相比可溶性糖含量分別提高了26.42%、24.26%、41.35%和57.28%，且差異顯著，這表明該處理與對照相比，可以顯著提高烤煙可溶性糖含量；T2顯著高于T1，T3與T2之間無顯著差異，這表明調環酸鈣濃度從T1提高至T2對提高烤煙可溶性糖含量效果顯著，但濃度從T2提高至T3不會對可溶性糖含量產生顯著影響；T1與對照之間無顯著差異，這表明55 mg·L-1的調環酸鈣不會對烤煙可溶性糖含量產生顯著影響。

圖5 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙可溶性糖含量的影響

2.6 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙SOD活性的影響

由圖6可知，烤煙SOD活性表現為隨著調環酸鈣濃度的增加先升高后降低，其中T2處理在6—9月始終處于最高值，與對照相比，SOD活性分別提高了23.27%、21.83%、17.93%、30.60%，且差異顯著，這表明該處理與對照相比，可以顯著提高烤煙SOD活性。6—9月，T1顯著低于T2處理，T2與T3之間無顯著差異，這表明調環酸鈣濃度從T1提高至T2會顯著提高烤煙SOD活性，從T2提高至T4后SOD活性降低，但并未達到顯著水平。7—9月，T1顯著高于對照，這表明55 mg·L-1的調環酸鈣在這3個月份對提高SOD活性的作用達到了顯著水平。

圖6 調環酸鈣對鹽脅迫下烤煙可溶性糖含量的影響

3 結論與討論

葉綠素是植物進行光合作用的重要色素，其含量高低直接影響植物光合作用的進行[9]。葉綠素含量提高有利于植物形成更多的光合產物，以促進植物生長[10]，且可以有效緩解非生物脅迫對植物的危害。本研究結果表明，調環酸鈣提高了鹽脅迫下烤煙葉片內的葉綠素含量，這與章世奎等[11]的研究結果相似，筆者分析認為調環酸鈣可以抑制鹽脅迫下烤煙葉綠素分解，從而有利于烤煙葉綠素含量升高，緩解鹽脅迫對烤煙的危害。另外，9月份不同濃度的調環酸鈣對葉綠素含量的影響處于同一水平，這可能與該月份烤煙生長量顯著降低，葉片處于落黃期有關。

鹽脅迫會導致植物體內積累大量的超氧基陰離子，從而導致膜脂過氧化引起MDA含量升高，影響植物正常代謝活動的進行[12]。調環酸鈣具有緩解作物鹽脅迫危害的作用，適宜濃度的調環酸鈣可以顯著降低逆境脅迫下烤煙葉片內的MDA含量，降低鹽脅迫對膜系統的危害[3]。本研究結果中，T3處理顯著降低了鹽脅迫下烤煙葉片內的MDA含量，這也說明110 mg·L-1的調環酸鈣可以有效緩解鹽脅迫對烤煙的危害。植物在鹽脅迫條件下會大量積累游離脯氨酸，從而提高細胞持水和清除活性氧能力，有利于緩解鹽脅迫對植物的危害[13]。調環酸鈣提高了鹽脅迫下烤煙葉片內的游離脯氨酸含量，這有利于增強烤煙葉片持水能力，降低鹽脅迫對烤煙的危害。從不同濃度調環酸鈣處理比較來看，T3對提高游離脯氨酸含量效果顯著優于T2，T4與T3相比效果不顯著。

可溶性蛋白是重要的滲透調節物質，鹽脅迫下植物體內可溶性蛋白含量會升高，從而有效緩解鹽脅迫對植物的危害[14]。調環酸鈣可以防止鹽脅迫下植物體內可溶性蛋白的分解，從而有效提高植物耐鹽能力[15]。本研究結果表明，調環酸鈣濃度在110～165 mg·L-1范圍內顯著提高了烤煙葉片內的可溶性蛋白含量，余明龍等[15]研究認為這可能與調環酸鈣可以誘導鹽脅迫下可溶性蛋白的合成和減少分解來提高可溶性蛋白含量，以緩解鹽脅迫對烤煙的危害有關。

可溶性糖是對鹽脅迫較為敏感的小分子物質，植物在鹽脅迫的早期主要通過提高可溶性糖含量來提高抗逆性，但隨著鹽脅迫持續時間的延長，可溶性糖含量常常表現出降低的變化[15]。本研究結果表明，110～165 mg·L-1的調環酸鈣顯著提高了鹽脅迫下烤煙葉片內的可溶性糖含量，這與余明龍等[15]的研究結果相似，表明調環酸鈣可通過增加烤煙葉片內可溶性糖含量來增強烤煙的耐鹽性。

SOD是植物體內重要的抗氧化酶，其可以將多余的活性氧歧化為過氧化氫，降低活性氧對植物的危害[16]。適宜濃度的調環酸鈣可以顯著提高植物體內SOD活性，但是過高濃度的調環酸鈣會降低植物體內SOD活性[5]。本研究結果表明，110 mg·L-1的調環酸鈣處理SOD活性處于最高值，這表明該濃度對緩解烤煙鹽脅迫效果優于55、165 mg·L-1處理。

綜上所述，110 mg·L-1的調環酸鈣可以顯著提高鹽脅迫下烤煙葉片內葉綠素含量，顯著降低烤煙葉片MDA含量，并促進鹽脅迫下烤煙葉片內游離脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖積累，提高超氧化物歧化酶活性，有效緩解鹽脅迫對烤煙的危害。