外源鉀肥影響碳氮積累并改善煙草幼苗低溫抗性

關鍵詞：煙草；幼苗；外源鉀肥；碳氮積累；低溫脅迫；低溫抗性；生理響應

中圖分類號： S143.3⁺9 ;S572 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）07-0036-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.07.007

Effects of exogenous potassium fertilizer on carbon and nitrogen accumulation and its enhancement of chilling tolerance in tobacco seedlings

CHEN Tao ¹ ，LIGuo-lan1，FUHui-jie2，ZHU Song-fa1，SONGWen-jing3，ZHANGYa-li2，YUKe-ke3 （1.Samingca；buio 210019，Ciasiebsecheadalesingoadoia;4 Resources and Environmental Sciences，Nanjing Agricultural University，Nanjing 21Oo95，China）

Abstract：Indertoexploeteeftofexogenuspotassiumfertlronteesistaneofflueuredtobacctochilingstrss，the effects of spraying 0.1% potassium dihydrogen phosphate（T1）and 0.1% potassium fulvic acid（T2）on the growth and development， carbonandnitrogencontentandantioxidantenzymesystemoftobaccowerestudied byindoorandfieldexperiments.Theresults showedthatcomparedtothecontrol（CK，foliarspraywithdistiledwater），theshotdryweightofTandT2increasedsignificantly by 65.8% and 27.2% ，respectively. The root dry weight of T1 and T2 increased significantly by 133.3% and 72.2% compared to the control，respectively. The total carbon content of T1 and T2 increased significantly by 17.4% and 20.2% compared to the control，respectively.The soluble sugar content and soluble protein content of T1 increased significantly by 26.4% and 41.5% compared to the control，respectively.Compared to thecontrol，the catalase activityof T1 and T2 increased significantly by 76.2% and 38.3% ，respectively，and the total antioxidant capacity increased significantlyby 250.2% and 40.8% ，respectively.The comprehensive evaluation resultsofthemembershipfunctionmethodshowedthathecomprehensivelowtemperatureresistanceofT1wasthebest.Itwasrecommended to spray 0.1% potassium dihydrogen phosphate during the tobacco transplanting period and the period of late spring frosts to improve cold resistance of tobacco to low response.

KeyWords：tbao；sedings;exognouspoassim；caboandnitrogenalatio;chillingstress；chillntolerane；pi logical response

低溫是影響作物的重要非生物逆境[，嚴重影響作物生長發育、產量和質量[2.3]。煙草是原產于亞熱帶的喜溫作物，對溫度敏感，適宜生長溫度為 25～28^°C 在 10～13°C 時會停止生長[4.5]，在一些移栽較早或低溫霜凍頻發地區，如福建省、江西省等南方煙區，因移栽后倒春寒導致的低溫冷害問題普遍存在[6.7]低溫冷害從表觀形態上看，表現為出苗受阻、幼苗發育不良、葉片黃化萎蔫，嚴重時甚至出現死亡[8-10];從內部代謝角度看，低溫脅迫下活性氧（ROS）大量產生，丙二醛（MDA）含量增加，細胞內環境平衡被打破，細胞膜易遭受氧化損傷，植物代謝紊亂[，12]。磷酸二氫鉀和黃腐酸鉀作為外源鉀肥，已被證實能顯著改善低溫下花生和西葫蘆幼苗的抗冷性，誘導植物自身抗性的產生，通過降低丙二醛的產生、促進滲透調節物質的合成以及增強植株體內活性氧的清除來緩解低溫脅迫帶來的損傷[13.14]。但是，關于葉面噴施磷酸二氫鉀和黃腐酸鉀能否有助于緩解烤煙低溫逆境及其抗低溫的生理機制鮮見報道。本研究采用室內試驗并結合大田試驗研究葉面噴施磷酸二氫鉀和黃腐酸鉀后烤煙生長發育、碳氮轉化及其抗性生理指標的變化，以探討磷酸二氫鉀和黃腐酸鉀對烤煙低溫抗性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與材料

大田試驗于2023年在福建省三明市建寧縣進行，該地區屬亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫16.8^°C ，年積溫 4900～5069^°C ，極端最低氣溫 _.-12.8°C 在烤煙育苗期至旺長期常遭遇低溫霜凍惡劣天氣，lt;10‰ 的日數占比為 63.5% ；盆栽試驗于2023年在南京農業大學資源與環境科學學院溫室內進行。供試烤煙品種均為翠碧1號，所用外源鉀肥均由中國農業科學院煙草研究所提供。

1.2 試驗設計

室內和大田試驗均設置3個處理，包括清水對照（CK）、 0.1% 磷酸二氫鉀（T1）和 0.1% 黃腐酸鉀（T2），每個處理重復3次。田間試驗采用完全隨機區組設計，小區面積為 96m² （寬 4.8m× 長 20.0m ），四周均設置保護行，小區除試驗處理外，其余所有管理操作均與當地優質烤煙生產操作規程保持一致，包括中耕、追肥、打頂、除草等環節。田間試驗中，外源鉀肥于移栽期和倒春寒發生前采用背負式電動噴霧器進行噴施，每2d噴施1次，在早晨（8：00—9：00）或傍晚（17：00—18：00）噴施，噴施后確保葉片正反面均有掛液，共噴施3次。室內盆栽試驗在育苗60d后進行，采用便攜式小噴壺每2d噴施1次，共噴施3次。大田及盆栽試驗均于處理后7d進行樣品采集及測定。

1.3 測定項目及方法

室內試驗中，取不同處理中長勢一致的煙苗各5株，從根莖結合處分開，將地上部和根系置于烘箱中 105°C 殺青， 75^°C 烘干后稱取整株生物量。田間試驗樣品采集后，一部分進行煙葉鮮重的稱量，后置于烘箱中 105^°C 殺青 30min，80^°C 烘干至恒重，過篩后分別采用植物全碳含量測試盒光度法和凱氏定氮法對植物全碳和全氮含量進行測定。另一部分鮮樣采用蘇州科銘生物技術有限公司生產的植物可溶性糖檢測試劑盒、可溶性蛋白質含量測定試劑盒、丙二醛含量測定試劑盒和植物總抗氧化能力測定試劑盒分別對可溶性糖（SS）含量、可溶性蛋白質（SP）含量、丙二醛含量及總抗氧化能力（TAC）進行測定；超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化物酶（POD）活性及過氧化氫酶（CAT）活性分別采用氮藍四唑法、愈創木酚法及紫外吸收法測定。

1.4 數據分析

采用Excel2016軟件進行數據整理，用SPSS21.0軟件進行單因素ANOVA方差分析 （Plt;0.05） ，采用 0rigin2021 軟件繪圖。借助隸屬函數法進行抗性評價，當生理指標有利于增強抗性時，采用式（1）計算隸屬函數值，反之則選擇式（2）計算。

式中， U_max 為某指標測定值的最大值， U_min 為某指標測定值的最小值， 分別為某指標的隸屬函數值和測定值。最后計算各指標的隸屬函數值的加權平均數，即得綜合值 U O

2 結果與分析

2.1葉面噴施鉀肥對低溫下煙草生長發育的影響

煙苗在室內培養 60d 后進行處理并于處理后7d取樣測定，結果（圖1）表明，T1和T2較CK均顯著促進了低溫下煙草幼苗的生長，煙草葉片大小、根系數量和根系體積均明顯增加。T1和T2的地上部干重比CK分別顯著增加 65.8% 和 27.2% ，根系干重比CK分別顯著增加 133.3% 和 72.2% 。由此可知，噴施 0.1% 磷酸二氫鉀在低溫下對煙草幼苗生長的促進作用最顯著。

圖1室內葉面噴施鉀肥后煙草植株形態和干重

2.2葉面噴施鉀肥對低溫下煙草碳氮轉化的影響

與CK相比，大田葉面噴施 0.1% 磷酸二氫鉀使烤煙鮮重和全碳含量分別顯著增加 57.5% 和17.4% ，但并未顯著增加其全氮含量；葉面噴施 0.1% 黃腐酸鉀的烤煙鮮重和全碳含量較CK也均顯著增加，分別增加 20.0% 和 20.2% ，但對烤煙全氮含量無顯著影響（表1）。此外，噴施 0.1% 磷酸二氫鉀的烤煙鮮重顯著高于噴施 0.1% 黃腐酸鉀，但2個處理在全碳和全氮含量上差異均不顯著，以大田葉面噴施0.1% 磷酸二氫鉀的低溫抗逆效果最突出

表1大田葉面噴施鉀肥后煙草的鮮重和碳、氮含量

注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著 Plt;0.05 。表2同

2.3 葉面噴施鉀肥對低溫下煙草滲透調節物質的 影響

如表2所示，與CK相比，大田葉面噴施 0.1% 鉀肥均能增加可溶性糖和可溶性蛋白質含量，同時減少丙二醛的產生，降低因低溫導致的細胞膜結構和功能損傷。其中，噴施 0.1% 磷酸二氫鉀后煙葉可溶性糖和可溶性蛋白質含量比CK分別顯著增加26.4% 和 41.5% ;與CK相比，噴施 0.1% 黃腐酸鉀后煙葉可溶性糖含量增加 9.7% ，可溶性蛋白質含量顯著增加 13.1% 。這表明噴施 0.1% 磷酸二氫鉀對滲透調節物質含量的影響更大。此外，T1和T2均降低了丙二醛含量，但不同處理間差異不顯著。

表2大田葉面噴施鉀肥后煙葉滲透調節物質的含量

2.4葉面噴施鉀肥對低溫下煙草葉片抗氧化酶活性的影響

如圖2所示，與CK相比，大田葉面噴施 0.1% 磷酸二氫鉀和 0.1% 黃腐酸鉀均改善了烤煙葉片的抗氧化能力，總抗氧化能力顯著提升。其中，葉面噴施0.1% 磷酸二氫鉀的煙葉CAT活性和總抗氧化能力比CK分別顯著增加 76.2% 和 250.2% ；葉面噴施0.1% 黃腐酸鉀的POD活性、CAT活性和總抗氧化能力比CK分別顯著增加 13.5%.38.3% 和 40.8% 。2個處理對SOD活性影響均較小。

圖2大田葉面噴施鉀肥后煙草葉片抗氧化酶的活性

2.5煙草抗低溫逆境隸屬函數綜合分析

隸屬函數法的綜合評價結果見表3，可知在大田移栽期或倒春寒頻發期噴施外源鉀肥能夠明顯改善烤煙在低溫下的抗逆性，其中噴施 0.1% 磷酸二氫鉀對低溫逆境的抵御效果最明顯，綜合得分值較噴施 0.1% 黃腐酸鉀明顯增加，增幅為 68.8% 。

表3大田葉面噴施鉀肥后煙草抗低溫逆境的綜合評價

3 討論

本研究采用室內模擬試驗結合大田試驗，既探究低溫下外源噴施磷酸二氫鉀和黃腐酸鉀對煙草幼苗根系和葉片的保護作用，又定量評估了大田低溫冷害下煙葉碳氮代謝、滲透調節物質變化以及抗氧化酶系統變化。本研究中，外源噴施 0.1% 磷酸二氫鉀和 0.1% 黃腐酸鉀后，可溶性蛋白質和可溶性糖含量均明顯增加，有利于維持低溫下細胞較低的滲透勢，避免細胞過度失水，增強煙株在低溫逆境下的保水能力[5.15]。本研究中外源鉀肥未使丙二醛含量顯著降低，但仍能觀察到一定降低趨勢，這與已有研究[16.17]一致。煙株可以依靠自身抗性抵御適度低溫，但溫度過低，煙株無法有效清除體內的氧化物質，會使細胞過氧化損傷嚴重。本研究中超氧化物歧化酶活性在各處理間差異較小，但葉片噴施 0.1% 磷酸二氫鉀和 0.1% 黃腐酸鉀卻明顯增加了過氧化氫酶活性、過氧化物酶活性及總抗氧化能力，提高了低溫下煙株清除活性氧自由基的能力，避免了膜質過氧化及膜系統的損傷，一定程度增強了煙株在低溫下的抗性，這與已有研究[18-20]一致。

此外，本研究為更好地評價外源物質對烤煙低溫逆境的抵御作用，采用了隸屬函數法綜合分析了各抗性指標，結果表明外源噴施 0.1% 磷酸二氫鉀和0.1% 黃腐酸鉀均改善了烤煙低溫抗性，研究從綜合指標入手，避免了單一指標的片面性，證明葉面噴施0.1% 磷酸二氫鉀能最大程度緩解烤煙低溫損傷，有利于增強烤煙低溫抗性，減少因倒春寒等低溫天氣造成的產量和品質損失。但是，本研究中僅關注了部分抗性指標，對于相對電導率、脯氨酸含量、烤煙根系活力、植物生長調節因子含量及抗性基因表達的變化等指標未關注，之后可進一步加深相關研究，系統揭示磷酸二氫鉀增強烤煙低溫抗性的生理機制。

4 小結

外源噴施 0.1% 磷酸二氫鉀和 0.1% 黃腐酸鉀均能改善烤煙低溫抗性，以葉面噴施 0.1% 磷酸二氫鉀效果較優。外源鉀肥的噴施可以明顯促進烤煙地上部和根系生長，葉面積和根系體積均明顯增大，煙株的碳氮轉化和積累明顯改善，不僅增加了可溶性糖、可溶性蛋白質等滲透調節物質含量，而且提高了烤煙總抗氧化能力、過氧化物酶和過氧化氫酶活性，增強了其活性氧清除能力，使低溫抗性綜合值顯著增加。生產上建議在移栽期或低溫冷害頻發期前噴施0.1% 磷酸二氫鉀，以降低外界環境脅迫對烤煙生長發育的影響。

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（責任編輯 呂海霞）