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云南高海拔地区不同烤烟品种生长对夜间增温的响应

2014-11-24范幸龙周冀衡周越李强王绍坤陈初程昌新杨应明

中国烟草学报 2014年6期
关键词:旺长云烟烟株

范幸龙,周冀衡,周越,李强,王绍坤,陈初,程昌新,杨应明

1 湖南农业大学烟草研究院,湖南长沙芙蓉区农大路1号,410128;

2 江苏中烟工业有限责任公司,江苏南京建邺区梦都大街30号,210019;

3 红云红河烟草(集团)有限责任公司,云南昆明北市区红锦路181号,650202

云南高海拔地区不同烤烟品种生长对夜间增温的响应

范幸龙1,2,周冀衡1,周越1,李强1,王绍坤3,陈初3,程昌新3,杨应明3

1 湖南农业大学烟草研究院,湖南长沙芙蓉区农大路1号,410128;

2 江苏中烟工业有限责任公司,江苏南京建邺区梦都大街30号,210019;

3 红云红河烟草(集团)有限责任公司,云南昆明北市区红锦路181号,650202

以‘云烟87’和‘K326’两个烤烟品种为试验材料,利用温室大棚夜间关闭升温、白天敞开恢复常温的原理,研究了云南高海拔烤烟大田生育期(移栽至打顶) 内生长对夜间增温的响应。研究结果表明:夜温升高可使‘云烟87’和‘K326’生育期总天数较自然对照分别缩短3d和2d,地上和地下部分干物质积累量和株高在各生育节点夜温处理均显著高于对照,两品种打顶时总有效叶片数处理较对照均增加三片,叶片开片度在各生育节点均得到提升,特别是叶片横向生长能力得到有效促进,叶面积相应增大,长宽比趋于协调。同时‘云烟87’和‘K326’植株根、叶干物质积累对夜温响应最大敏感期均为团棵时,而茎因品种不同对夜温响应最大敏感期有所差异,‘K326’为旺长时、‘云烟87’为打顶时。云南高海拔地区夜间温度升高将会对当地烤烟产值产量及烤后烟叶等级结构的提升起到极大的促进作用。

夜间温度;海拔;烤烟;品种;生长发育;干物质积累

烤烟是我国重要的经济作物。不同区域的生态环境差异在很大程度上决定或影响着烟叶品质和香气风格[1]。邵丽等[2]研究了生态条件对不同烤烟品种烟叶产质量的影响,表明生态条件对烟叶产质量的影响大于品种间的差异。因此,在影响烟草品质的诸多要素中,生态因素对烟叶品质的形成具有重要作用[1]。烟草是一种喜温作物,烟草生长的最适温度为25~28℃ ,温度过高或过低都会影响烟草的正常生长[3]。温度是影响烤烟品质的重要生态因素之一[4-5],而夜间温度的高低直接决定着昼夜温差、有效积温及田间生长小气候环境,对烤烟生长及香气风格的形成不容忽视。前人已就温度与烟叶质量的关系做过许多研究[6-10],但仅就夜间温度变化对烤烟发育及品质影响研究来看,目前分析指标较为单一,并且受试验地及品种差异的影响,所得结论还存在一定分歧。为此,尽快探明高海拔烟区夜间温度对烤烟生长及品质的影响显得尤为重要,但目前就夜间温度单一生态因子变化对高海拔地区烤烟生长及干物质积累的影响还未见报道。本研究利用温室大棚夜间是否关闭影响室内温度的原理,深入研究了云南高海拔地区不同烤烟品种生长对夜温升高的响应,旨在完善温度生态因子对烤烟产质量影响结果的全面性和系统性,为云南高海拔烟区烤烟质量特色形成机理研究提供新的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本次试验于2013年4-9月在云南省保山市腾冲县固东镇红云红河烟草集团鸦乌山烤烟基地单元内进行,试验点海拔2050米,25.40102°N,98.51747°E,前作玉米,旱地土。试验地肥力中等,土壤养分情况如表1所示。试验为大田试验,试验品种为‘K326’和‘云烟87’,烟苗采用集约化漂浮育苗,苗龄一致,健壮无病,由保山市烟草公司腾冲县分公司统一提供。株行距1.2m×0.5m,供试品种于4月20日统一移栽,其中,纯氮用量为99 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O=6.8∶10.1∶20.1。纯氮的70%于移栽前塘施,肥料种类为烤烟专用复合肥;30%按当地追肥习惯于移栽后21d采用兑水浇施。其它大田管理措施均按保山市腾冲县优质烟生产规范进行。

表1 供试土壤基本肥力性状Tab.1 Fertility of tested soil

1.2 试验处理

试验设置 2 个处理: (1)夜间增温(简称处理):每日 18:00—次日 6:00 进行封闭增温;(2)自然夜温(简称对照):安装与增温处理相同形状的夜间防雨拱棚,夜间四周敞开通风不保温,仅起到防雨作用。试验采用单因素随机区组设计,对照为按当地生产条件自然生长,每个处理3个重复,每个重复45株(取样15株),两端为保护株。棚内处理与棚外对照土壤含水量伸根期保持在60%~70%、旺长期75%~85%、成熟期75%~80%,每5d用TSC-V土壤水分快速测定仪(北京智海电子仪器厂生产)测量土壤水分,使其达到相应的土壤相对含水率,若未达到及时采用人工灌水。试验小区设3垄保护行相隔,以防产生水分侧渗效应,所有栽培措施与环境调控措施严格保持一致。

1.3 增温系统设计

该系统为常规塑料薄膜保温拱棚,拱棚尺寸为60m(长)×5m(宽)×2.5m(棚最高点离地面垂直距离),棚架为镀锌铁管搭建并固定于土壤中。增温拱棚及对照防雨棚两侧分别固定两个手动卷膜器,方便专人操作,达到白天处理大棚全敞开,在不影响光照的同时与外界保持通风,夜间 18:00–次日6:00 关棚封闭保温的效果。试验期间,在处理大棚和自然对照防雨棚内各放1台双金属自动记录温度仪,实时记录夜间环境温度数据。

1.4 数据采集及测定方法

温度数据均由温度记录仪自动记录,每间隔60min 自动记录 1 次,每15d 采集 1 次数据,每天夜间平均温度取20: 00、22: 00、24: 00、2: 00、4: 00、6:00时刻的平均值,夜间最低温度取每日20:00~次日6:00期间的最低温度。同时,记录参试品种到达各生育节点的时间。

干物质含量测定:对烟株进行定期采样,分别于团棵期、旺长期、打顶期取烟株的根、茎、叶,采用S型五点取样法,每次取样 5 株,用清水冲洗烟株,将根、茎、叶样品分开,所有鲜烟叶通过烘箱105℃高温杀青30min,根和茎洗净后和鲜叶一起75℃烘至恒重并分开称重,取平均值,记载根、茎、叶的干物质积累量。

田间农艺性状的测定:以小区为单位,对烟株进行定期动态采样测量,于烟株移栽30d后,选15株长势一致的烟株标记定株,记录株高、有效叶片数、最大叶长、最大叶宽等农艺性状。其中最大叶长、宽打顶前定株不定叶位进行测量记载,打顶后分部位进行测量,每株自下而上分别选取下部叶( 第5叶位)、中部叶( 第10叶位) 和上部叶( 第15叶位) 进行挂牌标记,取平均值。

1.5 统计方法

用 Excel 2003 软件进行数据整理和作图,用SPSS 19.0 数据分析软件进行统计分析, 用两尾t检验进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同烤烟品种各生育阶段夜间温度差异

由图1可知:烤烟品种移栽大田后1~105 d,增温处理夜间平均温度为16.7℃,夜间最低温度为11.23℃,自然对照夜间平均温度为15.5℃,夜间最低温度为9.85℃,处理较对照平均夜温高1.2℃,最低夜间温度高1.38℃。上述结果表明,本次试验设计的夜间增温方式总体能有效提高烟株大田生育期内夜间环境温度,达到预期试验设计效果。

图1 烟株移栽后1~105d夜间平均温度Fig.1 Average nighttime temperature 1-105d after transplanting

2.2 烤烟不同品种生育进程对夜温升高的响应

由表2可知,由于团棵和旺长所在的5、6月较现蕾和打顶所在的7月的夜间自然平均温度低,各处理到达生育节点的时间对夜温升高的响应趋势一致,均为生育前期大于生育后期。其中‘K326’到达团棵、旺长的时间较对照平均提前4d,到达现蕾、打顶的时间较对照平均提前3d;‘云烟87’到达团棵、旺长的时间较对照平均提前5d,到达现蕾、打顶的时间较对照平均提前3d。但从大田生育期总天数方面来看(移栽至打顶),‘K326’处理(83d)较对照(85d)缩短2d,‘云烟87’处理(75d)较对照(78d)缩短3d,夜温升高显著缩短了参试品种大田生育时间。

表2 不同烤烟品种生育进程对夜温升高的响应Tab.2 Response of tobacco varieties during different growing period to nighttime temperature increase

2.3 烤烟不同生育时期农艺性状对夜温升高的响应

2.3.1 株高 由表3可知,株高日均增长率四个生育节点‘K326’处理较对照分别为增高0.03cm/d,0.24cm/d、0.97cm/d、-0.47cm/d;而‘云烟87’各生育节点较对照分别高0.11cm/d、0.15cm/d、1.84cm/d、-2.07cm/d;‘K326’和‘云烟87’株高对夜温升高响应一致,均表现为先升高后降低,现蕾时处理较对照增速最快,实际高度差距最大。

2.3.2 有效叶片数 由表3可知:至打顶结束,‘K326’处理有效叶片数为18片,较对照多3片;‘云烟87’处理有效叶片数为19片,较对照多3片;夜温处理显著提高了有效叶数。

2.3.3 最大叶长、宽及开片度 由表3可知,最大叶长及日均增长率‘K326’和‘云烟87’团棵时达显著差异水平,但不同品种对夜温响应存在差异,‘K326’为处理大于对照,‘云烟87’表现为对照大于处理。最大叶宽及其日均增长率‘K326’生育期内(移栽至打顶)均表现为处理大于对照,并有统计学意义(P<0.05),旺长期处理增速最快;‘云烟87’表现为生育前期(团棵、旺长)对照大于处理,此时未达到显著差异;生育后期(现蕾、打顶)处理大于对照,此时达到显著差异,打顶时处理较对照增速最快。开片度除‘K326’团棵(处理略低)、‘云烟87’旺长(与对照持平)外,其它生育节点两品种均处理大于对照。由此可以看出,夜间温度升高一定程度的促进了参试品种叶片横向生长发育能力,使叶片长宽比趋于协调,开片度提高,叶面积相应增大,叶型趋于协调。

2.3.4 叶位 由表4可知,‘K326’打顶时第5、10叶位叶长和第15叶位叶宽增温处理较对照显著增加,同时各部位烟叶开片度得到显著提高,但是随着叶片着生部位的升高,处理和对照烟叶叶长日均增长率、叶宽日均增长率均逐渐降低。‘云烟87’打顶时第15叶位开片度、叶宽及其日均增长率处理较对照显著提高,其它处理虽均未有统计学意义(P<0.05),但是各部位开片度处理较对照仍不同程度的提高。

表3 不同生育时期农艺性状对夜温升高的响应Tab.3 Response of agronomic traits during different growing period to nighttime temperature increase

表4 打顶时不同叶位叶片对夜温升高的响应Tab.4 Response of leaf blades during topping to nighttime temperature increase

2.4 烤烟不同生育阶段干物质积累对夜温升高的响应

由表5可知:夜温升高显著提高了处理烟株在各生育节点的干物质积累量。从不同生育期烟株干物质积累速率来看,团棵时‘云烟87’仅茎、叶较对照分别提高0.01g/d、0.05g/d,表现为叶>茎>根;旺长时分别提高0.02g/d、0.08g/d,0.22g/d,表现为叶>茎>根;打顶时表现为茎>根>叶;‘K326’团棵时仅叶较对照提高0.05g/d,叶片发育响应显著;旺长时表现为茎>根>叶;打顶时分别提高0.11g/d、-0.05g/d、0.91g/d,表现为叶>根>茎。从烟株不同生育期干物质积累量来看,团棵时‘云烟87’根、茎、叶处理较对照干物质积累分别提升50%、27.3%、19.0%,表现为根>茎>叶;‘K326’较对照分别提升66.7%、15.4%、27.1%,表现为根>叶>茎。旺长时‘云烟87’处理较对照分别提升41.7%、10%、12.9%,表现为根>叶>茎 ;‘K326’较对照分别提升56.7%、22.4%、3.4%,表现为根>茎>叶。打顶时‘云烟87’分别处理较对照分别提升25.9%、33.7%、10.3%,表现为茎>根>叶;‘K326’较对照分别提升43.8%、12.2%、16.6%,表现为根>叶>茎。‘K326’夜温处理根干物质积累量增加幅度为:团棵>旺长>打顶;茎增加幅度为:旺长>团棵>打顶;叶增加幅度为:团棵>打顶>旺长。‘云烟87’夜温处理根干物质积累量增加幅度为:团棵>旺长>打顶;茎增加幅度为:打顶>团棵>旺长;叶增加幅度为:团棵>旺长>打顶。

表5 不同烤烟品种干物质积累对夜温升高的响应Tab.5 Response of dry matter accumulation of different flue-cured tobacco varieties to nighttime temperature increase

3 讨论与结论

夜间温度升高显著影响参试品种的叶片发生、生长及烟株生育进程。‘云烟87’和‘K326’生育期总天数(移栽至打顶)较对照分别缩短3d和2d;特别是叶片横向生长能力随着夜温的升高得到显著提高,叶面积随之增大,长宽比趋于协调,这可能与夜温升高导致有效积温的提高有关,这与颜合洪[11]等研究认为的有效积温是影响烤烟品种叶片发生、生长、成熟过程的主导因子,较高温度能明显促进烤烟生长,抑制其发育进程的结论基本一致。

‘云烟87’和‘K326’生长及叶片发育某些农艺指标对夜温升高响应一致,不同品种对夜温升高响应存在共性。例如株高两品种处理夜温响应均为先升高后降低,现蕾时较对照增速最快;叶片开片度‘云烟87’除旺长时、‘K326’除团棵时,其余生育节点处理较对照均显著提高;根、叶干物质积累两品种对夜温响应最大敏感期均为团棵时。此外,至打顶时两品种处理烟株有效叶片数均较对照增加3片,这与烤烟是叶用经济作物,其经济器官是叶片,只进行营养生长,所以,昼夜温差大,有利于加强同化物质向根、茎运输,不利于叶片的生长发育,昼夜温差小,可增加光合产物在叶片内的积累,有利于提高烟叶品质和质量[12-15]等研究结论基本一致。

烤烟干物质积累的多少直接影响烟叶的产量,对烤烟的优质生产具有重要意义[16]。试验结果表明,除‘K326’团棵时茎处理较对照无统计学意义外,‘云烟87’和‘K326’根、茎、叶在各生育节点干物质积累夜温处理均较对照显著增加,但是不同部位对夜温响应存在差异。‘云烟87’和‘K326’植株根、叶干物质积累对夜温响应最大敏感期在团棵时,随后根和叶对夜间升温响应逐渐减弱,干物质积累量提升幅度和日均积累率逐渐降低;但茎因品种不同对夜温响应最大敏感期有所差异:‘K326’为旺长时、‘云烟87’则为打顶时,茎总体对夜温响应表现为先升高后降低。

综上所述,夜温升高显著缩短了云南高海拔地区烤烟生育期并提高了各部位干物质积累及烟株有效叶片数,同时一定程度上提高了叶片的开片度,特别是叶片横向生长能力得到增强,这对后期烤烟产值产量及烤后烟叶等级结构的提升起到极大的促进作用。因此,云南高海拔地区特别是一些次适宜区烤烟生长与夜间温度的高低密切相关,若生育期夜间温度过低将直接影响烟株正常生长及叶片发育,对当地烤烟生产带来不利影响。但是,由于受参试品种数量及试验地环境气候的影响,本研究具有地域相对性,试验地烟区以外其他地区能否得出相同结论还有待进一步探索论证。

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Response of flue-cured tobacco cultivars to nighttime temperature increase at high-altitude area in Yunnan

FAN Xinglong1,ZHOU Jiheng1,ZHOU Yue1,LI Qiang1,WANG Shaokun2,CHEN Chu2,CHENG Changxin2,YANG Yingming2
1 Tobacco Research Institute,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China;
2 China Tobacco Jiangsu Industrial Co.,Ltd,Nanjing 210019,China;
3 Hongyun Honghe Tobacco (Group) Co.Ltd.,Kunming 650202,China

'Yunyan 87' and 'K326' were chosen as test material to study response of Yunnan high-altitude grown tobacco to nighttime temperature increase in growing period in greenhouse where temperature was elevated at night and back to normal during day time.Results showed that: with increased night temperature,total growth period of 'Yunyan 87' and the'K326' reduced by 3d and 2d each,and underground and aboveground dry matter accumulation and plant height in different growth periods were significantly higher than control.Total effective leaf number increased by three,and leaf cutting degree was effectively improved,especially the blade lateral growth capacity effectively increased,leaf area expanded,and ratio of length to width became appropriate.Root,leaf dry matter accumulation responded greatly on night temperature increase during resetting growth period while stem of 'K326' responded greatly during vigorous growing period and 'Yunyan 87' at topping period.Night temperature increase in Yunnan high altitude region will contribute to flue-cured tobacco yield production and improve cured leaf quality.

nighttime temperature increase; altitude; flue-cured tobacco; variety; grows and development; dry matter accumulation

10.3969/j.issn.1004-5708.2014.06.012

S572.01 文献标志码:A 文章编号:1004-5708(2014)06-0078-07

红云红河集团“云南基地烤烟品种立体优化布局研究”(HYHH2012YL03)

范幸龙(1988—),硕士研究生,研究方向为烟草生理生化及品质生态,Email: xinglongfan@hotmail.com

周冀衡(1957—),本科,教授,博士生导师,研究方向为烟草栽培生理生化,Email:jhzhou2005@163.com

2013-12-03

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