黄 勇，夏鹏亮，唐 韵，解晓菲，任晓红，吴成林，李占杰，丁才夫，王 瑞

（1.湖北省烟草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；2.湖北中烟恩施卷烟厂，湖北 恩施 445000；3.湖北省烟草科学研究院，武汉 430000）

光是植物生长非常重要的生态因子，而紫外光中的UV-B不仅对植物有胁迫作用，同时具有生理调节作用。温室大棚在烟草集约化育苗和设施农业中应用非常广泛，而温室大棚在提高棚内温度的同时，对棚内光照情况的改变很大，有研究表明，塑料大棚内光照度为大棚外的48%左右［1，2］，紫外光仅为大棚外的30%左右［2］。前人研究表明，盆栽烤烟K326的光合作用、水分利用效率及光能利用效率与UV-B辐射透过率和光照度密切相关［3］，盆栽条件下增加UV-B辐射使烟草的SOD活性显著提高［4］，成熟期UV-B辐射使烟草次生代谢产物质体色素、多酚类产物、烟碱含量增加［5］，大田条件下增加低辐照度UV-B照射可提升烤烟的株高和茎粗，并显著增加SOD、POD活性［6］，而关于苗期增补UV-B对烟苗素质及产质量的报道较少。湖北省恩施市地处云贵高原东延武陵山余脉与大巴山之间，烤烟育苗期间（3—4月）多阴雨寡照天气，育苗大棚光照情况不理想，而塑料大棚膜在提高棚内温度的同时会削减棚内光照。本研究分析了苗期增补不同剂量UV-B下烟苗根系、相关酶活性及大田期生长情况、烤后烟经济效益等方面的差异，以期为设施育苗的光照条件控制提供理论依据，为生产实践中培育壮苗，提升烟叶生产质量提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为恩施地区主栽烤烟品种云烟87；试验所需紫外光源由紫外荧光灯（UV-B灯管，紫外线波长为280～320 nm，峰值302 nm）提供。

1.2 试验处理与设计

1.2.1 UV-B不同照射时间处理 于烟草育苗工厂温室大棚（主体为钢架结构，塑料棚膜覆盖）内进行。将云烟87包衣种子按常规漂浮育苗方法播种于漂浮盘，育苗期常规管理措施按照行业标准进行，于烟苗大十字期，在漂浮盘上方安装紫外照射灯（高度可调节），人工增补不同照射时间的UV-B（辐照度为1.20 W/m2），连续处理7 d，各处理详情见表1。7 d后对各处理烟株取样进行检测分析。

表1 UV-B不同照射时间处理

1.2.2 UV-B不同时间与辐照度的组合处理 为了进一步验证苗期UV-B处理后大田烟叶产质量的差异，于育苗工场温室大棚内，将云烟87包衣种子按当地烤烟漂浮育苗方法播种于漂浮盘，育苗期常规管理措施按照行业标准进行。于烟苗移栽前10 d，在漂浮盘上方安装紫外照射灯（高度可调节），人工增补不同剂量的UV-B，各处理详情见表2。10 d后将各处理烟苗统一移栽至大田，其他田间管理同当地常规管理措施。大田移栽设3次重复，随机区组排列，共12个小区。该试验田位于恩施市茅坝槽村，海拔1 300 m，土壤肥力中等。

表2 UV-B不同时间与辐照度的组合处理

1.3 测定项目与方法

UV-B辐照度利用紫外照度计于育苗期间（晴天11：00）测定，根系活力的测定采用TTC法［7］，多酚氧化酶（PPO）活性的测定采用邻苯二酚氧化法［7］，过氧化物酶（POD）活性的测定采用愈创木酚氧化法［8］，超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定采用氮蓝四唑（NBT）光化还原法［9］。UV-B不同时间与辐照度的组合处理试验中，各小区田间烟叶成熟后分别进行挂牌烘烤，由同一烟叶技术员对各处理烟叶按照国家烤烟收购标准（GB 2635—1992）进行评级，统计产量产值。

1.4 数据分析

采用Excel和SPSS 20.0软件进行数据统计分析，单因素方差分析和Duncan氏多重比较测定根系体积、根鲜重、单株干重、根系活力、酶活性、产量、产值等指标。统计分析前进行Levene方差齐性检验。

2 结果与分析

2.1 温室大棚内外紫外光强度的差异

由表3可知，漂浮育苗所用温室大棚内外的紫外光强度差异很大，温室大棚内UV-B强度显著降低，仅为温室大棚外（自然条件下）的36.72%，塑料大棚膜在提高棚内温度的同时对大棚内紫外光有强烈的削减作用，这必然对棚内烟苗的生长发育造成影响。

表3 温室大棚内外UV-B辐照度的差异

2.2 UV-B不同照射时间处理结果

2.2.1 UV-B不同照射时间对烟苗根系的影响 从表4可知，于苗期对云烟87烟苗进行不同时间的UV-B（1.2 W/m2）照射处理，烟苗根系受到明显影响。短时间（每天1 h）UV-B照射对根鲜重、单株干重影响不大，轻微提升了烟苗根系体积，极显著提升了根系活力，根系活力相比对照增加了2.8倍。但长时间（每天3 h）UV-B照射对根系体积、根鲜重、单株干重有强烈的负作用，并且根系活力也降低到与对照相近的水平。

表4 UV-B不同照射时间对烟苗根系的影响

2.2.2 UV-B不同照射时间对烟苗3种酶活性的影响 由表5可知，UV-B照射后的云烟87烟苗SOD酶活性相比对照极显著升高，但T2处理SOD酶活性低于T1处理，可能是由于酶活性有一个阈值，SOD对细胞的保护效应随胁迫程度的加深而逐渐降低，活性氧的产生与清除之间的平衡遭到破坏。UV-B照射后的云烟87烟苗POD酶活性极显著提高，其中T2处理的POD酶活性最高，说明烟株体内清除有毒物质H2O2的应激性高，这与T2处理SOD酶活性因超过阈值而降低相吻合。UV-B照射后的云烟87烟苗PPO酶活性随照射时间不同差异明显，其中，T1处理的PPO酶活性显著提升，但T2处理的PPO酶活性降低，这可能与T2累积接收的UV-B量超过阈值有关。

表5 UV-B不同照射时间对烟苗3种酶活性的影响（单位：U/g）

2.3 UV-B不同时间与辐照度的组合处理结果

2.3.1 不同剂量UV-B照射对烤烟烟苗形态的影响 由图1可知，试验中不同时间和辐照度的UV-B照射处理烤烟烟苗10 d后，烟苗叶片外观形态差异较大。与t4处理（对照）相比，t1处理（持续低辐照度）叶色更深绿，叶片呈皱缩状（可恢复平展），t3处理（第6天时高辐照度）叶色呈褐绿，叶片轻微皱缩（已大部分恢复平展），t2处理（第1天、第6天间歇式高辐照度）叶色呈褐绿，叶片稍皱缩（已部分恢复平展），这是烟苗对UV-B照射的应激反应，其色泽变化与UV-B引起叶绿素和类胡萝卜素含量的变化有关［2］。

图1 不同剂量UV-B照射后第10天的烟苗

2.3.2 不同剂量UV-B照射对烤后烟叶产质量的影响 由表6可知，试验各处理大田烟叶烤后经济性状指标差异较大。相比t4（CK），t1、t3处理的产量、产值、中上等烟比例都有提升，且这种差异在统计学上达显著或极显著水平，特别是t1处理的各项指标均表现为最优，产量、产值、均价相比对照分别增加了7.70%、10.89%、2.95%，中上等烟比例上升了7.07个百分点。但t2处理各项指标与t4（对照）相比，差异不明显。

表6 不同剂量UV-B照射对烤后烟叶产质量的影响

3 讨论

关于烟草响应UV-B辐射的研究报道大多以成苗后的烟株（移栽后至成熟期）为试验材料，已有的关于烟草苗期增补UV-B的研究［10］认为，UV-B辐射可使K326烟苗矮化变粗，叶面积缩小，但微量UV-B有利于成苗后烟株叶绿素含量的提高和主根的生长，UV-B辐射可使与植物抗逆性有关的多酚含量得到显著提高。作为植物体的保护酶系统，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）相互协调，可以在一定程度上减轻逆境下活性氧对植物细胞造成的伤害。吴迪等［11］研究表明，叶片SOD含量与烤烟幼苗成活率呈显著相关。

本研究试验中，每天UV-B照射3 h对云烟87烟苗根系体积、根鲜重、单株干重有强烈的负作用，但每天UV-B照射1 h对根鲜重、单株干重影响很小，并可以轻微提升烟苗根系体积，根系活力相比对照增加了2.8倍；同时每天UV-B照射1 h处理对云烟87烟苗SOD、POD、PPO酶活性的提升较有利，这与黄勇［2］在K326品种上的研究结果一致。

本研究试验进一步对不同UV-B辐照剂量下大田烟叶的影响进行了验证，发现持续均匀的低辐照度UV-B处理（t1）的烟苗叶色深绿，烟苗形态较好（虽有轻微皱缩但移栽后即全面恢复），烤后烟叶产量、产值、烟叶等级结构均表现最优。而短时集中的高辐照强度UV-B处理（t2、t3）后的烟苗叶色褐绿，烤后烟叶经济性状指标表现不如t1处理。这表明苗期增补适宜剂量的UV-B有利于提高烟苗抗逆性，提高烟苗从温室走向大田环境的适应度，有利于烟叶产质量提升。

补光在火龙果［12］、番茄［13］、葡萄［14］、烟草［15，16］等许多作物上都有报道，但光源中都忽略了UV-B的补充，而UV-B作为近地面太阳辐射光谱中的重要一员，对植物生理生长有调节作用。刘彦中等［3］研究发现，在大田滤减UV-B会影响烤烟K326的光补偿点和光饱和点，UV-B辐射强度过大或过小都会降低烟叶的最大净光合速率。侯丽丽等［17］研究认为，UV-B增加了番茄3个品种幼苗的茎粗及壮苗指数。王英利等［18］研究认为，低剂量UV-B可提高番茄红素和维生素C含量，提升番茄果实品质。近几年“井窖式”移栽技术的推广使得烟叶移栽时间提早，对烟苗抗逆性（寡照）提出了更高的要求。因此，结合本研究的结果，苗期增补强度为1.20 W/m2，每日照射1 h，累计10 h剂量的UV-B对云烟87较适宜。

4 小结

本试验证明了UV-B在烤烟壮苗培育中的积极作用，初步明确了云烟87烟苗在增补UV-B时可供选择的辐照强度和时间（1.20 W/m2，每日照射1 h，累计10 h），可为烟草设施育苗中补光培育壮苗提供理论参考。生产实际中可选用高透光率棚膜、及时清洁大棚膜等综合措施以提升棚膜透光率，必要时还可人工增补UV-B。