植物激素在烟草生产中的应用

植物激素在烟草生产中的应用

20世纪50年代，中国开始应用激素类、丙烯和赤霉素进行发酵和生产，并在稻田中杀害雄性。20世纪60年代，赤霉素开始广泛应用于农业生产。20世纪70年代，细胞分裂素制剂开始被用于调节植物生长。例如，低壮素可以用于控制植物生长。而外源植物激素在烟草生产中的应用则是在80年代以后,并已取得许多成果。从烟草的生长发育看,植物激素影响其从萌发到成熟的每一个阶段;从生理代谢角度看,激素与烟草的光合、呼吸、物质吸收与运转、信号传导、气孔开闭、渗透调节、蒸腾等几乎每一个生理和代谢过程密切相关。大量研究和生产实践证明,人工调控这些生理过程,不仅能有效地控制烟草的生长和发育,而且能够有效改善烟草与周围环境的相互关系,增强烟草的抗胁迫能力。另外,从烟草生产角度看,外源植物激素不仅能提高烟草产量,改进烟草品质,而且能有效提潘瑞炽,豆志杰,叶庆生.茉莉酸甲酯对水分胁迫下花生幼苗SOD活性和膜脂过氧化作用的影响[J].植物生理学报,1995,21(3):221-228.许长成,邹琦,程炳嵩.干旱条件下大豆叶片H2O2代谢变化及其同抗旱性的关系[J].植物生理学报,1993,19(3):216-220.余叔文,汤章城.植物生理与分子生物学[M].北京:科学技术出版社,1998.384-385.曹慧,王孝威,曹琴,等.水分胁迫下新红星苹果超氧物自由基累积和膜脂过氧化作用[J].果树学报,2001,18(4):196-199.王俊刚,陈国仓,张承烈.水分胁迫对2种生态型芦苇(Phragmitescommunis)的可溶性蛋白含量、SOD、POD、CAT活性的影响[J].西北植物学报,2002,22(3):561-565.王娟,李德全,谷今坤.不同抗旱性玉米幼苗根系抗氧化系统对水分胁迫的反应[J].西北植物学报,2002,22(2):285-290.PastoriGM,TrippiVS.OxidativeCrossresistancebetweenwaterstressandoxidativestressinwheatleaves[J].JAgriSci,1993,120:289-294.郭振飞,卢少云,李宝盛,等.不同耐旱性水稻幼苗对氧化胁迫的反应[J].植物学报,1997,39(8):748-752.束良佐,李爽.水杨酸浸种对水分胁迫下玉米幼苗某些生理过程的影响[J].南京农业大学学报,2002,25(3):9-11.宋凤斌,阎璇玲,徐辰,等.MOC抗旱剂叶面喷施增强玉米耐旱性机理的研究[J].吉林农业大学学报,1999,21(2):1-6.黄建昌,肖艳,赵春香.自由基清除剂对香蕉水分胁迫的保护作用[J].福建果树,1999,110(4):1-3.王开发,王隆华,支崇远,等.玉米花粉黄酮类物质对清除自由基的作用[J].中国养蜂,2001,52(6):4-5.高质,林葆,周卫.锌素营养对春玉米内源激素与氧自由基代谢的影响[J].植物营养与肥料学报,2001,7(4):424-428.高烟草生产的机械化水平,实现烟草生产的省工化和高效化。因此,可以在烟草生长的不同时期和发育阶段利用外源植物激素科学有效地调控其生长发育进程,趋利避害,使烟草的各项农艺性状表达向着人类需求的方向发展。从目前国内外的研究和应用结果看,外源植物激素在烟草生产中的应用突出表现在以下几个方面。1种子萌发与幼苗生长种子萌发状况的好坏不仅影响烟苗素质和大田烟株长相,而且对后期产量和质量的形成也有一定影响。长期以来,国内外烟草科技工作者广泛重视烟草种子的萌发特性及如何改善其萌发特性的研究。韩锦峰研究表明,用0.1~0.5mmol/L多胺(腐胺或亚精胺)浸种24h,可以有效提高烟草种子活力,促进氧气吸收,提高淀粉酶与过氧化物酶的活性,从而促进种子萌发与幼苗生长。用0.01~0.05mg/kg表油菜素内酯(简称BR)浸种24h,可诱使烟草种子呼吸量上升,乙烯释放速度加快,萌发时间缩短,发芽率、发芽势和发芽系数分别高于对照10%,30%和15%。张燕、方力用1%~2%的壳聚糖柠檬酸溶液浸种能够明显提高烟草种子活力,促进幼苗生长;幼苗呼吸速率及叶绿素和可溶性蛋白含量亦有提高。招启柏等研究认为1×10-7mol/L茉莉酸甲酯能明显加速烟草种子萌发;0.01~0.1mg/L的24-表油菜素内酯(24-epiBL)对烟草种子萌发也有明显的促进作用。2使用abt生根粉液灌根对根系生长的影响烟苗健壮适栽的标准主要表现为发达的根系、较大的根冠比和较强的抗逆性,能够提高烟草根冠比和抗逆性的外源植物激素都有利于培养健壮适栽的烟苗。用0.01mmol/L腐胺(二胺)或亚精胺(三胺)浸种再结合叶面喷施,可以促进发根,提高根冠比、叶片光合强度及干物质含量。用0.01mg/kg或0.05mg/kg表油菜素内酯对幼苗进行叶面喷施或浸根均可提高根系伤流量,提高伤流液中还原糖、ATP等的含量,根系硝酸还原酶活性也明显提高,根系活力增强,从而有效促进根系生长发育。ABT生根粉是一种高效植物生根促进剂,属醇溶性植物生长调节剂,在烟苗假植后和移栽前1周叶面喷施10mg/kgABT生根粉能有效促进根系发育,根条数、根重均比对照增加将近1倍,烟苗健壮,移栽后返苗快、成活率高。多效唑处理烟苗能在一定时间内有效降低烟草内源激素的合成,抑制顶端优势和细胞生长,促进根系大量生长,烟苗健壮敦实,茎秆粗壮、叶片厚度增加,叶面蒸腾下降,抗旱能力显著增强,可明显缩短缓苗期,提高移栽成活率。3不同喷药对烟苗产量和质量的影响赤霉素(GA)是农业生产中应用较早的营养生长促进剂,50~100mg/kg赤霉素(GA)在烟苗移栽后20,35,50d各喷施一次,叶面积迅速扩大,叶片光合强度增强,单叶重和叶质重显著提高,单产增加20%,促进碳、氮代谢,烟碱和钾含量提高,烟叶品质改善,中、上等烟比例增加9%。表油菜素内酯处理烟苗后代谢增强,叶面积扩大,矿质养分的输入能力增强,叶片物质输出减少,单叶重增加,产量提高;同时,叶片光合强度提高,硝酸还原酶活性上升,烟叶品质明显改善。陈明祥等在烤烟团棵期和团棵后第10天分2次叶面喷施浓度为600mg/kg的植物生长促进剂EF,可显著促进烤烟的生长发育,中上等烟比例、产量、均价和产值均比对照提高。另外,用0.5mmol/L的多胺(腐胺或亚精胺)在烟苗移栽后20,35,50d各喷施一次,叶片光合强度显著提高,促进碳氮代谢和根系发育,叶片烟碱含量和烤烟单株产量提高。多效唑处理烟苗后缓苗期缩短,成活率提高,植株迅速转入正常生长发育,大田长势和均衡度显著高于对照并能明显提高烤烟的产量和品质。4国外植物抑制烟草腋芽的研究打顶是烟草大田管理的一项重要措施,人为地改变能量流动方向,使发育的叶片具有理想的物理、化学特性,但是,打顶去除了烟株生长点,破坏了顶端优势,刺激了腋芽生长,导致腋芽较快生长,消耗大量光合产物,造成烟叶产量和品质下降,过去生产上普遍采用人工抹芽,费工费时,且抹芽时烟株养分已经大量消耗。外源植物激素的应用很大程度上改变了这种状况,国外早在20世纪50年代初期就发现了马来酰井(青鲜素);70年代中期,美国生产的马来酰井80%用于抑制烟草腋芽;打顶时用1250~2500mg/kg马来酰井喷洒烟草上部叶片,可明显抑制腋芽萌发和生长。但是后来发现马来酰井对烟叶品质会产生不良影响,并且大剂量使用易诱使烟叶产生有致癌作用的亚硝铵,因此,目前已停止使用。目前,生产上常用的抑芽剂有除芽通、止芽素、抑芽敏、In-D(正癸醇)等。除芽通是近年来国内外应用较为广泛的烟草抑芽剂,其使用方法一般有2种:喷雾法和杯淋法,在烟草打顶当天用50~83.3倍稀释液喷洒叶面,抑芽效果达95%;用100倍稀释液,杯淋法比喷雾法效果更显著。另外,据王凤龙等研究,浓度分别为50,75,100倍止芽素(每株用药量在15~20ml)施药后6周的抑芽效果均在92%以上,不同浓度处理间差异不显著,打顶后施用一次可有效抑制腋芽至采收结束而不再生长;用600~800mg/kg抑芽敏涂芽,其抑芽率达90.7%~99.4%;用4%~4.5%的抑芽剂In-D在打顶后48h内涂抹腋芽处,可以全部抑制腋芽萌发和生长。5乙烯利的使用某些产烟区由于施肥不当、移栽过迟及打顶过重等因素导致烟叶贪青晚熟,不能及时落黄和正常采收,造成烟叶品质和工业可用性降低。烤烟达到一定生理成熟阶段时施用乙烯利,能显著增强叶片呼吸作用,ATP含量水平和叶绿素酶活性提高,叶绿素含量降低,促使叶片迅速“落黄”;应用乙烯利可以促进烟叶分层落黄,减少采收次数;烘烤过程中能够加快烟叶失水速度,缩短烘烤时间,提高烤房利用率;同时,使用乙烯利能显著提高黄烟率和上等烟比例。目前乙烯利的使用方法主要有以下3种:①喷雾法:以500~700mg/kg喷施2d后烟叶落黄;②浸柄法:采收后把烟叶竖立于400~700mg/kg的乙烯利溶液中,浸0.5~2h后取出平堆、堆高不超过0.5m,变黄后上竿调制;③烘烤催黄:把40%乙烯利用原液分别放入5个容器中,对入等量清水或10%硫酸钠溶液。将5个器皿分置于烤烟房内四角和中心,升温调制后18~24h烟叶开始变黄。具体变黄时间和调制工艺可视烟叶质量而定。另外,赤霉素也有催熟、促进烟叶落黄的作用,烟株打顶后以20mg/kg的浓度喷洒,喷后7~10d叶片落黄即可适时采收。烤后烟叶鲜亮、富光泽、外观质量好。6烟草种子采用抗冷剂烟草整个生命过程中会经常遇到各种各样的逆境,其中以低温和干旱最为常见。运用外源植物激素改变烟草的生理生化过程可以有效地增强其对逆境的耐性和抗性。0.01~0.05mmol/L腐胺(二胺)或亚精胺(三胺)处理能降低烟草叶片电解质的渗漏,从而增强烟苗的抗冷性。用0.1~1.0mg/kg的三十烷醇处理幼苗,能够保护原生质体,增强对低温的抗性。应用20%聚乙二醇(PEG)在15℃下渗调处理烟草种子,可促进种子萌发,增强幼苗生长势,种子活力和抗冷性显著增强,减少了种子在低温吸胀过程中电解质与有机物质的渗漏量及渗漏速率。营养生长期,干旱常常是造成烟草产量和品质下降的常见因素,研究表明,烟苗移栽后用20~50mg/kg抗旱剂1号(主要成分为黄腐酸)灌根,再结合团棵期用500mg/kg喷施,对于缩小气孔开度,抑制叶面蒸腾,促进根系生长,提高根系活力,减缓土壤水分消耗,促进矿质营养吸收等生理效应明显;烯烃基琥珀酸具促进气孔关闭的功效,干旱时使用能发挥增强抗旱力的作用。7外源植物激素。在协调保认识并充分利用外源植物激素对烤烟生产进行科学调控的同时,还应该清醒认识到在科研和生产中使用外源植物激素还存在着许多问题。外源植物激素种类繁多,作用各异,它不仅在不同植物种类、不同品种上反应不同,而且在同种植物的不同生育期、不同器官反应也不同。因此,在使用外源植物激素前,应先做小区试验,待准确确定施用浓度、剂量、时间、方法后方可大面积推广应用。一般情况下,低浓度外源植物激素对植物的生长发育起促进作用,而高浓度则起抑制作用,甚至产生毒害。外源植物激素在烟草中的应用所产生的药效或药害,主要决定于施用的浓度、剂量、时间、方法和细胞年龄、器官种类等。因此,只有在一定的条件下,外源植物激素才能显示出对烟草生长发育的调