光照强度对烤烟农艺性状及光合作用的影响

光照强度对烤烟农艺性状及光合作用的影响

香烟是一种耐旱的光照作物。与其他喜光作物一样，生长旺盛的必须在较强的光照条件下。但是从对烟叶品质的要求来说,日光充足而不强烈对烟叶质量较为有利。光照强度对植物苗期生长发育有很大的影响。有关光强对玉米、棉花、黄瓜、番茄等幼苗的影响研究很多,但在烟草上的研究报道却较少。刘国顺等研究了不同生育期光照强度对烤烟生长和品质的影响。本试验采用模拟不同的光照强度的方法,探讨了光照强度对苗期烤烟的农艺性状、烟叶光合作用参数以及部分代谢产物含量的影响。1材料和方法1.1材料表面试验材料为红花大金元(简称HD)和K326包衣种子,由云南省烟草研究所提供。1.2工过型光量子通量密度法试验于2007年7月在湖南农业大学烟草工程技术中心进行。由生物效应灯提供光源,柔光膜(上海伟康有色薄膜厂生产)调节光强,形成3个光照强度,由高到低分别标记为A,B,C。由LI-6400光合作用测定仪测得3个光照强度的光量子通量密度分别为A:98μmoL/m·s,B:50μmoL/m·s,C:25μmoL/m·s。烤烟播种后,常规漂浮育苗长至5～6片真叶时进行农艺性状调查,同时取烟叶进行光合作用、叶绿素、类胡萝卜素、还原糖、总糖、烟碱、多酚含量的测定。1.3叶绿素含量与还原糖含量测定参照烟草农艺性状调查标准方法(YC/T142-1998)测定。每个处理测定5株,取平均值。测定茎长,茎粗(第2片真叶叶柄处),主根长,第2片真叶长与宽。采用光合作用自动分析仪(LI-6400PortablephotosynthesisSystem,USA,LI-COR)测定光合作用参数。每个处理测定5株,取平均值。采用分光光度法测定叶绿素与总类胡萝卜素。叶黄素和β-类胡萝卜素测定参照文献等,采用液相色谱法。扣除含水量。采用苦味酸比色法测定还原糖含量;采用紫外分光光度法测定烟碱含量;多酚含量测定采用福林法。总糖含量参照文献的方法测定。2结果与分析2.1不同光照对烟苗长度的影响不同光照强度对烟苗农艺性状的影响见表1。3种光照强度处理下,随着光照强度的减弱,烟苗的高度增加,茎围减小,表明烤烟苗期在弱光环境下烟苗形态纤细,容易徒长形成“高脚苗”;烟苗的叶长、叶宽减小,表明烟苗在弱光环境下叶片生长缓慢,这可能是由于叶片中内含物的积累减少造成的。在3种光照强度处理下,主根长度的变化表明根系虽然不直接接受光照,但对于不同的光照强度有不同的反应。B处理的光照明显增加了烟苗主根的长度。光照强度对两个品种烤烟烟苗农艺性状影响趋势是一致的。2.2光照对烟苗叶绿素合成的影响从表2可以看出,随着光强减弱,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均有减小的趋势。光强减弱能极显著的减小净光合速率和蒸腾速率,表明相对于弱光,较强的光照可以提高烟叶的光合作用。光合能力加强促进了烟苗的生长。光照与烟苗的吸收有密切关系,当光强减弱时,烟苗吸收能力降低蒸腾速率减小。不同光强处理下,烟苗烟叶叶绿素含量不同(表2)。随着光强的减弱,烟苗叶片叶绿素a含量明显减小,叶绿素b含量略有增加,叶绿素a/b逐渐减小,表明光影响叶绿素的合成,弱光不利于叶绿素的合成。但Nyitrai等认为,在弱光下植物能通过形成较多叶绿素,合成LHCⅡ复合物等途径以适应环境。2.3光照对烟苗胡萝卜素积累的作用由表3可见,随着光照强度减弱,β-类胡萝卜素、其它类胡萝卜素、总类胡萝卜素明显减小,而叶黄素的含量有增大的趋势,但不是很明显。这表明,相对于弱光而言,较强的光照能够促进烟苗胡萝卜素的积累;较强的光照使烟叶光合能力加强,积累了较多的初生代谢产物,同样有利于次生代谢产物的积累。此结果与杨兴有等的研究结果不同,可能是不同生育期烟苗的敏感性不同。2.4光照强对烟草多酚含量的影响不同光照强度对叶片糖、烟碱含量差异如表4所示。随着光照强度减弱,叶片中总糖、烟碱含量逐渐减小,表明相对于弱光而言,较强的光照有利于烟苗叶片中总糖、烟碱积累。而糖碱比随着光强减弱逐渐增大,可见相对弱光而言,在较强光照环境中,烟苗叶片中总糖的增加幅度更大一些。这是由于强光提高了叶片的光合速率,使叶片中积累了更多的碳水化合物。从表4还可以看出,较强光照处理显著增加了烟叶多酚含量。一般认为多酚含量的形成与烟草抗逆性有主要关系。而杨虹琦等发现,高海拔地区烤烟多酚含量高于低海拔地区,由此推断多酚含量与较强的紫外辐射有关。试验表明多酚含量与光照强度呈正相关,可能是强光本身或许夹带较多的紫外辐射。3光照强度对烟草生长发育的影响光作为光合作用的能量来源,是植物生长最根本的必要条件。烟苗生长环境的光照强度影响烟苗的植物学性状、光合作用、代谢物质积累。试验中较弱的光照强度对烟苗生长的影响主要表现在茎变细,叶片长和宽变小,根系不发达。光强可以影响叶绿体的发育和叶绿素的合成,从而影响烟草的光合作用。试验发现,烟苗的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率在3种光强处理下差异均极显著。相对于弱光而言,强光显著加强了烟苗的光合作用,这样有利于烟叶中碳水化合物的积累。试验证明,较强光照显著增加烟叶中总糖含量,这与戴冕的研究结果一致。烟苗光合作用加强,有机物质积累增大有利于烟苗栽种后的生长。大量研究表明,光强还能够影响植物的次生代谢。Croteau等认为,光合作用的增加能提供较多的次生代谢物前体,同时又抑制了次生代谢物的分解。试验发现,类萝卜素、烟碱、多酚含量与光照强度呈正相关,弱光环境中,烟苗这些物质含量显