干旱胁迫对烟草生长及品质的影响及应对措施研究进展

干旱胁迫对烟草生长及品质的影响及应对措施研究进

展

Effect of Drought on Growth and Quality of Tobacco and Corresponding Measures

LIN Hong-run1，2，ZHOU Ji-heng1，YIN Hong-hui2，LI Peng-fei2，HE Guang-dao2，LI Da-fei2，ZHOU Lian-chuan2

（1. Tobacco Research Institute， Hunan Agricultural University， Changsha *****， PRC；

2. Tobacco Company in Wenshan state， Yunnan *****， PRC） Abstract： Drought affect tobacco growth， nutrient uptake and quality， thus limiting the production of high-qualified tobacco leaves. This review summarized the tobacco morphology， nutrient uptake as well as quality， also introduced the general methods in the drought condition. Additionally， the application of transgenic tobacco in the future was prospected.

Key words： tobacco； drought； drought-resistant gene； agronomic measures； review

烟叶品质一直是烟草行业的关注焦点，其中水分被认为是烟草生长发育、生理代谢及其品质的一个主要生态因子。不同时期烟草生长所需最适水分条件有所差异，水分过多或过少都会影响烟叶生长，优质烟叶的生产必须适时、适量地满足烟株的水分需求。在烟草实际生产中，烟农往往通过经验来判断土壤水分状况，但与烟草生长所需最佳水分相差较大，在一定程度上限制了优质烟叶的生产。

近年来，气候变化剧烈，我国多数植烟地区常出现季节性干旱，以致烟草生长受到影响，其产量及品质下降。人为灌溉管理劳动力成

本较大，且多数植烟区因地形及水资源等因素不能实施灌溉，较大程度上限制了烟草行业的发展。如何提高烟草抗旱性及品质，以及研究不同时期干旱对烟草生长及后期烟叶品质的影响程度，正受到越来越多的重视。基于此，综述了干旱胁迫对烟草生长发育、生理代谢及品质的影响，并进一步总结了目前应对干旱胁迫烟草种植的可行性措施和未来发展方向，旨在为干旱胁迫下烟草生产管理提供依据。 1 干旱胁迫对烟草形态建成、养分吸收及品质的影响

各时期下烤烟生长所需水分条件不同，因此其干旱胁迫所处域值范围也不同。研究表明，各生育期下（团棵期、旺长期、现蕾期、成熟期），烤烟生长的最适土壤相对含水量分别为65%、80%、80%、65%，评价其干旱胁迫程度可以以此为参考。严重干旱胁迫导致烟株生长发育受阻，烤烟各器官干物质累积量明显降低，株高降低、叶片小、根系发育不良，其中以旺长期干旱对烟株的危害最大，这是因为旺长期烟株生长快，耗水量最大，此时缺水对烟草危害最大，其次是成熟期，伸根期影响最小[5-7]。轻度干旱对烟株生长影响相对较小，甚至还有助于烟草生长。研究表明，烤烟伸根期内轻度干旱有利于烤烟根系发育。

干旱胁迫下烟株器官微结构也有所差异。研究指出，不同水分条件下烟叶腺毛结构相差较大。正常水分条件下，烟叶腺头细胞细胞器丰富，细胞质深厚；轻度干旱条件下，表现为细胞器含量减少；而严重干旱条件下，细胞器基本降解，细胞质变小甚至消失。干旱处理的烟草，叶片栅栏组织细胞淀粉粒变小、数量减少。在烤烟成熟期，干旱会导致烟叶栅栏组织和海绵组织厚度减小，单位长度下栅栏组织细胞数量下降，叶片变薄。

干旱胁迫对烟草养分吸收也有明显影响，表现为烤烟对各养分吸收量显著下降，营养元素在根和茎中的分配量增加，在叶中呈减少趋势。与严重干旱相比，适当干旱有利于烤烟K的累积。不同水分条件下烟叶细胞中细胞器中的K转移现象明显。正常水分条件下，烟草叶肉细胞K+主要集中于液泡，其次为叶绿体，线粒体中最少；而干旱

胁迫下，K+在细胞器中再分配现象明显，表现为叶绿体、线粒体等细胞器中K+总量和比例明显增加。不同时期下干旱会影响烟草对磷的吸收效率，表现为生育后期生育中期生育前期。

干旱胁迫下烤烟品质下降，表现为叶片还原糖含量下降，总氮和烟碱含量升高，烟叶中主要香气物质含量减少。烤烟生长发育过程中，各时期严重干旱会不同程度影响烟叶品质，包括化学成分和香气物质含量。其中尤其以成熟期干旱对烟叶品质下降最明显，而轻度干旱有助于烟叶品质的总体提高，但也有些品质指标有所下降。研究表明，成熟期轻度干旱不利于烟叶西柏三烯二醇、高级脂肪烃和茄酮等致香物质的形成和转化，烤后烟叶香吃味下降[16-17]。 2 烟草对干旱胁迫的生理特征响应

植物对环境胁迫有一定的自我调节能力，轻度干旱条件下烟株可以通过调节生理代谢过程以缓解不良影响，而严重干旱胁迫下烟株生理代谢紊乱，致使其受到危害。干旱胁迫影响烟草根系吸水，使植株体内水分平衡受到破坏，迫使各部位之间的水分重新分配；水解酶活性增强，还原酶活性受到阻碍，从而使氧化分解占优势。干旱胁迫条件下，烤烟体内过氧化物酶（POD）、超氧物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等保护酶活性及脯氨酸含量显著升高，一定程度上反映了烟株的抗旱性能[18-19]，这些生理生化变化都是烟草对干旱胁迫的适应性反应。而严重干旱抑制烟株生长，主要是由于其体内SOD和CAT酶活下降，清除活性氧自由基能力减弱，导致其体内活性氧积累，细胞膜脂过氧化作用启动，造成膜损伤。研究表明，烤烟叶片的质膜透性和丙二醛含量随着干旱胁迫时间延长而增大，且与干旱胁迫程度呈正相关，而质膜透性及丙二醛含量的增加代表烟株受损害越严重。 土壤干旱会导致其根系活力和光合速率下降。干旱胁迫会导致烤烟的光合作用降低，主要是由气孔限制和非气孔限制引起的。研究表明，干旱条件下脱落酸会积累，导致气孔关闭，从而影响光合作用。水分胁迫导致烟草幼苗光合机构损伤，表现在叶绿素含量、PSII光化学效率、希尔反应活力以及类囊体膜ATPase活性下降，且对抗旱性