植物激素在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用

植物激素在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用

20世紀(jì)50年代，中國(guó)開(kāi)始應(yīng)用激素類(lèi)、丙烯和赤霉素進(jìn)行發(fā)酵和生產(chǎn)，并在稻田中殺害雄性。20世紀(jì)60年代，赤霉素開(kāi)始廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代，細(xì)胞分裂素制劑開(kāi)始被用于調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)。例如，低壯素可以用于控制植物生長(zhǎng)。而外源植物激素在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用則是在80年代以后,并已取得許多成果。從煙草的生長(zhǎng)發(fā)育看,植物激素影響其從萌發(fā)到成熟的每一個(gè)階段;從生理代謝角度看,激素與煙草的光合、呼吸、物質(zhì)吸收與運(yùn)轉(zhuǎn)、信號(hào)傳導(dǎo)、氣孔開(kāi)閉、滲透調(diào)節(jié)、蒸騰等幾乎每一個(gè)生理和代謝過(guò)程密切相關(guān)。大量研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明,人工調(diào)控這些生理過(guò)程,不僅能有效地控制煙草的生長(zhǎng)和發(fā)育,而且能夠有效改善煙草與周?chē)h(huán)境的相互關(guān)系,增強(qiáng)煙草的抗脅迫能力。另外,從煙草生產(chǎn)角度看,外源植物激素不僅能提高煙草產(chǎn)量,改進(jìn)煙草品質(zhì),而且能有效提潘瑞熾,豆志杰,葉慶生.茉莉酸甲酯對(duì)水分脅迫下花生幼苗SOD活性和膜脂過(guò)氧化作用的影響[J].植物生理學(xué)報(bào),1995,21(3):221-228.許長(zhǎng)成,鄒琦,程炳嵩.干旱條件下大豆葉片H2O2代謝變化及其同抗旱性的關(guān)系[J].植物生理學(xué)報(bào),1993,19(3):216-220.余叔文,湯章城.植物生理與分子生物學(xué)[M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社,1998.384-385.曹慧,王孝威,曹琴,等.水分脅迫下新紅星蘋(píng)果超氧物自由基累積和膜脂過(guò)氧化作用[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2001,18(4):196-199.王俊剛,陳國(guó)倉(cāng),張承烈.水分脅迫對(duì)2種生態(tài)型蘆葦(Phragmitescommunis)的可溶性蛋白含量、SOD、POD、CAT活性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào),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統(tǒng)對(duì)水分脅迫的反應(yīng)[J].西北植物學(xué)報(bào),2002,22(2):285-290.PastoriGM,TrippiVS.OxidativeCrossresistancebetweenwaterstressandoxidativestressinwheatleaves[J].JAgriSci,1993,120:289-294.郭振飛,盧少云,李寶盛,等.不同耐旱性水稻幼苗對(duì)氧化脅迫的反應(yīng)[J].植物學(xué)報(bào),1997,39(8):748-752.束良佐,李爽.水楊酸浸種對(duì)水分脅迫下玉米幼苗某些生理過(guò)程的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,25(3):9-11.宋鳳斌,閻璇玲,徐辰,等.MOC抗旱劑葉面噴施增強(qiáng)玉米耐旱性機(jī)理的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,21(2):1-6.黃建昌,肖艷,趙春香.自由基清除劑對(duì)香蕉水分脅迫的保護(hù)作用[J].福建果樹(shù),1999,110(4):1-3.王開(kāi)發(fā),王隆華,支崇遠(yuǎn),等.玉米花粉黃酮類(lèi)物質(zhì)對(duì)清除自由基的作用[J].中國(guó)養(yǎng)蜂,2001,52(6):4-5.高質(zhì),林葆,周衛(wèi).鋅素營(yíng)養(yǎng)對(duì)春玉米內(nèi)源激素與氧自由基代謝的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2001,7(4):424-428.高煙草生產(chǎn)的機(jī)械化水平,實(shí)現(xiàn)煙草生產(chǎn)的省工化和高效化。因此,可以在煙草生長(zhǎng)的不同時(shí)期和發(fā)育階段利用外源植物激素科學(xué)有效地調(diào)控其生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程,趨利避害,使煙草的各項(xiàng)農(nóng)藝性狀表達(dá)向著人類(lèi)需求的方向發(fā)展。從目前國(guó)內(nèi)外的研究和應(yīng)用結(jié)果看,外源植物激素在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)種子萌發(fā)狀況的好壞不僅影響煙苗素質(zhì)和大田煙株長(zhǎng)相,而且對(duì)后期產(chǎn)量和質(zhì)量的形成也有一定影響。長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)外煙草科技工作者廣泛重視煙草種子的萌發(fā)特性及如何改善其萌發(fā)特性的研究。韓錦峰研究表明,用0.1~0.5mmol/L多胺(腐胺或亞精胺)浸種24h,可以有效提高煙草種子活力,促進(jìn)氧氣吸收,提高淀粉酶與過(guò)氧化物酶的活性,從而促進(jìn)種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)。用0.01~0.05mg/kg表油菜素內(nèi)酯(簡(jiǎn)稱BR)浸種24h,可誘使煙草種子呼吸量上升,乙烯釋放速度加快,萌發(fā)時(shí)間縮短,發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽系數(shù)分別高于對(duì)照10%,30%和15%。張燕、方力用1%~2%的殼聚糖檸檬酸溶液浸種能夠明顯提高煙草種子活力,促進(jìn)幼苗生長(zhǎng);幼苗呼吸速率及葉綠素和可溶性蛋白含量亦有提高。招啟柏等研究認(rèn)為1×10-7mol/L茉莉酸甲酯能明顯加速煙草種子萌發(fā);0.01~0.1mg/L的24-表油菜素內(nèi)酯(24-epiBL)對(duì)煙草種子萌發(fā)也有明顯的促進(jìn)作用。2使用abt生根粉液灌根對(duì)根系生長(zhǎng)的影響煙苗健壯適栽的標(biāo)準(zhǔn)主要表現(xiàn)為發(fā)達(dá)的根系、較大的根冠比和較強(qiáng)的抗逆性,能夠提高煙草根冠比和抗逆性的外源植物激素都有利于培養(yǎng)健壯適栽的煙苗。用0.01mmol/L腐胺(二胺)或亞精胺(三胺)浸種再結(jié)合葉面噴施,可以促進(jìn)發(fā)根,提高根冠比、葉片光合強(qiáng)度及干物質(zhì)含量。用0.01mg/kg或0.05mg/kg表油菜素內(nèi)酯對(duì)幼苗進(jìn)行葉面噴施或浸根均可提高根系傷流量,提高傷流液中還原糖、ATP等的含量,根系硝酸還原酶活性也明顯提高,根系活力增強(qiáng),從而有效促進(jìn)根系生長(zhǎng)發(fā)育。ABT生根粉是一種高效植物生根促進(jìn)劑,屬醇溶性植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,在煙苗假植后和移栽前1周葉面噴施10mg/kgABT生根粉能有效促進(jìn)根系發(fā)育,根條數(shù)、根重均比對(duì)照增加將近1倍,煙苗健壯,移栽后返苗快、成活率高。多效唑處理煙苗能在一定時(shí)間內(nèi)有效降低煙草內(nèi)源激素的合成,抑制頂端優(yōu)勢(shì)和細(xì)胞生長(zhǎng),促進(jìn)根系大量生長(zhǎng),煙苗健壯敦實(shí),莖稈粗壯、葉片厚度增加,葉面蒸騰下降,抗旱能力顯著增強(qiáng),可明顯縮短緩苗期,提高移栽成活率。3不同噴藥對(duì)煙苗產(chǎn)量和質(zhì)量的影響赤霉素(GA)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較早的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)促進(jìn)劑,50~100mg/kg赤霉素(GA)在煙苗移栽后20,35,50d各噴施一次,葉面積迅速擴(kuò)大,葉片光合強(qiáng)度增強(qiáng),單葉重和葉質(zhì)重顯著提高,單產(chǎn)增加20%,促進(jìn)碳、氮代謝,煙堿和鉀含量提高,煙葉品質(zhì)改善,中、上等煙比例增加9%。表油菜素內(nèi)酯處理煙苗后代謝增強(qiáng),葉面積擴(kuò)大,礦質(zhì)養(yǎng)分的輸入能力增強(qiáng),葉片物質(zhì)輸出減少,單葉重增加,產(chǎn)量提高;同時(shí),葉片光合強(qiáng)度提高,硝酸還原酶活性上升,煙葉品質(zhì)明顯改善。陳明祥等在烤煙團(tuán)棵期和團(tuán)棵后第10天分2次葉面噴施濃度為600mg/kg的植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑EF,可顯著促進(jìn)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育,中上等煙比例、產(chǎn)量、均價(jià)和產(chǎn)值均比對(duì)照提高。另外,用0.5mmol/L的多胺(腐胺或亞精胺)在煙苗移栽后20,35,50d各噴施一次,葉片光合強(qiáng)度顯著提高,促進(jìn)碳氮代謝和根系發(fā)育,葉片煙堿含量和烤煙單株產(chǎn)量提高。多效唑處理煙苗后緩苗期縮短,成活率提高,植株迅速轉(zhuǎn)入正常生長(zhǎng)發(fā)育,大田長(zhǎng)勢(shì)和均衡度顯著高于對(duì)照并能明顯提高烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)。4國(guó)外植物抑制煙草腋芽的研究打頂是煙草大田管理的一項(xiàng)重要措施,人為地改變能量流動(dòng)方向,使發(fā)育的葉片具有理想的物理、化學(xué)特性,但是,打頂去除了煙株生長(zhǎng)點(diǎn),破壞了頂端優(yōu)勢(shì),刺激了腋芽生長(zhǎng),導(dǎo)致腋芽較快生長(zhǎng),消耗大量光合產(chǎn)物,造成煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)下降,過(guò)去生產(chǎn)上普遍采用人工抹芽,費(fèi)工費(fèi)時(shí),且抹芽時(shí)煙株養(yǎng)分已經(jīng)大量消耗。外源植物激素的應(yīng)用很大程度上改變了這種狀況,國(guó)外早在20世紀(jì)50年代初期就發(fā)現(xiàn)了馬來(lái)酰井(青鮮素);70年代中期,美國(guó)生產(chǎn)的馬來(lái)酰井80%用于抑制煙草腋芽;打頂時(shí)用1250~2500mg/kg馬來(lái)酰井噴灑煙草上部葉片,可明顯抑制腋芽萌發(fā)和生長(zhǎng)。但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)馬來(lái)酰井對(duì)煙葉品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不良影響,并且大劑量使用易誘使煙葉產(chǎn)生有致癌作用的亞硝銨,因此,目前已停止使用。目前,生產(chǎn)上常用的抑芽劑有除芽通、止芽素、抑芽敏、In-D(正癸醇)等。除芽通是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的煙草抑芽劑,其使用方法一般有2種:噴霧法和杯淋法,在煙草打頂當(dāng)天用50~83.3倍稀釋液噴灑葉面,抑芽效果達(dá)95%;用100倍稀釋液,杯淋法比噴霧法效果更顯著。另外,據(jù)王鳳龍等研究,濃度分別為50,75,100倍止芽素(每株用藥量在15~20ml)施藥后6周的抑芽效果均在92%以上,不同濃度處理間差異不顯著,打頂后施用一次可有效抑制腋芽至采收結(jié)束而不再生長(zhǎng);用600~800mg/kg抑芽敏涂芽,其抑芽率達(dá)90.7%~99.4%;用4%~4.5%的抑芽劑In-D在打頂后48h內(nèi)涂抹腋芽處,可以全部抑制腋芽萌發(fā)和生長(zhǎng)。5乙烯利的使用某些產(chǎn)煙區(qū)由于施肥不當(dāng)、移栽過(guò)遲及打頂過(guò)重等因素導(dǎo)致煙葉貪青晚熟,不能及時(shí)落黃和正常采收,造成煙葉品質(zhì)和工業(yè)可用性降低?？緹熯_(dá)到一定生理成熟階段時(shí)施用乙烯利,能顯著增強(qiáng)葉片呼吸作用,ATP含量水平和葉綠素酶活性提高,葉綠素含量降低,促使葉片迅速“落黃”;應(yīng)用乙烯利可以促進(jìn)煙葉分層落黃,減少采收次數(shù);烘烤過(guò)程中能夠加快煙葉失水速度,縮短烘烤時(shí)間,提高烤房利用率;同時(shí),使用乙烯利能顯著提高黃煙率和上等煙比例。目前乙烯利的使用方法主要有以下3種:①噴霧法:以500~700mg/kg噴施2d后煙葉落黃;②浸柄法:采收后把煙葉豎立于400~700mg/kg的乙烯利溶液中,浸0.5~2h后取出平堆、堆高不超過(guò)0.5m,變黃后上竿調(diào)制;③烘烤催黃:把40%乙烯利用原液分別放入5個(gè)容器中,對(duì)入等量清水或10%硫酸鈉溶液。將5個(gè)器皿分置于烤煙房?jī)?nèi)四角和中心,升溫調(diào)制后18~24h煙葉開(kāi)始變黃。具體變黃時(shí)間和調(diào)制工藝可視煙葉質(zhì)量而定。另外,赤霉素也有催熟、促進(jìn)煙葉落黃的作用,煙株打頂后以20mg/kg的濃度噴灑,噴后7~10d葉片落黃即可適時(shí)采收。烤后煙葉鮮亮、富光澤、外觀質(zhì)量好。6煙草種子采用抗冷劑煙草整個(gè)生命過(guò)程中會(huì)經(jīng)常遇到各種各樣的逆境,其中以低溫和干旱最為常見(jiàn)。運(yùn)用外源植物激素改變煙草的生理生化過(guò)程可以有效地增強(qiáng)其對(duì)逆境的耐性和抗性。0.01~0.05mmol/L腐胺(二胺)或亞精胺(三胺)處理能降低煙草葉片電解質(zhì)的滲漏,從而增強(qiáng)煙苗的抗冷性。用0.1~1.0mg/kg的三十烷醇處理幼苗,能夠保護(hù)原生質(zhì)體,增強(qiáng)對(duì)低溫的抗性。應(yīng)用20%聚乙二醇(PEG)在15℃下滲調(diào)處理煙草種子,可促進(jìn)種子萌發(fā),增強(qiáng)幼苗生長(zhǎng)勢(shì),種子活力和抗冷性顯著增強(qiáng),減少了種子在低溫吸脹過(guò)程中電解質(zhì)與有機(jī)物質(zhì)的滲漏量及滲漏速率。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期,干旱常常是造成煙草產(chǎn)量和品質(zhì)下降的常見(jiàn)因素,研究表明,煙苗移栽后用20~50mg/kg抗旱劑1號(hào)(主要成分為黃腐酸)灌根,再結(jié)合團(tuán)棵期用500mg/kg噴施,對(duì)于縮小氣孔開(kāi)度,抑制葉面蒸騰,促進(jìn)根系生長(zhǎng),提高根系活力,減緩?fù)寥浪窒?促進(jìn)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收等生理效應(yīng)明顯;烯烴基琥珀酸具促進(jìn)氣孔關(guān)閉的功效,干旱時(shí)使用能發(fā)揮增強(qiáng)抗旱力的作用。7外源植物激素。在協(xié)調(diào)保認(rèn)識(shí)并充分利用外源植物激素對(duì)烤煙生產(chǎn)進(jìn)行科學(xué)調(diào)控的同時(shí),還應(yīng)該清醒認(rèn)識(shí)到在科研和生產(chǎn)中使用外源植物激素還存在著許多問(wèn)題。外源植物激素種類(lèi)繁多,作用各異,它不僅在不同植物種類(lèi)、不同品種上反應(yīng)不同,而且在同種植物的不同生育期、不同器官反應(yīng)也不同。因此,在使用外源植物激素前,應(yīng)先做小區(qū)試驗(yàn),待準(zhǔn)確確定施用濃度、劑量、時(shí)間、方法后方可大面積推廣應(yīng)用。一般情況下,低濃度外源植物激素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起促進(jìn)作用,而高濃度則起抑制作用,甚至產(chǎn)生毒害。外源植物激素在煙草中的應(yīng)用所產(chǎn)生的藥效或藥害,主要決定于施用的濃度、劑量、時(shí)間、方法和細(xì)胞年齡、器官種類(lèi)等。因此,只有在一定的條件下,外源植物激素才能顯示出對(duì)煙草生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)