烟草专题
为明确烤烟新品种“湘烟7号”在湘西烟区的配套栽培技术措施,采用L9(34)正交试验研究了不同施氮量(N1:112.5 kg/hm2;N2:135.0 kg/hm2;N3:157.5 kg/hm2)、种植密度(D1:15 150株/hm2;D2:16 665株/hm2;D3:18 510株/hm2)和留叶数(L1:14片;L2:16片;L3:18片)对“湘烟7号”产量、产值与中、上部烟叶化学成分含量及物理性状的影响。结果表明,从单因素来看,随施氮量的增加,烟叶产量和产值增加,总氮和烟碱含量增加,总糖和还原糖含量降低;随着种植密度的增加,产量、产值、上等烟比例先降低后增加,高密度导致中部叶化学成分不协调;随着留叶数的增加,烟叶产量和产值提高,均价与上等烟比例显著降低,烟碱含量降低,总糖和还原糖含量提高。影响烤烟中、上部烟叶总氮、烟碱含量的首要因素为施氮量,影响烤烟中、上部烟叶物理性状的首要因素为留叶数。处理7(施氮量157.5 kg/hm2、密度15 150株/hm2、留叶数18片)经济性状表现最好;C3F和B2F烟叶化学成分、物理性状以处理7和9(施氮量157.5 kg/hm2、种植密度18 510株/hm2、留叶数16片)表现较好。综合经济性状与烟叶化学成分、物理性状,湘西烟区湘烟7号的适宜栽培技术组合为施氮量157.5 kg/hm2、种植密度15 150株/hm2、留叶数18片。
为明确烤烟与玉米间作种植后根系互作对土壤养分的影响,采用盆栽方法,选择烤烟品种K326和玉米品种云瑞319(青贮玉米)、哈尼克斯(鲜食玉米)进行间作种植,探讨烤烟与玉米间作对土壤养分及烤烟和玉米生长的影响。结果表明,与烤烟单作相比,间作玉米提高了烤烟根际土壤pH、有机质和有效磷含量以及蔗糖酶和酸性磷酸酶活性;烤烟根际土壤酸性磷酸酶活性与pH、有机质含量有显著正相关关系,烤烟农艺性状与根际土壤养分有显著正相关关系。玉米与烤烟间作后,玉米根际土壤酶活性显著提高,且土壤pH及碱解氮、有效磷含量提高;玉米根际土壤酶活性与土壤养分、叶片光合作用有较强的正相关性,玉米农艺性状、干物质积累与根际土壤养分关系密切。综上所述,烤烟与玉米间作,在不同程度上提高了土壤速效养分含量,提高了根际土壤养分相关的酶活性,促进了烤烟和玉米的生长。
烟碱是栽培烟草中重要的化学成分之一,深刻影响烟叶质量。为了培育高烟碱含量的烟草新材料,在我国主栽品种云烟87的甲基磺酸乙酯(EMS)突变体库中筛选烟碱合成负调控因子基因NtJAZ1的突变体材料。结果表明,在突变体库中筛选获得了12个突变体材料,其中10个突变导致NtJAZ1氨基酸变化,1份突变位点位于内含子,1个无义突变。温室种植纯合突变体材料,现蕾期检测整株叶片烟碱含量,其中2个株系(J8和J11)的烟碱含量显著高于对照。J11 I-1和J11 Ⅳ-1打顶后其烟碱含量分别比对照提高48%和58%。qRT-PCR表明,NtPMT1a和NtQPT基因在突变体J11 I-1根中的表达水平显著升高。综上,筛选获得的高烟碱突变体材料J11不涉及转基因成分,可为培育高烟碱含量烤烟新品种提供种质资源。
为准确评价福建省龙岩市长汀烟区“翠碧一号”特色烟叶植烟土壤养分状况,在该烟区“翠碧一号”6个种植乡镇采集90个土壤样品,测定pH、有机质、碱解氮等8个化学指标,运用模糊数学法对长汀烟区土壤肥力适宜性进行综合评价。结果表明,采样区土壤肥力均在Ⅳ级以上,适宜性指数为0.66,肥力较高;根据土壤养分丰缺现状分析土壤肥力等级情况,6个乡镇中,馆前肥力适宜性等级最高,其他依次为策武、古城、新桥、大同和童坊;长汀烟区烤烟施肥方案整体应调节土壤pH,控制氮肥和氯肥的施用,减少磷肥,合理补充钾肥、有机肥及钙镁等中微肥,提高土壤中多种营养元素的有效性,达到精准施肥,从而改善烟叶品质。
于2021年在云南陆良县选取分布于7个植烟乡镇的31处植烟地块,采用面上取样和模糊数学隶属函数模型等研究方法,比较了不同前茬作物下植烟土壤理化特性差异,初步评价了土壤肥力质量,并建立了其与烟叶质量的相关性。结果表明,绿肥为前茬作物的土壤全氮、速效钾、有机质、全钾含量与土壤阳离子交换量均最高,马铃薯为前茬作物的土壤氯含量较高。各处理土壤肥力综合评价得分值为0.589~0.763,绿肥为前茬作物的得分最高,其余依次为玉米、撂荒和马铃薯,对土壤肥力影响最高的因子为氯离子和有效磷含量。结构方程模型和相关性分析表明,前茬作物通过直接影响土壤理化性质而改变土壤肥力,进一步影响烟叶化学性质,最终影响烟叶质量。
为探究烤烟新品种抗黑胫病红花大金元配套钾肥施用技术,以抗黑胫病红花大金元为材料,在云南大理设置钾肥用量和追肥时期田间试验,研究了不同处理对烟叶化学成分及产量和质量的影响。结果表明,相比于单次追肥,分次追施钾肥中部叶叶长增加3.2%~5.3%,叶宽增加6.9%~12.0%,钾、钾氯比分别增加8.0%~11.3%和13.6%~22.9%;上部叶叶长增加3.2%~5.9%,叶宽增加9.6%~10.8%,钾、钾氯比分别增加8.8%~12.1%和22.9%~41.3%;并且从经济性状来看,分次追施钾肥产量增加8.1%~14.0%,产值增加12.6%~21.8%,均价增加4.1%~6.9%,中上等烟比例增加4.4%~7.0%。综上,钾肥施用量为217.50 kg/hm2,于移栽后30和45 d各追50%处理烟株大田长势好,化学成分协调,感官质量及产量较好。
研究垄高对雪茄烟根组织结构、根系与地上部生长动态变化的影响,结合调制后烟叶经济性状,为四川达州雪茄烟区选择适宜的垄高。采用随机区组试验,以川雪1号为试验材料,设置3个垄高水平,分别为高垄(HR,35 cm)、中垄(MR,30 cm)、低垄(SR,25 cm),分析各时期根组织结构、根系发育、地上部生长的变化规律及调制后烟叶经济性状。结果表明,雪茄烟生长过程中根组织细胞逐渐发育成熟,根系与地上部生长呈渐升趋势,且存在极显著正相关关系;HR较SR处理提高了根横切面积、中柱面积及导管数量,HR和MR处理提高了整个生育期的根系活力,提高了生长前期的根冠比,为地上部生长提供物质基础;HR和MR处理显著促进了生长中后期根系及地上部生长,提高了调制后烟叶经济效益。综上,在达州雪茄烟区高垄和中垄处理能够优化根组织结构,显著促进雪茄烟根系及地上部发育,提高烟叶经济效益。
采用大田试验研究不同起垄高度与有机肥施用比例对普洱烟区植烟土壤温湿度、烟株根系、烤后上部烟质量的影响。结果表明,烟株生长前期垄体温湿度主要受起垄高度影响,土壤温度随起垄高度的升高而升高,相对含水率呈下降趋势,生长后期则以有机肥比例影响为主,其与土壤温湿度呈正相关;团棵期随起垄高度增高,有机肥比例减小,根系活力增强,根系干物质积累量增多,旺长期以30 cm起垄高度和50%有机肥比例处理更有利于增强根系活力和增加根系干物质积累量;30 cm起垄高度和50%有机肥比例处理的烤后烟叶糖碱比和氮碱比更接近优质烟叶要求比值。综合分析认为,30 cm垄高配合50%有机肥+50%无机肥可改善植烟土壤的温度与湿度,促进烟株根系生长发育并维持其活力,同时改善烤后上部烟叶的化学成分协调性,提升其综合品质。
为明确稻茬烤烟下部烟叶一次性采收适宜成熟度,以云烟87为材料,设计低成熟度、中等成熟度和高成熟度3个处理,在湖南省桂阳烟区开展试验,并采用模糊评价方法对其烤后烟叶质量和经济性状进行综合评价。结果表明,随下部烟叶采收成熟度提高,鲜烟叶的叶绿素相对含量(SPAD值)下降;微带青烟叶比例减少,杂色烟叶比例增加;烟叶结构疏松,油分增加;烟叶单叶重下降,平衡含水率降低;烟叶总糖、还原糖和绿原酸含量下降,烟碱和淀粉含量增加;烟叶产量和产值下降。中等成熟度处理外观质量指数、物理性状指数、化学成分可用性指数、评吸总分、经济性状指数、烟叶质量指数和经济效果综合指数均最高。湖南省桂阳烟区云烟87下部烟叶适宜一次性采收成熟特征为叶片淡绿,主脉淡绿至变白1/3,叶缘微卷曲,叶面无成熟斑,采收指导SPAD值为19.39~26.63。
明确适宜稻茬烤烟中部6片烟叶一次性采收的密集烤房烘烤工艺,为稻茬烤烟制定烘烤工艺提供参考。以云烟87中部烟叶为试验材料,比较分析了四步式烘烤工艺(T1)与中温中湿烘烤工艺(T2)的效果。结果表明,T1处理烤后烟叶外观质量指数、物理特性指数、评吸质量总分、烟叶综合质量指数分别比T2处理高0.81%、3.89%、7.99%、4.57%;化学成分可用性指数低4.29%;T1处理烤后烟叶淀粉含量略高于T2处理,但绿原酸含量较T2处理高14.18%;T1较T2处理的上等烟率提高了4.62%,燃料成本降低了11.17%,能耗总成本下降了9.35%。一次性采收稻茬烤烟中部6片烟叶,采用四步式烘烤工艺可提高烤后烟叶质量、上等率和均价,降低烘烤成本,具有一定的推广价值。
为明确不同种植密度和氮肥用量下烤烟的干物质积累、分配情况及烤烟中、上部叶的发育特征,以K326为试验材料,设置种植密度和氮肥用量两因素随机区组试验,分析影响烤烟群体和个体干物质积累的叶片发育特征。结果表明,种植密度和氮肥用量对烤烟成熟期单株叶片干物质积累量均有极显著影响;成熟期烤烟单株叶片干物质积累量、整株干物质积累量、冠根比受种植密度和氮肥用量极显著交互效应的影响。施氮提高了烤烟中、上部叶现蕾期时的比叶重和叶片密度,种植密度对现蕾期和成熟期的中、上部叶单叶重及比叶重的影响均达到了极显著水平。烤烟叶片发育与干物质积累的相关分析表明,成熟期烤烟中部叶的比叶重和烤烟单株干物质积累量呈显著正相关,上部叶的叶片厚度与烤烟群体干物质积累量呈正相关。在低密度条件下,氮肥用量112.5 kg N/hm2时烤烟上等烟比例达73.35%,在中等密度下,氮肥用量112.5 kg N/hm2时烤烟产量、产值和均价达到各处理的最大值。综合考虑,在广西百色烟区周年烟稻轮作种植模式下,种植密度1.82万株/hm2、基施氮肥用量112.5 kg N/hm2处理能实现烤烟K326的最佳经济效益。
探索烤烟连作对土壤细菌群落结构及功能多样性的影响,对深入理解连作障碍成因,制定土壤保育措施具有一定的理论和指导意义。利用高通量测序技术对云南省3个核心烟区不同连作年限(0、2、4和8年)耕层土壤细菌16S rDNA V3-V4片段进行测序,并结合土壤化学性质进行细菌群落分布与环境因子的相关性分析。结果表明,云南曲靖、红河烟区烟田土壤排前10位的细菌优势菌属相对丰度累积总和分别为11.43%~17.46%和15.82%~22.35%,细菌群落丰富度和多样性均随连作年限的延长极显著或显著增加,文山烟区烟田排前10位的土壤优势细菌菌属相对丰度累积总和为17.66%~23.08%,随连作年限的延长呈先降后升的趋势,细菌群落丰富度和多样性随连作年限的延长极显著提高;氨基酸代谢和其他次生代谢产物合成功能丰度是连作土壤细菌群落的主要代谢路径,随连作年限的增加区域间存在差异。冗余分析结果表明,土壤化学性质与细菌群落分布密切相关,其中pH是影响土壤细菌群落变化的核心环境因子,贡献值(18.12%)最高。综合而言,不同烟区土壤细菌群落多样性、功能多样性和优势菌属相对丰度随连作年限的增加,其变化趋势存在差异,调控土壤pH有利于维持相对稳定的土壤微环境。
为促进烤烟生长,改善烟叶品质,以抗黑胫病红花大金元为供试材料,研究喷施不同浓度聚天冬氨酸对烤烟生长及产量、质量的影响。结果表明,随着叶面喷施聚天冬氨酸浓度的增加,明显改善烤烟烟株的生长发育状况,叶绿素含量和产量呈增加趋势,但90mg/L相较60mg/L聚天冬氨酸处理增加趋势趋于平缓;硝酸盐含量随聚天冬氨酸浓度的增加而减少,烤烟中上等烟比例、中性香气成分总量和感官品质得分呈先升高后降低的变化趋势。综合烟叶产量和品质,叶面喷施聚天冬氨酸浓度为60mg/L时较为适宜,与对照相比,产量、产值和香气成分总量分别增加17.13%、22.18%和32.48%。因此,烟株叶面喷施适宜浓度聚天冬氨酸具有显著的增产增质作用。
为明确双行凹垄模式下宽窄行配置对烤烟上部叶生长发育及质量的影响,以NC102为试验品种,设T1(宽行1.2m、窄行1.0m)、T2(宽行1.3m、窄行0.9m)和T3(宽行1.4m、窄行0.8m)3个宽窄行种植处理,以等行距种植为对照(CK,行距1.1m),研究双行凹垄模式下宽窄行配置对上部叶农艺性状、叶片组织结构、衰老特性、碳氮代谢、烤后化学成分、感官质量及经济性状的影响。结果表明,与CK处理相比,T2处理提高了叶面积及海绵组织/栅栏组织,降低了长宽比及叶片厚度,可改善上部叶农艺性状及组织结构;T2和T3处理可抑制上部叶衰老特性相关酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)活性,增加丙二醛含量,促进生理衰老成熟;T2处理可降低上部叶硝酸还原酶活性,提高淀粉酶及中性转化酶活性,改善碳氮代谢,降低烤后烟叶烟碱含量,提高还原糖含量,协调糖碱比,提升感官质量,提高烟叶产量和产值。综合来看,双行凹垄模式下采用宽行1.3m、窄行0.9m的种植模式对改善烤烟上部叶生长发育效果最佳。
为给湖北襄阳平原烟区选择适宜的井窖移栽方式提供依据,研究了井窖深度与覆盖方式对窖内气热环境和烤烟生长及产量的影响。在田间条件下,设置井窖深度(15和20cm)、覆盖处理(覆膜和杯罩),分析不同处理对井窖内空气温湿度、CO2和O2浓度、叶面热成像温度、烤烟生长发育和产量的影响。结果表明,杯罩处理井窖内平均湿度和CO2浓度均高于覆膜处理,并且叶面热成像平均温度(27.01℃)显著低于覆膜处理(31.01℃),为烟苗前期生长提供了一个较合适的气热环境。烤烟生长数据表明,杯罩处理相比覆膜处理促进了根系纵向生长,增加了叶宽和叶片数,提高了经济效益。井窖深度15cm较20cm处理的烤烟农艺性状和经济性状表现好。综合各项指标可知,在湖北襄阳平原地区杯罩移栽与井窖深度15cm处理组合能够促进烤烟地上部生长发育,提高经济效益。
以德雪1号为试验材料,以生产上常规施肥为对照(CK),研究CK+Mg(T1)、CK+S(T2)、CK+Mg+S+Zn(T3)、CK+Mg+S+Mn(T4)、CK+Mg+S+B(T5)和CK+Mg+S+Zn+Mn+B(T6)中微量元素配施处理对雪茄烟叶光合特性、碳氮代谢及产量和质量的影响。结果表明,与CK处理对比,各处理的烟叶淀粉酶(AL)、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及总糖、还原糖含量均提高,总氮和烟碱含量降低,且大多时期各配施处理烟叶质体色素含量和净光合速率均有提高。T6处理发酵后烟叶中总糖、还原糖和淀粉含量最高,氮碱比和钾氯比适宜,化学成分协调,烟叶Mg、S、Zn、Mn和B元素含量最高,产量、均价、产值和茄衣比例最高,经济性状最优。因此,四川什邡烟区采用T6处理有利于提高烟叶光合作用和碳氮代谢水平,改善烟叶内在品质,提高经济效益。
为明确陕南烟区烤烟上六片一次性采收的适宜时期,于2020-2021年研究了主栽品种云烟99上部叶一次性采收时期对烤后烟叶质量的影响。结果表明,随采收时间延迟,上部叶成熟度增加,烟碱含量升高,吸食劲头增大,糖碱比降低;油分、总糖、还原糖、淀粉和中性致香物质含量随采收期延迟呈先升高后降低的趋势。中部叶采收结束后延迟20d采收的上部叶外观质量最好,延迟10d采收的总糖、还原糖和淀粉含量最高,延迟15d采收的中性致香物质含量最高;通过对感官评吸得分模拟回归方程得出,上部叶在中部叶采收结束后延迟16~18d一次性采收时烟气品质、烟气丰富程度和综合感官质量最佳。综合烟叶品质和工业公司对卷烟原料的需求,陕南烟区在中部叶采收结束后16~18d一次性采收上部叶较为适宜。
为探讨我国云南雪茄与尼加拉瓜雪茄烟叶质量差异,以我国云南德宏、临沧、普洱雪茄及尼加拉瓜雪茄烟叶为试验材料,通过OPLS-DA筛选不同产区雪茄烟叶矿质元素和感官质量差异指标,并基于因子分析和典型相关分析探究烟叶矿质元素和感官质量间的关系。结果表明,我国德宏、临沧、普洱烟叶和尼加拉瓜烟叶的差异矿质元素为Cl、Ca、Na、B、Fe和Cu,差异感官质量指标为香气量、香气质、杂气和燃烧性,其中尼加拉瓜烟叶Cl和Ca含量相对较低,香气量、香气质、杂气和燃烧性得分均高于我国产区。我国普洱烟叶Cl含量与尼加拉瓜接近,均显著(P<0.05)低于我国德宏和临沧烟叶;德宏烟叶Ca、Fe和Cu含量显著高于其他产区,比其他产区分别高23.45%、36.55%、47.93%;普洱烟叶B含量显著高于其他产区,比其他产区高68.27%。因子分析和典型相关分析结果表明,随B、Na和K含量的增加,香气质、香气量和杂气得分呈上升趋势,Cl、Cu、Mn、Ca和Fe含量与之相反;随K含量增加,燃烧性和灰色得分呈上升趋势,Cl含量与之相反。
为分析不同生态区域烤烟游离氨基酸的含量差异性及其相关性,以及与化学品质指标的内在关系,以8个不同香型风格烤烟生态区249份烟叶样品为研究对象进行研究。结果表明,全国烤烟游离氨基酸总量整体表现为上部叶>中部叶>下部叶,脯氨酸(Pro)含量最高,其次为Asn,Met含量最低。其中,烤烟游离氨基酸Asn、Glu、Gln、Gly、Ala、Lys、His和Trp含量表现为上部叶>下部叶>中部叶。烤烟游离氨基酸主要以正相关为主。基于热图分析结果,不同生态区域烤烟游离氨基酸总量整体表现为Ⅳ>Ⅶ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅷ>Ⅴ>Ⅵ。全国优质烟叶生产区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的Ser含量高,游离氨基酸总量处于中等水平。不同生态区域总糖、还原糖、钾含量和糖碱比与大部分游离氨基酸存在负相关关系。
氮磷钾肥可通过改变土壤养分影响烟叶质量,然而其对植烟土壤真菌多样性的影响尚不清晰。设置CK(不施肥)、NPK、PK、NK和NP处理,通过高通量测序和RDA方法对植烟土壤速效养分及其与土壤真菌多样性之间的关系进行分析,为通过土壤速效养分调控真菌多样性提供理论依据。结果表明,不同施肥处理对速效养分影响不同,移栽后30和60d施肥处理显著降低了土壤的pH。施肥处理降低了真菌的多样性(移栽后30d)和丰富度(移栽后60d),在门水平上,施肥处理通过改变担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)的相对丰度影响真菌群落结构;在属水平上,移栽后30d施肥处理增加了木霉属(Trichoderma)和青霉属(Penicillium)的相对丰度(PK处理除外),移栽后90d施肥处理降低了镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度。土壤速效养分和pH对真菌群落组成影响显著,其中速效磷和碱解氮是主要影响因子。
为明确烤烟烟苗阴阳离子平衡对不同铵态氮和硝态氮比例的生理响应,采用水培试验,以云烟87为试验材料,研究了不同铵硝配比处理对烟苗生长和阴阳离子平衡的影响。结果表明,硝态氮比例增加有利于烟苗根、茎、叶生长。苹果酸和草酸含量在全硝处理下显著大于其他处理,而铵硝比25:75处理柠檬酸含量与全硝处理未达到显著差异;阳离子K+、Ca2+、Mg2+含量随硝态氮比例增加呈增加趋势,而铵硝比50:50处理无机阴离子NO3-和SO42-含量最大,分别为0.06和1.03mmol/g,Cl-含量在铵硝比75:25处理下显著大于其他处理,H2PO4-含量随硝态氮比例增加而增加,随后保持不变,最大值为0.20mmol/g。随硝态氮比例的增加,阴阳离子平衡先呈碱化趋势后呈酸化趋势,全硝处理下阴阳离子平衡结果最差,为3.43mmol/g,但并未造成离子失衡。综合考虑,氮素形态以铵硝比为0:100对烟苗生长和离子平衡等各项指标的影响最佳。
为探究氨基酸态氮对烤烟生长及氮素营养贡献的影响,以南江三号为试验材料,以L-谷氨酸(Glu)为有机氮源,15NH415NO3为无机氮源,设置不同氮源配比的5个处理:不施氮(CK)、100%无机氮(T1)、25%谷氨酸态氮+75%无机氮(T2)、50%谷氨酸态氮+50%无机氮(T3)、75%谷氨酸态氮+25%无机氮(T4)和100%谷氨酸态氮(T5),测定烟株生物量、氮含量及相关酶的活性。结果表明,施用谷氨酸对生育前期烟株的生物量及氮素含量均有一定的抑制作用,团棵期抑制效果最明显;生育后期,25%~50%的氨基酸能促进烟株的生长;随谷氨酸比重的增加,上、中部烟叶全氮占比有不同程度的增加,而下部烟叶全氮占比从16.77%到8.03%逐渐降低,施用谷氨酸有利于烟株中、上部烟叶氮素含量的积累;烟株根、茎、叶的谷丙转氨酶和谷氨酸脱氢酶活性均随谷氨酸占比的增加呈增长趋势。可见,烤烟可以直接吸收且利用谷氨酸分子,低浓度谷氨酸与无机氮配施能促进烟株的生长,调节烟株体内氮素的分布,但高浓度谷氨酸则对烟株的生长起抑制作用。
采用盆栽试验,通过叶面喷施不同浓度的稀土微肥,研究其对旺长期干旱胁迫下烤烟生育及生理特性变化的影响。结果表明,低浓度(50、100mg/L)稀土微肥促进烤烟根系发育,明显提高根系活力和根系生物量,高浓度(300mg/L)则表现出一定的抑制作用。不同浓度的稀土微肥均能提高烤烟超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性,维持过氧化氢酶活性,增强脯氨酸和可溶性蛋白积累能力,但随浓度提高效果不明显,甚至起反向作用。其中100mg/L稀土微肥处理对促进烟株生长与烟叶开片、提升抗逆能力表现最为突出,提高了烤烟抗旱能力。
为揭示外源水杨酸对提高烤烟幼苗抗低温能力的生理效应,以云烟87为供试品种,运用人工气候培养箱模拟4℃低温,设置不同浓度(0、0.6、0.8、1.0和1.2mmol/L)水杨酸对烤烟幼苗连续3d进行叶面喷施预处理,随后进行连续5d的低温处理,以25℃、喷施蒸馏水作为对照,测定烤烟幼苗活性氧代谢、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和根系活力的影响。结果表明,低温胁迫下烤烟幼苗活性氧增加,膜脂过氧化程度加剧,抑制幼苗的生长发育。而外源水杨酸能够明显提高低温胁迫下烤烟幼苗的抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量,降低O-2·产生速率和MDA积累量,缓解低温胁迫对烤烟幼苗的损伤,增强其抗低温能力。
为探究打顶时期与留叶数对山东烤烟上部叶生长发育的影响,以中烟100为材料,设置6个不同的打顶时期与留叶数处理,并对上部叶农艺性状、光合特性、碳氮代谢、衰老特性、烤后烟叶化学成分、感官评吸质量及经济性状进行了分析。结果表明,同一打顶时期,多留叶有利于抑制成熟后期上部叶强盛的光合能力,留叶18及20片处理有利于上部叶开片,后期抗氧化酶及NR活性较低,NI活性较高,落黄较快,烤后烟叶化学成分协调,经济性状优良。初花打顶以留叶20片处理品质较好,盛花打顶以留叶18片处理品质较好。同一留叶水平以初花打顶烟叶长宽比适宜,叶面积较大,开片较好,烟叶感官品质较好。综合来看,以初花打顶、留叶20片处理上部叶农艺性状较优,化学成分协调,感官质量较好。
为探讨大麻二酚(CBD)对重金属胁迫下烟草生长的影响,以烟草品种K326为材料,分别将浓度为0.0、1.0、5.0、25.0mg/L的CBD喷施于Cd和Cr胁迫烟株叶面,测定其叶片的抗氧化指标、生物量及Cd、Cr积累量。结果表明,Cd和Cr胁迫严重抑制烟株生长,显著提高烟叶活性氧和重金属含量。外源CBD对烟株生长存在低促高抑作用。当CBD浓度分别为1.0mg/L(Cd)和5.0mg/L(Cr)时效果最佳,显著降低了烟叶超氧阴离子(O2-·)产生速率,丙二醛、H2O2和烟株Cd、Cr含量;显著提高烟株干重、叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性,增加抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量以及AsA/DHA(氧化型抗坏血酸)、GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)。综上,适量CBD能有效缓解Cd和Cr胁迫对烟叶的氧化损伤,抑制烟株内重金属的积累,促进植株生长。
为明确洛阳烟区烤烟品系LY1306上六片适宜的一次性采收成熟度,采用田间试验,设置4种采收成熟度处理(M1、M2、M3和M4),研究其对上六片3个叶位(上1~2片叶、上3~4片叶和上5~6片叶)叶绿素相对含量(SPAD值)、叶色相对值、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性及碳、氮代谢关键酶活性的影响,并分析烤后烟叶常规化学成分和感官质量的差异。结果表明,随着采收成熟度的提高,上六片3个叶位的超氧化物歧化酶与淀粉酶活性均表现为先升高后下降的变化趋势,在M3处理期达到最大值;过氧化物酶、过氧化氢酶和硝酸还原酶活性逐渐下降,MDA含量逐渐升高,且M3到M4处理阶段变化幅度加大;SPAD值与叶色相对值随着采收成熟度的提高而降低,至M3和M4处理期时,上六片3个叶位的SPAD值均差异不显著,且叶色相对值也趋于稳定;M3处理烤后烟叶的总糖、还原糖含量以及糖碱比均最高,焦甜香味突出,评吸总分最高。总之,建议LY1306在洛阳烟区以M3处理期(上3~4叶叶面落黄7~8成、主脉全白、支脉2/3变白,叶面皱褶,SPAD值为18左右,叶色相对值为1.07左右)一次性采烤上六片为宜。
为探究不同遮阴处理对雪茄烟晾制效果的影响,以川雪1号中部叶为试验材料,设置100%、85%、70%、55%和40%共5个遮阴透光处理,研究其对雪茄烟晾制过程中烟叶膜脂过氧化特性的影响。结果表明,55%~70%遮阴透光处理含水率显著高于其他处理,且70%遮阴透光失水速率适中,有利于提高颜色变化与物质转化协调性。55%~70%遮阴透光处理MDA含量显著低于其他处理,且POD、CAT、SOD和PPO始终维持较高活性,有利于降低膜脂过氧化水平。70%遮阴透光处理在晾制过程中绿原酸、芸香苷和莨菪亭含量在各个阶段维持适宜水平,有利于烟叶的抗氧化和品质形成。70%遮阴透光处理的雪茄烟叶晾制后化学成分协调性最好。综上所述,晾制过程70%遮阴透光处理烟叶失水速率协调,烟叶酶活性较好,抗氧化能力强,保障了酶促棕色化反应进程以及烟叶内含物质转化的协调性,提升了烟叶晾制效果。
为探究不同调制方式对茄芯和茄衣烟叶化学成分及香气品质的影响,以传统茄芯品种什烟1号及当地主栽茄衣品种德雪3号为材料,设置晾制、晒制及烤制3种调制方式,对调制后样品的常规化学成分、中性香气成分、感官质量及TSNAs含量进行测定。结果表明,2种雪茄烟叶的总糖、还原糖、总氮和蛋白质含量均在烤制条件下较高,晾制和晒制导致这些物质含量显著降低。茄芯经晒制后中性香气成分含量最高,为877.87μg/g,而茄衣则在晾制后含量最高,为1020.40μg/g,2种雪茄烟叶均在烤制后中性香气成分含量最低。茄芯和茄衣烟叶均以晾制后的TSNAs(烟草特有亚硝胺)含量最高,分别为2058.29和2044.75ng/g,烤制可显著降低2种类型雪茄烟叶的TSNAs含量。茄芯和茄衣烟叶的生物碱含量经晒制后显著降低,且以晾制后最低,烤制后生物碱降低幅度较小。2种雪茄烟叶的硝酸盐和亚硝酸盐含量均在烤制后最低。感官评吸结果表明,茄芯烟叶以晒制方式调制的烟叶质量最好,茄衣烟叶则以晾制效果最佳。因此,茄芯烟叶在晒制条件下烟叶化学成分协调,香气成分优良,抽吸品质较好,有利于实现优质低害。茄衣品种德雪3号则在晾制条件下香气浓郁,评吸质量更好。
为进一步提升烤后烟叶品质,为贵阳烟区提供理想中棵烟株型判别标准,以云烟87为试验材料,研究成熟期3种不同长相的中棵烟(T1:小,T2:中,T3:大)烤后烟叶产量和质量。结果显示,不同长相中棵烟烤后烟叶经济性状及烟叶品质差异显著,T2处理烟株的产量和质量最为协调,单位面积产值最高,达55 188.15元/hm2,烤后上等烟比例达60.23%,较T1和T3处理分别提高了12.24%和8.59%;T2处理烟叶均价最高,为27.12元/kg,较T1和T3处理分别高出2.14和1.47元/kg;T2处理烟叶油分较多,色度较强,化学协调性优于其他2种株型中棵烟,感官质量总得分比T1和T3处理分别提高2.30和1.63分。综上所述,贵阳烟区理想中棵烟株型形态参数以株高109.30cm、茎围10.70cm、节距5.70cm、留叶数17.33、腰叶长73.97cm和腰叶宽32.43cm为宜。
为探索在常规施肥基础上增施生物炭对植烟土壤肥力及烤烟生长的影响,采用大田试验研究不增施生物炭(CK)、烤烟季和冬春季均增施生物炭(T1)和仅烤烟季增施生物炭(T2)不同处理下的土壤和烤烟生长的相关指标。结果表明,增施生物炭可显著提高土壤pH与速效养分含量,T1处理表现最好。增施生物炭显著提高土壤的MWD、GMD和>0.250mm粒级团聚体含量,但T1和T2处理差异不显著。T1处理的株高、最大叶长、叶宽、叶面积以及根和叶的干物质积累量最优,T2处理的茎围和茎的干物质积累量最大。因此,烤烟季和冬春季均增施生物炭的处理效果更佳。
为探究变色期不同晾制温度对雪茄烟叶氮素转化机制的影响,以川雪1号为试验材料,设置4个温度处理(23℃、25℃、27℃和29℃),测定分析不同处理下的烟叶主要含氮化合物含量及相关酶活性。结果表明,随着变色期晾制温度的增加,烟叶内部硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性呈先升后降的趋势,23℃与29℃温度处理的烟叶酶活性显著降低。随着变色期晾制温度的增加,各处理的硝酸盐和亚硝酸盐含量呈先降后升的趋势,氨和总挥发碱含量显著降低,蛋白质含量显著升高,其中温度为27℃处理的烟叶内NH4+-N和氨基酸含量显著升高,亚硝酸盐含量显著降低。烟叶内氨转化产物的相关性分析表明,各处理烟叶中的氨与总挥发碱、总氮和蛋白质含量整体呈显著负相关,与NH4+-N和氨基酸含量相关性不显著。当变色期温度控制在27℃时,烟叶内化学成分较协调,烟叶物理特性和感官质量最好,25℃处理次之。综上所述,变色期适宜的晾制温度条件有利于雪茄烟叶品质的提高。
通过明确不同烤烟种植区土壤肥力状况及植烟适宜性,为不同生态区烟草科学施肥方案的制定奠定基础。采用描述统计法、相关系数法和模糊综合评价法对四川会东、河南洛阳和安徽皖南3个植烟生态区的418份土壤样品进行分析。结果表明,会东烟区土壤pH为5.36~8.66,77.88%的土壤pH大于7.50,有机质含量较低,67%的土壤碱解氮含量低于90mg/kg,全氮含量适中,速效磷和速效钾含量丰富;洛阳烟区土壤pH呈弱碱性,有机质和碱解氮含量匮乏,70%以上的土壤有机质和碱解氮处于“缺”及以下水平,全氮和速效磷含量适中,速效磷含量变异系数达79.38%,速效钾含量丰富;皖南烟区土壤pH、有机质和全氮含量适中,碱解氮含量较高,速效钾含量缺乏,82.82%的土壤速效钾含量低于150mg/kg,速效磷含量丰富但异质性强。3个生态区植烟土壤综合肥力指数(IFI)存在显著差异(P<0.05),表现为皖南(0.69)>会东(0.52)>洛阳(0.43),其中皖南烟区75.76%的土壤IFI处于Ⅱ级以上,会东烟区处于Ⅱ级和Ⅲ级的比例分别为31.73%和46.15%,而洛阳烟区近50%的土壤为Ⅳ级。会东和洛阳烟区应减少使用碱性肥料,并通过改良土壤调节pH,同时应注意增施有机质和碱解氮;皖南烟区应适量增施钾肥,以满足烟草生长发育需要。
为进一步提高井窖式移栽烟苗的素质,研究不同规格育苗盘(T1~T5处理)对烟苗素质及主要生理特性的影响。结果表明,与T1处理相比,有气孔的育苗盘(T2~T4处理)可使基质温度早晨升温快、日变幅减小,促进根系的生长发育,提高烟苗素质,根系总长、根体积、整株干重和根冠比分别提高58.05cm、0.05cm3、0.21g和0.04;过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性分别提高3.12和22.29U/mg,可溶性蛋白和叶绿素含量没有显著性差异,过氧化物酶活性略低,烟苗抗逆能力增强;出苗整齐,成苗率达90.83%。不同规格新型育苗盘中,T2处理整体植株表现矮小,T4与T5处理育苗孔较少,育苗成本高。综合来看,T3处理培育烟苗素质较好,适于生产应用。
为解决烟叶化学品质现有组合评价方法的不足,探讨离差最大化组合评价法与BP神经网络相结合进行评价。选取4种典型单一评价法,首先采用改进熵权法和AHP法确定指标权重,然后根据离差最大化原理计算组合评价值,最后利用BP神经网络对组合评价值进行反演。结果表明,离差最大化组合评价值与单一评价法相关性较其他组合评价法更高,平均相关系数为0.9822;BP神经网络对组合评价值有较高的预测准确性与稳定性,预测值与实际值相对误差不超过3%,决定系数大于0.9900。说明,离差最大化组合评价法对单一评价法的组合效果更好,BP神经网络提高了组合评价的便捷性。
为探讨不同形态氮源对烟苗素质和生长发育的影响,以烤烟新品系HN2146为参试材料,采用水培试验研究硝酸铵、硝酸钙、硫酸铵和尿素4种不同形态氮源对烟苗生长发育特性的影响。结果表明,烟苗最大叶面积以硝酸钙处理最大,为100.4cm2;烟苗叶和根系蛋白质含量以硫酸铵处理最高,分别为151.452和79.367μg/g FW;硝酸还原酶活性表现为硝酸钙>硝酸铵>硫酸铵>尿素处理;烟苗对氮的吸收能力表现为硝酸铵>硫酸铵>硝酸钙>尿素处理。通过对不同处理烟苗相关农艺性状和生理特性指标的主成分分析,其综合得分表现为硝酸钙>硝酸铵>硫酸铵>尿素处理。可见以硝态氮和铵态氮作为唯一氮源对烟苗生长发育的效果较好,而以尿素作为唯一氮源的效果最差,本研究结果为不同氮源在烤烟育苗培育上的应用提供了理论依据。