不同水分胁迫程度下烤烟叶片钾含量的光谱响应

  目的  精准、快速、无损监测烤烟叶片钾素营养水平。  方法  设计不同程度的干旱和渍水胁迫试验,以K326、中烟100为供试品种,探索不同水分胁迫程度下烤烟叶片钾含量与光谱信息的变化规律,筛选烟叶钾含量的敏感光谱特征变量及光谱参数,构建烟叶钾含量预测模型。  结果  （1）随水分胁迫程度的加重,在近红外光区,烤烟叶片钾含量和叶片光谱反射率的值在伸根期均表现为升高趋势,在旺长期与成熟期表现为降低趋势。（2）以利用本文筛选出的8个最佳敏感光谱指数（mSR705、SDr、DVI、MSAVI2、λg、Dr、NDSI（2275,1875）、RDVI）构建的BP神经网络模型效果最好,模型决定系数R2=0.9336,RMSE（均方根误差）为0.1348。  结论  可利用光谱参数构建烤烟钾含量BP神经网络模型,模型稳定、精度较好。可为实时精准监测烤烟叶片钾含量,及时了解土壤水分环境提供技术支撑。      

生物炭与化肥氮配施对土壤氮素及烤烟利用的影响

  目的  为探讨施用生物炭对土壤氮素及烤烟对氮素利用的影响。  方法  2015-2016年在河南省方城县金叶园大田条件下,设置了添加生物炭后不同氮水平,研究对土壤硝态氮、铵态氮、碱解氮以及烤烟对氮素吸收积累的影响。  结果  在烟株生育期内,添加生物炭后显著提高了土壤硝态氮含量。2015年硝态氮含量最高达到铵态氮含量的15.72倍,2016年为34.56倍;2016年提高无机氮含量达6.70%~52.47%;添加生物炭对土壤碱解氮含量在烤烟生长前期有一定的提高作用,而在烟株打顶后有效降低了其含量,有利于顺应土壤供氮与烤烟需要适时落黄成熟规律。施加生物炭后,烤烟氮素积累速率前期较高,后期下降。连续施用2年后,氮素利用率可高达49.14%和47.62%。  结论  生物炭与氮肥配施,提高了土壤氮素含量,增施生物炭减少15%化肥氮仍能提高烤烟氮素利用,且连续施用对氮素固持和提高烤烟利用率效果明显。      

湘南烤烟高温逼熟现象发生的生态因素分析

为解决湘南烟区烤烟生产上存在的高温逼熟问题,采用大田试验研究了主要生态因素对烤烟高温逼熟现象发生的影响效应,并分析了烤烟高温逼熟现象形成的机制。结果表明:湘南烟区烤烟高温逼熟现象由综合生态因素引起;前期降雨量和后期高温(日最高温度≥38℃)天数与烟叶高温逼熟率呈显著正相关,相关系数分别为0.904和0.914;在湘南烟区气候条件下,前期降雨量过多,是导致高温逼熟现象发生的主要前提因素,成熟期高温(日最高温度≥38℃)天数过多是导致高温逼熟现象发生的主要胁迫因素;而成熟期高光强(日最高光强≥100 000 Lx)天数过多是高温逼熟现象发生的次要因素。湘南烟区前期降雨过量,造成了烤烟根系发育不良,烟株抗逆性降低且难以适应后期高温,从而导致高温逼熟烟叶现象的发生。     

干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理特性的影响

  目的  为明确干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理基础的影响。  方法  采用盆栽试验方法,以耐旱型烤烟品种“豫烟6号”和水分敏感型“豫烟10号”为试验材料,设置正常供水、轻度干旱、中度干旱、轻度干旱后复水和中度干旱后复水5个处理,比较分析干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理特性的影响。  结果  （1）随着干旱的加剧,两个烤烟品种生长受到抑制,生理性能下降,株高、茎围、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、有效叶片数、根系干重和单株干重均降低或显著降低,叶绿素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSII最大光能转化效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）均显著降低,而非光化学猝灭系数（NPQ）、胞间二氧化碳浓度（C_i）、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均显著增加;与正常供水相比,豫烟10号在干旱胁迫下各指标变化幅度大于豫烟6号,对干旱较敏感。（2）干旱胁迫后复水,与干旱处理结束时相比,两个烤烟品种生长得到明显恢复,光合作用增强,抗氧化系统平衡得到明显改善。豫烟10号在干旱胁迫后复水各指标变化幅度均大于豫烟6号,干旱胁迫后复水恢复较好。  结论  在干旱胁迫下,两个烤烟品种的生长和生理性能均受到不同程度的抑制,且均与正常供水处理间差异显著;复水后,两个烤烟品种的生长及其生理性能均得到不同程度的恢复,其多数指标均以中度干旱胁迫后复水处理恢复较好,且与正常供水处理无显著差异。      

焦甜香烟叶形成的气象因素分析

为了研究烤烟烟叶焦甜香香韵形成与气象因素之间的关系,以全国15个植烟区域的C3F为研究对象,运用相关、回归和判别分析对两者之间的关系进行了统计分析。结果表明,烤烟烟叶焦甜香香韵的形成与极端最高温、极端最低温、降水量、平均气温、日照时数、最大风速、最小相对湿度7个因素存在显著的回归关系,且对焦甜香风格形成的影响程度依次为：极端最高温>最小相对湿度>降水量>日照时数>平均气温>极端最低温>最大风速。以此7项指标建立的判别函数判别植烟区域焦甜香香韵的有无准确率较高。因此,在焦甜香烟叶生产过程中可以优化资源配置,适应以此7项指标为主的生态特点,为烟叶生产提供良好充分的适应条件。     

成熟期积温对豫中烟区浓香型烤烟上六片产质量的影响

  目的  明确豫中烟区烤烟上六片生育期温度和光照因子对烟叶质量特色的影响,提出优质上六片形成的气候指标。  方法  设置移栽期和采收期大田试验,测定上六片生长发育阶段的光、温等气候参数,研究其与上六片烟叶产质量的关系。  结果  ① 上六片烟叶的浓香型典型性与日最高温 > 30℃天数、成熟期均温和 > 20℃积温显著相关,当上六片成熟期和生育期日最高温 > 30℃天数分别为25~33 d和52~70 d、成熟期日均温达25.26~27.14℃时,浓香型特征明显;②该研究范围内,上六片烟叶的浓香型特征随 > 20℃积温增加不断增强。③上六片烟叶质量与上六片成熟期和生育期积温关系更为密切,当上六片成熟期 > 0℃、 > 10℃、 > 20℃积温分别为1122.97~1268.26℃、692.97~871.39℃、262.97~313.3℃,生育期分别为2018.0~2332.8℃、1257.9~1425.9℃、497.9~544.5℃,同时成熟期和生育期光照时数分别达到264.0~347.2 h和464.5~545.5 h时,上六片烟叶质量较好。  结论  上六片生育期与成熟期温度较高、热量丰富、光照充足是形成优质典型浓香型上六片烟叶的重要条件,适当推迟上部叶采收时间,增加积温,可以在保证浓香型风格典型性的条件下显著提升上部叶质量。      

河南烟区主要气候因子与烤烟烟叶化学成分的关系

为明确影响河南烟区烤烟烟叶化学成分的主要气候因子,利用1981—2013年河南烟区64个气象站气象资料以及烤烟中部烟叶主要化学成分数据,采用数理统计分析方法,分析了河南烟区主要气候特征和中部叶化学成分状况以及二者之间的关系。结果表明,河南烟区烤烟大田期气温适宜、光照充足、雨热同步,9个地市烤烟化学成分含量多在优质烟叶的适宜范围内。烤烟中部叶主要化学成分指标受气候要素的综合影响,不同指标间具有差异;影响的主导气候因子表明,在一定范围内,伸根期高温日数增加对总糖含量和糖碱比增加有利,大田期高温日数增多对两糖比增大不利,旺长期高温日数增多对钾含量增加不利,旺长期日平均气温≥20℃以上日数增多烟碱含量下降,旺长期相对湿度增大总氮含量下降、钾氯比增大,伸根期最高气温上升对氮碱比增加有利,成熟期最低气温上升不利于还原糖含量增加,大田期降雨日数增加氯含量下降。主要气候因子对河南烟区烤烟中部烟叶化学成分的影响以温热因素的影响程度最大、水湿因素次之、光照因素最小。     

豫中烟区水肥一体化条件下烤烟临界氮浓度稀释曲线与氮素营养诊断研究

  目的  为探究豫中烟区水肥一体化条件下烤烟临界氮浓度稀释曲线。  方法  以烤烟品种“豫烟10号”为试材,进行了田间试验,试验设置6个氮素（N₀、N₁、N₂、N₃、N₄和N₅）水平,通过测定6个氮素水平下的烤烟叶片干物质量、氮浓度以及氮素累积量,构建了水肥一体化条件下烤烟的临界氮浓度稀释曲线模型,并通过建立烤烟氮营养指数模型判断了烟株氮素营养的丰缺情况。  结果  （1）烤烟叶片干物质积累量随施氮量增加先增加后降低,氮浓度随烤烟生长进程而降低;（2）当叶片干物质积累量小于1 t/hm2时,干物质量和氮浓度的数据量变异较大且两者之间没有显著关系,当叶片干物质积累量大于1 t/hm2时,随着叶片干物质积累量的增加氮浓度逐渐降低;（3）烤烟叶片临界氮浓度、烤烟最高（N_max）、最低（N_min）氮浓度稀释模型与叶片干物质量之间均呈现幂指数的关系,其决定系数分别为R2=0.8768、0.8371、0.9537,均方根误差RMSE对模型的验证结果表明,该模型具有相对较好的模拟性能;（4）烤烟氮素营养状况的判定可以通过临界氮浓度建立的烤烟氮素吸收模型（N_uptc）、氮素营养指数模型（NNI）来表示,水肥一体化条件下豫中烟区的适宜施氮量在NNI下的诊断结果以30~45 kg/hm2为最佳施氮量。  结论  利用烤烟临界氮浓度稀释曲线模型和氮营养指数模型能够精准地预测水肥一体化条件下烤烟移栽后40 d到成熟期的氮素营养状况,从而为优化烤烟的氮素管理提供指导。      

河南烟区烤烟焦油量区域分布及其感官质量特征

为了解河南烟区烤烟焦油释放量的区域特征及其感官质量特征,选取河南烟区初烤烟叶作为试验材料,测定烟叶样品的焦油量并进行感官质量评价,采用常规统计、地统计学等进行数据分析。结果表明:(1)河南烤烟烟叶焦油量的主要分布区间为16.0～22.0 mg/支,分布频率累计值为89.19%;豫西地区焦油量最低,豫南烟区最高,其他地区焦油量居中;不同地区间焦油量存在显著差异,总体空间变化趋势由河南西部向中南部逐渐升高。(2)焦油量较高的烤烟烟叶,其感官指标中的香气质、香气量的得分均较高;焦油量较低的烟叶,其感官指标中的余味分值相对较高。河南烟区可分为豫中南高焦油区和豫西低焦油区。     

不同光温胁迫对成熟期烤烟光合生理特性的影响

为探究成熟期烤烟对环境胁迫的响应规律,以云烟87为供试材料,采用盆栽试验,模拟湖南烟区烤烟生育后期的高温强光胁迫,分析不同光温胁迫对成熟期烤烟光合生理特性的影响。结果表明:(1)随着光照强度的变化,常温下烟株蒸腾速率、气孔导度和净光合速率的变化明显,在80 000 lux处达到最大值;高温下烟株蒸腾速率、气孔导度和净光合速率则明显降低。(2)整体上,同等光强下,高温处理的烟株蒸腾速率、气孔导度和净光合速率呈下降趋势,胞间CO_2浓度升高。(3)高温强光胁迫下,成熟期烤烟的蒸腾速率、气孔导度和净光合速率均显著降低,胞间CO_2浓度升高,光合能力下降。(4)相关性分析表明,烤烟净光合速率与气孔导度呈极显著正相关,蒸腾速率与净光合速率、气孔导度呈显著正相关。     

遗传、气象和栽培因素对烤烟茎叶夹角的影响

【目的】为明确不同因素对烤烟茎叶夹角的影响。【方法】2019—2021年,在不同烟区设置不同试验,研究不同品种、气象、密度、施氮量等因素变化对烤烟茎叶夹角的影响,并分析不同因素的影响程度。【结果】（1）不同烤烟品种茎叶夹角差异显著,根据聚类分析将其分为茎叶夹角小、中、大三种类型,夹角小代表品种为红花大金元,夹角中代表品种包括中烟100、K326、云烟87等,夹角大代表品种为CB-1;(2)随移栽期推迟,茎叶夹角表现出减小的趋势,气温升高及累积光照辐射减少是影响夹角变化的主要气象因素,降水对夹角的影响不显著;（3）随株距增大、密度减小,茎叶夹角呈现出增大的趋势;部分试验随施氮量增加,茎叶夹角呈现增大趋势;（4）不同因素处理条件下茎叶夹角与农艺性状相关性不一致,品种因素下茎叶夹角与茎围正相关性较高,密度因素下茎叶夹角与叶片干重存在显著正相关性,而移栽期、施氮量条件下茎叶夹角与农艺性状无明显相关性;（5）不同因素对茎叶夹角的影响程度顺序为品种>密度>移栽期>施氮量。【结论】烤烟茎叶夹角受品种自身遗传因素的影响最大,其后依次为种植密度、气象条件,施氮量影响最小。     

八大香型烤烟典型产地中部烟叶适宜复烤干燥温度研究

【目的】明确八大香型典型产地烤烟中部烟叶较适宜的复烤干燥温度范围。【方法】选取八大香型典型产地中部烟叶,在不同复烤干燥温度下对烟叶感官质量、风格特征进行评价。【结果】(1)清甜香型、清甜蜜甜香型和木香蜜甜香型中部烟叶适宜在70℃复烤干燥温度下加工;(2)蜜甜香型、醇甜香型和焦甜醇甜香型烟叶适宜在75℃复烤干燥温度下加工;(3)焦甜焦香型和焦香蜜甜香型烟叶适宜在75℃～80℃复烤干燥温度下加工。【结论】根据不同香型烤烟烟叶适宜的复烤干燥温度进行配方模块设计、配方模块复烤加工,可彰显烟叶香气风格特征,提升总体感官质量。     

基于三维点云的烤烟三维模型构建及株型分析

  目的  为了构建烟株的三维模型、提取烤烟株型信息。  方法  采用结构光扫描仪获取烤烟的三维点云数据,经过点云配准、点云去噪以及孔洞修补等步骤后构建了烤烟的三维模型,并对烤烟株型参数进行了误差估计。  结果  利用该方法构建的烤烟三维模型能够精确还原烤烟的形态结构,叶长、叶宽和株高的机器测量值和人工测量值拟合方程的R2均达0.8以上。  结论  基于三维点云构建的烤烟三维模型精度高,为烟草科研和烟叶生产提供了一种高精度的烤烟株型判别方法。      

NtMYB68基因对烟草苗期紫黄质和脱落酸生物合成及烟株耐旱性的影响研究

  目的  为探究烟草NtMYB68基因在类胡萝卜素和脱落酸合成生物合成中的作用及其对烟株抗旱性的影响。  方法  从烤烟品种K326中同源克隆NtMYB68基因,采用生物信息学分析NtMYB68基因序列特征,利用RT-PCR分析其在烟草不同组织的表达模式。利用基因编辑手段创制NtMYB68敲除材料,并分析NtMYB68基因敲除后对烟株类胡萝卜素合成及抗旱性的影响。  结果  NtMYB68基因有2个拷贝,NtMYB68-1和NtMYB68-2。NtMYB68在烟草根、茎、叶、花中均有表达,NtMYB68-2的表达水平显著高于NtMYB68-1。NtMYB68敲除材料与对照相比,紫黄质合成基因NtZEP显著上调,紫黄质含量显著增加,脱落酸（ABA）合成基因NtNCED5表达量达到对照植株的4倍。干旱胁迫下,敲除材料幼苗与对照相比,叶片萎蔫程度更轻,长势更优,复水处理后生长状态恢复的更好。干旱处理前后,敲除植株中ABA的含量均显著提高。  结论  NtMYB68转录因子能抑制NtZEP和NtNCED5基因表达,敲除该基因可以提高烟叶中紫黄质的积累,促进脱落酸的合成,从而提高烟株抗旱性。      

苗期白肋烟和烤烟主要碳水化合物含量差异及形成机理

[目的]为探讨白肋烟和烤烟烟叶中碳水化合物含量差异,揭示其形成机理.[方法]以红花大金元(HD)、中烟100(Z100)、TN90、TN86为材料,通过水培试验,研究烤烟和白肋烟碳水化合物含量、色素含量、光合作用参数及其碳代谢关键基因表达量差异.[结果]白肋烟烟叶中色素、总糖和还原糖含量明显低于烤烟,在同一施氮水平条件...     

陈化烤烟叶片不同发酵时间微生物多样性及代谢组分析

  目的  了解不同陈化发酵时间烟叶中微生物菌群与代谢产物的关系,探究多年陈化发酵过程中微生物对烟叶发酵品质的影响。  方法  选取4个陈化发酵时间（陈化0年,1年,4年,7年）的上部烟叶（B2F）,采用Illumina高通量测序技术和UPLC-ATOF MS液质联用技术,对不同发酵时间的烟叶表面微生物多样性以及差异代谢物进行分析。  结果  相比其他陈化发酵时间,发酵4年的烟叶中微生物种类最多、多样性最高。在细菌属分类水平上,泛菌属（Pantoea）和假单胞菌属（Pseudomonas）为发酵4年烟叶的优势细菌。结合OPLS-DA模型以及数据库检索,4个发酵时期两两比较共筛选到173个显著差异代谢物,KEGG富集分析发现差异代谢物参与氨基酸代谢、脂肪酸代谢、类固醇生物合成等多条代谢途径。其中,发酵4年样本中高丰度的差异代谢物主要富集在脂肪酸降解途径。  结论  复烤烟叶在陈化发酵不同时间微生物多样性及代谢物质具有显著差异,上部叶片陈化发酵4年烟叶的内在品质最佳。