烟草基因型间钾效率差异研究初报

针对我国烟叶含钾量普遍较低的烟草生产实际，进行了烟草基因型间钾效率差异及其利用研究，初步分析了烟草２６个基因型间钾积累效率的差异及遗传表现。结果表明：烟草的吸钾能力和烟叶含钾量在基因型间存在着明显差异，且钾积累效率可通过遗传操作进行稳定遗传。通过利用钾高效基因型品种提高我国烟叶含钾量较改善土壤环境条件和改进施肥技术更为经济有效，为今后开展烟草钾高效育种提供了理论依据。     

不同基因型烟草成熟期钾在植株内的迁移特征

选取4个典型烟草基因型,通过砂培试验收集烟草茎伤流液,根据Jeschke,W.D.等提出的模型计算成熟期烟草钾的转移量.通过对不同基因型烟草钾的转移特征进行比较分析发现,钾效率不同的基因型成熟期钾的转移存在很大差异,一般的钾高效基因型钾的转移利于叶片中钾的积累,而钾低效基因型钾的转移不利于钾在叶片中积累.同时发现不同基因型烟草在成熟期都出现钾流失现象,不同基因型钾流失的相对量存在较大差异.成熟期钾的流失最高的基因型TI245,钾的流失可占到钾积累量的93.7%,流失量最少的基因型G-28也占到钾积累量的11.3%.可见烟草成熟期钾的流失现象是比较严重的,这可能是造成烟草成熟期烟叶含钾量降低的重要原因.     

基因型对烟草钾素营养的响应能力及筛选研究

以随机抽取的20个烟草品种为材料,在不同施钾量下,对不同烟草基因型的钾营养性状进行了研究.在本试验每667 m2施用40kg钾的施钾量处理下,各基因型间的含钾量变幅高达2.34个百分点,变异系数为24.6%.施高钾、常规施钾、施低钾3个处理烟叶含钾量间极显著相关,与不施钾肥处理的相关性不显著.常规施钾水平下以含钾量2.50%、1.80%为划分指标,施高钾水平下以2.60%、2.05%为划分指标,施低钾水平下以1.90%、1.45%为划分指标,将烟草钾营养基因型划分为富钾、高钾、低钾三类,与贵州土壤、气候等自然条件是相宜的.结果表明,选择吸收和积累钾能力强的品种是提高烟叶含钾量最有效的措施;富钾烟草基因型的筛选以在常规施钾条件下的烟叶含钾量大于2.5%中选最为适宜.     

烟草不同基因型的光合特性研究

烟草的光合特性与基因型密切相关,在栽培烟草两个种间其表现以黄花烟草93-1的净光合速率较高,普通烟草的烤烟和晒红烟的净光合速率相对较低。普通烟草中烤烟品种间也有差异,目前生产上大面积推广种植的优良品种K326和云烟87的净光合速率较高,是优良的亲本材料。通过对不同基因型烟草光合特性相关分析表明,净光合速率(Pn)与气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)呈显著正相关,净光合速率(Pn)与胞间CO2浓度(Ci)呈负相关。     

烟草钾素营养研究进展

从植烟土壤对外源钾素的固定、矿物钾对植物的贡献、植物活化矿物钾的机理以及植物吸钾基因型差异机理四个方面综述了近期钾营养研究的成果。并讨论了烟草钾素营养研究的新内容。     

打顶后供钾水平对烟草体内钾素积累分配的影响

本试验采用砂培和营养液培养的方式,探索了打顶后供钾水平对烟草体内钾素积累分配的影响。结果表明,打顶能够促进烟株的生长,增加生物量。钾素在烟株体内移动活跃,无钾培养烟株的根部有大量钾素向叶片运输;提高供钾水平,烟株的钾浓度和钾含量显著提高。打顶后烟株的钾浓度和钾含量下降,但钾素在叶片的积累量增加,上部叶片的钾含量显著提高。     

低钾胁迫下钙调素拮抗剂对烟草幼苗钾积累的影响

为探讨低钾胁迫下钙调素（CaM）拮抗剂对植株幼苗钾积累的影响及其生理机制,采用室内水培法,以烟草品种K326为试验材料,设置2个钾水平和2种钙调素拮抗剂（氯丙嗪和三氟拉嗪）处理,分别测定叶片钙离子及钙调素含量、植株各部位钾含量、根系钾离子吸收相关基因的相对表达量、植株生理特征。结果表明,与常钾水平相比,低钾胁迫下植株各部位钾含量、叶片抗氧化酶活性、叶绿素含量及光合特性指标（除水汽压饱和亏外）明显降低。其中,植株地上部及根系钾含量分别显著降低了23.80%和55.50%,根系中NKT2、NtKC1和NtHAK1基因的相对表达量分别增加了4.05、2.98和12.74倍。2个钾水平下,施加钙调素拮抗剂后,植株各部位钾含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量及光合特性6项指标（除水汽压饱和亏外）明显降低。低钾胁迫下,与未添加钙调素拮抗剂相比,钙调素拮抗剂处理的叶片钙调素含量、植株各部位钾含量、根系钾吸收相关基因表达量、叶绿素总含量及光合特性6项指标（除水汽压饱和亏外）显著降低,其中植株地上部及根系钾含量平均降低了23.69%和60.00%,根系中NKT2、NtKC1和NtHAK1基因的相对表达量平均降低了82.84%、94.18%和52.44%。低钾胁迫下添加钙调素拮抗剂会抑制钙调素含量,阻碍Ca²⁺-CaM复合体的形成,影响信号传导,导致叶片抗氧化酶活性及光合作用降低,根系中K⁺吸收相关基因的表达量减少,抑制植株K⁺吸收和积累。     

断根、环割处理对烟草内源激素水平的影响及激素与钾积累的相关性

本文通过水培试验,对烟株进行断根、环割、断根+环割处理,探究不同部位内源激素含量的水平及其与钾积累的相互关系。试验结果表明,烟草断根、环割后,降低了烟草根系和叶片中IAA、GA3的含量,以及降低了伤流液中的GA3/ABA比值;根系中钾的积累量与叶片、根系中的IAA含量有显著和极显著的正相关关系;伤流液中单位时间内钾的积累量与叶片的GA3含量、伤流液中的GA3/ABA呈极显著和显著负相关;叶片钾的积累量与根系中的GA3含量有显著正相关关系,与伤流液中的GA3/ABA呈显著负相关关系。上述结果说明了断根、环割通过改变烟株根系、伤流液、叶片中不同内源激素的含量和内源激素间的比值,从而调控钾由根系通过伤流液往上运输,最终提高烟叶钾的积累量。其中,断根+环割处理提高烟叶钾积累量的效果最好。      

烤烟不同基因型钾营养特性研究

为深入了解烤烟钾营养特性,选择烟叶钾含量具有差异的品种,在正常供钾和无外源钾条件下,研究了烤烟不同基因型对矿物钾活化、吸收、转运和积累的特性。结果表明:在供钾充足条件下,高钾基因型烤烟干物质积累、各部位钾含量和体外钾吸收效率显著高于低钾基因型,根系吸收钾素能力、向叶片中转运钾素能力较强。在无外源钾条件下,高钾基因型烤烟烟叶钾含量和整株钾积累量显著低于低钾基因型,耐低钾能力和根系吸钾能力显著低于低钾基因型。高钾基因型烤烟在缺钾时,会通过增大根系量,提高根冠比,增强对生长介质中矿物钾的活化来提高烟株根际钾含量,但是由于根系吸钾能力较弱,对活化出的钾素未能充分利用。高钾基因型具有对钾素敏感,吸收、转运和积累钾素能力强,钾响应度高,但是不耐低钾的特点,这对于高钾烤烟品种选育和营养施肥具有指导意义。      

不同基因型烟草生长过程中主要化学成分的变化

研究了烟草不同基因型叶片生长过程中主要化学成分的变化 ,结果表明 ,在叶片生长过程中 ,硝酸还原酶活性、叶绿素、总碳、还原糖和总氮含量呈下降的趋势 ,石油醚提取物、烟碱含量逐渐增加。不同基因型间含碳化合物的变化差异不大 ,烟碱的变化差异显著     

不同相伴阴离子钾肥对烤烟光合特性、钾含量及化学成分的影响

研究了4种相伴离子不同的钾肥对烤烟生长、光合特性和钾含量的影响,不同形态钾素营养相比较,植株高度,叶片叶绿素含量(Chl)、气孔导度(Gs)、光合速率(Pn)、均以柠檬酸钾(L-K)处理最高,硝酸钾(N-K)处理次之,草酸钾(C-K)处理较低。L-K使叶片胞间CO₂浓度(C₁)降低,表明CO₂在叶肉细胞液相中的传导能力可能对不同钾肥形态下的光合作用有重要影响,不同钾肥品种的烟叶中钾含量,特别是有机钾含量从高到低的顺序为L-K > N-K > C-K > S-K。经L-K处理的烟叶化学成分比较协调。      

施用钾肥对烤烟叶片中钾素和氮素含量的影响

本文研究了一定氮、磷水平下钾肥的施用量和施用方法对烤烟生长中后期烟叶中钾素和氮素含量影响的变化规律。结果表明:烤烟生长中后期氮、钾的含量均呈显著的下降趋势,其下降幅度随叶位和基施钾肥量而发生变化;充足的钾肥作为基肥不仅能显著提高烤烟叶片中钾和氮的含量,并且有利于钾素在各部位叶片的均匀分布和K₂O/N比值的提高,这有助于烤烟的正常落黄和烟叶品质的提高。烤烟生长中期追施钾肥虽然可以在短时间内大幅度提高烤烟叶片的钾素含量,但无法维持;收获期叶片的钾素含量提高幅度很小;只有基施钾肥使土壤供钾水平较高时,才能提高叶片中的含钾量。烤烟生长中期追施钾肥可提高烤烟叶片的含氮量;提高的幅度与钾肥的追施用量有关;但随生育期的延长,只有大量的追施钾肥才能提高烤烟叶片含氮量。烤烟生长中期喷施钾肥,叶片中钾素含量提高受叶片中原含钾水平的影响,叶片原含钾水平较低时,喷施钾肥主要提高底叶的含钾量;而叶片原含钾水平较高时,喷施钾肥才能提高各部位叶片的钾素含量。      

我国烟草钾素营养研究现状与进展

从钾素的生理作用、环境因子、钾素在烟株内的循环、分配与积累规律 ,钾素营养遗传和提高烟叶钾含量的技术途径 5个方面综述了近年来我国烟草钾素营养研究的状况及进展 ,并提出了加强钾素营养研究的若干建议。     

不同土壤类型烟草根系发育特点研究

不同土壤烟草根系干重的变化趋势相同。即打顶以前缓慢增加,打顶至圆顶期迅速增加,并于圆顶期达到最大根重,并且砂姜黑土 >潮土 >褐土,圆顶期以后迅速减少。褐土根重前期增加较快,中期较慢,后期减少也慢,根重变化相对缓和;砂姜黑土根重前期增加缓慢,中期较快,后期衰老也快,根重变化相对剧烈;潮土居中。不同土壤烟草根系总长度在旺长前增加缓慢,旺长期至圆顶期增加较快,圆顶期以后仍有少量增加。圆顶期烟根长度差异最大,且褐土 >潮土 >砂姜黑土。烟草根重、根长、根表面积及活跃吸收面积的垂直分布均为:0~20 cm > 20~40 cm > 40~60 cm > 60~80 cm,且0~20 cm耕层各项指标远远大于其他土层之和。不同土壤根重垂直分布特点为:砂姜黑土浅而集中,褐土深而分散,潮土居中。根长分布特点为:砂姜黑土浅而集中,潮土深而分散,褐土居中,且根长最大期褐土 >砂姜黑土 >潮土。根表面积及活跃吸收面积分布特点为:潮土浅而集中,褐土深而分散,砂姜黑土居中;其大小顺序为:砂姜黑土 >潮土 >褐土。砂姜黑土根重、根长横向分布窄而集中,褐土和潮土宽而分散。      

模糊数学在烟叶分级中的应用

根据国家颁布的烤烟40级国家标准,烤烟分为40个级别。由于国家标准仅对烟叶的外观质量进行了定性描述,因此评判烟叶的质量存在很大的主观性和模糊性。模糊数学是一门研究和处理现实世界中广泛存在的一类模糊现象的学科。在应用计算机图像处理技术的基础上,利用模糊数学和模式识别的技术,将有可能实现烟叶的自动分级。试验表明,应用模糊数学的方法,可以较好的解决烟叶自动分级问题。      

我国烟草钾素研究的现状与展望

概述了钾的生理功能及其对烟草品质的重要性。由于增施钾肥和改进综合农艺措施,我国烟叶含钾量有了一定提高,但尚未达到优质水平。要最终解决烟叶低钾问题仍需进一步加强烟草生理生态,营养遗传,分子生物学方面的研究。     

光谱法预测烟叶中的烟碱、钾和氮素

利用实测烟叶的反射率、透过率和吸收率光谱曲线,分析和解释了烟叶的典型光谱特征,研究了可见至短波红外波段的烟叶光谱反射率、透过率、吸收率与烟叶的烟碱、钾、氮素含量的统计相关特性,分析了烟叶生化组分的敏感波段,并利用NRI和PPR光谱指数建立了烟叶氮素、烟碱、钾离子含量的光谱预测模型。     

施钾条件下烟草钾与钙镁相互关系的研究

在石灰性黄褐土上通过施用不同量的钾肥,研究了烟草体内及土壤中钾素与钙、镁的关系。结果表明,在石灰性土壤中,受钙、镁离子的影响,烟叶含钾量整体较低,施钾可以提高钾素吸收,相对减少对钙、镁的吸收,从而提高烟草产、质量。土壤及烟草体内含钾量与烟叶产量分别呈指数关系;随施钾量的增加,烟叶产量及中上等烟叶的比例相对提高。利用植株或土壤中钾与钙镁的比值(A)作为反映土壤或烟草体内钾素与钙镁之间平衡关系的一种指标,对指导施钾有一定意义。烟草移栽后55d土壤中A值为19.5,或移栽后70d烟草叶片中A值为0.72时,烟草吸钾最多,产质量最高,可以作为烟草钾与钙镁平衡关系的参考指标      

不同顶端调控措施对烟株内钾素积累和分配规律的影响

通过田间试验 ,研究了烤烟生长后期烟株内钾素的积累和分配。结果表明 ,烟株内的钾素积累在打顶后有一上升的过程 ,进入烟叶成熟期后则表现出下降的趋势。留顶和施加外源生长素可以使成熟期烟株内的钾素积累维持在较高的水平 ,同时钾素向叶中的分配以外源生长素处理 2次的最多。成熟叶片中的含钾量也以留顶和外源生长素处理 2次的较高。