攀西干热河谷烟田烤烟成熟初期水碳通量日间变化的非对称响应

为研究关键环境因子与烟田生态系统水、碳通量日间变化之间的响应关系。基于2016年攀西干热河谷典型烟田生态系统烤烟成熟初期涡度相关通量观测数据，分析了典型晴天内烟田冠层导度及水、碳通量的日间变化规律及其对气温、VPD和净辐射日间变化的非对称响应特征。结果表明:研究区烟田生态系统CO₂通量和蒸散量（ET）均存在明显的"午休"现象，冠层导度的变化是影响烟田水、碳通量日间变化的直接因素；研究区烤烟成熟初期水、碳通量呈现显著的非对称响应特征，相同的净辐射强度下，下午的CO₂通量和ET值均明显高于上午；WUE对净辐射的响应特征与净辐射强度有关，当净辐射强度小于230W·m-2时，下午烟田WUE大于上午，反之，上午烟田WUE大于下午；气温、饱和水气压差（VPD）与净辐射在日间的非同步变化是导致烟田冠层导度和ET在日间非对称响应的主要气象因素，从而间接影响烟田水、碳通量及WUE的日间动态特征。本研究为进一步分析攀西干热河谷烟田水、碳通量季节与年际变化特征及相关变异机理提供了理论依据与数据支持。      

基于通量观测的攀西烟区烟田水分利用效率特征研究

为揭示烟田生态系统水、碳通量和水分利用效率（WUE）的变化特征。基于2015-2016年攀西烟区涡度相关通量观测数据,分析烟田生态系统水、碳通量和WUE的时间动态特征,阐释烟田生态因子对水、碳通量和WUE的影响规律。结果表明:烟田WUE的日变化为日出后迅速升高,8:00~9:00达到最大值后逐渐降低,到14:00左右趋于稳定,傍晚前又有小幅度的增加;烟田WUE的季节变化呈"双峰"趋势,旺长期和成熟采收期前期较高,伸根期最低。烟田WUE与气温、净辐射均呈二次曲线关系,而与饱和水汽压差（VPD）呈负指数关系。气温、VPD和净辐射控制WUE变化的时间节点不同,其中VPD对WUE限制节点出现的时间较早,而气温、净辐射相对较晚,这主要与总初级生产力（GPP）和蒸散量（ET）对气温、VPD和净辐射变化的敏感度差异有关。根据不同生育期WUE变化规律的研究结果,降低土壤无效蒸发,增强叶片光合能力,是提高烟田生态系统水资源利用水平的关键途径。      

恩施烟区烟田生态系统CO_2通量变化特征分析

为深入了解烟田生态系统CO2通量的时空变化规律,采用静态箱-红外CO2分析法研究了烟草团棵期、旺长期、平顶期、采收期及采收结束后共5个时期的垄体-烟株系统、垄间土壤及烟田生态系统CO2通量日变化特征。结果表明:垄体-烟株系统CO2通量具有明显的日变化特征(采收结束后除外),通量变化呈"U"型分布,日间以吸收CO2为主,吸收高峰出现在12:00左右,夜间以排放为主,其呼吸通量与温度呈显著的正相关;采收结束后系统全天表现为CO2的净排放。垄间土壤CO2通量日变化呈单峰型,峰值出现在14:00左右,通量变化与土壤温湿度间存在显著的相关关系。整个烟田生态系统的CO2通量日变化规律与垄体-烟株系统趋于一致,通量日变化幅度及CO2日净吸收量随生育期表现不同,平顶期CO2通量日变化幅度最大,吸收峰值最高,为-2419.48 mg·m-2·h-1,CO2日净吸收量大小为平顶期采收期旺长期团棵期,表现为碳汇,而采收结束后则表现为碳源。     

MODIS蒸散模型在攀西烟区的适用性验证

准确估算区域生态系统蒸散量（ET）,对研究区域水资源利用时空变化特征、评估气候变化的影响具有重要意义。基于2016年1~10月MODIS遥感数据,利用MODIS蒸散量估算模型,结合气象数据对攀西烟区典型烟田生态系统ET进行模拟,并根据田间通量观测数据对模型模拟结果进行精度检验和参数化调整,以验证和提高MODIS蒸散量模型在攀西烟区的适用性。结果表明:采用默认参数的MODIS蒸散量模型模拟值比实测值偏小12.8%,效率系数为0.767,且在烤烟生育期前期（DOY 105~161）平均相对误差较大。依据田间通量观测数据,对模型中叶片边界层阻抗和叶面积指数（LAI）进行参数化后,ET模拟值与实测值动态曲线非常一致,一元线性回归斜率为0.997,决定系数R2为0.835,效率系数为0.808。经独立性验证,参数校正后的MODIS蒸散量模型在研究区具有较好的适用性,为进一步利用该模型对攀西及西南烟区烟田水热收支平衡研究提供理论依据与数据支持。      

湖北恩施烤烟平顶期烟田碳通量日变化研究

为了深入了解烟田碳排放对环境的影响,利用静态箱．红外二氧化碳分析仪法对湖北恩施不同有机肥烟田碳通量的日变化特征进行了调查。结果表明,在烟草平顶期,烟田生态系统碳通量具有明显的日变化规律,最高值出现在17：30-19：30,最低值出现在11：30--3：30,其变化趋势与土壤湿度呈极显著负相关,菜枯、烟秆生物肥替代处理均显著促进了烟田生态系统碳排放。而烟田土壤碳通量的日变化整体波动较小,最大值出现在9：30,最小值在7：30,且其变化趋势与气温、地表温度、5cm地温、10cm地温均呈显著或极显著正相关。研究发现,烟田生态系统碳通量的主要贡献者是烟草的净光合作用,而不是土壤呼吸,且烟田生态系统碳通量的日变化幅度大于土壤。     

湖南桂阳和桑植烟区烤烟生育期气温及降水特征

采用湖南桂阳和桑植烟区1981-2010 年气温和降水量观测资料,以线性趋势函数和Mann-Kendall 突变检测方法分析不同烟区烤烟生育期气温和降水变化特征。结果表明:(1)桂阳烟区各生育期平均气温呈上升趋势,尤其是苗期和伸根期上升速率最为明显,分别为0.863℃/10a 和0.596℃/10a,并且在烤烟苗期、伸根期和旺长期气温都出现了突变,突变均发生在20 世纪90 年代和21 世纪初期,均是由寒转暖的趋势;桑植烟区各生育期平均气温总体高于桂阳烟区,其中苗期上升速率最快,为0.547℃/10a,并且20 世纪90 年代苗期出现了突变,表明桂阳烟区烤烟苗期低温是影响烟苗培育的主要气候障碍因素。(2)桂阳烟区各生育期降水量变化趋势呈现伸根期下降、成熟期上升趋势,并且在20 世纪90 年代伸根期和成熟期出现突变点。桑植烟区各生育期平均年降水量比桂阳低,年度间变化小,并且不存在突变点,表明桑植烟区烤烟大田生长期的降水量是影响其烟叶产质量的主要气候障碍因素。      

烟草种植及调制过程中固碳释氧量及其价值估算——以湖北省恩施为例

利用LI-6400便携式光合测定系统测定湖北恩施州烤烟和白肋烟植株叶片净光合速率日变化和整个生育期变化,从而计算得出烟草叶片一日和整个生育期光合固碳释氧量,并通过调查估算出恩施州烟草植株固碳释氧量和烟叶生产中碳释放量。结果表明,恩施州烟草农业生产过程中每年净固碳量约为1547300 t,净释氧量约为1125200 t,其经济价值分别约为40375.83万元和45008万元。     

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。     

三门峡烟区烤烟不同生育期气温和日照时数的特征分析

对三门峡烟区35 a来不同生育期气温和日照时数特征进行分析,结果表明:三门峡烟区不同年代气温和日照时数均以1980年代最低,日照时数以1990年代最高(1 272.91 h),气温最高值(21.72 ℃)出现在2000年以后.烤烟伸根期、旺长期和成熟期的日照时数在35 a间总体呈下降趋势,而气温呈上升趋势.     

恩施典型烟田烤烟生长期土壤呼吸变化与碳平衡

采用静态箱-红外CO₂分析法研究了烟田垄体土壤呼吸、土壤微生物呼吸和垄间土壤呼吸在烤烟生长期的变化特征以及垄体土壤呼吸组分的贡献率,估算了烤烟生长期烟田生态系统碳平衡。结果表明,受烤烟生长和土壤温度的影响,垄体土壤呼吸速率具有明显的生长期变化特征,还苗期与伸根期土壤呼吸速率增长较慢,后期土壤呼吸速率逐步增大,在移栽后第107天达到最大值C 256.8 mg/(m²·h)。土壤微生物与垄间土壤呼吸速率在烤烟生长期变化较小。垄体土壤呼吸及其组分和垄间土壤呼吸在10 cm土层温度的Q₁₀值大小顺序为:根系呼吸>垄体土壤呼吸>土壤微生物呼吸>垄间土壤呼吸。整个烤烟生长期根系呼吸与土壤微生物呼吸占垄体土壤呼吸的均值分别为44.2%、55.8%,净初级生产力碳固定量C 2975.9 kg/hm²,土壤异养呼吸碳释放量C 1409.1 kg/hm²,烟田生态系统净碳输入C 1566.8 kg/hm²。     

丽江烟区烤烟大田期的降水变化趋势分析

为进一步明确丽江烟区烤烟大田生育期降水资源的时空分布特征,采用线性趋势拟合和“逐步回归的趋势面模拟+残差内插”法对丽江主产烟区4个气候观测站1959-2009年的降水量数据进行了分析。结果表明,丽江烟区降雨充沛,烤烟全生育期平均降水量760.61 mm,降水量时间变化为移栽至团棵期少、旺长期和成熟期较多,适宜优质烟叶的生产,但各年份及各生育期间降水变率较大,空间分布呈现出由东北向西南逐级递减的趋势。烤烟各生育期降水大约10年为1个周期,呈倒S型曲线变化,预测2010-2020年丽江烟区烤烟移栽至团棵期降水呈下降趋势,旺长期和成熟期降水呈增加趋势。     

不同有机物料对烤烟根际土壤碳库、酶活性及根系活力的影响

为分析不同有机物料对植烟土壤的改良效应,优化农业废弃资源循环利用,采用盆栽试验,以单施化肥为对照,研究草炭、生物炭、汽爆玉米秸秆对烤烟根际土壤碳库、酶活性和根系活力的影响。结果表明,与对照相比,各处理土壤总有机碳和活性有机碳含量在烤烟不同生育期都有显著提高,移栽后90 d时总有机碳含量最多增加45.24%,活性有机碳含量最多增加238.70%,草炭和汽爆玉米秸秆提高了根际土壤碳库活度和AOC/TOC比例,生物炭降低了碳库活度和AOC/TOC比例;汽爆玉米秸秆提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性,在烤烟不同生育期最多分别比对照提高了66.03%和210.32%,草炭和生物炭对土壤酶活性影响不显著,但延缓了成熟期根系衰老,汽爆玉米秸秆对烟株根系活力有一定抑制作用。因此,施用有机物料均可提高烤烟根际土壤总有机碳和活性有机碳含量,但对酶活性和根系活力效果不一致,尚需开展大田及长期定位试验进一步研究。     

不同施氮量条件下烤烟叶面积系数与冠层光谱参数的相关性

为明确氮肥施用量对烤烟叶面积系数(LAI)和冠层光谱参数的影响,测定了不同氮肥施用量条件下烤烟不同生育期的冠层光谱特征和LAI,对二者随施氮量的变化进行了分析,并利用相关分析和回归分析确定了二者的相关性.结果表明:在一定的施氮量范围内,施氮量增加对烤烟LAI有明显的促进效应,但在打顶期的效应不及团棵期和旺长期明显;一定范围内随施氮量增加,烤烟冠层光谱中可见光波段的反射率降低,而近红外波段的反射率提高;可见光范围内500,550,600,650和670 nm处反射率与LAI呈极显著负相关,近红外区域内780和800 nm处反射率与LAI呈显著正相关,1050和1100 nm处反射率与LAI呈极显著正相关,与LAI相关性最强的植被指数为NDVI(1050,550),用其构建的回归模型预测效果较好.     

烤烟烟田微气候变化研究

为了探明烤烟烟田微气候的变化规律,利用小气候全自动观测记录仪,研究了烤烟烟田离地150 cm高处的气温和空气相对湿度,5 cm、10 cm、15 cm、25 cm和35 cm土壤深度的温度变化规律,以及20 cm深度的土壤湿度变化情况.结果表明,烟田最低气温出现在6点左右,最高气温出现在15点左右,气温极值出现时间在各个烟草生育时期差异不大,不同时期土温极值出现时间比气温有所推迟.气温和土温的日变化可用正弦曲线T=Asin(ωt ψ) k进行描述.由于受烟株蒸腾作用的影响,烟株生长前期空气相对湿度呈上升趋势,生长中期最高达(80%～90%),后期略有下降.一天中,空气相对湿度最大值出现在6-7点,最小值出现在14点左右.土壤相对湿度在旺长期最大(35%左右).随着烟叶采烤的进行,烟田土壤相对湿度开始下降,20 cm深度的土壤湿度日变化不太明显.     

不同干旱程度胁迫条件下烤烟叶片气孔导度的光谱响应

为了利用光谱信息快速、实时监测烤烟叶片气孔导度状况,以K326和中烟100两个品种为试验材料,分析了正常需水量、轻度干旱、中度干旱和重度干旱4种条件下的烤烟叶片气孔导度与冠层原始光谱及一阶导数光谱间的关系,筛选出烤烟气孔导度最佳敏感波段,并构建烤烟气孔导度状况估算模型。结果表明：(1)随着干旱胁迫程度的加剧,烤烟叶片气孔导度和700～1 350 nm波段处的冠层光谱反射率均呈现降低趋势,旺长期气孔导度高于伸根期和成熟期,两个品种表现规律一致。(2)敏感波段主要聚集在近红外光区域。715～930 nm、963～1 000 nm处的冠层原始光谱与烤烟叶片气孔导度相关系数达0.6以上,712～715 nm和718～719 nm处的光谱一阶导数与烤烟叶片气孔导度相关系数均达0.7以上,相关性均达到极显著水平。(3)利用711～715 nm处光谱一阶导数所构建的BP神经网络模型效果较好,模型决定系数R2为0.908。因此,利用烤烟冠层光谱一阶导数可较精准地反映烤烟叶片气孔导度状况,其建模效果优于冠层原始光谱,其中利用711～715 nm处光谱一阶导数构建的烤烟叶片气孔导度模型效果最优。     

增施有机肥对烟田土壤有机碳组分特征及CO_2排放的影响

为考察增施有机肥对烟田土壤固碳减排的作用,采用田间试验研究了不同施肥处理对土壤有机碳组分特征、CO_2排放通量和碳库管理指数的影响。结果表明:(1)与单施化肥相比,增施有机肥能够显著增加土壤有机碳总量和高、中、低活性组分含量,提高土壤碳氮比值;总有机碳增幅达11.44%,碳氮比值提高0.75。增施有机肥能够明显提高土壤碳库活度、碳库指数、碳库活度指数和碳库管理指数,有效提升土壤质量。(2)施肥条件下,烟草-土壤生态系统为弱的碳汇,增施有机肥比单施化肥的烟株固碳量增加93.63 kg·hm~(-2)。施用有机肥促进了土壤CO_2排放,能显著增加土壤碳库含量,提高烟叶产量,降低温室气体排放强度。可见,烟田增施有机肥是保证烟叶产量、实现固碳减排的重要途径。     

水涝胁迫对烤烟化学品质的影响

采用三因素三水平复裂式区设计,以烤烟品种Ｇ－８０为材料研究了不同淹水处理下烟叶化学品质的变化。结果表明,各种淹水条件下,烟株各部位烟叶中的总氮含量显著高于对照,而可溶性糖、钾和钾／氮显著低于对照。在烟草生育期、淹水时间和淹水深度三因素中,以淹水深度对烟叶化学品质影响最大,其次是淹水时间,再次是生育期。处于旺长期的烟株对水涝最敏感,此不烟叶化学品质下降最严重。而且各生育期淹水,烟叶的化学品质随淹水时间、淹水深度的增加呈显著下降趋势。     

陕西省白河烟区气候适生性分析

为提高陕西省白河烟区气候资源的利用率和增强烟草抗灾能力,分析了白河烟区不同生育期的气候状况,估算了该区气候适生性指数(CFI),找出了引起该区气候适生性波动的主要因子。结果表明:白河烟区气候适生性指数为83.9±9.7,年际变异程度较高;烤烟大田生长成熟期较高的日均气温,旺长期、成熟期严重不足的降雨量是限制该区气候适生性的主要因子。因此,该区在烤烟生产上应采取适时提早移栽期、配套地膜栽培以及加大烟水配套设施建设,加强烟叶适时成熟采收技术等措施来应对不利气候因子的影响。     

烤烟营养垛假植地膜覆盖栽培试验初报

利川市地处鄂西南山区,属云贵高原东延部分。大部分地区土质和气候特点适宜生产优质烟。但海拔1200米以上的高山区,由于春迟秋早、雨量偏多,烤烟生产前期和成熟期后期气温偏低,适宜生育期较短,影响烟叶的质量和产量。为提高我市烟叶质量,综合营养垛假植和地膜覆盖栽培两者的优点,1986年我们开展了烤烟营养垛假植地膜覆盖栽培综合应用试验,现将试验结果初报如下。     

贵州烟区烤烟K326株型特征研究

为了解贵州烟区烤烟K326株型特征,设置植烟密度和留叶数2个试验因素,研究了不同栽培技术对K326株型的影响。结果表明,留叶数14片的烟株栽后75～90 d表现为筒型-筒型,叶面积最大叶片出现在顶部,生育期165 d左右,烟叶产值量、均价较低,下等烟比例偏高,上部叶烟碱含量较高,糖含量较低,糖碱比偏低,化学成分欠协调,烟叶感官质量最差;留叶数20片的烟株栽后75～90 d表现为高台型-筒型,生育期155 d左右,烟叶产值量、均价及橘色烟比例均较高,等级结构合理,上部叶烟碱含量适中,糖含量较高,糖碱比较高,化学成分较协调,烟叶感官质量较好;留叶数24片的烟株栽后75～90 d表现为高台型-高台型,生育期155 d左右,烟叶产值量、均价及橘色烟比例均较高,上部叶烟碱含量较低,化学成分较协调,烟叶感官质量最好。3个移栽密度中55 cm×100 cm的处理烟株叶绿素相对含量高,光合指标较优,叶面积指数较大,冠层下可见空隙比例较小,平均叶片倾斜角较小,光能利用率高,且产值量、均价及上中等烟比例高,烤后烟叶等级结构合理,烟叶感官质量较好。贵州烟区K326品种打顶后的理想株型为高台型-筒型,植烟密度18 195株/公顷、留叶20片能得到较好的烤烟产质量。