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。      

攀西典型烟田水碳通量变化的时间敏感性分析

为了明确水碳通量在烤烟不同生育期对生物和非生物因子的响应规律,进而分析烟田水碳通量变化的时间敏感性,基于涡度相关通量观测数据研究了攀枝花-西昌(攀西)地区典型烟田水碳通量在烤烟不同生育期的日间变化特征,并结合冠层导度、气温、饱和水汽压差(VPD)及净辐射揭示了水碳通量变化的时间不对称性。结果表明:烤烟生育期中除还苗期和成熟期Ⅲ外,其他生育期CO_2通量和蒸散量(ET)日间均呈现"双峰"变化曲线,中午11:00—13:00时期间有小幅度下降或增速放缓;相同净辐射强度下,每日下午的CO_2通量和ET值均明显大于上午,而冠层导度则表现出相反的特征;上午较低气温和VPD抑制了冠层导度和净辐射对水碳交换的正向调控作用,而下午相对较高气温和VPD又弥补了冠层导度和净辐射下降对水碳交换的影响。因此,气温、VPD及净辐射在日间的非同步变化是导致烟田水碳通量日间非对称响应的主要外界因素。     

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。     

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。     

基于通量观测数据的MODIS生产力模型在攀西典型烟田的适用性验证

准确估算烟田生态系统生产力,对于评估区域烟叶产量的时空变化特征及研究烟叶产量的影响因素至关重要。采用遥感数据和地面通量观测数据,对MODIS生产力模型在攀西烟区典型烟田生态系统总初级生产力（GPP）评估中的适用性进行初步验证和本地参数化,以提高MODIS数据产品在攀西烟田生产力水平评价中的可信度。结果表明:采用默认参数的GPP模拟值低于观测值,1∶1直线回归斜率为0.769,决定系数（R2）为0.776,效率系数（NS）为0.253,均方根误差（RMSE）为0.268 gC·m-2·8day-1,模型模拟效果相对较差。基于通量观测数据,对默认参数的MODIS生产力模型进行本地参数化后,GPP模拟效果明显改善,1∶1直线斜率、R2及NS分别为1.001、0.984和0.919,RMSE下降至0.0978 gC·m-2·8day-1,时间动态曲线基本一致,表明参数校正后的MODIS生产力模型在研究区具有较好的适用性。为进一步利用该模型在攀西及西南烟区进行烟田生产力评估及水、碳循环过程研究提供理论依据与数据支持。      

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。      

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。     

亚马逊流域生态系统生理过程对气候变化的影响

本文通过数值模拟的方法,初步模拟研究了亚马逊河流域生态系统碳循环特征及其对气候变化的可能影响.结果表明,亚马逊河流域陆地生态系统总体上具有降低大气CO2浓度,调节温室效应的作用.其CO2各通量都存在明显的时空变化.最大和最小中心位置随季节的变化而有明显的南北摆动.陆地生态系统CO2净通量随降水增加而增加,说明陆地生态系统调节温室效应的能力随降水增加而加强.但当降水超过一定量时,CO2净通量便不再明显的随降水增加而增加,表明热带雨林区陆地生态系统调节温室效应的能力不会随降水增加而持续增强.其CO2各通量随气温变化呈现波动状态,特别是当气温约高于25.7℃时,陆地生态系统CO2净通量随气温升高而呈减少的趋势,这一变化特征有着重要的科学价值.它表明当温室效应达到一定程度时,亚马逊河流域陆地生态系统可能会加剧全球气候的增暖趋势.亚马逊河流域陆地生态系统生理过程与气候变化的相互作用过程,与全球平均结果以及其它地区的结果不一致,表明亚马逊河流域热带雨林生态系统的生物-地球化学反馈过程有其特殊之处.     

保山烟区植烟土壤有机质与腐殖质组分垂直分布特征

采集测定了云南省保山烟区5个主要植烟县318个代表性烟田耕层土样的有机质含量和25个代表性烟田剖面发生层土样的有机质含量及其腐殖质组分碳量,分析了有机质的丰缺、剖面垂直分布特征以及与土壤pH和成土母质的关系。研究结果表明,保山市植烟土壤有机质含量平均值为37.39 g/kg,变幅为6.20~150.09 g/kg,变异系数为52.32%;第四纪红土和岩类风化坡积物母质的烟田土壤有机质含量显著高于岩类风化残积物母质的烟田土壤;不同成土母质的烟田土壤有机质含量和腐殖质组分的碳量总体上随着土壤深度的增加均呈逐渐降低的趋势;土壤有机质含量与pH呈显著的负相关关系(r=-0.238,p0.05)。     

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.     

UV-B辐射滤减处理对烤烟光合特性的影响

以烤烟品种K326为试验材料,通过覆盖不同厚度透明薄膜滤减UV-B辐射,研究了透过率分别为100%(CK)、75%(A)、50%(B)、35%(C)不同强度UV-B辐射处理下,K326成熟初期的光响应曲线参数与不同UV-B辐射强度的关系。结果表明,烤烟K326的净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)及光能利用效率(LUE)与UV-B辐射透过率密切相关。当UV-B辐射透过率处于35%～75%时,Pn、WUE及LUE均维持在较高水平。认为在通海县海拔高度下,此透过率范围是K326处于成熟初期对UV-B辐射强度变化较为理想的响应区间,此时较适宜的PPFD维持在800～1 600μmol/(m2.s)之间。     

气候因子对湘东茶陵烟区烤烟氯、钾含量的影响

为探究气候因子对湘东烟区烤烟氯、钾含量的影响,对茶陵县2012—2018年间烤烟氯、钾含量及其与主要气候因子之间的关系进行了分析。结果表明,湘东茶陵烟区烤烟大田期平均气温23.0℃,≥10℃活动积温2 909.5℃,降雨量865.6 mm,日照时数529.5 h,属于适宜种植优质烤烟地区。2012年至2018年钾含量均处于适宜范围内,部分年度中、下部烟叶氯含量偏低。相关分析表明,上部烟叶氯含量与上部叶采收期气温、≥10℃积温、≥20℃积温显著负相关;中部烟叶氯含量与伸根期≥20℃积温显著正相关,而钾含量与下部叶采收期和大田期≥10℃积温显著正相关;下部烟叶钾含量与伸根期气温和≥10℃积温显著正相关;氯、钾含量与降雨量均无显著相关。雨水淋溶可能是造成茶陵烟区烟叶氯离子含量偏低的主要原因,而提高伸根期土壤温度可提高烟叶钾、氯含量。     

Environmental conditions in relation to stress in cherry tomato fruits in two experimental Mediterranean greenhouses

BACKGROUND: Considering the economic importance of tomato and its nutritional benefits to human health, a study was conducted on how different environmental factors (temperature, solar radiation and vapour pressure deficit (VPD)) influence hydrogen peroxide detoxification and several stress indicators in cherry tomato (Solanum lycopersicum cv. Naomi) fruits grown in two experimental Mediterranean greenhouses of parral (low‐technology) type and multispan (high‐technology) type. RESULTS: Three fruit samplings were made at the beginning, middle and end of the fruit production period. Values of temperature, solar radiation and VPD peaked at the third sampling in both greenhouses, being higher in the parral‐type greenhouse, while there was a reduction in market production at the third sampling. Peroxidation (malondialdehyde content and lipoxygenase activity) increased significantly at the third sampling, indicating the presence of oxidative stress caused by the rise in temperature, solar radiation and VPD. The ascorbate content, the activities of superoxide dismutase, catalase and ascorbate peroxidase and other stress indicators (proline and sucrose degradation) also increased at the third sampling. CONCLUSION: This study showed that conditions of higher environmental stress occurred at the third sampling and in the parral‐type greenhouse, leading to the accumulation of ascorbic acid in cherry tomato fruits and therefore to higher nutritional quality. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

金神农烟区气候特征及其对烟叶品质的影响

对 “金神农”烟区近年来的气候特征进行了分析,并采用典型相关分析研究了2000-2013年气象条件对烟叶品质的影响。结果表明:(1)“金神农”烟区烟叶大田生长期热量条件和水分条件可以较好地满足优质烟叶生长需求。(2)气温和降雨量是影响“金神农”烟叶糖碱的主要因子,烟叶生长前期气温、大田期≥10 ℃积温的增加,烟叶进入旺长期后气温及各生育期降雨量的降低有利于金神农烟叶烟碱的合成和积累,而不利于总糖的积累。(3)烟叶感官质量与烟叶生长前期温度和各生育期日照时数正相关,而与烟株生长后期温度和成熟期降雨量负相关。     

气象因子与烟叶化学成分及香吃味间的典型相关分析

对云南代表性烟区的气象因子与烟叶化学成分及香吃味间的典型相关分析结果表明,与化学成分达到显著相关的气象因子为5~8月的气温,其中,5、8月气温为化学成分的促进因子,而6、7月气温为限制因子。在化学成分因子中,烟碱和还原糖对气候条件反应最为显著,且都表现为正相关;气象因子与烟叶香吃味没有达到显著相关,但可以看出,7、8月份气温对烟叶香吃味的贡献率相对较大;可用性、口感受气象因子影响较大。烟叶香吃味与化学成分的典型相关分析证明,香韵、香气质和劲头受烟叶化学成分影响较大,其中,香气质表现为负相关,香韵和劲头表现为正相关。与烟叶香吃味有较高典型相关系数的为总糖和还原糖,其中,总糖表现为负相关,还原糖表现为正相关。      

光照强度对白肋烟光合特性及中性致香成分的影响

以鄂烟6号为供试材料,在团棵期至成熟期通过人工遮阴,设置3种透光率水平（100%、80%、60%）,探讨了不同光照强度对白肋烟光合特性和中性致香成分等理化性状的影响。结果表明,透光率80%处理小区的烟叶单位面积叶源量明显高于对照100%自然光照与60%透光率处理。在遮阴前期,光照强度起主要控制作用,遮阴处理的净光合速率较小（100%＆gt;80%＆gt;60%）;而遮阴后期,遮阴处理小区环境温度较低,空气湿度与空气中CO2浓度相对较高,叶片蒸腾速率与气孔导度增加,净光合速率高于对照100%自然光照（100%＆lt;80%＆lt;60%）,胞间CO2浓度降低。烟株对光照变化的适应性较强,长期遮阴能激发其对弱光的吸收和转化效率,透光率80%的中性致香成分、感官质量、非特异性过氧化物酶与超氧化物歧化酶活性整体均优于100%自然光照。但100%自然光强更能提高烟叶中水溶性糖含量,促进烟叶对水溶性氯、钾成分的吸收。总的来看,80%的光照条件下的烟叶品质更好,能满足工业企业的配方要求。     

加热卷烟逐口抽吸过程传热数值模型

为实现加热卷烟数字化设计及烟气调控,对加热卷烟抽吸过程的传热机理进行深入研究,建立了基于多孔介质的气流流动模型与气固两相局部热平衡传热模型,模拟了加热卷烟在抽吸过程中的温度分布,并通过温度检测实验验证了模型的准确性。结果表明:①两相局部热平衡传热模型能够模拟加热卷烟传热过程,卷烟各段出口温度的模拟值与实验值差异均在15 ℃以内;②模拟了加热卷烟内部的气流场和温度场,各段气流流速随着抽吸呈现周期性分布,抽吸时间内中空段气流流速最大且其外围基本不流动,抽吸周期内加热卷烟烟支温度呈现D型分布;③计算了烟支加热片与烟支外周在抽吸过程中的最大热通量和最小热通量,加热片在1个抽吸周期内大约释放39 J的热量;烟支外周在1个抽吸周期内大约散失33 J的热量。