3种类型烟草种质资源烟叶生物碱等化学成分差异性分析

为筛选能为科研、生产和育种利用的优异烟草种质资源。对来源于国内外的141份烤烟、18份白肋烟和6份雪茄烟的烟叶常规化学成分和主要生物碱进行检测、比较和聚类分析。结果表明:总糖和还原糖含量以烤烟最高,总氮、烟碱和氧化钾以白肋烟种质最高。总植物碱和烟碱含量以烤烟种质自来黄2243最高,雪茄烟种质Dutch(Ohio)最低;降烟碱和烟碱转化率以烤烟种质平板柳叶最高,以烤烟种质二性子和白肋烟种质Burley11B最低。聚类分析将165份种质分成4类,烤烟种质主要集中在第1和第4类,其主要特征是总糖和还原糖含量较高,烟碱转化率较低;第2类的总糖和还原糖含量低,总氮、总植物碱和氧化钾含量高;第3类的烟碱和总植物碱含量低,降烟碱含量高,烟碱转化率高。不同类型种质资源的化学成分和生物碱差异明显,筛选出的不同梯度烟碱的种质可为烟碱的进一步研究提供材料支撑。

烟大帅有机肥对烤烟产质量的影响

2020年在山东潍坊诸城、临朐开展田间试验,研究烟大帅烟草专用有机肥对烤烟生长发育及烟叶产质量的影响。每667 m^(2)施40 kg豆饼和5 kg纯氮为对照,施40 kg豆饼和10 kg烟大帅有机肥(纯氮减施10%,T1)、40 kg豆饼和25 kg烟大帅有机肥(纯氮减施20%,T2)、40 kg烟大帅有机肥(纯氮5 kg, T3)为3个处理。结果表明,T2处理效果最好,促进烟株根系发育,烟株采收烘烤后产量和产值最高。

施氮量对云烟121上部烟叶代谢及品质的影响

为提高烤烟上部叶品质与可用性,筛选出曲靖烟区云烟121适宜的施氮量,分别施用纯氮82.5、105.0和127.5 kg·hm^(-2)进行大田试验,测定不同处理的农艺性状、上部成熟鲜烟叶的超微结构及烘烤后的外观质量、化学成分、感官质量等指标,并进行代谢组学分析,综合评价不同施氮量处理下云烟121的生长情况与上部烟叶品质。结果表明,3个施氮量处理烟株的长势无明显差异,其中105.0 kg·hm^(-2)处理烟株的综合发病率最低。随着施氮量的增加,云烟121上部叶片中的叶绿体降解减缓,淀粉粒与嗜锇颗粒体积增大,其中105.0 kg·hm^(-2)处理烟叶的嗜锇颗粒数量最多。施氮水平影响云烟121上部叶的代谢模式,且主要集中在莽草酸和苯丙烷代谢途径。在105.0 kg·hm^(-2)处理下,云烟121上部叶烤后的外观质量、化学成分、感官质量、经济性状均优于其他施氮水平。由此表明,施用纯氮105.0 kg·hm^(-2)能够有效提高曲靖烟区云烟121上部叶的品质与可用性。

云南烟草种质库种子的生活力监测

【目的】开展烟草种质库资源生活力监测,确保库存资源的安全保存。【方法】选择1979至2008年保存于云南省烟草农业科学研究院种质库的烟草种子;于1992、2005和2019年分别开展3次生活力监测,并统计分析发芽率和发芽势。【结果】种子发芽势和发芽率的年降低值与保存年限有关,保存年限越长,生活力年降低值则越高;而不同年份入库种子生活力下降速率并不一致;种子保存前起始生活力越高,生活力降低越慢。【结论】为了确保烟草种子的长期安全保存,应加强烟草种植过程中田间管理,以及在气象条件较好的天气下收获烟草种子,从而提高种子质量;推荐烟草种质入库发芽率≥90%,但如果条件限制,也不能低于70%;应及时监测预警生活力降至70%的种子,并安排繁殖更新;在烟草种子含水量<5.0%的超干燥和室温的保存条件下,第一次监测间隔不能长于10年,以后每次监测间隔应根据烟草种子生活力下降情况相应缩短。

钾镁平衡施肥对烤烟生长与产质量的影响

【目的】探明钾、镁养分平衡供给对烤烟光合特性与产质量的影响,为烤烟生产中钾镁肥科学施用提供依据。【方法】以云烟87为材料,在贺州烟区柳家镇(L)和朝东镇(C)2个试验点开展钾镁肥配比施用试验,设置CK:叶面喷施清水;T1:有机酸钾镁Ⅰ溶液(K2O 9%,MgO 7.5%);T2:有机酸钾镁Ⅱ溶液(K_(2)O 9%,MgO 3.75%)共3个处理,比较不同配比钾镁营养对烤烟生长、叶片质体色素及光合性能、烤后烟叶化学成分与经济性状的影响。【结果】钾镁配合施肥显著促进烤烟的生长,柳家镇和朝东镇试验点中,株高和叶片数均以有机酸钾镁Ⅰ溶液处理提高效果最显著,其中,株高分别较CK提高16.05%和12.16%,叶片数分别提高9.29%和8.97%。柳家镇试验点有机酸钾镁Ⅱ溶液处理烟株的最大叶面积显著大于有机酸钾镁Ⅰ溶液,增幅达5.73%。钾镁配合施肥处理显著提高烟叶质体色素含量与净光合速率,钾镁平衡施肥处理显著提高烟叶产量,其中,上等烟比例和产值以朝东镇试验点效果较好,2个试验点产量与产值均以有机酸钾镁Ⅱ溶液处理较佳。在烤烟化学成分方面,钾镁配合施肥处理显著提高烟叶总钾、总镁含量,降低钾镁比;提高下部叶总糖和还原糖含量,改善烟叶化学成分的协调性。【结论】施用钾镁平衡肥能不同程度促进烟株生长与产量提高,利于烟叶质体色素积累和光合性能提高,协调烟叶化学成分,改善烟叶品质;增产与增值效果以喷施相同钾肥的基础上配施低镁处理较佳。

烤烟上部叶成熟度对烟叶品质的影响

为探究四川省广元产区上部烟叶适宜的采收成熟度,以云烟87为试验材料,设置4个成熟度处理,测定不同处理烤后烟外观质量、化学成分、感官质量及经济效益。结果表明:2021年较常规采收时间推迟3 d采收,上部烟叶烤后外观质量最好,化学成分较为协调,但还原糖和总糖含量稍低于优质烟叶目标;2022年较常规采收时间推迟3 d采收,上部烟叶烤后外观质量、感官质量及经济效益均最好。综合来看,建议较常规采收时间推迟3 d,此时可达到广元烟区上部烟叶采收的最佳成熟度。

打顶和激素对上部烟叶烟碱的影响及源库关系分析

为明确打顶和激素调控烤烟烟碱合成与积累的生理机制,以烤烟品种K326为材料,研究了不同打顶措施与激素互作处理对烤烟根系、上部叶片性状,上部叶烟碱、总氮含量,根系氮代谢关键酶活性及烟碱合成与运输基因表达的影响,并分析烟碱积累的源库关系。结果表明,打顶显著提高上部烟叶烟碱含量与积累量,分别是不打顶处理的1.41倍、1.85倍;不打顶时喷施茉莉酸甲酯(MeJA)显著增加烟碱含量,增幅为14.60%,喷施N-1-氨甲酰苯甲酸萘酯(NPA)显著降低烟碱含量,降幅为10.01%;打顶后喷施水杨苷异羟肟酸(SHAM)、萘乙酸(NAA)显著降低烟碱含量,降幅分别为23.07%、16.92%。茉莉酸(JA)对根系发育的影响有限,主要通过直接调控烟碱合成与转运基因的表达促进烟碱合成,而生长素(IAA)主要通过调控根系发育间接影响烟碱合成与积累。通径分析显示,根系性状中根尖数对烟碱积累的直接作用最大,根表面积对烟碱积累的总作用最大,是影响烟碱合成的主要“源”指标;叶片性状中叶面积对烟碱积累的直接作用最大,叶干质量对烟碱积累的总作用最大,是影响烟碱积累的主要“库”指标。综合分析,打顶后根系IAA含量提高,促进根尖数的增加,即增加了烟碱合成“源”数量,同时增强硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性,促进氮代谢与氮吸收;打顶后根系JA含量增加,直接增强烟碱合成与转运基因PMT、QPT、A622和NUP1的表达,提高了烟碱合成强度;此外,打顶促进叶面积、叶干质量等“库”容的增大,提高了烟碱积累效率。

降氮增施有机肥对烤烟生长发育和产量的影响

为了提高烤烟质量和经济效益,以龙江986为供试品种进行随机区组试验,设置5个处理,对不同处理烤烟农艺性状、干物质积累、叶绿素含量及经济性状进行测定,以此分析不同施肥配比条件下烟株生长发育及经济性状的变化情况。结果表明,施用肥料的处理其各项农艺性状指标均优于未施肥的对照处理,其中F3(硝酸钾+精制有机肥)和F5(硝酸钾+烟秆有机肥)处理效果最好。增施有机肥及仅施硝酸钾均能够促进烟株的生长,但仅施硝酸钾的效果没有配合施用有机肥的效果好。有机肥与硝酸钾配合施用有利于增加烟株根、茎、叶的干物质积累,与F2(只施硝酸钾)处理相比,团棵期效果最好的为F4(硝酸钾+蚯蚓有机肥)处理,根增加0.40 g,茎增加0.86 g,增加叶重2.25 g;始采期效果最好的为F3处理,茎增加6.64 g,叶增加3.67 g。有机肥与硝酸钾配合施用能够提高烟株叶绿素含量,与F2处理相比,F3处理SPAD值增加1.0,F4处理增加1.6,F5处理增加0.9。此外,有机肥与硝酸钾配合施用能够提升烟株的产量及品质,与F2处理相比,F4处理的单叶质量最大,为5.71 g;产量最高,为1 465.95 kg·hm^(-2),对提高烟株的单叶质量及增产作用效果较好;F5处理的上等烟率最高,为7.05%,可明显改善烟株的品质。综合来看,降氮增施有机肥对烤烟生长发育和产量存在正向促进的作用。F3处理有利于改善烟株农艺性状,F4处理在干物质积累、提高叶绿素含量、单叶质量和产量方面存在一定优势,F5处理有利于提高上等烟率。在生产过程中可以结合具体需求筛选合适的处理或者搭配使用。

滴灌施肥频率对烤烟生长、氮肥利用及烟叶产质量的影响

为探明滴灌施肥频率对烤烟生长、氮肥利用及烟叶产质量的影响,2018-2019年通过田间试验,以不施肥空白(CK)和当地常规处理(CF,即肥料干施+滴灌)为对照,研究低频滴灌施肥(DF1,即养分管理期1次滴灌施肥)、中频滴灌施肥(DF2,即养分管理期连续2天每天1次滴灌施肥)和高频滴灌施肥(DF3,即养分管理期连续3天每天1次滴灌施肥)对烤烟农艺性状、根系发育形态、氮肥累积量和利用效率及烟叶产质量的影响。结果表明,与CF相比,各滴灌施肥处理烟叶产量无显著差异(P<0.05),氮肥利用率有不同程度提高,烟株发育状况则因滴灌施肥频率而异。与DF1和DF2相比,DF3烟株旺长期叶面积系数分别增加了7.3%~33.3%和1.6%~28.7%,根系体积分别增加了3.9%~46.6%和21.2%~40.5%,氮素利用率分别提高了39.0%~95.0%和21.5%~34.3%,烟叶烟碱含量分别增加了17.5%~28.5%和12.5%~20.0%。与中频滴灌施肥和低频滴灌施肥相比,高频滴灌施肥有利于促进烟株生长和根系形态发育,提高氮肥利用效率和烟叶品质质量,是有效协同氮肥高效利用和烟叶产质量的滴灌施肥措施。

基于加热卷烟的国内烟草原料低温热解香气成分差异性分析

【目的】明确国内不同类型烟草在加热卷烟体系下的香气种类及释放量的差异。【方法】收集国内10个省份5种烟草类型的71份烟叶样品,利用热裂解-气质联用仪(PY-GC/MC)检测了样品在300℃条件下气溶胶中香气成分含量,【结果】不同类型烟草低温热裂解气溶胶中的生物碱种类、含量均有较大差异,晒红烟、晒黄烟、雪茄烟测到5种生物碱,烤烟和香料烟测到3种生物碱,晒红烟热裂解气溶胶烟碱最高,烤烟、晒黄烟、雪茄烟次之,香料烟最低,三组间差异达到显著水平,晒红烟300℃热裂解气溶胶中降烟碱、麦斯明、二烯烟碱、2,3'-联吡啶含量均最高;不同类型烟草低温热解气溶胶中香气物质种类、含量均有较大差异,检测到烤烟气溶胶有16种香气成分,晒黄烟有19种香气成分,晒红烟有18种香气成分,香料烟有13种香气成分,雪茄烟有15种香气成分。【结论】综合分析5种烟草类型热解烟气中共有的香气成分,初步认为,不同类型烟草300℃热解气溶胶中的香气成分种类和含量有较大差异;烤烟、晒黄烟的热解气溶胶中的香气成分含量相近,属于香气成分较高的烟草类型,香料烟组次之,雪茄烟、晒红烟组最低;晒黄烟可能是香气种类丰富且含量较高的一类烟草类型。

烤烟抗TMV改良株系YT01的创制和分析

为定向提高烤烟品种豫浓香201对TMV的抗性,以豫浓香201为改良材料,TMV免疫品种Va770为供体亲本,通过杂交、回交,利用分子标记结合表型筛选得到TMV免疫的纯合株系YT01,YT01农艺性状和大田生育期与豫浓香201基本保持一致。结果表明,YT01对TMV的抗性表现为免疫,TMV处理后活性氧积累低于豫浓香201,叶片中TMV正调控基因NtRAR1、NtNTF4、NtPR1a、NtHAK1、NtSGT1相对表达量均显著高于豫浓香201,负调控基因TMV CP相对表达量显著低于豫浓香201;主要化学成分与豫浓香201基本一致;外观质量、感官质量略优于豫浓香201。研究表明,豫浓香201定向改良品系YT01对TMV免疫,其他性状基本保持一致,质量有所提高,为豫浓香201病毒病抗性定向改良提供了材料基础。

有机肥+生物炭+微生物菌剂配施对烤烟多酚和化学成分的影响

以云烟87为研究对象,采用三因素三水平正交试验设计,设置3个生物炭(900、1800、2700 kg/hm^(2))、3个微生物菌剂(30、60、90 kg/hm^(2))和3种有机肥(羊粪肥、芝麻饼肥、菜籽饼肥)组合成9个处理,并以无机肥为对照处理,研究了上述因素对烤后烟叶多酚类和常规化学成分的影响。结果表明:生物炭施用量是影响烤烟的多酚和化学成分含量的主效因素,随着生物炭施用量的增加,烟叶的总糖、还原糖及各种多酚类物质含量均有所增加,施用2700 kg/hm^(2)生物炭的整体表现较优。微生物菌剂也是重要的影响因素,随着微生物菌剂施用量的增加,烟叶的总糖、还原糖、多酚类、绿原酸含量均有所增加,施用60 kg/hm^(2)微生物菌剂的整体表现较优。施用有机肥的影响则较小,其中,羊粪肥的表现相对较好。综上,最佳组合方式为2700 kg/hm^(2)生物炭+60 kg/hm^(2)微生物菌剂+羊粪肥,并且将其可应用于凉山产区烤烟的施肥管理中。

连州不同晒黄烟品种的综合评价

为解决连州晒黄烟品种单一、种性退化等问题,以青梗、8126、塘蓬、连选1号、密托为试验材料,调查分析上述品种的农艺性状、经济性状、化学成分、感官质量和外观质量等指标,以期引进和筛选出适宜连州传统晒黄烟试验点的优质晒黄烟品种。结果表明,不同试验点适宜的晒黄烟品种不同,星子试验点中连选1号的产量和有效叶数最多,ECI、CCUI和感官质量得分表现较突出;孔塘试验点则以密托的适应性最好,在孔塘种植的产量最高,有效叶数最多,因此ECI和外观质量得分较为突出。综合质量得分表明,星子试验点以连选1号为最高,孔塘试验点以密托为最佳。

过表达NtH202烟草叶片响应烟蚜侵袭转录组分析

为了筛选烟草受到蚜虫胁迫的差异表达基因,对野生型和过表达NtH202株系烟草幼苗接蚜虫,并在接虫前和接虫6 h采集叶片,提取总RNA后,进行转录组测序,对差异表达基因进行GO和KEGG分析,挖掘相关转录因子,并利用qRT-PCR方法验证。结果表明,受到烟蚜侵袭后,WT共有8694个基因表达量变化,OE共有6795个基因表达量变化,WT上调和下调差异基因数目更多,二者共同变化的差异基因有2663个。GO分类表明,烟蚜侵袭后OE富集到免疫系统进程(GO:0002376)的基因数目明显高于WT。OE和WT富集差异基因数量最多的均是植物-病原体互作途径,其次是植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢通路和MAPK信号通路-植物通路。与WT相比,NtH202过表达株系共有1342个基因上调在4倍以上;GO分析表明,差异表达基因的功能主要集中在生物学过程、细胞组分和分子功能;KEGG分类显示,与WT相比较,烟蚜侵袭前后,OE均是参与植物病原体互作途径的基因最多。蚜虫侵袭后,WT和OE共同变化的基因中有9个WRKY基因上调表达、5个下调表达,NtWRKY6、NtWRKY11、NtWRKY51、NtWRKY68、NtWRKY70基因RNA测序结果与qRT-PCR结果表现一致,均为上调表达,预测WRKY转录因子在抗蚜反应中起着重要作用。受到蚜虫侵袭后,WT和OE共同变化的基因中有8个MYB上调表达、8个下调表达,MYB转录因子ODO1基因RNA测序结果与qRT-PCR结果表现一致,预测转录因子ODO1在烟草抗蚜反应中起着重要作用。

基于改进组合赋权法和VIKOR法的茄芯烟叶化学品质评价

[目的]探讨改进组合赋权法与多准则妥协解排序法(VIKOR)相结合开展茄芯化学品质评价,以期丰富雪茄烟叶质量评价方法。[方法]以云南茄芯烟叶化学成分为研究对象,引入变异系数和复相关系数改进传统CRITIC法(Criteria importance through inter-criteria correlation),采用e^(0/4)~e^(8/4)标度取代层次分析法(Analytic hierarchy process,AHP)中的1~9标度,并基于博弈论计算组合权重,利用无权重个体遗憾值改进的VIKOR法开展茄芯化学品质评价。[结果]与传统CRITIC法确定的化学成分指标权重相比,改进CRITIC法中钾的权重提升1.09倍,还原糖指标权重降低45.26%;e^(0/4)~e^(8/4)标度与1~9标度AHP法确权结果相比,权重大小排序一致,不同化学成分指标间权重的差异减小;改进VIKOR法与传统方法对茄芯化学品质的排序结果具有较高的一致性,但也存在不可忽略的差异,说明有必要在个体遗憾值中考虑权重的影响。[结论]改进CRITIC法能够解决传统方法确权受计量单位和正负向指标影响的问题,AHP法中通过标度的替代显著提升判断矩阵的一致性,无权重个体遗憾值条件下的VIKOR法在综合考虑化学品质整体表现的同时,突显了表现较差的化学成分指标的作用,评价结果相对合理。

EACHTCS智能变频除湿热泵烤房研究与应用

针对使用燃煤烤房污染大、成本高等问题,研究应用一种以变频热泵为热源的智能变频除湿热泵烤房,以常规电热泵供热烤房和燃煤密集烤房为对照,对比分析该型烤房在烘烤能耗、烟叶质量等方面的差异。结果表明:与传统燃煤型密集烤房相比,EACHTCS智能变频除湿热泵烤房能耗成本可降低40.8%;与普通热泵烤房相比,节能效果可达14.9%。烤后烟叶结构疏松,香气量足,油分增多,上等烟比例可提高3%~5%(绝对值)。综合分析,该型烤房可为优化当前密集烤房供热方式、改善烘烤性能、推动烟叶烘烤降本增效提供借鉴。

不同产地烤烟细菌群落组成与结构研究

为研究不同产地C2F等级烤烟表面细菌微生物的组成和结构,利用高通量测序技术测试了6个不同产地的C2F等级烤烟在醇化初期烟叶表面可培养细菌的组成和结构。结果表明:6个不同产地的烟叶样品表面分别检测到55、39、33、26、24和15个OTU,其中6个烟叶样品共同的OTU为6个。在属分类水平上,大部分烟叶表面可培养的优势细菌微生物是芽孢杆菌属(Bacillus),部分烟叶表面活跃着肠杆菌属(Enterobacter),伯克霍尔德菌属(Burkholderia)和罗尔斯通菌属(Ralstonia)。不同品种和产地的烤烟表面细菌结构具有明显差异,同一品种不同产地的烤烟表面细菌结构也存在明显差异。研究结果为利用细菌微生物醇化不同产区烟叶,提高烟叶品质、优化烟叶醇化流程提供理论依据。

豫中烟区不同接茬种植模式对烤烟生长发育及综合效益的影响

为明确豫中烟区不同接茬种植模式对烟株生长发育及综合效益的影响,以常规移栽为对照,安排了大麦接茬和小麦接茬种植烤烟大田试验。结果表明,大麦接茬移栽期较常规移栽晚8~10 d,大田生育期较常规移栽长8~9 d,小麦接茬移栽期较常规移栽晚31 d,大田生育期较常规移栽短4~9 d。不同种植模式各生育期光温水资源分配不同,大麦接茬还苗伸根期和旺长期雨热同期,成熟期日均温和日照时数与常规移栽差异较小;与常规移栽相比,小麦接茬还苗伸根期和旺长期日均温较高、昼夜温差较小,成熟期日均温较低、日照时数较少。栽后90 d时,小麦接茬干物质积累量明显低于常规移栽和大麦接茬。与常规移栽相比,大麦接茬增加了烤后烟叶还原糖含量,糖碱比协调性较好,但烤后烟叶氯含量受前茬施用含氯肥料影响较大,前茬施用含氯肥料明显增加烤后烟叶氯含量。大麦接茬烤后烟叶收益与常规移栽相当,但增加1季大麦收益,小麦接茬较常规移栽增加1季小麦收益,但烤后烟叶收益明显低于常规移栽,综合收益表现为大麦接茬>小麦接茬>常规移栽。综上,豫中烟区大麦-烤烟接茬种植模式烤后烟叶质量较好,综合效益较高,但大麦前茬需施用不含氯肥料,以避免前茬土壤氯过量残留和烤后烟叶氯含量较高。

育苗盘规格对烟苗生长发育及烟叶产质量的影响

为筛选出既满足宜宾烟区井窖式小苗移栽又减少基质用量的育苗盘规格,采用湿润育苗的方式,研究了不同育苗盘规格对烟苗生长发育及烟叶产质量的影响。结果表明,128孔和162孔育苗盘所育烟苗生长较快,烟苗农艺性状、物质积累和合格烟苗率较高,大田烟株农艺性状、经济性状较高,但基质用量和所需育苗面积较大,育苗投入成本明显增加;200孔育苗盘所育烟苗素质、大田烟株农艺性状、经济性状等方面与128孔育苗盘相当,但其基质用量较128孔育苗盘降低39.88%,育苗盘面积较128孔育苗盘减少30.77%,育苗投入成本明显降低;288孔育苗盘虽然基质用量和所需育苗面积最低,但其所育烟苗素质,大田烟株农艺性状和经济性状显著低于其他处理。综合而言,200孔育苗盘是宜宾烟区比较理想的选择。

茄衣新品系川雪2号全国多点试验研究

为雪茄烟茄衣新品系川雪2号的品种审定、推广提供科学依据。以川雪2号及其他8份雪茄烟品系为试验材料,2021年在全国9个主要雪茄烟产区、2022年在全国8个主要雪茄烟产区开展多点试验。结果表明,川雪2号田间整齐、长势强,大田生育期88 d、免疫TMV、抗根黑腐病、综合抗病能力较强、田间自然发病率整体较轻;平均产量为1533.30 kg/hm^(2),平均产值为83234.70元/hm^(2),中上等烟比例为74.98%,产量、产值、中上等烟比例、评吸总分等在9个参试品系中排名靠前。川雪2号总体表现较好,可以进行一定规模的示范种植并开展相关配套栽培技术研究。