烟叶生产大数据管理信息系统设计及应用

为推动智慧烟草农业和智慧烟草政务发展,以烟叶生产大数据为基础,构建烟叶生产大数据管理信息系统,建立烟草农业数据中心。基于地理信息系统(GIS)方法,建立南平烟区烟叶生产大数据管理信息系统,系统结构采用C/S模式,由基础设施层、技术支持层、数据支撑层、业务应用层和用户层5个层次组成,实现对南平烟区烟叶生产过程中产生的多源、多格式数据的存储、管理及分析,能够为南平烟区现代烟草农业发展提供精准化的数据支持和平台基础。尤其是系统提供了大数据与烟叶生产实际需求结合的烟田精准养分管理模型框架,2016年预测产量与实际产量偏差为15.64 kg/hm2,模型模拟效果较好。系统实现了GIS基础功能、空间数据管理、数据处理与分析等功能,是南平烟草农业数据中心的基础数据管理平台,为南平烟区烟叶生产的现代化发展以及未来面向"互联网+"的应用服务扩展提供了基础平台支持。

生物钾肥对烤烟含钾量和经济性状的影响

试验研究了生物钾肥对烤烟含钾量和经济性状的影响。结果表明,与对照相比,施用生物钾肥能够显著提高烤烟中、上部叶,上、中、下茎部和叶脉中的含钾量;增大上、中、下部茎以及叶脉、叶片之间的钾浓度梯度,使烤烟钾素的分布更集中于烟株的地上部,为提高中、上部烟叶的含钾量提供钾源,增加钾素的积累。同时提高产量、单叶重、上等烟比例和均价,显著提高产值。

清香型烤烟新品种(系)生产试验

通过对CB-1、F1-35、9804等3个清香型烤烟品种的对比试验,结果表明:9804整体表现最为稳定,F1-35经济性状表现最优;F1-35和9804烘烤性均优于CB-1,9804和F1-35均较耐肥,高施肥水平下的综合表现优于中、低施肥水平.

烤烟构件生物量分配格局及其异速生长关系随发育阶段的变化

分析烤烟构件生物量分配和异速生长关系有助于深入理解生长发育过程中各构件的资源利用特点,从而进一步明确烤烟生长发育的关键调控时期。采用烘干称重法和标准主轴回归方法分析了福建烤烟品种K326不同生育期的构件生物量分配格局和构件生物量间的异速生长关系。结果表明:不同生育期烤烟根、茎、叶生物量及其分配差异显著(P < 0.05);随着生育期推进,生物量增加,根、茎生物量比例提高,叶生物量比例降低,叶生物量比例在各时期均高于根和茎,团棵期是根和茎的8倍左右,旺长期5倍左右,成熟期2倍左右。烤烟根、茎、叶生物量之间,以及各自与总生物量之间在各发育阶段均存在显著的正相关生长关系(P < 0.05);根–茎、根–叶、根–总、叶–总4组生物量间在各发育阶段均表现等速生长关系,茎–叶和茎–总2组生物量间在团棵期和成熟期表现等速生长关系,而在旺长期表现异速生长关系,在旺长期生物量积累速度表现为叶 > 总 > 茎。这些结果揭示了不同发育阶段烤烟资源利用方式的特征,且旺长期是烤烟生长发育的关键调控时期。

福建南平复烤片烟自然醇化过程中化学成分及感官质量变化分析

为了探究福建南平复烤片烟的自然醇化规律及最佳醇化周期,将南平K326品种B2F和C3F等级复烤片烟存贮于河南新郑醇化库进行自然醇化,分析醇化片烟的化学成分及感官质量的变化。结果表明,随着醇化时间的延长,2个等级片烟中总氮、总植物碱、总糖、还原糖、游离氨基酸总量和pH值均呈下降趋势,多酚总量呈增加趋势。与醇化9个月相比,醇化30个月时B2F和C3F等级片烟的游离氨基酸总量分别下降7.01%和13.79%;多酚总量分别增加25.50%和13.79%。B2F和C3F等级片烟分别在醇化18和15个月时感官质量总分最高,此时可对醇化片烟进行加工,可以保质减耗。相关分析表明,感官质量总分与总植物碱含量呈显著负相关,与游离氨基酸总量分别呈极显著负相关;香气品质与余味均与莨菪亭、芸香苷含量呈显著负相关和极显著负相关;香气量与莨菪亭、芸香苷含量呈显著正相关和极显著正相关。

生物炭对青枯病烟株的根际土壤微生物群落结构调控机制分析

烟草青枯病是一种细菌性病害,对烟株生长危害严重,为探究烟株发病后土壤微生物群落结构变化及其生物学调控机制,采用大田试验方法,设置ZCTR(常规施肥,健康烟株的根际土壤)、ZCSW(施加1.2 t·hm^(-2)生物炭,健康烟株的根际土壤)、QKTR(常规施肥,青枯病烟株的根际土壤)和QKSW(施加1.2 t·hm^(-2)生物炭,青枯病烟株的根际土壤)4个处理,研究细菌群落结构的差异。结果表明,生物炭施用后细菌α多样性升高,但差异不显著,细菌群落丰富度和菌群结构均有所改变。相同施肥条件下,青枯病烟株的根际土壤细菌α多样性和群落丰富度均小于健康烟株根际土壤;未添加生物炭的青枯病烟株根际土壤与健康烟株根际土壤相比,芽单胞菌门、酸杆菌门的丰度增加0.26、1.27个百分点,变形菌门、放线菌门的丰度降低1.08、0.14个百分点。施用生物炭后烟株的株高、叶长、叶宽、茎围分别较未添加生物炭处理增加了11.83%、16.88%、6.70%、10.80%,同时降低了烟株的病害指数,施加生物炭处理青枯病的发病率较未施加生物炭处理低9.1个百分点。研究表明,生物炭的施用会缓解青枯病带来的细菌丰富度下降,减少致病性细菌门类的相对丰度,并驱动功能促生性细菌(芽单胞菌门)相对丰度增加,从而降低青枯病发病率。研究初步明确了生物炭对植烟土壤青枯病微生态调控的作用机制。

生物炭与氮肥配施对植烟土壤微生物及碳氮含量特征的影响

土壤健康和化肥减施是实现绿色农业发展的基础,探究减施氮肥的同时添加生物炭对植烟土壤的影响对科学施肥具有重要意义。以烤烟“K326”根际土壤为研究对象,通过大田试验研究了烟株生育期内生物炭配合减氮措施对土壤养分、碳含量和土壤微生物群落的影响。生物炭配合减氮措施能够增加土壤中的有效磷含量,且以T3处理的增幅最大,达82.22%。在烟草4个生育期T4处理的速效钾含量分别较CK2显著增加了11.89%、35.11%、25.95%、15.85%。4个生物炭配合减氮措施处理的碱解氮含量较CK2分别增加了7.21%、8.03%、12.41%、12.76%。T3处理的全碳含量在烟草4个生育期较CK2分别显著增加了12.44%、18.48%、16.58%、6.15%。生物炭配合减氮措施能够提升土壤碳氮比,以T4处理最大,达到8.96。植烟土壤中土壤细菌的优势菌纲为放线菌纲(Actinobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和α-变形菌纲(Alphaproteobacteria),土壤真菌的优势菌纲为粪壳菌纲(Sordariomycetes)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)和子囊菌门某纲(norank_p_Ascomycota)。较CK2处理,生物炭配合减氮措施会增加α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、纤线杆菌纲(Ktedonobacteria)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)和子囊菌门某纲(norank_p_Ascomycota)的相对丰度,减少放线菌纲(Actinobacteria)及酸杆菌纲(Acidobacteria)的相对丰度。研究表明,生物炭配合减氮措施能够促进作物根际区域土壤碳氮平衡,改善植烟土壤根际微生态环境并提高土壤功能微生物相对丰度,提高养分利用效率,为植烟土壤氮肥高效利用和健康土壤培育提供理论依据。

生物质炭改善土壤矿质营养吸收的研究进展及作用机制分析

土壤矿质营养物质的均衡高效吸收对于作物的产质量具有重要意义。生物质炭所具有的特殊结构及富含碳的特性能够改善作物对矿质营养的吸收与利用。近年来,国内外对生物质炭改善土壤理化特性、促进作物矿质营养吸收、提高肥料利用效率等方面的研究日益深入。本文系统地论述了生物质炭的理化特性及生物质炭对土壤矿质营养物质吸收利用影响的研究进展,发现生物质炭能够促进植物对氮、磷、钾等营养元素的吸收与利用。在此基础上,探讨了生物质炭改善土壤矿质营养吸收的机制,为生物质炭在土壤改良与化肥减施技术方面的应用提供了理论依据。

生物质炭化还田作为土壤改良与循环农业的技术途径分析

循环农业与绿色低碳是生态文明建设的重要途径。生物质炭化还田在土壤改良与循环农业等方面具有良好的发展潜力。土壤中施入生物质炭是通过改善土壤理化性质、提高土壤肥力、修复土壤污染等方式对农业土壤生态系统功能产生影响。围绕生物质炭理化特性及炭化还田改良土壤这一基本途径,系统分析了生物质炭用于改良土壤的研究现状,明确了生物质炭改良植烟土壤所具有的突出优势,提出了生物质炭化还田技术利用模式,探讨了生物质炭在植烟土壤保育和营养管理等方面的潜力。

硝态氮与铵态氮配比对烤烟生长及烟叶产质量的影响

【目的】探明硝态氮与铵态氮配比对烤烟生长及烟叶产质量的影响,为南平烟区烤烟施肥提供科学依据。【方法】采用大田试验方法,研究硝态氮与铵态氮不同配比烤烟大田生育期、农艺性状及烟叶化学成分含量与经济性状的变化。【结果】硝态氮与铵态氮不同配比对烤烟大田生育期的影响不明显,团棵期前铵态氮有利于烤烟的生长及烟叶的开面,进入旺长期后提升硝态氮比例的烟株粗壮,叶片数较多,有利于烤烟的生长;不同配比处理烟叶总糖和还原糖均偏低,烟碱含量偏高,糖碱比失衡,氮碱比均较适宜;大田烤烟赤星病和气候斑点病的发病率和病情指数分别为9.16%~12.48%、1.88~3.57和1.85%~8.10%、0.52~2.57,增加硝态氮比例有利于提高烤烟对赤星病的抗性,增加铵态氮比例烤烟气候性斑点病的发生率降低,普通花叶病零星发生且发病较轻;不同配比处理烤后烟叶的产量、产值、均价、上等烟比例和中等烟比例分别为175.15~181.51 kg/667m^(2)、4191.10~4487.26元/667m^(2)、23.91~24.72元/kg、49.89%~56.35%和43.65%~49.44%,差异均不显著。【结论】硝态氮∶铵态氮为5∶5时,烤烟的农艺性状及烤后烟叶的化学成分含量与经济性状等综合表现最好。

邦禾生物有机肥对烟叶产质量的影响

[目的]探讨邦禾生物有机肥在烤烟生产上的应用效果。[方法]于2013~2015年在邵武市沿山不同海拔区域开展邦禾生物有机肥和常规施肥对照的大田生产示范试验,研究邦禾生物有机肥对烤烟生长发育、产量和质量的影响。[结果]与常规施肥相比,施用邦禾生物有机肥能够促进烟株生长发育且顶叶开面效果好,对花叶病、青枯病、赤星病具有一定防治作用;施用邦禾生物有机肥的烤烟经济性状表现较优,可有效地降低烤烟烟碱含量,提高烤烟总糖、还原糖含量,使内在化学成分更趋于协调,但烤烟产量提高不明显。[结论]邦禾生物有机肥可用于烤烟生产,应进一步对邦禾生物有机肥进行不同施用量的梯度试验,为生物有机肥在烤烟生产中的推广应用提供技术支持。

南平烟叶大田生长期降水变化的多时间尺度分析

为了探索南平烟区烟叶大田生长期降水变化的多时间尺度规律,采用morlet小波函数对南平烟区10个县(市)1961—2005年降水数据进行了分析。结果表明,南平烟区烟叶大田生长期降水存在28年、11年、4年主周期变化。依据主周期的变化趋势,预测在2005—2015年南平处于降水总体上逐渐增多周期,其中2009—2013年降水较多,南平烟区烟叶大田生长期降水峰值出现在2010年、2012年、2015年,其中以2010年降水峰值最高,其次为2015年,再次为2012年。

福建省烟区土壤交换性镁的空间分布与酸化现状研究

明确土壤交换性镁空间分布和土壤酸化现状,对福建省烤烟种植管理、精准施肥和可持续发展具有重要意义。基于2018年在福建省烟区水稻收割后采集的1199个表层土壤样本,综合采用全局Moran’s I指数、冷热点分析和Kriging插值等多种地统计学方法,从不同角度揭示福建省烟区土壤交换性镁空间分布和土壤酸化现状。结果表明:福建省烟区土壤交换性镁平均含量为70.10 mg/kg,84.66%土壤处于缺乏或极缺状态,空间分布上呈由南平-龙岩-三明递减的趋势,空间上主要呈现连片和斑块状镶嵌并存分布,南平市烟区土壤交换性镁含量最高,达81.06 mg/kg;福建省烟区土壤p H平均值为5.19,83.24%的土壤pH处于低或极低水平(pH<5.5),连片现象明显,三明烟区土壤酸化现状最为突出,pH为5.08;土壤交换性镁和pH在空间分布上呈聚集分布,空间自相关性显著;福建省烟区土壤酸化与缺镁现象仍较为突出。

南平烟区植烟土壤肥力评价研究

基于烟田土壤采样数据,对南平烟区土壤肥力进行综合评价,为烟田土壤营养诊断和管理提供科学依据。选择Fuzzy综合评价法(IFI)对采样点土壤肥力进行评价,然后采用ANUSplin方法由采样点插值得到土壤肥力空间格局,并按照分位数原则分级(由高至低:Ⅰ至Ⅵ)后进行分析。结果表明,土壤有机质和氮元素含量是影响研究区土壤肥力的重要因素,在土壤肥力综合评价中的权重系数较大。研究区土壤肥力呈西部高而东北部低的空间格局,空间异质性大。其中,邵武市和光泽县土壤IFI平均值较高,土壤肥力质量好。邵武市土壤肥力均在Ⅱ等级以上,而光泽县土壤肥力均在Ⅲ等级以上,两县中的I等级土壤占Ⅰ等级土壤总面积的84.54%。采用Fuzzy综合评判法能够准确、有效地评价土壤肥力等级,结合插值方法适于把握区域土壤肥力的空间格局特征。

不同打顶和采收期对烟叶烟碱含量等性状影响的研究

采用裂区试验设计,研究了打顶期和采收期对烤烟叶片烟碱含量等性状的影响。结果表明：随着打顶期的推迟,烤烟株高及节距有提高的趋势,上部倒数1~3叶位的叶长及叶宽显著或极显著下降,烤后上部叶单叶重呈下降趋势,气候斑点病发生有减少的趋势,赤星病发生有增加的趋势;打顶期与采收期对烟叶化学成分含量有极显著的影响,其中打顶期比采收期的影响更大;推迟打顶期可以明显提高下部叶的烟碱含量,极显著提高下部叶的总氮含量,显著降低上部叶的烟碱含量;在20%~30%中心花开放时打顶并在打顶当天采收下部1~3叶位叶片有利于提高中下部烟叶的烟碱含量。

施氮量与种植密度对烟草品种CB-1生长及产质量的影响

为进一步完善福建省南平烟区主栽的清香型烟草品种CB-1的配套生产技术措施,采用双因素四水平随机区组设计,研究不同施氮量与种植密度对南平烟区CB-1品种的生长及产质量影响。结果表明:生育期、病害以及移栽60d农艺性状受施氮量和种植密度影响较小;采烤前烟株的株高、茎围、叶片数和最大叶面积均随施氮量的增加呈上升趋势,随种植密度的提高呈下降趋势,施氮量对采烤前农艺性状的影响大于种植密度的影响效应;产量受种植密度影响极显著;产值受施氮量影响极显著,受种植密度影响显著;适合南平烟区CB-1品种的施氮量水平为6.5~7.0kg/667m^2,种植规格为120cm×45cm。

初花打顶后下部叶采收时间对烤烟生育期及产质量的影响

为探明下部烟叶采收时间对烤烟生育期、经济性状、化学成分、外观及感官质量的影响,在烤烟初花打顶后,进行底部烟叶的不同时间采收试验。结果表明：初花打顶后,随采收时间推迟,上部叶成熟期相应推迟,烤后烟叶外观较好,产量、产值等经济指标呈先升高后降低的趋势;推迟采收的烟叶总氮、总糖、还原糖、两糖比和糖碱比下降,烟碱增加,内在质量和感官质量下降,对上部叶影响显著。综合经济效益及品质因素,南平烟区以初花打顶后0-5d采收下部叶为宜。

施用生石灰对烤烟生产及品质因素的影响

[目的]研究施用生石灰对烤烟生产及品质因素的影响。[方法]以云烟87为试验材料,研究施用生石灰对烤烟大田生育期、农艺性状、烟叶病虫害、经济性状和内在化学成分的影响,以及对烤烟品质的改良作用。[结果]施用生石灰对烟叶大田生育期基本没有影响,但在其他方面均有一定改良作用。其中2 250 kg/hm2生石灰处理农艺性状较优越,最符合优质烤烟成熟期农艺特征;产值60 562.80元/hm2,产量2 383.20 kg/hm2;烟叶病虫害中,气候斑、赤星病、马铃薯Y病毒病发病率及病情指数均为较低;下、中、上部位烟叶烟碱均在适宜范围。[结论]该研究为提高烟叶产量和品质提供理论依据。

土壤肥力因子与烤烟品质的关系

阐述了土壤肥力的物理因子和化学因子对烤烟品质的影响。同时 。

烟叶多酚含量的品种间差异及其与感官质量的关系

为考察南平烟区翠碧一号、云烟87和K326三个品种间烟叶多酚含量的差异及其与感官质量的关系,采集了邵武、光泽、蒲城、建阳和武夷山等5个县(市、区)初烤C3F和B2F等级烟叶样品,测定了新绿原酸、4-O-咖啡奎尼酸、绿原酸、莨菪亭、芸香苷和山奈酚葡萄糖苷等6种物质含量,分析其在品种间的差异及对感官质量的影响。结果表明,绿原酸和芸香苷是烟叶中两种最主要的多酚化合物,莨菪亭含量最低。翠碧一号的新绿原酸、4-O-咖啡奎尼酸、绿原酸、山奈酚葡萄糖苷及多酚总量的含量高于K326和云烟87。C3F等级烟叶中新绿原酸、4-O-咖啡奎尼酸、绿原酸和多酚总量高于B2F。随着烟草中新绿原酸和绿原酸含量的增加,烟气的香气质、杂气、余味、回甜感等指标趋好。香气量和杂气是影响透发性的两个主要因素,且香气量居于主导地位。