不同品种烤烟氮代谢与类胡萝卜素代谢差异分析

【目的】优质烤烟品种是彰显烟叶产区质量特色的重要保障,探究优质烤烟品种与常规主栽品种在江西烟区大田生育期内氮代谢和类胡萝卜素代谢特征差异,分析优质烤烟品种生理代谢共性特征,为深入挖掘品种特性以及优化品种配套栽培技术提供理论和技术支撑。【方法】以感官质量较好的闽烟312、闽烟12号与常规主栽品种云烟87(CK)为材料,分析不同品种中部叶在关键生育期相关物质组分含量和基因表达量变化。【结果】在类胡萝卜素代谢方面,闽烟312和闽烟12号在现蕾期至脚叶成熟期叶黄素含量达3.27~6.14 mg/g、β-胡萝卜素含量达0.67~1.59 mg/g,均极显著低于云烟87,而在中部叶成熟时两个品种叶黄素含量分别为2.31、2.58 mg/g,极显著高于云烟87的0.17 mg/g和0.44 mg/g;类胡萝卜素合成相关基因主要在旺长期至现蕾期高表达;在腰叶成熟期前,闽烟312和闽烟12号PSY等类胡萝卜素合成相关基因相对表达量整体高于云烟87,最大差值为2.53。在氮代谢方面,闽烟312和闽烟12号在现蕾期至脚叶成熟期总氮含量(1.58%~3.36%)、蛋白质含量(7.14%~14.81%)均极显著低于云烟87,在旺长期至脚叶成熟期NR、NIR1和GS1-5基因表达量高于云烟87,在腰叶成熟期GS1-5基因表达量较低。在相关性分析方面,NIR1、GS1-5基因与PSY、CRTISO等基因及叶黄素、β-胡萝卜素含量均存在显著或极显著正相关性。【结论】氮代谢与类胡萝卜素代谢之间存在显著相关性。与云烟87相比,优质烤烟闽烟312和闽烟12号中部叶在类胡萝卜素代谢方面表现出成熟前类胡萝卜素合成相关基因活性更强、成熟时叶黄素含量更高的特征,在氮代谢方面具有成熟前较高的氮素吸收同化能力、成熟时较低的氮素利用能力。

低肥力土壤施氮对烤烟干物质积累、氮素吸收及产质量的影响

在低肥力地块上,通过田间试验研究了不同氮肥用量对烤烟干物质积累、氮素吸收及产质量的影响。结果表明,增加施氮量可提高烟株干物质积累量、氮素积累量和根、茎、叶的氮素含量;土壤中无机氮含量变化可分为前期增加、中期降低和后期相对稳定3个阶段,增施化学氮肥可以短期内明显增加植烟土壤中无机氮含量。在0～105kg/hm2施氮范围内,随施氮量增加,烟叶产量、均价、产值增加,烟叶化学成分趋于协调。施氮对烤烟生物产量、氮素吸收积累和烟叶产质量有明显的影响。

高低土壤肥力条件下烤烟对氮素吸收、分配和利用的研究

在费县褐土烟田,运用15N示踪技术研究了高低土壤肥力条件下烤烟对不同来源氮素的吸收、分配及利用。结果表明,在高低土壤肥力条件下,烤烟吸收的土壤氮量多于吸收的肥料氮量,烤烟吸收的氮素18.67%～29.32%来自于肥料,70.68%～81.33%来自于土壤。随生育进程,肥料氮占总氮的比例呈降低趋势,土壤氮比例呈增加趋势。在生育前期,低肥力土壤烟株吸收的肥料氮和土壤氮量高于高肥力土壤;在生育中后期,趋势相反。烤烟成熟过程中,茎的氮素积累量和分配比例增加,叶片的氮素积累量和分配比例降低,高肥力条件下茎的氮素分配比例增加幅度和叶片的氮素分配比例降低幅度均高于低肥力的。低肥力土壤烟株的氮肥利用率为8.81%～11.20%,高肥力土壤烟株的氮肥利用率为3.00%～16.76%。

不同施氮水平对山东褐土烟田供氮状况及烤烟质量的影响

通过田间试验,在临沂烟区褐土烟田中,设置了不施氮肥(N0)、施氮82.5kg/hm2(N1)和施氮105kg/hm2(N2)3个处理,研究不同施氮水平对植烟土壤供氮状况及烤烟质量的影响。结果表明,随着施氮水平的增加,土壤中的硝态氮和铵态氮相应升高,烟株的干物质积累量相应增加。在烟株的整个生育期内,烟株的含氮量呈下降趋势,随施氮水平的增加,下降趋势渐缓。上部叶烟碱随施氮水平增加而增加,中部叶和下部叶中的烟碱则下降。

施氮对烤烟氮素积累、分配及土壤氮素矿化的影响

在田间试验条件下,通过设置不同的施氮量处理研究了施氮对烤烟氮素累积、分配及棕壤氮素矿化的影响。结果表明,随施氮量增加,烟株氮素累积量增加;不施氮处理的氮素快速累积期在移栽后9—11周,之后烟株氮素累积量降低;而施氮处理烤烟的氮素快速累积期提前至移栽后7—9周,之后烟株氮素累积量继续增加。氮素在不同器官中的分配比例为叶片>茎>根系,随生育进程,中部叶及下部叶的氮素分配比例降低,烟茎氮素分配比例增加,根系氮素分配比例变化较小;施氮推迟了上部叶最大氮素分配比例出现的时间,不施氮、施纯氮82.5、105.0 kg/hm2处理分别出现在移栽后11周、13周和15周。随施氮量增加,土壤无机氮含量及氮素表观矿化量增加;施氮推迟了土壤无机氮含量高峰值及阶段氮素表观矿化量高峰值的出现时间。在植烟条件下,移栽后5周内各处理的氮素表观矿化量均为正值,6周后均为负值,与施氮量无关。

不同烟草秸秆还田量在水稻土中的腐解特征及其对水稻产量的影响

为了明确烟草秸秆还田量的腐解特征及其对水稻产量的影响。设置了不同烟草秸秆还田量的田间小区试验,分析了不同处理下烟草秸秆的腐解规律,并结合烟草秸秆投入量探讨外源碳氮比投入与水稻产量的量化关系。结果表明:不同处理烟草秸秆腐解特征均表现为前期快、后期慢的特点。5 d时烟草秸秆腐解量和日均腐解量均达到最大,分别为0.87 g和0.29 g/d。烟草秸秆累积腐解速率也呈现出相似的趋势,整个水稻季烟草秸秆的累积腐解速率为42.31%。在不同还田量中,各处理的烟草秸秆腐解量和日均腐解量差异不显著,但累积腐解速率则基本呈现出半量还田处理高于等量还田和1.5倍还田量处理。投入碳氮比与水稻产量的相互关系可以用二次曲线方程进行拟合,且水稻生长合理的碳氮比投入量为10.1,对应的最高产量为10.4 t/hm^2。因此,在烟稻轮作中,虽然不同烟草秸秆还田量下腐解特征相似,但合理的碳氮比投入是实现水稻增产的关键途径之一。

基肥施用方式对烤烟根系生长及根际微生态环境的影响

【目的】本文对江西烟区烟苗早生快发问题进行了研究。【方法】采用挖大穴施基肥、施用白云石粉和高碳基肥等措施改变根际土壤环境,研究了不同措施对烤烟根系生长发育及根际土壤微生态环境的影响。【结果】打大穴和施用穴肥能够增加烤烟根际土壤微生物菌群的数量,烤烟侧根数量明显增加,且主要分布在垂直垄面向下5~10和10~25 cm土层。施用白云石粉和高碳基肥均能使根际土壤pH值升高。【结论】根际土壤pH值在适宜范围内才能促进烤烟生长。推测根际土壤pH 7.5左右可能是烤烟根系生长是否受到抑制的分界点。

云南曲靖烟区典型植烟土壤氮素矿化规律研究

以云南曲靖烟区的主要植烟土壤为研究对象,采用Warning淹水培养方法,研究了不同类型土壤的氮素矿化过程。结果表明,淹水培养0-14 d宣威水稻土、罗平黄壤、罗平红壤、宣威红壤和宣威紫色土土壤铵态氮含量迅速增加,此期间的氮累积矿化量约占最高氮矿化量的83.7%。14 d后,宣威水稻土、罗平黄壤、宣威红壤和罗平红壤土壤铵态氮含量缓慢增加,表现为氮素的持续矿化;罗平红壤培养28 d土壤铵态氮含量达到最高值,其他3个土壤在42 d达到最高值;而宣威紫色土在14 d后土壤铵态氮含量持续减少,表现为氮素的固定。培养过程中(除42 d外),土壤铵态氮含量均表现为罗平黄壤、宣威水稻土>宣威红壤>罗平红壤>宣威紫色土。土壤氮累积矿化速率随培养时间逐渐降低且符合对数函数,罗平黄壤最高,宣威紫色土最低。罗平黄壤、宣威水稻土、罗平红壤土壤氮矿化率随培养时间逐渐增加,罗平黄壤的土壤氮矿化率最高,宣威紫色土最低。说明罗平黄壤和宣威水稻土的供氮能力较强,生产中应适当降低氮肥用量;宣威紫色土的供氮能力较弱,生产中适当补充氮肥,促进烟苗生长。

典型植烟土壤氮素矿化研究

以湖南、湖北和山东烟区的主要植烟土壤为研究对象,采用Warning淹水培养方法,研究了不同类型土壤的氮素矿化过程。结果表明,淹水培养0~14 d为土壤铵态氮含量快速增长期,培养14 d的土壤铵态氮含量显著高于培养始期,土壤氮素矿化速率为正值,表现为氮的矿化。15~28 d土壤铵态氮含量变化较小。28 d后土壤铵态氮含量逐渐降低,各阶段的土壤氮素矿化速率为负值,表现为氮的固定。在氮素矿化阶段,土壤铵态氮含量表现为水稻土〉黄棕壤（南漳）〉黄壤〉黄棕壤（利川）〉红壤、褐土。在整个培养过程中,水稻土的铵态氮含量最高,棕壤和褐土的铵态氮含量最低,说明水稻土的氮素供应能力较高,棕壤和褐土的氮素供应能力较低。回归分析表明,培养7、14、21和28 d的氮累积矿化量与土壤有机质含量和全氮含量呈极显著或显著正相关关系,说明有机质和全氮含量是评价土壤供氮能力的有效指标。

烟草常用有机肥主要成分分析及质量评价研究

为对烟田常用有机肥质量评价和合理使用有机肥料提供科学依据,对烟草常用有机肥主要成分进行分析,将有机肥分类并进行质量评价,有机肥主成分主要为碳因子、氮因子及磷因子。5类有机肥划分为4个质量等级:1级豆饼,氮、磷、有机质含量及有机营养物质含量均较高;2级黑麦草、甘薯藤,氮含量中等,有机质及有机营养物质含量高;3级猪粪、鸡粪,氮、磷含量高,有机营养物质含量低;4级牛粪、麦秸秆、玉米秸等,氮、磷、有机质及有机营养物质含量均不丰富。烟草生产实践中应根据土壤实际条件合理施用各类有机肥。

江西烤烟生产常用有机肥质量研究

通过室内检测各肥料养分、有机营养成分和有害成分含量,对江西烤烟生产常用有机肥质量进行了研究。结果表明,商品有机肥大部分水分超限、过半产品有机质含量未达到低限标准。从水分、有机质、总养分,有机营养物质等指标综合分析,TT质量较高,SN、TD其次,这3种有机肥较明显好于QS、JS。各种商品有机肥铅、镉、铬、砷、汞含量均在2011年有机肥料执行标准(NY 525—2002)限量范围内。主成分分析得出,第1主成分为碳氮因子,第2主成分为磷钾因子。系统聚类分析与主成分分析分类结果一致,14个样品分为5类,分别为未发酵饼肥,发酵饼肥,氨基酸含量高、含量中等、含量低的商品有机肥。相关分析得出,有机质、粗脂肪、总糖、总氨基酸、总氮各指标之间呈极显著正相关关系。第一主成分中的总氨基酸含量是衡量有机肥品质最为重要的指标和可控指标之一。

不适用下部烟叶摘除法对江西烤烟部位结构和烟叶经济性状的影响

为提高江西烟叶工业可用性,以烤烟品种云烟87为材料,采用大田试验研究了不适用下部烟叶摘除法对江西烤烟不同叶位烟叶叶面积、单叶重及烤后烟叶等级结构、经济性状、感官质量的影响。结果表明,打顶后1 d摘除下部叶,第10叶位(中部叶)和第16叶位(上部叶)烟叶的叶面积、单叶重及烤后烟叶的产量、产值和上等烟比例均高于其他摘叶时间。同一摘叶时间下,摘除5片下部叶时烟株叶片单叶重、上等烟比例均高于摘除2片叶处理,上部叶比例增加1.8%~3.2%。随着摘除下部叶时间推迟,上部叶比例降低,而中部叶和下部叶比例增加。打顶后1 d摘除2片下部叶时,C3F和B2F等级烟叶的评吸质量最好。综合烤烟生长及产质量性状,打顶后1 d摘除2片下部叶适宜作为生产中优化烟叶结构的依据。

有机无机肥对烤烟光合特性和烟叶质量的影响

针对江西烟叶产区有机无机肥料种类多和研究不深入的现状,选取7种常见有机无机肥,通过不同肥料对比试验,分析不同种类有机无机肥对烟草生长、产质量的影响,旨在筛选适宜烟草使用的优质有机无机肥,并为选择优质肥料提供科学依据。结果表明,金叶有机无机肥处理烤烟团棵期净光合速率为17.4 μmol/ m^2·s,烟株表现早生快发,单位面积产值最好,每667 m^2达3 967.9元,感官质量综合得分76.75分,综合效果最佳;金色时代、圣农、贝斯特处理表现早生快发,经济性状好,每667 m^2产值3 451.6~3 624.3元,但感官质量稍差,综合得分74.25~75.00分;天德、云叶、启禾处理田间经济性状一般,每667 m^2产值2 863.3~3 381.3元,但感官质量好,综合得分77.00~77.75分,说明天德、云叶、启禾有机无机肥具有较大潜力,应根据肥料粒径和营养特性进一步改进配套施用方法或改变造粒工艺。江西烟烟叶氯含量偏低,在本试验条件下,每667 m^2施用有机无机肥带入的氯离子量1.8~2.3 kg,烟叶氯含量更为适宜。

赣南烟区浓香型特色烤烟新品种筛选试验

【目的】筛选适应性强的优良烤烟品种,为江西烟叶生产提供品种资源。【方法】通过引进NC102、F31-2、NX0914等7个烤烟新品种(系)在赣南烟区开展品种比较试验,综合分析不同烤烟新品种在当地生态条件下的光合特性、抗病性、经济性状和内在质量。【结果】在赣南生态条件下,F31-2、NX0914、208103个烤烟品种团棵时间约为39 d,表现早生快发,气候斑点病、普通花叶病、青枯病田间自然发病率低,经济效益较好,比对照种K326高16.2%~41.9%;总氮(1.57%~1.72%)、氮碱比(0.77~0.90)、两糖差(1.52~2.23)等化学成分指标较适宜,烤烟风格为浓偏中+或浓香型,感官质量与K326相当,工业可用性较好,综合表现较佳。NC102、云烟201各指标综合表现一般,中烟100、13-4综合表现中等,对当地生态条件适应性一般。【结论】F31-2、NX0914、208103个新品种值得进一步开展示范推广研究。

江西烤烟香气成分特征及其与气象因子的关联分析

为明确江西产区烤烟香气成分特征及其关键气象影响因子,比较了我国5个不同中间香及浓香型产区烤烟香气物质含量,明确了江西烤烟香气成分特征,并分析了江西省烤烟香气成分特征的区域差异及与气象因子的关系。结果表明:(1)江西烤烟中性香气物质含量较低,但巨豆三烯酮含量较高、在中性香气物质中所占比例最高且代谢转化最强;(2)江西烤烟中各巨豆三烯酮异构体含量及其总量存在较大的产地差异,其异构体含量及总量均与大田中后期的气象因子密切相关,尤其是成熟期的均温。总的来看,巨豆三烯酮含量较高是江西烤烟重要的香气成分特征,成熟期均温是影响江西烤烟巨豆三烯酮含量及其产地差异的关键气象因子。

施用有机肥对棕壤养分及氨基氮含量的影响

选取5种具有代表性的有机肥样品,与棕壤原位培养和淹水培养14周后,测定有机质、全氮、总糖、粗脂肪及17种常见氨基酸含量。结果表明,增施有机肥能够明显增加土壤中有机质、全氮及氨基酸含量;原位培养后样品中总糖及粗脂肪含量均高于对照;淹水培养后各处理总糖含量均低于对照,加入麦秆和鸡粪的处理粗脂肪含量低于对照,其他处理高于对照。原位培养后猪粪对氨基酸总量影响最大,麦秆、鸡粪、冬牧70次之,豆饼最小;淹水培养对氨基酸总量的影响依次为麦秆>冬牧70>猪粪>豆饼>鸡粪。有机肥对土壤有机营养成分含量有明显影响。

基于无人机可见光谱平台的烤烟氮素营养诊断

利用不同氮肥用量田间试验,分析基于无人机平台的可见光谱诊断技术对烟草氮素营养进行无损评估预测的可行性,明确该技术的最佳颜色参数和方程模型。2018年在江西省安福县开展田间试验,设置不同氮肥用量,分别为0,45,90,135,180和300 kg N·ha^-1,于移栽后47 d(团棵期)、移栽后83 d(旺长后期)和移栽后116 d(下部叶成熟期),利用无人机获取冠层RGB色彩数字图像,同时采集植株样品分析地上部生物量、叶片生物量、地上部氮浓度、叶片氮浓度、叶片SPAD值等氮营养状况指标,对冠层数字图像进行数字化分析,获得颜色指标值,通过颜色指标与烟草氮营养状况指标的相关性分析,筛选适宜的颜色指标并建立氮营养诊断方程。利用不同地块的氮肥用量试验,对氮营养诊断方程拟合精度进行验证。试验结果表明,旺长后期各处理间冠层图像的颜色标准值存在显著差异,团棵期与下部叶成熟期不存在显著差异。在10个颜色指标中,NRI,NGI,G/R,G/(R+B),(G-R)/(R+G+B)和ExG与5个烤烟氮素营养指标均达到极显著相关(p<0.01)。在归一化颜色指标体系、比颜色指标体系和归一化差分颜色指标体系中选择潜在的最佳颜色参数指标分别为NGI,G/R和ExG。根据不同类型的回归分析结果,确定指数回归作为地上部生物量和叶片生物量的预测模型,线性回归作为地上部氮浓度、叶片氮浓度及叶片SPAD值的预测模型。对潜在的最佳指标进行验证性筛选,G/R对地上部氮浓度和叶片氮浓度的RMSE值分别为0.3751%和0.2491%,明显低于NGI和ExG,预测精度最高。用G/R值表示的地上部生物量、叶片生物量、地上部氮浓度、叶片氮浓度、SPAD值预测方程分别为Y=21.785e 1.3502G/R,Y=4.0579e 1.9373G/R,Y=5.0399G/R-3.3332,Y=4.2814G/R-3.8029,Y=40.168G/R-28.188。因此,基于无人机平台的可见光谱诊断技术在烤烟氮素营养诊断方面具有应用潜力,评估最佳时期为旺长后期,最佳预测参数为G/R值。

东南烟稻轮作区烤烟临界氮浓度稀释曲线的建立与验证

【目的】建立东南烟稻轮作区烤烟临界氮稀释曲线,探讨氮素营养指数用于诊断和评价烤烟氮营养状况的可能性,为实现烤烟合理施用氮肥提供理论依据。【方法】两年两地共3个田间氮肥用量试验,每个试验共设6个氮水平(N 0、45、90、135、180和300 kg/hm^(2)),分析不同施氮量对移栽后不同天数烤烟地上部和叶片干物质积累量的影响。利用不同时期植株氮浓度和干物质积累量,建立地上部和叶片的临界氮浓度稀释曲线方程和干物质积累方程。结合基于无人机可见光谱平台的烤烟氮浓度无损测定方法,计算氮营养指数,判断烤烟氮营养丰缺情况。【结果】施用氮肥明显增加了烤烟地上部和叶片干物质积累量,不同氮肥处理间差异明显,烤烟地上部和叶片氮浓度随烤烟生长进程而降低;东南烟稻轮作区烤烟地上部及叶片的临界氮素浓度和干物质积累量符合幂指数的关系;模型进行独立验证时,氮限制组的数据均在临界氮素稀释曲线以下,而不受氮限制组的数据均在临界氮素稀释曲线附近。模型拟合的临界氮浓度和植株实际临界氮浓度呈线性相关,地上部和叶片的RMSE值分别为0.55和0.44,标准化均方根误差n-RMSE分别为25%和17%,模型具有较好的稳定性;烤烟氮素营养状况的判定可以通过应用临界氮浓度稀释曲线计算氮营养指数(NNI)实现。随着施氮水平的提高,叶片氮营养指数逐步升高,在氮施用量达到135 kg/hm^(2),叶片氮营养指数可在1以上,处于氮盈余状态。【结论】东南烟稻轮作区烤烟叶片临界氮素稀释曲线模型(N_(c)=3.2339×DM_(leaves)^(–0.475))和叶片氮营养指数能够诊断评价该区域烤烟氮营养状况,从而为优化烤烟的氮素管理提供指导。

基于可见光谱参数的烤烟叶片叶绿素含量估算模型

为快速、无损、准确地估计烟草叶绿素含量,通过品种和氮素水平双因素试验,获得叶片数字图像和叶片叶绿素含量数据集,分析叶片可见光谱参数与叶绿素含量参数间的关系并选择最佳参数建立估测模型。结果表明,烤烟品种和氮素水平互作增加了叶绿素与光谱参数的变异性;在3类颜色指标中,NRI、R/(G+B)、(R-B)/G、(G-R)/(R+G+B)、(R-B)/(R+G+B)、ExR与叶绿素指标达到极显著相关(p<0.01),其中R/(G+B)与Chl.a、Chl.b、Chl.(a+b)之间的相关系数分别为-0.632、-0.636、-0.666,相关性表现最好;利用田间试验进行验证,R/(G+B)对叶绿素指标的预测精度最高,与Chl.a、Chl.b、Chl(a+b)之间的均方根误差值分别为0.6069、0.1567、0.7575;选择R/(G+B)作为叶绿素含量估测的最佳颜色指标。利用该方法可实现智能手机对烟草叶绿素含量进行快速测定,及时指导烟田施肥和采取合适的栽培管理措施,具有可期的应用潜力。

强夯法高填方路基施工工艺与质量控制

本文介绍了在省道333(编号S333)线蒙(阴)馆(陶)公路K121+730至K133+729高填方路段的强夯法施工工艺及质量控制。实践证明了强夯法在高填方路段施工的有效性,减少了病害,满足了公路路基的要求,对鲁中、鲁西南及鲁南地区公路建设中的类似情况,具有一定指导意义。