基于数字孪生的烟田管理系统

烟草农业已通过实施设施农业和全程机械化等手段来提升烟叶的生产效率、烘烤烟草的品质以及农民的收益,但在烟田管理上仍然面临由非线性、互馈性、多尺度等难题带来的效率低下问题。采用数字孪生理论和技术,以昆明地区的烟田管理系统为研究对象,设计多要素物联网数据采集装置,结合无人机倾斜摄影技术,建立一种以虚控实的数字化在线推理和反馈体系的烟田数字模型,以烟草氮元素管理为实践应用,实现了数据驱动的烟田农事管理。结果表明,数字孪生技术能显著提升烟草农业的管理效率,其中氮元素管理服务效率提升71%。数字孪生技术在烟田管理的全过程中都有广泛的应用潜力,为烟草农业的数字化转型提供应用参考。

基于无人机作业轨迹的数字烟田信息采集优化与应用

针对烟叶生产中面临的烤烟种植面积核实不够准确,采用人工或者多尺度遥感监测手段成本高的问题,研发了一套通用的无人机轨迹记录装置,对无人机植保、天敌投放等作业进行轨迹记录。结果表明,通过采集无人机植保作业产生的过程数据,可以降低数据获取成本,并将数据应用于数字烟田系统,面积核实平均误差率降至3%,有效解决了面积核实成本高、准确率低的问题,为实现烟区烟叶生产数字采集提供了创新的技术支撑。

2株烟草病害拮抗细菌的分离鉴定和发酵条件优化研究

从健康烟株根际土壤中分离得到了2株拮抗细菌菌株Gj7和Gj9。采用平板对峙试验方法探究了这2个菌株对4种烟草病原真菌的抑制效果,通过形态特征观察、生理生化特征测定和16S rDNA基因序列分析对这2个菌株的分类地位进行了鉴定,并采用单因素试验方法对其发酵条件进行了优化。试验结果表明:Gj7和Gj9对烟草黑胫病、赤星病、靶斑病、根腐病菌的抑制率均在60%以上,且这2株菌的挥发性物质对4种病原菌也有抑制效果。初步鉴定Gj7菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),Gj9菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。Gj7菌株的最佳发酵培养基配方为蛋白胨1.00 g,酵母浸粉0.50 g,蔗糖2.00 g,蒸馏水100 mL;其最佳发酵条件为pH值8,转速240 r/min,装液量60 mL,温度24℃,发酵时间为22 h。Gj9菌株的最佳发酵培养基配方为蛋白胨1.00 g,酵母浸粉0.50 g,葡萄糖2.00 g,蒸馏水100 mL;其最佳发酵条件为pH值6,转速240 r/min,装液量30 mL,温度36℃,发酵时间14 h。

晒烟种质资源主要性状的基因型差异

22份晒烟种质资源于2007年在中国烟草中南农业试验站永州基地种植，对其生育期、农艺性状、经济性状进行了系统研究。结果表明，晒烟不同基因型间主要性状存在明显的差异：苗期在54～60d、大田生育期在74～131d之间，各基因型间农艺性状的变异系数在8．86％（茎粗）～39．29％（叶数）之间，经济性状的变异系数在19．28％（中等烟）～39．24％（产量）之间，以节距、叶数、株高、产量、产值的变异系数较大。晒92414和Va331—4两品种的综合性状表现较好，具有较好的利用价值。

烟蚜茧蜂商品化生产及其存在的问题与对策

烟蚜茧蜂是桃蚜的优势寄生性天敌,通过将卵产于蚜虫体内取食汁液杀死或控制蚜虫,随着农业生产的无公害化、精品化和现代化趋势日趋明显,生物防治和综合治理将是实现大幅度降低化学农药使用的重要途径。对烟蚜茧蜂商品化生产模式与技术体系中的规模化生产技术、产品登记、贮存、包装运输、质量检验与控制、销售及售后服务等方面进行了归纳总结,分析了各技术环节和推广应用存在的主要问题,提出了完善烟蚜茧蜂商品化生产的建议与对策。

美洲大蠊和德国小蠊肠道内生真菌的分离鉴定及拮抗昆虫病原真菌的初步研究

采用传统昆虫内生菌分离及真菌培养方法并利用ITS扩增子测序法,对美洲大蠊和德国小蠊肠道内的可培养真菌进行了分离纯化及鉴定,利用平板对峙法观察分离出的肠道内生真菌对病原真菌的抑制情况,筛选出了对常见昆虫病原真菌具有一定有拮抗作用的菌株。结果表明,在美洲大蠊肠道中共分离得到8属12株真菌,其中丝孢酵母属(Trichosporon)2株;念珠菌属(Candida)3株;哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)2株;毛孢子属(Cutaneotrichosporon)、酵母属(Saccharomyces)、曲霉属(Aspergillus)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)、耶氏酵母属(Yarrowia)各1株。在德国小蠊肠道中共分离得到3属4株真菌,其中丝孢酵母属(Trichosporon)1株、念珠菌属(Candida)1株、曲霉属(Aspergillus)2株。平板拮抗试验筛选出德10株对昆虫病原真菌球孢白僵菌(Beauveria bassiana)和莱氏野村菌(Nomuraea rileyi)具有拮抗作用的真菌菌株,占分离得到的所有可培养真菌总株数的62.50%。

烟蚜茧蜂僵蚜产品自动化收集与包装储存方法研究初报

为了降低烟蚜茧蜂僵蚜产品的生产成本,提高僵蚜收集效率和包装后的羽化率,对僵蚜不同收集方式的收集效率及羽化率、不同包装材料和缓冲物对僵蚜羽化率的影响分别进行了比较试验。结果表明,单台僵蚜剥离机每天可收集僵蚜7.2×106头以上,且收集效率最高,僵蚜羽化率高达93.11%;僵蚜、荞麦壳基质与水按一定比例混合,采用无纺布复合卷膜包装较适宜,冷藏15 d、20 d、25 d和30 d僵蚜羽化率分别为91.50%、86.01%、83.03%和74.67%。

昆明市植烟土壤交换性钙镁特征分析

利用GPS定位在昆明市烤烟种植区采集了1000个代表性土壤样品,测定了其交换性钙、镁含量及钙镁比值。结果表明:①昆明市植烟土壤交换性钙、镁含量丰富,平均值分别为2728.36和294.71 mg/kg,土壤钙镁比值大于10而引起的镁潜在性缺乏比例占37.50%。②土壤交换性钙、镁含量和钙镁比随海拔高度的升高而呈下降趋势,低海拔植烟土壤的交换性钙、镁含量高于高海拔地区。③土壤质地对交换性钙、镁含量的影响不大,但总体表现出质地粘重的土壤钙镁比值相对较高。④土壤交换性钙、镁含量与土壤pH呈正相关关系。

昆明市植烟土壤肥力状况评价

为了全面分析昆明市植烟土壤肥力状况,以1 000个代表性植烟土壤的理化指标为基础数据,运用模糊综合评价法(Fuzzy)对植烟土壤的肥力状况进行综合评价。结果表明:(1)昆明市植烟土壤质地以壤土为主,容重、孔隙度和持水量整体处于适宜烤烟生长范围,>0.25 mm水稳性团粒含量较高,土壤抗侵蚀能力强。(2)植烟土壤pH变异系数较小,微酸性土壤比例占48.10%;有机质含量丰富,全氮含量适宜,碱解氮含量中等,有利于烤烟种植中氮素的调控;速效磷含量变异程度较高,速效钾含量丰富;交换性镁、有效钼含量变异程度较大,有效硼含量中等,水溶性氯含量不均衡。(3)昆明市植烟土壤肥力综合评价指数(IFI)的变化范围是0.258～0.957,平均值为0.703,整体IFI分值较高。植烟土壤肥力综合评价中养分强度因素的有效钼、有效硼、交换性镁和速效磷指标相对其余指标对植烟土壤肥力的作用分值较小,是影响昆明市植烟土壤肥力的限制因子。

烟草DNA的提取与SRAP反应体系优化

以8个烤烟栽培品种为试验材料,对烟草基因组DNA的提取方法进行比较,并对建立烟草SRAP-PCR反应体系的影响因子设置梯度试验.结果显示:改进的CTAB法能较好地满足烟草基因组DNA的提取,在20μLSRAP-PCR的反应体系中,DNA模板40ng、Mg2+1.5mmol/L、dNTP0.25mmol/L、引物0.2μmol/L、Taq聚合酶1.5U,8个烤烟品种的扩增多态性高,带型清晰,差异明显.

柠檬草精油对烟草黑胫病的抑制活性研究

研究了5种常见植物精油的抗烟草黑胫病活性,确定了植物精油的种类与浓度,为烟草黑胫病防治的精油药剂的开发与应用提供理论依据。采用菌丝生长抑制法和茎秆接种法,分别评价了植物精油对烟草黑胫病的体外和体内抑菌活性。结果表明,在体外条件下,柠檬草精油对烟草黑胫病的抑制效果最好,具有浓度梯度抑制效应,最低抑菌浓度为320μg/mL;在体内条件下,柠檬草精油640μg/mL时对烟草黑胫病预防与治疗效果最佳,病情指数分别为16.67和56.79,相对诱导效果分别为81.93%和38.44%,与甲霜灵190μg/mL无显著性差异。柠檬草精油具有优越的体外和体内抗菌活性,是有潜力的生物抗菌剂和杀菌剂,有望在今后的烟草黑胫病菌防治中进一步开发利用。

种植密度对烟田环境、烤烟农艺性状及产量质量的影响研究进展

种植密度既影响烟田环境、烟叶的农艺性状,又与烟叶的产量质量有着密切的关系,且种植密度的控制简单易行,这使得选择适当的种植密度成为提高烤烟烟叶质量以及可用性的有效手段。

烤烟胞质雄性不育杂种经济性状的杂种优势表现

以自育的3个烤烟(Nicotiana tabacum L.)胞质雄性不育系和4个国内推广烤烟品种为材料,配成12个杂种,研究烤烟6个经济性状(产量、产值、均价、上等烟比例、上中等烟比例和级指)的杂种优势表现。结果表明:(1)经济性状的离中优势相当普遍,100%组合的产值和产量存在显著的正向离中优势,其它经济性状有12.50%-83.33%组合的离中优势达显著或极显著水平;(2)有较多组合的产量和上等烟比例存在超高亲优势,其中分别有75.00%和66.67%组合的超高亲优势达到显著或极显著水平,其它经济性状也有8.33%-50.00%组合的超高亲优势达到显著或极显著水平;(3)MsYZ203-6×红花大金元组合在6个经济性状上均表现极显著的超亲优势,MsYZ206-9×云烟87组合在除均价外的5个经济性状上表现极显著的超亲优势。

利用斜纹夜蛾规模化繁育夜蛾黑卵蜂的初步研究

夜蛾黑卵蜂Telenomus remus Nixon是夜蛾科害虫的重要卵期寄生性天敌,可用于草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的生物防治。为了提高夜蛾黑卵蜂规模化繁育的生产效率,本文研究了利用斜纹夜蛾S.litura繁育夜蛾黑卵蜂时寄主卵龄、寄主产卵时间和蜂卵比对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响。结果表明:斜纹夜蛾卵龄对夜蛾黑卵蜂羽化率有显著影响,卵龄为1日龄时羽化率高达90.81%,显著高于2日龄和3日龄的斜纹夜蛾卵;夜蛾黑卵蜂对产卵时间在1~7 d内的斜纹夜蛾卵具有较高的寄生效率,寄生率均在97.5%以上,羽化率均在82%以上,显著高于7 d后产的卵;当蜂卵比为1:30和1:50时,寄生率和羽化率最高,分别可达到99%和80%以上,均显著高于1:70和1:100的处理。研究结果显示,选用斜纹夜蛾成虫羽化后前7 d产的1日龄卵,蜂卵比为1:50繁育夜蛾黑卵蜂生产效率最佳。

烤烟胞质雄性不育杂种化学品质性状的遗传分析

以3个烤烟胞质雄性不育系(MsYZ206-9、MsYZ203-6和MsYZ216-1)和4个烤烟品种(红花大金元、云烟87、G80和G28)为材料,配成12个杂种,利用简单加性-显性遗传模型研究总糖、烟碱、总氮、氧化钾、氯、总糖/烟碱、总氮/烟碱和氧化钾/氯等8个烟叶化学品质性状的遗传效应和群体杂种优势表现.结果表明:1)控制烟叶总糖的主要遗传效应是加性效应,显性效应较低,其杂种优势利用潜力可能较低;控制烟碱、总氮、氧化钾、氯、总糖/烟碱、总氮/烟碱和氧化钾/氯的显性效应较高,这7个化学品质性状的杂种优势利用潜力可能较大;2)所有杂种总糖存在负向群体平均优势和负向群体超亲优势,其他7个化学品质性状表现为正向、负向群体平均优势和群体超亲优势并存.

烤烟胞质不育杂种下部叶品质性状的优势表现

以自育的3个烤烟胞质不育系和4个国内推广烤烟品种为材料,配成3×4=12个杂种,研究烤烟下部叶8个品质性状的杂种优势表现。结果表明:(1)各品质性状均存在正向或负向的离中优势。总氮有25.00%组合的正向离中优势达到显著或极显著水平;相反,总氮/烟碱、总糖和氧化钾有33.33%、25.00%和8.33%组合的负向离中优势达到显著或极显著水平;烟碱、氯、总糖/烟碱、氧化钾/氯分别各有41.67%、16.67%、8.33%、8.33%组合正向离中优势和8.33%、8.33%、33.33%、8.33%负向离中优势达到显著或极显著水平。(2)总氮、烟碱、氯分别有25.00%、16.67%和8.33%组合的超高亲优势达到显著或极显著水平,其它品质性状均不存在显著的超高亲优势。(3)烟碱、总糖/烟碱、总氮/烟碱分别有8.33%、16.67%、8.33%组合的超低亲优势达到显著或极显著水平,其它品质性状各组合均不存在显著的超低亲优势。

烟碱在烟株内分布及与栽培因素的关系研究进展

综述了烟碱在烟株体内的积累与分布规律。通过分析影响烟叶烟碱含量的相关因素,对影响其含量的遗传特性、生态因素和栽培措施,以及种植密度、施肥技术、打顶留叶、成熟采收等农业措施进行有效调控,提出了相应的烟碱调控措施,以达到降低烟碱含量、提高烟叶可用性的目的。

不同植烟密度对填充型烟叶烟株农艺性状和产量的影响

不同植烟密度对烟田土壤、田间小气候、烟株生长发育以及产量形成均有很大的影响。通过试验,对于多叶且叶片较薄的品种,宜降低种植密度,可以较好的提高产量和质量;对于多叶且叶片较厚的品种,可以提高种植密度,对产量影响不大,但是可以明显提高烟叶品质,对于20片叶左右的品种,可以适当提高栽培密度以提高产量。

保得微生物土壤接种剂在烟草上的田间试验总结

通过田间试验和实验室检测得出:保得微生物接种剂能促进烟草植株的前期生长,提高烟叶产量,并能改善土壤环境,提高肥料利用率,而且90 g/hm2的施用量比60 g/hm2的施用量更能使烟株长势旺盛,产量更高。表明在一定范围内保得微生物接种剂对烟株生长的促进作用随微生物肥料施用量的增加而变大。

中草药提取物对烟草根结线虫病及根际土壤理化性状的影响

以烤烟红花大金元为材料,分别研究了苍耳、青蒿、和苦参3种中草药的提取物溶液对烟草根结线虫病及根际土壤的影响。结果表明:在移栽时浇穴灌根施用苍耳、青蒿和苦参的提取物溶液均有利于提高根际土壤养分、降低土壤酚酸类物质含量、促进烤烟的生长发育;其中苦参提取物溶液可显著提高根际土壤过氧化氢酶和脲酶活性、降低土壤酚酸类物质的积累,烤烟的农艺性状表现最好,烟草根结线虫病防治效果较佳,防效达23.87%;而苍耳、青蒿提取物溶液对烟草根结线虫病的防治效果不明显。