生物质炭用量对烤烟烟叶净光合速率和香味物质含量的影响

为了探明生物质炭(生物炭)用量对烤烟烟叶净光合速率和香味物质含量(质量分数)的影响,通过田间试验研究了生物炭用量(0,300,600和900 kg/hm2)对烤烟烟叶净光合速率、香味物质含量和经济性状的影响。结果表明:随着生物炭用量的增加,烟叶净光合速率、美拉德反应产物含量(质量分数)、芳香族氨基酸降解产物含量(质量分数)升高,烟叶产量显著提高;烟叶类胡萝卜素降解产物含量(质量分数)、总香味物质含量先升高再降低。生物炭用量600kg/hm2的烟叶类胡萝卜素降解产物含量、芳香族氨基酸降解产物含量、总香味物质含量及烟叶纯收益最高,烟叶净光合速率、美拉德反应产物含量较高。      

生物炭与化肥氮配施对土壤氮素及烤烟利用的影响

  目的  为探讨施用生物炭对土壤氮素及烤烟对氮素利用的影响。  方法  2015-2016年在河南省方城县金叶园大田条件下,设置了添加生物炭后不同氮水平,研究对土壤硝态氮、铵态氮、碱解氮以及烤烟对氮素吸收积累的影响。  结果  在烟株生育期内,添加生物炭后显著提高了土壤硝态氮含量。2015年硝态氮含量最高达到铵态氮含量的15.72倍,2016年为34.56倍;2016年提高无机氮含量达6.70%~52.47%;添加生物炭对土壤碱解氮含量在烤烟生长前期有一定的提高作用,而在烟株打顶后有效降低了其含量,有利于顺应土壤供氮与烤烟需要适时落黄成熟规律。施加生物炭后,烤烟氮素积累速率前期较高,后期下降。连续施用2年后,氮素利用率可高达49.14%和47.62%。  结论  生物炭与氮肥配施,提高了土壤氮素含量,增施生物炭减少15%化肥氮仍能提高烤烟氮素利用,且连续施用对氮素固持和提高烤烟利用率效果明显。      

深耕和绿肥掩青条件下生物炭对烟叶产质量和土壤养分的影响

为探索深耕和绿肥掩青条件下生物炭对烟叶生产的影响,通过设置大田试验,分析了不同生物炭用量及施用方式对烟株农艺性状、经济性状、烟叶化学成分以及土壤养分和微生物数量的影响。结果表明,深耕或绿肥掩青条件下,施用生物炭可增加烤烟株高、有效叶片数、茎围和叶面积等农艺性状指标,提高烤烟产量、产值和上等烟比例,改善烤烟化学成分的协调性。生物炭可提高土壤有机质、溶解性有机碳、总氮、速效氮、速效磷、速效钾等养分含量。与深耕配施生物炭相比,绿肥掩青配施生物炭更有利于土壤细菌和真菌的繁殖。综合比较,绿肥掩青配合撒施4 500 kg/hm2或穴施750 kg/hm2生物炭对增加豫中烟田的土壤养分以及提高烤烟产质量和经济性状的效果较佳。     

成熟期温度对烟叶质体色素积累及香气成分的影响

为明确成熟期温度对烟叶品质风格的影响机制,以烟草品种K326为材料,采用盆栽试验在烟株打顶后将其分别转移至日均温度28.1℃和22.8℃的人工气候室中控温培养,在培养30 d后对中部叶片细胞结构、色素积累及烟叶香气成分进行分析。叶片超微结构观察结果显示,在烟叶成熟期高温条件下,叶片细胞核降解程度提高,淀粉粒含量(质量分数)丰富,嗜锇颗粒数量多、体积较大,叶绿体降解充分,类囊体片层不完整。LC/MS分析表明,成熟期高温处理的叶片中质体色素,包括β-胡萝卜素、新黄质、紫黄质、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b等含量(质量分数)均低于低温处理的叶片。而在烤后烟叶中类胡萝卜素降解产物芳樟醇、异佛尔酮、β-二氢大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮4、法尼基丙酮、螺岩兰草酮等,叶绿素降解产物新植二烯含量显著高于低温处理的叶片。因此,烟叶成熟期高温促进了叶片细胞结构的降解和内含物质的积累,有利于质体色素降解和香气物质的生成,对烟叶品质和风格具有较大影响。     

烤烟叶片成熟期间碳氮代谢主要物质流分析

在山东莒县以中烟100为试验材料研究了烤烟叶片适宜成熟度与碳氮代谢的关系。结果表明:烟叶总氮含量主要受叶绿素、烟碱和可溶性蛋白之外的含氮化合物的影响;淀粉含量表现为施氮135kg/hm2处理显著高于90kg/hm2处理;叶绿素含量与总氮含量显著相关,其影响主要是直接影响;随着烟叶成熟,叶绿素逐渐降解,总氮含量和可溶性蛋白含量逐渐下降;烟碱的积累诱导了总氮含量的下降;还原糖向淀粉合成方向的转化是单向的,总糖向还原糖的转化方向也是单向的,但总糖与淀粉的间接贡献表明,这两个过程还受其他因素影响。根据以上结果认为:烤烟叶片适宜成熟度是碳氮代谢主要物质流的特定状态,而碳氮代谢主要物质流的调控是培育适宜成熟度的重要生理生化基础。     

生物炭及海藻肥对烟草生长、土壤性状及青枯病发生的影响

为研究不同用量生物炭及海藻肥对烟草生长及青枯病的影响,以烟草NC102为试验材料,在常年青枯病发生较严重的地块采用完全随机设计,在常规施肥基础上,设置处理CK（空白对照）、BC1（9000 kg/hm²生物炭）、BC2（15 000 kg/hm²生物炭）、BC3（22 500 kg/hm²生物炭）、SW（2250 kg/hm²海藻肥）、BC2+SW（15 000 kg/hm²生物炭+2250 kg/hm²海藻肥）。结果发现,海藻肥和生物炭单一或混合施用均能促进烟草生长,最大量生物炭的处理虽然抑制烤烟团棵期生长,但可以促进烤烟旺长期的生长。生物炭和海藻肥单一或混合施用均显著提高了土壤pH及部分土壤养分含量,降低了烟草青枯病发病率及病情指数,有利于提高烤烟产量和中上等烟比例,协调烟叶化学成分,提升烤后烟叶内在品质。利用Pearson相关系数分析了不同处理土壤理化性质与烟草青枯病病情指数之间的关系,结果发现,适当提高土壤酸碱度可作为酸性土壤主产区防控烟草青枯病、提高烤烟产质量的重要策略。     

烤烟上部叶成熟过程中代谢组的差异分析

为明确烤烟上部叶成熟过程中物质转化规律及代谢组的差异,利用GC-MS非靶向代谢组学方法并结合激素及色素等的测定对烟株打顶后20、30、40、50和60 d的上部叶代谢物进行分析。结果表明:上部烟叶成熟过程可分为3个阶段,分别为烟株打顶后20~30 d、40~50 d和60 d。随烟叶成熟进程的推进,叶绿素和类胡萝卜素含量（质量分数）逐渐下降,在打顶后40 d时下降最为明显,游离氨基酸和总氮含量整体呈下降趋势,总植物碱和碳水化合物含量整体呈升高趋势,烟叶中促进生长类激素含量在打顶后40 d显著下降,促进成熟衰老类激素含量在打顶后40 d显著提高,打顶后40 d可能是上部烟叶成熟过程中生理功能由盛转衰的关键节点。通过正交偏最小二乘判别分析法（OPLS-DA）筛选出38种差异代谢物,主要是氨基酸类、糖类和脂肪酸类代谢物,其中4-氨基丁酸、果糖、阿洛糖、棕榈酸、亚麻酸、甘油酸、苹果酸、莨菪亭、奎尼酸等可能是上部烟叶成熟过程中较关键的代谢物。差异代谢物显著（p＜0.05）富集在糖代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢等通路中,其中乙醛酸和二羧酸代谢,不饱和脂肪酸的生物合成,TCA循环,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等通路在烟叶成熟过程中起重要的调控作用。      

生物炭类型对植烟土壤碳库及烤后烟叶质量的影响

  目的  为研究不同材料来源生物炭对植烟土壤碳库及烤后烟叶品质的影响。  方法  以云烟97为研究对象,于2013年在陕西汉中进行大田试验,试验设置四个处理:T1常规施肥;T2（T1+花生壳生物炭600 kg/hm2）;T3（T1+稻壳生物炭600 kg/hm2）;T4（T1+麦秸生物炭600 kg/hm2）。  结果  （1）施加生物炭后,土壤有机碳矿化速率、土壤水溶性碳、土壤易氧化有机碳、土壤碳库指数显著增加,但土壤微生物生物量碳含量下降。（2）施加生物炭能降低烟叶总糖、还原糖含量,降低烟叶钾氯比、糖碱比,但可以增加烟碱含量,提升烟叶两糖比。（3）花生壳生物炭对土壤易氧化活性有机碳含量和土壤碳库管理指数的提升效果最好,对土壤改良效果明显。同时,也提高了烟叶钾含量。（4）麦秸生物炭显著地增加了土壤全碳含量,但也增加了烟叶烟碱含量,对烟叶品质造成了一定的负面影响。  结论  施用生物炭有利于活化土壤碳库,但不同材料来源的生物炭对烟叶品质影响不同。      

稻壳生物炭对整治烟田土壤养分及烟叶产质量的影响

为探究生物炭施用对整治烟田土壤改良及烟叶产质量的影响,在皖南的烟田整治区,研究了稻壳生物炭不同施用量对土壤养分及烟叶产质量的作用效果。结果表明,稻壳生物炭施用可以降低土壤容重,提高土壤pH及有机质、碱解氮、有效磷和速效钾等养分含量。生物炭可以促进烟株生长发育,对烟叶外观产生一定影响,特别是油分指标随生物炭用量增加呈下降趋势。生物炭施用一定程度上降低烟叶总糖及还原糖含量,提高总氮、烟碱及钾含量,其中T2（生物炭7.5 t/hm²）处理烟叶化学成分协调性较好。同时烟叶感官质量随生物炭施用量增加呈现先增加（不变）后降低趋势,感官评吸得分表现为T1=CK> T2> T3。烤烟的产量产值均随着生物炭施用量增加而增加,其中T3（生物炭15 t/hm²）处理最高,产量达1729.2 kg/hm²,产值达到37516.8 元/hm²,较CK分别提高43.51%和43.48%。但上等烟比例随生物炭用量增加呈先增加后降低趋势。综合土壤养分及烟叶的产质量结果,在皖南烟田整治区,稻壳生物炭的施用量不宜超过7.5t/hm²。     

烤烟成熟期土壤水分状况对烟叶挥发性香气物质及主要化学成分的影响

为研究烤烟成熟期间不同阶段控水处理对烤烟香气及主要化学成分的影响,采用盆栽,分别在烤烟叶片处于定长、欠熟、适熟3个阶段将土壤相对含水率控制在40%和80%,测定烟叶挥发性香气成分及主要化学成分的含量.结果表明:烤烟成熟过程中,短时干旱处理后西柏烷类物质、质体色素降解物、美拉德反应产物和芳香族等香气物质含量比对照高,而持续干旱处理时这些物质含量比对照低,越临近烟叶定长的干旱对香气物质含量影响越大;烤烟成熟期间,任意阶段较短时间的干旱对香气物质形成有利,但持续干旱对香气形成不利.打顶后的间断干旱,水溶性糖和还原糖含量升高,总氮和烟碱含量也升高,欠熟期、适熟期干旱和整个成熟期干旱能使钾含最稍微升高.     

不同钾肥配施对烤烟质体色素和碳氮代谢及品质的影响

为探究不同钾肥配施对烤烟碳氮代谢和品质的影响,采用田间试验研究了不同钾肥及其配施对烤烟质体色素、部分碳氮代谢关键酶活性、常规化学成分和中性致香物质的影响。结果表明,与施用普通钾肥（对照）相比,缓释钾肥处理提高了烟株各生育期的氮代谢和成熟期的碳代谢。缓释钾肥＋普通钾肥处理和缓释钾肥＋普通钾肥＋黄腐酸钾处理对烟叶质体色素含量和碳氮代谢水平的提高作用比较明显,而缓释钾肥＋普通钾肥处理在烟株生育后期仍然有很高的叶绿素含量与硝酸还原酶活性,阻碍了烟叶碳氮代谢的适时转化和烟株正常落黄成熟。缓释钾肥＋普通钾肥＋黄腐酸钾处理不但能提高烟叶生育前期质体色素含量和碳氮代谢水平,而且能够促进烟叶质体色素适时降解和碳氮代谢的协调。总体来看,缓释钾肥及与其他钾肥的配施显著提高了烤后烟叶中的钾含量,提高了钾氯比和两糖比,使烟叶化学成分更趋于协调,同时提高了大多数种类的香气物质含量,此外,缓释钾肥＋普通钾肥＋黄腐酸钾处理还提高了新植二烯和香气物质总量。综合来看,缓释钾肥＋普通钾肥＋黄腐酸钾处理最有利于优质烟叶的形成。     

打顶对烟草叶片多酚代谢及其关键酶的影响

为明确打顶对烟叶多酚代谢的影响,本研究以红花大金元品种为材料,采用高效液相色谱法（HPLC）、紫外分光光度法和实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）,对移栽后30 d（苗期）和85 d（现蕾后10 d）烟株进行打顶处理,分别检测中部叶（苗期为第4叶位,现蕾后10 d为第8叶位）中多酚类物质含量及其关键酶活性与基因表达。结果表明,与同时期未打顶处理相比,移栽后30 d打顶处理的烟叶中绿原酸等多酚类物质含量显著降低,PAL、PPO和POD活性升高,4CL活性降低,C4H活性无显著差异,PAL1、PAL4和4CL2表达量上调;移栽后85 d打顶处理的烟叶中多酚类物质含量显著升高,PAL、C4H、4CL和POD活性升高,PPO活性降低,PAL1表达量下调,4CL2表达量无显著差异。两个时期打顶处理烟叶中PAL2、PAL3、C4H和4CL1表达量均上调。以上结果表明,打顶诱导烟叶多酚生物合成与生育期有关;打顶后多酚类物质含量与PPO活性负相关,与4CL活性正相关。苗期打顶后烟叶中多酚含量降低,主要与多酚类物质的降解速率强于合成速率有关,而现蕾后打顶烟叶中多酚含量升高,主要与多酚类物质的合成速率强于降解速率有关。      

施氮量对烤烟打顶期叶片光合响应的影响

为进一步明确氮肥施用量与烤烟打顶期中部叶片光合作用的关系,设置了3个氮肥水平45、90和135 kg/hm²,在盆栽试验条件下研究了不同施氮量对烤烟打顶期中部烟叶光响应曲线及其拟合参数的影响。采用开放式气路测定了烤烟中部叶净光合速率、胞间CO₂浓度和蒸腾速率,并计算了瞬时蒸腾速率和光能利用效率。结果表明,随着光合有效辐射水平增强,打顶期中部烟叶净光合速率逐渐提高并趋于稳定;但增加施氮量,叶片净光合速率、胞间CO₂浓度和瞬时光能利用效率逐渐降低,表观量子效率、最大净光合速率和光补偿点随之降低;施氮为45 kg/hm²的叶片瞬时水分利用效率和光补偿点最低。综上所述,盆栽试验条件下,施氮量为45~90 kg/hm²有利于增强烤烟打顶期中部叶片的光合响应。     

氮用量对湘西晒红烟生长发育、产量及品质的影响

研究了不同氮肥用量对晒红烟生长发育、养分含量、经济性状及品质的影响。结果表明:在0~150 kg/hm2的施氮量范围内,随氮肥用量的增加,晒红烟株高增加,叶面积扩大,烟株中总N、P和K含量升高,调制后烟叶产量、产值和上中等烟比例提高,烟叶中总氮、烟碱和蛋白质含量增加,糖含量下降。在中等肥力条件下,施氮量为150kg/hm2时,烟叶的烟碱含量较为适宜,香气较足,刺激性较小。     

不同颜色薄膜遮光对烟草生长期质体色素含量的影响

以自然光为对照,采用红色、黄色、蓝色、紫色和白色5种透明聚乙烯薄膜从旺长期开始对大田烤烟进行遮光处理,研究不同光质比例对不同时期烤烟中部叶片中类胡萝卜素类(叶黄素和β-胡萝卜素)和叶绿素类(叶绿素a和叶绿素b)两类质体色素含量的影响。结果表明:打顶前烟叶中质体色素处于积累阶段,打顶时达到最大值,与自然光相比,遮膜处理均不同程度地加快了质体色素的积累,促进效应以紫膜、红膜和白膜处理最为明显,黄膜处理最低。打顶后烟叶中质体色素处于降解转化阶段,与自然光相比,蓝膜处理下烟叶中质体色素含量在成熟期时与对照接近,在过熟时则明显低于对照。在整个降解过程中各不同薄膜下色素降解率从大到小依次为:蓝膜>紫膜>黄膜>红膜>白膜>自然光,且叶绿素降解率大于类胡萝卜素。红膜处理有利于质体色素的合成,蓝膜处理对质体色素的降解有促进作用,紫膜处理对两个过程都有促进作用,黄膜处理促进效应最弱,但对其降解有利。     

不同钾肥施用量及基追施比对烤烟中性致香物质含量的影响

为了弄清钾肥对烤烟致香物质含量的影响,采用田间试验,以云烟87为材料,探讨了钾肥基、追施比例和施用量对豫西烤烟叶片中性致香物质含量的影响。结果表明,钾肥施用量和施用比例对烤烟中上部叶中性致香物质总量和各降解产物含量的影响各不相同。增施钾肥可明显提高上部叶各类中性致香物质总量,其中中钾水平上高施追肥和高钾水平上低施追肥质体色素类致香物质含量最高,高钾水平高施追肥非质体色素类降解产物含量最高。低钾水平上高施追肥则更有利于中部叶各类香气物质的形成。     

打顶时期对不同烤烟品种烘烤特性的影响

通过测定烤烟烟叶烘烤特性的相关指标,研究了打顶时期对烘烤特性的影响及品种间的差异。结果表明,适当推迟打顶能促进烟叶烤前和烘烤过程中叶绿素和类胡萝卜素的降解,降低含水量,提高失水速率,使丙二醛含量上升和多酚氧化酶活性降低,使烤后烟叶黄烟比例上升。烟叶易烤性和耐烤性均增加。但打顶时间过晚,烟叶质体色素含量过低,失水和衰老速度过快,使烟叶变黄失调,易出现黑糟烟,对改善烘烤特性不利。品种的差异是影响烟叶烘烤特性和确定打顶时间的重要因素。