不同氮素来源对烤烟上部叶碳氮代谢及其基因表达的影响

[目的]研究不同氮素来源(有机氮肥和无机氮肥)对烤烟上部烟叶碳氮代谢及关键基因表达的影响,为进一步调控肥料施用、提高烟叶品质提供理论依据.[方法]在保证用氮量一致的基础上,设无机氮肥和有机氮肥两个处理,烟苗移栽后60、70、80和90 d各采样1次,观察不同处理的细胞超微结构,测定烟叶的总糖、总氮和烟碱含量,并对比分析影响碳氮代谢的关键基因表达.[结果]随着移栽时间的延长,有机氮肥处理上部烟叶细胞中的淀粉颗粒增多,嗜锇颗粒含量增加且体积增大.两种氮肥处理成熟期上部烟叶总糖含量均呈先降低再升高的变化趋势,其中有机氮肥处理上部烟叶的总糖含量相对较高;两处理上部烟叶总氮含量随着生育期的延长呈下降趋势,有机氮肥处理在成熟前期显著低于无机氮肥处理(P<0.05,下同),但移栽后90 d二者趋于一致;两处理上部烟叶烟碱含量在成熟期呈上升趋势,有机氮肥处理的烟碱含量除移栽后80 d显著较低外,其他取样时期均高于无机氮肥处理.碳代谢途径关键基因表达分析结果显示,蔗糖合成酶基因(SuS1)、淀粉合成酶基因(SS1)、颗粒结合型淀粉合成酶基因(GBSSI)、支链淀粉合成酶基因(SBE1)和α-淀粉酶基因(AMML)在成熟后期(移栽后90 d)高表达是导致上部烟叶总糖积累较多的主要原因.氮代谢途径关键基因表达分析结果显示,硝酸盐转运蛋白基因(NRT1)和鸟氨酸脱羧酶基因(ODC)在有机氮源条件下高表达是导致上部烟叶烟碱含量显著升高的主要原因.[结论]施用有机氮肥有利于成熟期上部烟叶碳氮代谢途径关键基因的表达,从而促进上部烟叶总糖和烟碱含量增加,同时降低总氮含量.     

不同种类生物质炭对植烟土壤保育及烤烟生长和品质的影响

通过盆栽试验,研究施加等量(3%)椰壳炭、竹炭、猪炭和烟秆炭对植烟土壤基本理化性质、土壤养分、烤烟生长状况以及烤烟常规化学成分的影响。结果表明:施用生物质炭对土壤电导率、有效养分含量、有机碳含量和酶活性有显著影响,其中施用竹炭后土壤有机碳含量较CK增幅最大,达146.37%;而施加猪炭能显著提高植烟土壤中电导率、有效磷、速效钾含量以及过氧化氢酶和脲酶的活性(p0.05)。生物质炭对烤烟农艺性状的影响较小,仅在猪炭处理下,烤烟茎围较对照增加0.78cm。施用生物质炭能显著提高烤烟的生物量(p0.05),其中猪炭和烟秆炭处理下烤烟叶片干质量较CK分别提高了58.07%和47.01%。另外,在施用竹炭、猪炭和烟秆炭后,烤烟叶片中烟碱、总氮、还原糖和钾均处于优质烟叶适宜范围内。猪炭处理还可以显著提高烟叶氯含量(p0.05),并使烤后烟叶糖碱比和氮碱比达到优质烟叶标准。综上所述,在各类生物质炭中,施用猪炭和烟秆炭对于改善植烟土壤理化性质和养分状况、提高烤烟产量和品质的效果较好。     

不同修复剂对二氯喹啉酸致害烟株及其土壤 微生物和酶活性的影响

[目的]探讨不同修复剂对二氯喹啉酸致害烟株的修复效果及其对土壤微生物数量和酶活性的影响,为预防和修复二氯喹啉酸污染土壤及其致害烟株提供参考.[方法]以云烟87为试验材料,采用盆栽试验,探究不同浓度二氯喹啉酸土壤残留对植烟土壤真菌、细菌和放线菌数量的影响;模拟植烟土壤二氯喹啉酸残留浓度0.200 mg/kg进行致害烟株修复试验,待烟株出现典型药害症状后,施入不同修复剂或组合配方,测定不同处理烟草农艺性状及其根际土壤微生物数量和酶活性.[结果]二氯喹啉酸土壤残留对烟草根际土壤微生物数量有明显影响,烟苗移栽15 d—30 d—45 d—60 d后,细菌数量主要呈抑制—激活—抑制—激活的态势,真菌数量主要呈抑制—激活—激活—激活的态势,放线菌数量主要呈抑制—抑制—激活—抑制的态势;不同修复剂处理中以T2(0.135%赤霉酸+0.0031%云苔素内酯+格芙)处理对二氯喹啉酸致害烟株的修复效果最佳,对烟株株高、叶长、叶宽和茎围的抑制率最低,分别为9.40%、8.86%、1.71%和7.19%;与药剂对照处理(CK2)相比,不同修复剂对土壤中微生物数量和酶活性有较好的改善作用,其中T2处理可显著增加二氯喹啉酸残留土壤中的细菌数量(P<0.05,下同),并显著增加致害烟株根际土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性.[结论]0.135%赤霉酸+0.0031%云苔素内酯叶面喷施+格芙200倍液灌根可增加二氯喹啉酸致害烟株根际土壤的微生物数量,提高土壤酶活性,对二氯喹啉酸致害烟株有较好的修复效果.     

渐狭蜡蚧菌Lecanicillium attenuatum产几丁质酶的活性及对南方根结线虫卵孵化的抑制作用

为探究卵寄生真菌产生的几丁质酶对南方根结线虫卵孵化的抑制作用,采用分离自黑龙江大豆孢囊线虫孢囊上的菌株CGMCC5328,利用NAG和pNP法测定其几丁质降解酶系和外切酶的活性,分析几丁质酶粗酶液对南方根结线虫卵的孵化抑制效果.结果表明,菌株CGMCC5328经形态学和ITS序列分析鉴定为渐狭蜡蚧菌Lecanicillium attenuatum;在几丁质酶诱导培养基中培养第4天时其分泌的几丁质降解酶系达酶活高峰,为16.90 U/mL;第6天外切酶达酶活高峰,为0.59 U/mL,之后酶活趋于稳定持续至第14天;几丁质酶分子量分别为79.6、65.6、54.1、42.1和32.9 kDa;其中培养第7天的几丁质酶粗酶原液对南方根结线虫卵孵化的抑制率为83.17%;第6天菌株CGMCC5328对卵的寄生率为85.10%.表明高效产几丁质酶的卵寄生真菌渐狭蜡蚧菌菌株CGMCC5328对南方根结线虫卵孵化具有明显的抑制效果.     

贵州乌蒙烟区清甜香烤烟风格形成的土壤腐殖质组成特征

利用贵州乌蒙烟区31个地点的土壤及烟叶样品数据,对清甜香烤烟风格形成的土壤腐殖质组成特征进行了分析。结果表明:乌蒙烟区土壤腐殖质碳量均值为12.24 g kg-1,胡敏素碳量、胡敏酸碳量、富里酸碳量均值分别为8.49、0.74和3.02 g kg-1。腐殖质组分相对含量中胡敏素比例最高,腐植酸比例平均为31.83%。腐殖质各组分变异系数均较大。形成不同清甜香风格的土壤腐殖质各组分碳量均表现为弱清甜香显著高于典型清甜香和清甜香。腐植酸比例以弱清甜香风格最低;典型清甜香风格形成的胡敏酸比例显著高于清甜香和弱清甜香;胡敏素比例以弱清甜香风格最高。弱清甜香风格形成的土壤腐殖质水平总体较高,其土壤腐殖质碳量均值为16.31 g kg-1,弱清甜香烤烟生长的土壤样本50%的腐殖质碳量大于15 g kg-1。     

气候变暖对烤烟气候适生性和大田可用日数的影响

为了研究气候变暖对毕节烟区烤烟及大田可用天数的影响,利用毕节烟区1971—2010年的气候资料,分析近40年来毕节烟区气候的变化趋势及特点、烤烟气候适生性指数(CFI)和大田可用天数与温度的关系及变化趋势。结果表明:毕节烟区年均温一直呈比较平稳的上升趋势,增幅为0.38℃-10a-1;毕节烟区近40年年均降雨量为1 047.78 mm,大田期年均降雨量为527.03 mm,大田期降雨量随着气候变暖而逐渐减少;毕节烟区近40年年均日照时数为1 318.20 h,大田期年均日照时数为632.70 h,大田期年均日照时数也随着气候变暖而逐渐减少;1971—2010年间毕节烟区年平均CFI为0.62,且呈逐年上升趋势。日均温≥13℃初日随着气候变暖一直在提前,40年间提前了将近30 d,平均为7.5 d-10a-1;日均温≥18℃终日随着气候变暖一直在滞后,近40年间烤烟采收终期延后了27 d,平均为6.75 d-10a-1;40年间烤烟大田可用日数也一直随年均温呈平稳增加趋势,近40年间共增加了58 d,增幅为14.5 d-10a-1。气候变暖导致毕节烟区降雨量减少、日照时数变短,但烤烟CFI随之升高,有利于烤烟的生长,同时气候变暖导致毕节烟区烤烟的大田可用日数增加。     

竹炭配施有机肥对砜嘧磺隆胁迫下土壤微生物特性及烟草生长的影响

以毕纳1号烟草为供试材料,在砜嘧磺隆残留土壤中配施竹炭和有机肥,测定不同时期烟株农艺性状,烟株根系土壤细菌、放线菌、真菌数量和脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性,烟叶生理生化指标和化学成分及烟叶和土壤的砜嘧磺隆残留量,并分析其相关性,为前茬除草剂土壤残留致后茬烟草药害的缓解及其污染土壤的修复提供科学依据。结果表明:每株烟草配施4%竹炭和有机肥100 g对砜嘧磺隆胁迫下烟株的修复效果最佳,使其基本恢复到正常生长水平。烟苗移栽后30 d和60 d,4%竹炭配施有机肥100 g处理显著增加了土壤中微生物数量,烟株根际土壤细菌、放线菌、真菌数量比药剂对照分别提高61. 29%、118. 18%、146. 67%和84. 84%、73. 52%、48. 14%,土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性分别比药剂对照提高74. 29%、64. 95%、131. 59%、56. 65%和84. 56%、63. 09%、121. 44%、57. 02%;烟苗移栽后90 d,增加了致害烟叶的过氧化氢酶活性、可溶性蛋白和叶绿素含量,减少了致害烟叶的丙二醛含量;同时加快了砜嘧磺隆在土壤中的降解速率,改善了致害烟叶品质,其糖碱比(9. 66)和氮碱比(0. 99)处于优质烟叶范围。相关性分析表明,配施竹炭和有机肥的烟株根际土壤微生物数量与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性呈正相关关系;根际土壤微生物数量和土壤酶活性与烟叶品质间具有明显的相关性。总之,竹炭配施有机肥对砜嘧磺隆残留土壤微生物数量和酶活性有明显提高作用,增强了致害烟株的抗逆性,对致害烟株有较好的修复效果。     

两种材质井窖移栽成穴头模态分析

为了探究不同材质的井窖移栽成穴头在井窖制作过程中对脱土减阻、入土能力和井窖成型质量的影响,利用UG软件建立三维模型,基于ANSYS有限元分析软件平台对钢制成穴头和尼龙-钢制成穴头进行了模态仿真分析。取前6阶模态,对2种成穴头的固有频率和最大振幅进行对比。结果表明:尼龙-钢制成穴头前6阶模态的平均振幅大于钢制成穴头,是其1.4倍;尼龙-钢制成穴头前6阶模态下各阶固有频率均小于钢制成穴头,低阶频率下更容易被激发发生共振变形;从振型发生的部位比较,尼龙-钢制成穴头的各阶振动变形均主要发生在部件下部小端处。由此得出结论:相对于钢制成穴头,尼龙-钢制成穴头在井窖的制作过程中,能增强其脱土减阻潜力,并增强了井窖壁强度,提高了成穴头入土能力。该研究可为成穴头材料的选择和井窖移栽机设计提供参考。     

绿肥压青对喀斯特地区植烟土壤细菌群落特征的影响

为研究绿肥压青对喀斯特地区植烟土壤细菌群落特征的影响。采用Illumina Mi Seq高通量测序,分析了连续4年绿肥(黑麦草、燕麦、光叶紫花苕和紫云英)压青对烤烟根际土壤细菌丰富度和多样性的影响。绿肥压青土壤速效钾和有机质含量分别提高了25.04%~31.00%和6.49%~10.84%,土壤有效磷降低了0.62%~9.04%;黑麦草和燕麦压青提高了土壤pH值,而紫云英和光叶紫花苕压青则降低了土壤pH值。与无绿肥压青比较,紫云英压青对土壤细菌Ace指数无显著(P0.05)影响,但黑麦草、光叶紫花苕和燕麦压青分别显著(P0.05)减小了8.73%、6.41%和8.84%;黑麦草、光叶紫花苕、燕麦和紫云英压青均显著降低了土壤细菌Shannon指数,分别下降了6.01%、2.01%、2.01%和3.34%;绿肥压青的植烟土壤放线菌门细菌丰度提高了49.83%~114.95%,厚壁菌门和疣微菌门分别降低了20.05%~66.83%和25.34%~83.49%。冗余(RDA)分析显示,Rhizomicrobium和产黄杆菌属Rhodanobacter等变形菌门细菌属与土壤全氮和有机质呈正相关关系,厚壁菌门的优势细菌类群芽孢杆菌属Bacillus则呈明显的负相关关系。绿肥压青还田提高了植烟土壤水解氮、速效钾和有机质含量,改变了土壤pH值,调节了细菌群落结构。     

微生物菌剂对二氯喹啉酸土壤残留致烟草药害的修复效应

为烟叶生产中二氯喹啉酸对烟草药害的微生物修复提供科学参考依据。以“云烟87”为供试材料,采用盆栽试验,模拟二氯喹啉酸残留浓度0.02 mg/kg,研究富必来微生物酶制剂、格芙微生物菌剂、仙丰168和腊状芽胞杆菌Bacillus cereus LY05对二氯喹啉酸致害烟株生长情况、生理生化指标、烟叶化学成分和烟叶及其土壤二氯喹啉酸残留降解的影响。结果表明,4种微生物菌剂对烟草二氯喹啉酸药害症状均有一定修复效果,其中以富必来微生物酶制剂（1：500倍液灌根,500 mL菌液量）对药害烟株修复效果最佳,烟苗移栽30和60 d后,对致害烟株叶长、叶宽、株高和茎围有显著促进作用（P<0.05）,显著增加了致害烟株地上和地下部鲜、干重,烟株主根长度最长且显著高出药剂对照41.65%;与药剂对照相比,增加了致害烟叶SOD、CAT、GSH酶活性和可溶性蛋白含量,增幅分别为56.51%、42.42%、24.47%和0.50%;显著降低了致害烟叶MDA含量,并改善了烟叶的化学成分,其两糖比、糖碱比和氮碱比分别为3.39、6.99和1.06,基本恢复至优质烟叶的品质范围;同时烟叶旺长期致害烟叶及其土壤二氯喹啉酸残留最低,分别为0.0356和0.0135 mg/kg,比药剂对照分别下降了63.31%和71.56%。腊状芽胞杆菌LY05对致害烟株有较好的修复作用,加快了二氯喹啉酸降解速率,对致害烟叶叶宽修复效果显著,有效舒缓了烟叶皱缩状,为二氯喹啉酸污染土壤及其致害烟株修复和复合微生物菌剂研制提供了新的方法和菌种资源。