基于BP神经网络的烤烟外观质量预测模型

【目的】为探究烟叶常规化学成分与各单项外观质量评价指标之间的关系,为外观质量评价的智能精准化发展提供科学依据。【方法】对选取的2017年湖南烟区具有代表性的初烤烟叶样品进行常规化学成分的测量及外观质量评定,通过因子分析法对作为BP神经网络输入变量的常规化学成分进行筛选,分别构建拓扑结构为7-10-1的各单项外观质量指标预测模型。【结果】所选烟叶样品的常规化学成分含量和外观质量得分的统计分析符合正态分布,网络模型对样本的训练结果表明:各个单项外观质量评价指标预测模型中,网络模拟值与实际目标值之间的误差区间在0～0.5范围内的比例均达到60%以上,误差区间在0～1.0范围内的样本比例均达到90%以上,其中成熟度和色度的决定系数达到显著水平;颜色、身份、油分、叶片结构的决定系数达到极显著水平。【结论】基于烟叶常规化学成分含量,利用BP神经网络构建的各项外观质量指标预测模型具有较高的精准性。     

干旱胁迫下外源褪黑素对烟草幼苗生理特性的影响

为了揭示外源褪黑素(MT)提高烟草抗旱能力的生理效应,以豫烟10号为供试材料,采用水培实验,探究了干旱胁迫下不同浓度(50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L、500μmol/L) MT对烟草幼苗膜脂过氧化物、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫对烟草幼苗的生理功能造成严重损害,50μmol/L和500μmol/L MT处理对干旱胁迫的缓解效果不佳,而100μmol/L MT处理能够提高叶绿素含量和光合速率,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,清除活性氧自由基,降低丙二醛(MDA)含量,增加可溶性蛋白和脯氨酸渗透调节物质的积累,提高叶片含水率,降低失水率,有效缓解了干旱胁迫的伤害。     

烤烟叶片不同区位半挥发性有机酸含量的变化

【目的】研究烟叶不同区位半挥发性有机酸含量的差异,探索烟叶分切加工的化学物质基础,为烤烟原料的分切加工提供参考。【方法】以河南浓香型初烤烟叶为材料,从叶尖到叶基分切成10段(HN-1～HN-10),利用单因素方差分析、相关回归分析研究叶片不同区位半挥发性有机酸含量的变化,并基于半挥发性有机酸含量对不同区位进行聚类分析。【结果】烟叶不同区位半挥发性有机酸总量平均为12.43 mg/g,变幅为9.01～20.56 mg/g,各组分平均含量表现为:亚麻酸(5.59 mg/g)棕榈酸(2.83 mg/g)亚油酸(2.04 mg/g)油酸(1.02 mg/g)硬脂酸(0.89 mg/g)十五酸(0.06 mg/g)。棕榈酸、亚油酸以及半挥发性有机酸总量在不同区位间的差异达到极显著水平。棕榈酸、亚油酸、亚麻酸以及半挥发性有机酸总量与区位(HN-1→HN-10)呈极显著负相关关系。从叶尖到叶基,亚油酸和亚麻酸呈逐渐降低的抛物线型变化,棕榈酸和半挥发性有机酸总量呈先增加后降低的抛物线型变化。基于半挥发性有机酸含量的不同区位聚类结果表明,不同区位聚为3段,第1段叶尖部(HN-1～HN-5)半挥发性有机酸含量为12.83 mg/g,第2段叶中部(HN-6～HN-8)半挥发性有机酸含量为12.30 mg/g,第3段叶基部(HN-9～HN-10)半挥发性有机酸含量为11.61 mg/g。【结论】不同区位的半挥发性有机酸含量存在较大差异,且从叶尖到叶基呈规律性变化;烟叶HN-2～HN-5区位工业可用性相对较高。     

烤烟成熟期淀粉代谢关键酶活性与基因表达研究

【目的】探讨烤烟成熟期淀粉积累状况与淀粉代谢关键酶活性及其基因表达的关系,明确烤烟成熟期淀粉代谢的分子调控机制,为优质烟叶生产提供理论依据。【方法】以不同淀粉积累型烤烟品种秦烟96和豫烟6号为材料,测定成熟期烟叶淀粉含量及比例(直链淀粉、支链淀粉)和淀粉代谢关键酶活性,并对其关键酶基因(NtAGPase、NtGBSSⅠ、NtSSS、NtSBE、NtDBE、Ntα-amylase和Ntβ-amylase)进行实时荧光定量PCR分析。【结果】在烤烟发育成熟期,烟叶淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量呈先升高后降低的变化趋势,烟叶生理成熟期(移栽后85 d)其含量最高;随着烟叶的成熟,烟叶中支链淀粉所占比例逐渐增加。烤烟成熟期AGPase、GBSSⅠ、SSS、SBE和DBE活性呈先升高后降低的变化趋势,而烟叶淀粉酶活性则随着烟叶的成熟先降低后升高,烟叶过熟时其活性显著升高;与烟叶淀粉代谢关键酶活性变化趋势不同,其相关基因表达量变化差异较大。烟叶打顶至适熟阶段,AGPase和GBSSⅠ活性与烟叶直链淀粉含量相关性显著,对烟叶直链淀粉的积累贡献最大,NtGBSSⅠ对直链淀粉代谢起主要调控作用;SSS、SBE和DBE活性对烟叶支链淀粉积累起重要作用,NtSBE和NtDBE对烟叶支链淀粉代谢起主要调控作用。当烟叶由适熟至过熟时,淀粉酶(α-淀粉酶、β-淀粉酶)主要参与烟叶的淀粉代谢活动。同一生态环境和栽培条件下,秦烟96淀粉积累较多,具有较高的支链淀粉比例。【结论】烤烟碳水化合物积累以淀粉为主,AGPase和GBSSⅠ是影响直链淀粉积累的关键酶,SSS、SBE和DBE对支链淀粉积累有重要作用,SBE和DBE活性的差异可能是造成烟叶直链淀粉与支链淀粉比值不同的重要原因。     

群体密度与留叶数对湘西山地烟叶品质的影响

为探明湘西山地优质烤烟生产与群体密度及留叶数的关系,以K326为参试品种,采用大田试验方法研究栽培密度和留叶数对烤烟农艺性状及化学成分的影响。结果表明:密度及留叶数对烟株田间农艺性状有显著影响,密度及留叶数对烤烟的化学成分影响较大,留叶数为20片时,烤烟各部位叶片的总糖和还原糖含量随密度的增加而增加,糖碱比也随密度增加而增加。在密度为18 518株/hm~2时糖碱比最高,为16.28,化学成分协调,质量最好。在密度为18 518株/hm~2,行株距为120cm×45cm,每株留20片叶的群体结构较为适合湖南湘西烟区烟叶的生产。     

4个晒烟品种在广昌县的种植表现

为筛选适合广昌县种植的优良、高抗晒烟品种,以赤水铁赤烟、驿前铁赤烟、杨溪木勺烟和头陂柳叶烟4个晒烟品种为材料,采用田间试验对其在广昌县种植的大田生育期、农艺性状、发病率、经济性状、化学成分及感官质量进行观察评价。结果表明:赤水铁赤烟的大田生育期最长,为120d;驿前铁赤烟其次,为119d;杨溪木勺烟最短,为114d。赤水铁赤烟的农艺性状、经济性状和产质量均优于另外3个品种,且对花叶病的抗性较强;驿前铁赤烟对赤星病的抗性最强,其他综合性状仅次于赤水铁赤烟;而杨溪木勺烟和头陂柳叶烟的综合表现均较差。赤水铁赤烟和驿前铁赤烟可在当地作为优良晒烟品种进行大面积推广应用,杨溪木勺烟和头陂柳叶烟建议作为晒烟种质资源材料利用或改良后再进行试种观察。     

土壤质地与烤烟化学成分关系分析

为了探明不同土壤质地对烟叶化学成分的影响,为优质烟叶的生产提供理论依据,以云烟87为试验材料,对紫色土、黄壤土、黄棕壤土和石灰土4中不同类型土壤的理化性质与烤后烟叶化学成分的差异进行相关性分析。结果表明:不同土壤的耕层厚度、速效氮、速效磷及速效钾差异显著,紫色与黄棕壤土两者烤后样的碳和氮化合物及氯含量差异不显著,与石灰土、黄壤土差异显著。典型相关分析表明,烟叶化学成分与黄壤土土壤耕层质地、黄棕壤土的土壤耕层质地和有机质及速效钾、石灰土的土壤有机质及速效氮、紫色土的pH值及速效氮关系密切。     

种植密度对烟草冠层辐射和群体光合作用的影响

烟草群体光合能力是烟叶产量和品质形成的基础,种植密度是调节烟草个体生长和群体发展的重要因素。以烤烟品种‘云烟85’为材料,设置3个种植密度(D1:16 529株·hm~(-2);D2:18 182株·hm~(-2);D3:20 202株·hm~(-2))处理,研究密度对烟草群体叶面积动态、冠层辐射、群体光合作用及经济性状的影响。结果表明,烤烟群体发展动态表现为圆顶期叶面积指数(LAI)最大,行间叶尖距和冠层透光率最低,以后随着叶片的成熟采收,LAI逐渐减小,行间叶尖距和冠层透光率逐步增大。与此相应,群体光合速率(RCP)也以圆顶期较高。同一时期不同处理间相比,随密度增加LAI增大,行间叶尖距和冠层透光率减小。群体光合速率随密度的变化表现为,在圆顶期从D1到D2群体光合速率增加,从D2到D3有所下降,中部叶片采收后3个密度间差异不显著。相关分析表明,LAI与叶尖距、透光率呈显著负相关,与群体光合速率呈正相关,但不显著。表明群体光合速率并非随密度增大而持续提高,密度过大时,反而导致群体光合速率下降。产量和产值从D1到D2显著增加,从D2到D3则有所下降,上等烟比例以D2最高。从群体发展的协调性、田间管理的方便性及生产成本等综合考虑,烤烟品种云烟85的种植密度以18 182株·hm~(-2)左右较为适宜。     

气氛调控养护对片烟醇化质量的影响

[目的]明确仓库气氛调控剂对贵州省特定温湿度条件下片烟醇化效果的影响。[方法]选取2011年度黔西南地区的B2X、B2C、B3B和黔南地区B2X、C3F、B2B 6个等级的片烟,进行气调养护贮存2年,以常规密封贮存为对照进行比较;再将醇化2年后的片烟按前处理继续贮存1年,进行延展性试验,通过测定样品的内在理化指标和感官质量评价来分析其影响程度。[结果]6个等级片烟经密封降氧贮存后,片烟颜色转深得到一定程度上的抑制;烟叶评吸综合得分与对照相比基本一致,随时间增加综合得分均有所上升;理化指标测定结果显示,密封降氧处理对烟叶的影响与正常贮存效果基本相同,总糖、还原糖和总植物碱含量均有所下降,糖碱比更趋向于最适。[结论]气调剂的使用对片烟的醇化进程抑制影响较小。     

产地·等级·部位·醇化时间对烟叶木质素含量的影响

[目的]研究产地、等级、部位、醇化时间对烟叶木质素含量的影响。[方法]以河南地区98个烟叶样品为研究对象,采用氢氧化钠/尿素-稀硫酸法测定其木质素含量,研究产地、等级、部位和醇化时间对烟叶木质素含量的影响。[结果]随着烟叶等级的升高(烟叶部位由上到下),总木质素含量呈增加趋势;随着醇化时间的延长,总木质素含量呈缓慢增加趋势;产地、等级、部位对烟叶木质素含量影响较大,而醇化时间对烟叶木质素含量影响较小。[结论]该研究可为合理利用烟叶、改善烟草品质提供理论依据。