肥料氮和土壤氮对烤烟氮素吸收和烟碱合成的影响

烤烟是我国重要的经济作物,氮素营养对烟草的产量和质量起着重要的作用。烟碱含量是评价烟叶质量的关键指标之一,有许多因素影响烟叶中烟碱含量。比如降雨[1]、外界温度、光照[2~4]、土壤特性[1]和栽培措施[5~11]。在可控制因素中,氮素营养对调控烟碱含量显得尤为重要[8,12~15]。肥料氮和土壤氮作为烤烟氮素的两种主要来源,其对烤烟氮素营养和烟碱合成影响如何?关于这方面的研究甚少。目前,许多研究[16~19]表明,农田肥料氮过多施用造成作物品质下降、土壤中肥料氮素残留过多乃至地下水体污染等问题。为此,选择了种烟大省———云南省的玉溪地区作为试验点,并用15N示踪技术[20,21]在烤烟全生育     

不同施氮水平对烤烟产量和烟碱含量的影响

通过田间小区试验,研究珠东基地单元烤烟主栽品种云烟87在不同施氮水平下对烟叶产量和烟碱含量变化的影响。结果表明:在保障烟草正常生长发育和烟叶产量的基础上,适当控制氮肥用量可有效降低烟叶中烟碱含量,每667 m2施8 kg纯氮的烟叶烟碱含量比较符合我国卷烟工业的需求,其烟叶的刺激性较小,烟气较为柔和,可用性较好。     

云南烤烟大田期气候对烟叶品质的影响

基于近年的最新研究成果和文献,应用烟草生态学和栽培学理论论证和提炼云南烤烟气候的独特性,解译云南烟叶品质风格特点形成的气候成因,分析云南烤烟气候的优势和不足,对提高云南烟叶质量和做好烟草种植规划有重要指导意义.论文强调气候三因素的匹配和时段分配对烟叶品质影响的重要性.云南烤烟生长季内光、温、水三因素在总量上无任何优势,但在大田生长前、中、后期的光、温、水时段分配和匹配上颇具独特性,是云南烟叶含糖量较高、烟碱和氮含量适中、石油醚提取物偏低、钾氯含量不高的主要气候成因;中高海拔区光照对温度的补偿效应和较高的温度有效性,以及地膜覆盖栽培的增温效应,是云南烤烟种植海拔上限高和适宜植烟面积大的重要原因.     

不同调制方法对烟草烟碱转化及TSNA的影响

为进一步明确调制方式对不同品种(系)烟草烟碱转化和特有亚硝胺(TSNA)的影响,采用裂区试验设计,以白肋烟[B37LC(低烟碱转化)品系、B37HC(高烟碱转化)品系]、马里兰烟[Md609LC(低烟碱转化)品系、Md609HC(高烟碱转化)品系]、烤烟(‘云烟87’、‘K326’)和晒烟(‘深色公会晒黄烟’、‘浅色公会晒黄烟’)等4种烟草类型的8份材料为主处理,烤制、晾制和晒制3种调制方法为副处理,进行了生物碱和4种TSNA含量检测与研究。结果表明:品种(系)是影响生物碱含量、烟碱转化率和4种TSNA含量的主要因素,N?亚硝基降烟碱(NNN)是4种烟草类型的主要TNSA,所占比例在54.35%~97.36%。不同烟草类型中以白肋烟、马里兰的HC品系与LC品系间差异最大,其中LC品系的NNN含量比HC品系下降90.93%和91.54%。3种调制方法中,烟碱含量为烤制晒制晾制,降烟碱及烟碱转化率则为晾制晒制烤制;除N-亚硝基假木贼碱(NAB)含量烤制显著高于晾制外,NNN、4-(N-甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟碱(NAT)及TSNA总量均为晾制晒制烤制,差异达显著或极显著水平;调制方法对白肋烟、马里兰烟的HC品系影响最大,对LC品系影响最小。综合认为:在烟叶特别是白肋烟、马里兰烟生产上积极推广烟碱转化率低的品种,同时努力改善调制条件、改进调制工艺是降低烟叶TSNA含量、提高烟叶安全性的关键措施。     

栽培措施对白肋烟TSNAs及质量的影响

为探究不同栽培措施耦合对降低白肋烟中烟草特有亚硝胺(TSNAs)含量和提升烟草质量的作用,采用正交试验研究了品种(鄂烟1号LC、TN90和鄂烟3号LC)、施氮量(210、270和330 kg·hm~(-2))和BSM剂量(0.10、0.30μmol·L~(-1)和清水涂抹)3因素耦合对白肋烟中部叶常规化学成分、硝态氮、生物碱、TSNAs、外观质量和感官质量的影响。结果表明,品种是影响N-亚硝基降烟碱(NNN)、降烟碱、烟碱和总生物碱含量的主要因素,种植鄂烟3号LC品种TSNAs含量较低;施氮量是白肋烟中N-亚硝基新烟草碱(NAT)、N-亚硝基假木贼碱(NAB)、TSNAs和硝态氮含量的主要影响因素,TSNAs含量随着施氮量的增加而增加;不同BSM剂量处理的烟叶中TSNAs含量存在差异,打顶后涂抹0.30μmol·L~(-1)BSM烟叶TSNAs含量较低。综上可知,在我国恩施地区利用鄂烟3号LC+施氮量210 kg·hm~(-2)+0.30μmol·L~(-1)BSM可有效降低白肋烟中部叶TSNAs含量,且烟叶常规化学成份协调,外观质量和感官质量较好。本研究结果为优质白肋烟的生产提供了技术参考。     

重茬烤烟的烟碱积累和分配规律研究

烟叶生产中普遍存在重茬现象, 连续重茬对烟株发育和烟叶品质带来不良影响。为了给烟叶生产中合理选择种植方式提供理论依据, 并为今后深入研究烤烟重茬的障碍机理和合理解决烤烟重茬问题奠定基础,本试验在黑龙江省烤烟重茬较普遍的肇州县永胜乡, 采用田间小区试验, 研究了自然肥力和常规施肥条件下不同重茬年限烤烟的烟碱含量、积累与分配的关系。结果表明, 重茬烤烟移栽后3~11 周为烟碱缓慢积累期,11~17 周为快速积累期, 比新茬两个积累期晚2 周。收获时新茬烟碱积累量达到87.56 kg·hm^-2(自然肥力)和128.31 kg·hm^-2(常规施肥), 相同肥力下重茬烤烟积累量随重茬年限增加而显著降低。重茬烤烟根茎内烟碱分配比例随重茬年限增加而降低, 叶片中分配比例增加, 中下部烘烤烟叶烟碱含量升高, 上部叶烟碱含量降低;重茬烤烟烟碱的变化规律不因土壤肥力改变而发生变化。烤烟重茬栽培5 年后, 所有部位烟叶均未达到卷烟厂规定的优质烟叶烟碱含量标准。综合分析认为, 烤烟重茬栽培后, 烟碱积累、分配及烘烤烟叶中烟碱含量均会发生显著变化, 使烤烟烟叶质量降低, 重茬栽培不宜超过5 年。     

云南烤烟5项化学成分含量与其环境生态要素的关系

基于云南565个植烟点的土壤、烟叶取样测试分析数据和由实测气象站网推算的气象数据，应用分类分级方差对比、相关分析和等级化平滑过滤干扰的要素响应分析三种方法，研究揭示了品种、土壤、气象三因素综合影响下各主要要素对烤烟化学成分含量影响的相对大小；基本明确了云南烟叶中总糖、还原糖、烟碱、总氮和蛋白质含量与土壤基本要素、各时段基本气象要素的关系。光、温、水气象条件是影响云南烤烟5项化学成分的主要生态要素；在光、温、水总量基本满足烤烟经济种植需求的前提下，云南烟区光、温、水三要素在大田期间的时段分布和匹配比其大田期总量对烟叶5项成分含量的影响大。云南烤烟大田前期（4—5月）少雨多光照、湿度小、气温较高和日较差大的天气气候，既提高烟叶含糖量又降低烟碱、总氮和蛋白质含量；其大田中后期（尤其7—8月）多雨寡照、湿度大、气温偏低和日较差小的气象条件，有相反的影响效应。大田期各月气温与烟叶含糖量呈负相关，对烟碱含量影响不显著；7—8月气温高可提高烟叶总氮和蛋白质含量。土壤因素对烟叶5项成分的影响总体上小于气象因素；烤烟4个优良品种间的烟叶5项成分含量差异不显著。     

土壤与气候对烤后烟叶烟碱和钾含量的影响

选择贵州生态条件差异较大的威宁县、开阳县和天柱县进行客土田间小区试验,以烤烟(Nicotiana tabacum)云烟85为材料,探讨土壤与气候对烤后烟叶烟碱和钾含量的影响.结果表明:不同生态因子对烤后烟叶烟碱和钾含量的影响程度明显不同,气候对烟碱含量的影响效应大于土壤,烟碱含量在气候间的变异度是土壤的近4倍,气候和土壤对其变异的贡献率分别为47％和18％,影响较大的前3个气象因子为成熟期的累积降水量、大田生长前期的累积日照时数、成熟期的≥10℃积温.土壤对钾含量的影响效应较气候突出,钾含量在土壤间的变异度是气候的1.5倍,土壤和气候对其变异的贡献率分别为40％和14％,影响较大的前3个土壤因子为有效钾含量、有机质含量和全氮含量.通过品种布局和农艺措施调控烤烟烟碱含量,不能忽视气候因素的影响;在提高烟叶钾含量时,应重点考虑土壤因素.     

氮肥用量与留叶数对烤烟氮吸收及烟碱含量的影响研究

利用15N示踪技术,试验研究了N肥不同用量和留叶数对烤烟烟叶N吸收、分布及烟碱含量的影响。结果表明,不同施N量及留叶数对烤烟生长发育、干物质累积、N素吸收利用分布及烟碱含量均有明显影响,N素吸收分布很大程度影响烟碱含量,烤烟吸收的肥料N约1/2分布于烟叶部分,且上部叶含量最高,烤烟N素营养对上部叶烟碱的形成及含量有很大影响,控制施N量及留叶数可一定程度降低上部叶N含量,进而影响烟碱含量。     

烤烟烟碱合成及其氮素来源与移栽期和氮肥的关系研究

采用田间试验与15N同位素示踪微区试验,在湖北襄樊植烟生态区老湾村(N 31°27,′E 111°14′,海拔1130 m)研究了3个不同移栽期和施用氮肥对烤烟烟碱含量和烟碱氮素来源的影响。研究结果表明,与5月5日移栽相比,推迟移栽期至5月15日2~5日,烟碱含量、烟碱氮占总氮比例以及烟碱肥料氮比例分别平均增加10%8~5%、5%1~10%和21%5~6%;与不施氮相比,施用氮肥提高烟碱含量12%5~9%,提高烟碱氮占总氮比例5%~127%。烤烟烟碱氮占总氮的比例随生育进程逐渐增加,而各部位烟叶烟碱肥料氮比例随生育进程和叶位上升逐渐下降。土壤氮是烟碱氮的主要来源,对烟叶烟碱含量有决定性影响。结果说明在当地条件下,控施氮肥和适当提前移栽期更有利于降低烟叶(尤其是中、上部叶)中的烟碱含量。     

不同氮形态和氮水平对水田与旱地烤烟烟叶糖含量及相关酶活性的影响

采用田间小区试验,研究了硝态氮和铵态氮两种氮肥形态和5个施氮水平对水田与旱地烤烟在团棵期、旺长期、脚叶采烤期、腰叶采烤期和顶叶采烤期烟叶中可溶性总糖、蔗糖、果糖含量,蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）活性的变化动态及烤后烟叶中可溶性总糖、总氮和烟碱的浓度的影响。结果表明,当施用硝态氮和铵态氮后,水田与旱地施氮量分别在0～120和0～112.5 kg/hm2范围内均能明显提高烤烟烟叶中的可溶性总糖、蔗糖和果糖含量;硝态氮和铵态氮的肥效相当。水田烤烟在生育期内烟叶的糖分含量明显高于旱地烤烟。施用氮肥还能明显促进SS和SPS活性,加速烟叶中碳水化合物的代谢。烘烤后旱地烟叶中的可溶性总糖含量(332～383 mg/g,DW)显著高于水田烟叶的含量(305～342 mg/g,DW)。施用铵态氮,旱地与水田可溶性总糖含量（分别为366.5、331.3 mg/g,DW）,显著高于硝态氮处理（分别为358.9、317.2 mg/g,DW）;而旱地烤烟烟叶的总氮和烟碱浓度（12～16 mg/g,DW）却低于水田烟叶烟碱浓度(16～20 mg/g,DW);旱地烤烟烟叶的可溶性总糖/总氮或烟碱比值高于水田烟叶。     

烟叶中含氮化合物氮素来源与肥料氮素形态的关系

氮素是影响烟株生长和发育以及烟叶质量的最重要的元素[1].烟叶内的烟碱、醚提物和蛋白质含量及它们之间的比例是影响烟叶内在质量的关键因素.这些化合物的含量与施氮量及施用肥料种类密切相关[2-4].在烟草生产中往往通过减少施氮量或后期终止供氮来控制烟叶含氮量,但效果不佳[5].上部叶烟碱含量高,工业可用性差,造成库存积压严重的问题依然存在.为了探讨烟株后期供氮与氮素来源之间的关系,利用15N-KNO3同位素标记对烟草吸收的氮素和含氮化合物中氮素的来源进行了研究,为合理施用肥料,降低上部叶烟碱含量,提供理论依据.     

文山地区烤烟合理套种作物及其时间的研究

为探求文山地区烤烟合理的套种作物及其适宜的套种时间,采用田间小区试验,研究了套种黑麦草、白萝卜、苜蓿3种作物的两个不同的套种时间对烤烟生长、产量及质量的影响。结果表明,与烤烟单作相比,移栽后30d和45d套种苜蓿处理易造成烟株疯长、烟叶物理特性大小与优质烟标准相差较大、糖碱比偏低等内在化学成分不协调、产值低等问题。移栽后30d和45d套种黑麦草和白萝卜两种非豆科作物均能改善烟叶的品质,但相同的套种时间条件下,黑麦草对于烟叶的产量与品质的影响更大。与烤烟单作相比,黑麦草与白萝卜套种时间处理增加了成熟初期有效叶片数1~2.8片,显著降低了烟草花叶病(相对防效36.55%~60.99%)和赤星病(相对防效28.2%~46.72%)的发生,使各部位烟叶的物理性状更趋近优质烟标准,各部位烟叶中淀粉、总糖和还原糖含量更趋于合理,显著降低了上部叶总氮、烟碱含量,提高了各部位糖碱比,较显著的提高了下部叶钾含量和钾氯比,对于烟叶产量的影响无显著差异,但使烟叶的产值提高了2.74%~5.58%,中上等烟比例提高了1~3.25%。以烤烟移栽后30d套种黑麦草或45d套种白萝卜效果更佳。本研究为烟农实行烟地套种提供可靠依据。     

不同采收期对烤烟上部烟叶质量的影响

烤烟上部烟叶质量是烟草质量的关键,不同的采收期对烤烟上部烟叶质量有重大影响。为了研究不同采收期对烤烟上部烟叶质量的影响,从诸多角度进行分析,探究烟叶最佳采摘期,以提升烟叶采摘质量、降低烟叶生产成本。     

外源抗坏血酸与谷胱甘肽对打顶后烟草氧化 还原平衡及烟碱的影响

烟碱含量偏高是我国烤烟的现状。如何有效降低烟叶烟碱含量,提高烤烟工业可用性是烟叶生产中的一个难题。根据烟草打顶导致烟碱含量急剧上升和机械损伤造成细胞氧化迸发的的现象,本试验从打顶创伤引起的一系列生理变化入手,采取打顶后在伤口涂抹抗氧化剂抗坏血酸+谷胱甘肽(As A+GSH)和抗坏血酸(As A)两种方法来抑制活性氧含量的上升,探究茉莉酸刺激烟碱含量上升和活性氧含量之间的关系,并比较两种方法在抑制活性氧及烟碱上升的效果。结果发现,涂抹As A+GSH和As A处理对烟草叶片超氧阴离子、过氧化氢、丙二醛的上升有抑制效果,过氧化氢降解速度慢于超氧阴离子,在烟草内有积累现象。涂抹As A+GSH和As A处理在打顶6 h时茉莉酸含量低于常规打顶,对茉莉酸的产生有抑制效果。其中处理96 h后,打顶后涂抹As A+GSH的处理叶片烟碱含量比常规打顶低21.5%,打顶后涂抹As A的处理叶片烟碱含量比常规打顶低17.5%。且各检测指标之间存在显著或极显著的相关性。另外,打顶后24 h,各处理的活性氧含量回到对照(不打顶)的水平。试验表明,抗氧化型物质(As A+GSH)涂抹打顶后烟草的伤口能有效抑制活性氧、茉莉酸和烟碱含量的上升,且活性氧、茉莉酸、烟碱之间存在着密切联系。As A+GSH比As A有更强的抗氧化性,能更好地抑制打顶后烟碱的上升。     

烤烟氮素营养诊断及精准施肥模式研究

为解决烤烟生产中存在过高施氮或不合理的施肥技术措施致使烟叶产质量下降和氮素利用效率低下等突出问题,该研究于2008－2010年在广东韶关烟草产区以烤烟品种K326为材料,研究不同施氮水平下不同叶位及叶片不同位置上的叶绿素仪测定值(SPAD值)、叶绿素含量、总氮含量的变化特征及其与产质量的相互关系,分析实时氮肥管理（RTNM）模式下不同SPAD施肥阈值对烟草产质量及氮肥利用率的影响,结果表明：顶三叶的叶中位置SPAD值与叶片叶绿素含量、总氮含量的相关性最好,且变异系数小,是较为理想的指示叶或参照叶;获得较好产质量烤烟时的SPAD值在伸根期和旺长期的阈值范围为38.3～47.2。在设置不同SPAD阈值的RTNM模式下,SPAD阈值40.5~43范围内（氮肥用量为75～110 kg/hm2）能获得较高的烟叶产量、产值,最高产量和产值分别为2 844.09 kg/hm2和26 989.24元/hm2,烟叶化学成分较为协调。此外,通过与农民习惯施肥模式（167.8 kg/hm2）相比较,在SPAD设定阈值为43的RTNM模式下,相应的氮肥用量为110 kg/hm2,氮肥农学利用率和吸收利用率分别提高53.0%、46.5%,产值提高了7.4%,调制后烟叶的淀粉、总氮、烟碱含量显著下降,烟叶化学成分更为协调,内在质量较好。     

光照条件对烤烟叶片理化指标和致香物质含量的影响

为明确光照条件对烤烟生长和品质的影响,在四川中海拔烟区通过对盆栽烤烟全生育期进行人工遮光,设置5个光照水平即自然光(T1)、60%自然光(T2)、40%自然光(T3)、20%自然光(T4)和10%自然光(T5),比较分析了不同光照条件下烤烟叶片理化成分和致香物质含量等指标的差异。结果表明:随着光照条件从自然光逐级减至10%,烤烟叶片表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度逐渐降低,烤后烟叶单叶重、厚度、叶质重逐渐降低,叶片含梗率逐渐增加,对叶片平衡含水率的影响不显著;烤后烟叶总糖和还原糖含量逐渐降低,总氮、烟碱、钾和氯含量有不同程度的增加;叶黄素、β-胡萝卜素、类胡萝卜素总量、部分中性致香成分含量和总量呈增加趋势。研究结果可为中高海拔烟区烟草种植布局和特色烟叶形成机理提供理论依据。     

磷钾肥配施对红壤旱地烤烟产量和品质的影响

为了指导江西红壤旱地烤烟合理施用磷钾肥,以烤烟品种K326为试验材料,在红壤旱地上试验研究磷钾肥配施对烟叶产量和品质的影响。结果表明,红壤旱地上缺施磷钾肥的烤烟长势较差,烤烟经济效益偏低,磷钾肥配施的烤烟,烟叶长势好,高量磷钾配施能提升烤烟品质与经济效益。在氮肥用量142.5 kg/hm2的情况下,随着磷钾肥配施比例的增加,烤烟烟碱与总氮含量呈现降低的趋势,但烤烟糖碱比、总糖与还原糖呈现增加的趋势。烤烟含硼量与总糖、还原糖呈显著负相关,与烟碱、总氮呈显著至极显著正相关,烤烟中含铁量与烟碱呈极显著负相关。在江西红壤旱地烟区,施用氮142.5 kg/hm2的基础上,高量磷钾肥配施(NP2O5K2O=11.23.0)将更有利于烤烟烟碱含量的平衡与产量和品质的提高。     

黑钙土氮素矿化与烤烟烟碱积累分配及品质的研究

于黑钙土上进行3个施氮量(0、52.5、67.5 kg·hm~(-2))试验,观察了土壤氮素矿化动态、烟碱积累与分配,以及烟叶的评吸质量.全生育期内,土壤氮素矿化量分别为93.53、65.54、51.66 kg·hm~(-2);烟碱积累总量分别为87.56、128.31、138.91 kg·hm~(-2);成熟采收时下部、中部和上部烟叶烟碱含量分别为1.56%～2.27%、2.01%～2.75%和2.45%～3.13%,烟叶烟碱含量随施氮量的增加而增加.黑钙土在不施氮肥的条件下,中下部烟叶烟碱含量较适中,烟叶品质相对较好,说明黑钙土本身有较强的供氮能力;生产中烤烟氮肥用量控制在52.5～67.5 kg·hm~(-2)为宜,可获得品质较好的烟叶.     

氮、钾营养对烤烟品质的影响

通过田间小区试验,研究氮素和钾素对烤烟的品质化学成分的影响,结果表明:(1)总糖含量与烟叶成熟期土壤有效钾(K)含量呈显著的二次曲线相关性,成熟期土壤速效钾含量分界点为113.33mg/kg。(2)总烟碱含量与施氮量、烟叶含氮量(中期或成熟期)呈显著的相关性。(3)蛋白质含量与施氮量、烟叶含氮量(中期或成熟期)、烟叶含钾量(中期或成熟期)有一定的相关性。(4)施木克值与成熟期土壤速效钾含量呈显著的二次曲线相关性,成熟期土壤速效钾分界点为133.33mg/kg。(5)糖/碱比与烤烟生育前期施氮量和土壤碱解氮,与中后期土壤供钾和烟叶含钾量有一定的相关性。