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。     

磷、镉交互作用对烟草生长及吸收积累磷、镉的影响

采用盆栽实验研究石灰性土壤中磷、镉交互作用对烟草生长的影响,结果表明,磷的添加可减轻镉对烟草的危害。随着向土壤中添加磷浓度的增加,烟草生物量呈增加趋势。而当磷浓度为150mg kg-1时烟草生物量显著增加,地上部分变化比地下部分明显;而烟草中镉的含量呈先下降再增加的趋势。当镉浓度相同条件下,随着向土壤中添加磷浓度的增加,烟草中的镉含量呈现先下降再增加的趋势,高浓度镉尤为明显,在镉浓度为40mg kg-1时最为明显。研究还发现,同一磷浓度下,随着镉浓度的增加植株中磷含量呈逐渐下降趋势,此外,植株中镉含量、磷与土壤环境中磷、镉含量浓度呈显著正相关。     

不同浓度钙营养液对烟草矿质营养吸收与积累的影响

本文采用温室水培的方法,研究了不同的钙素供应水平对烟草各种矿质养分的吸收与积累的影响。结果表明,在其它养分形态与浓度一致条件下,随着钙浓度从75mgL-1提高到900mgL-1,烟草生长量呈抛物线型变化。钙浓度为150mgL-1时烟株干物质量最大。超过150mgL-1,随钙的增加而下降,当钙素达900mgL-1(K/Ca为1/6)时,烟株生长严重受抑。随着供钙水平由低到高,烟株氮、磷、钾、锌、锰含量均呈抛物线型变化,含钙量呈直线上升关系,而镁和铜含量则随钙浓度提高而显著下降。烟株各养分积累量均随营养液钙浓度提高呈抛物线型变化,但不同养分出现最大积累量时的营养液钙浓度却不相同。不同供钙水平上烟叶中各元素含量的变化特征与全株的结果基本一致。在低钙浓度范围(75~300mgL-1),钙对钾有协合关系,增钙促进提钾,大于300mgL-1后有拮抗作用,提钙导致降钾。钙与镁、锌、铜、锰间也存在明显的交互作用。烟叶中各元素含量与积累量的变化趋势与整株基本一致。     

外源钾对三种不同土壤钾转化影响的研究

采用盆栽试验,在黄棕壤,砖红壤,黑土三种土壤上种植烟草,研究了外源钾对土壤中钾转化的影响,结果表明:在黄棕壤,黑土上,0.0-0.8 g kg-1施肥范围内,随着施钾量的增加,土壤中速效钾和缓效钾的总增量、作物的含钾量均在增加,尤其是在0.8 g kg-1施肥水平时,二者超出了施肥的增加量,说明施钾促进了其它钾的释放;三种土壤中粘土矿物含量为:黑土>黄棕壤>砖红壤。     

不同覆盖方式对植烟土壤温度和水分及烤烟品质的影响

不同覆盖方式的比较试验结果表明,秸秆与地膜双覆盖能够协调烤烟生长全过程的土壤温度,并且地温日变化幅度小,蓄水保墒作用显著。秸秆单覆盖对土壤性状改良与秸秆和地膜双覆盖相似,烟叶内在化学成分较协调,品质较高,但由于在烤烟生长前期不能提高土壤温度,使得烟叶生长速度较慢,产量下降;地膜单覆盖对土壤性状改良不及秸秆单覆盖和秸秆与地膜双覆盖,秸秆和地膜双覆盖使0~20cm土层含水量平均比露地栽培提高16.82%,比秸秆单覆盖提高6.45%,比地膜单覆盖提高5.43%,而且烟叶成分较协调,产量与产值也较高。     

叶绿体型转昆虫抗冻蛋白基因烟草的耐寒性

根据已构建的大豆叶绿体表达载体pJY01,设计特异性引物,将昆虫抗冻蛋白基因MpAFP149插入此载体中构成叶绿体表达载体pJY01-MpAFP149,利用基因枪轰击法转化烟草,经壮观霉素筛选获得4株叶绿体型转抗冻蛋白基因烟草株系。PCR和PCR-Southern结果显示外源基因已整合至烟草叶绿体基因组中但同质化水平不高,RT-PCR结果也表明昆虫抗冻蛋白基因已发生了转录。将野生型烟草、叶绿体型转抗冻蛋白基因烟草及核转化T₁代转抗冻蛋白基因烟草(pCAMBIA1302- MpAFP149)于–1℃低温处理3 d,观察耐寒表型及测定相对电导率。结果表明, 叶绿体型转基因烟草的耐寒表型优于野生型烟草,但与核转化的T₁代转抗冻蛋白基因烟草无显著差异。处理3 d时,叶绿体型转基因烟草和T₁代转抗冻蛋白基因烟草的电导率分别为39.2%和38.2%,而野生型烟草已达73.7%。本实验获得的异质化转叶绿体抗冻蛋白基因烟草与转核基因烟草的耐寒力无差异。     

耐低氮烟草基因型的筛选及氮效率分析

筛选耐低氮及氮高效的烟草基因型是提高氮素利用效率,减少氮污染的一种有效途径。本文采用营养液培养方法,于苗期以低氮(0.5 mmol L–1)和正常氮(5.0 mmol L–1)处理74个不同基因型烟草,通过指标统计、因子分析、聚类分析来确定评价指标及筛选出耐低氮基因型,并结合氮效率综合值分析表明,在低氮和正常氮条件下,不同基因型烟草的根系体积、根系生物量、茎叶氮累积量、地上部生物量变异系数均较大,分别为0.37~0.68和0.38~0.64。低氮和正常氮的主成分基本相似,在不同供氮条件下茎叶氮累积量、地上部生物量均起主要作用。筛选出15个耐低氮基因型,占供试材料的20.3%,其中8个属于低氮高效正常氮低效型,占耐低氮基因型的53.3%,6个属于低氮低效正常氮低效型,占40.0%,1个属于低氮高效正常氮高效型,占0.7%;筛选出8个低氮敏感基因型,其中6个属于低氮低效正常氮高效型,占75.0%,2个属于低氮低效正常氮低效型,占25.0%。初步确定14P9为耐低氮、氮高效基因型,中烟100和K394为低氮敏感、氮低效基因型。     

烟草根系在青枯病菌侵染早期的蛋白组分析

烟草青枯病是一种由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的毁灭性土传病害。为研究烟草根系在青枯菌侵染早期的抗性机理,本研究以抗青枯病品种D101为材料,对接种青枯菌3 h后的烟苗根系进行了蛋白组学分析。结果显示,与未接种的对照比较,青枯菌侵染早期的烟草根系中存在相当比例的差异表达蛋白,但蛋白表达水平的变化幅度总体上不高。在P值小于0.05和变化倍数大于1.2的标准下,筛选到63个差异表达蛋白。对这些蛋白进行基因本体(gene ontology,GO)和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)路径分析发现,烟草根系对青枯菌侵染的早期抗性主要涉及具有杀菌作用的次生代谢物(如木脂素)的合成,能够杀菌和诱导系统抗性的亚磷酸盐的合成,以及活性氧毒性物质(如过氧化氢)的消除方面的生物学过程和路径。本研究结果为深入研究烟草及其它茄科植物抗青枯病的分子机制提供了有价值的线索,也可为烟草青枯病抗性分子育种提供参考。     

种植密度对雪茄烟膜脂过氧化特性及烟叶质量的影响

为探究不同种植密度对雪茄烟叶生理生化特性和品质的影响,确定四川雪茄烟适宜的种植密度,以德雪一号为供试材料,测定了成熟期田间微气候、烟叶膜脂过氧化程度、抗氧化酶活性和烟叶产质量等指标。结果表明,随着种植密度的增大,烟田温湿度增大,烟叶所受光照强度降低。成熟期温度与烟叶膜脂过氧化程度呈显著正相关关系,相关系数在0.52~0.85之间。同一时期内烟叶丙二醛（MDA）含量随种植密度增大呈先降后升趋势,抗氧化酶活性呈先升后降趋势。种植密度为21 000株/hm²时抗氧化酶活性最高,过氧化物酶和过氧化氢酶活性在打顶后28d达到最高,分别为61.6U/(gFW·min)和123.0U/(mg·min),超氧化物歧化酶活性在打顶后21d达到最高,为755.8U/g,打顶后35d MDA含量为25.3mmol/g,膜脂过氧化程度最低。调制后烟叶总糖含量增至1.86%,烟碱含量为3.02%,钾氯比高达9.21,化学成分较为协调,感官评吸得分最高,烟叶产值与茄衣烟比例较常规种植密度24 000株/hm²分别提升了0.9万元/hm²和7%。综上所述,21 000株/hm²为四川省雪茄烟适宜的种植密度。     

绿肥还田对烟田土壤培肥和烤烟产量品质的作用

2006～2007年连续两年采用烤烟-绿肥轮作田间试验与室内分析方法,研究绿肥还田对土壤培肥和烤烟产量、品质的作用,取得良好效果。绿肥还田明显提高土壤有效磷钾养分含量。土壤速效磷以油菜区黑麦草区CK;土壤速效钾以黑麦草区油菜区CK。绿肥还田显著提高烟叶产量,改善烟叶品质。黑麦草区、油菜区分别比对照烟叶增产13.7%、16.4%,上、中等烟叶比例达90%以上。