湖南不同烟区烤烟烟碱含量差异的生态原因

于2007年在湖南省3个典型植烟生态区代表地(湘西北桑植县、湘中浏阳市、湘南永州市)分别同时进行大田本土栽培、客土与本土单独盆栽试验,检测烤烟K326收获期各处理中部烟叶杀青样品的烟碱含量,研究湖南不同烟区烤烟烟碱含量差异的主要生态原因.结果表明:湖南不同烟区大田本土正常栽培烤烟的平均烟碱含量存在显著差异,其中以桑植烟区所产烟叶烟碱含量最高,其次是浏阳烟区,永州烟区最低.盆栽试验结果表明,气候对湖南烟区烤烟烟碱含量有显著影响,土壤及其与气候的互作对湖南烟区烤烟烟碱含量的影响有限.气候、土壤及两者互作对湖南烟区烤烟烟碱含量变异的贡献率依次为60.0%、12.8%和27.2%.与湖南烟区烤烟烟碱含量关联度较大的主要亚生态因子依次为:成熟期的云量和伸根期的相对湿度、日照时数、昼夜温差、降雨量以及旺长期的平均气温.综合分析表明,气候是导致湖南烟区烤烟烟碱含量差异的主要生态因素.     

湖南烤烟化学成分与土壤有机质含量的关系

以湖南烟区烤烟样品和对应的土壤样品为材料,研究了烤烟化学成分与土壤有机质含量的关系。结果表明,土壤有机质含量总体水平较高,平均为39.06g.kg-1±11.90g.kg-1;烤烟化学成分均存在着不同程度的变异,烟叶总氮和总钾含量较高,烟碱、总糖、氯和还原糖含量适宜;烤烟烟碱与土壤有机质含量的关系符合线性加平台模型,土壤有机质出现平台的转折点为36.25g.kg-1,与之对应的平台阶段的烟碱含量为3.00%;硝酸盐、亚硝酸盐含量随土壤有机质含量的增加而增加(P<0.01);石油醚提取物含量则有随土壤有机质含量的增加而减少的趋势;土壤有机质含量分组后,多重比较分析表明烟碱、总氮、硝酸盐、亚硝酸盐、石油醚提取物、钾、氯离子、总氮/烟碱、还原糖/烟碱、钾/氯在组间差异均达到5%的显著水平,而总糖和还原糖含量在组间差异不显著。     

土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响

选择湖南3大烟区的永州市、浏阳市、桑植县进行客土盆栽试验,探讨土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响.结果表明:烤烟二氢猕猴桃内酯、大马烯酮、糠醛、巨豆三烯酮总量、β-紫罗兰酮5种中性挥发性香气物含量属中等变异强度,其变异强弱按该顺序依次递减.土壤和气候及其互作对烤烟不同中性挥发性香气物质含量的影响程度不同.对糠醛含量,气候具有显著效应,土壤及气候和土壤互作效应较小;对大马烯酮含量,气候、土壤均具有显著效应,以气候效应最大,气候和土壤互作效应较小;对β-紫罗兰酮和巨豆三烯酮总量,气候及气候和土壤互作均具有显著效应,以气候和土壤互作效应最大,土壤效应较小;对二氢猕猴桃内酯含量,气候、土壤及其互作效应均较小;气候对5个中性挥发性香气物质含量的变异贡献率为40.82%,土壤为20.67%,气候和土壤互作为38.51%.大田生长不同时期的气象因素对5种中性挥发性香气物质含量的影响程度不同,影响较大的前3个气象因子在发根期为降雨量、云量和平均气温,在旺长期为昼夜温差、日照时间和蒸发量,在成熟期为降雨量、蒸发量和平均气温.对5种中性挥发性香气物质含量影响的前3个主要土壤养分因子为速效钾、有效磷和pH.     

气候与土壤对烤后烟叶类胡萝卜素和表面提取物含量的影响

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,以云烟85为材料,探讨气候与土壤对烤后烟叶类胡萝卜素和表面提取物含量的影响.结果表明:类胡萝卜素和表面提取物含量受生态条件的影响较大,地域性差异显著,打破犁底层耕作方式无明显作用.类胡萝卜素含量有随海拔高度增加而升高的趋势,但海拔高度的影响存在阈值效应;清香型烟叶的表面提取物含量明显高于中间香型.不同生态因子的影响程度明显不同,气候是关键生态影响因子.类胡萝卜素含量气候间的变异度是土壤的2-3倍,气候对β-胡萝卜素与叶黄素含量变异的贡献率分别为74％和64％,土壤贡献率分别为9％和12％.影响较大的前3个气候因子为大田生长前期的累积日照时数和累积降水量、成熟期的相对湿度,前3个土壤因子为有效钾、pH值和有效磷.表面提取物含量气候间的变异度是土壤的3-4倍,气候对腺毛分泌物与烷烃类蜡质含量变异的贡献率分别为61％和63％,土壤贡献率分别为13％和7％.影响腺毛分泌物含量的前3个气候因子为大田生长前期的平均气温、成熟期的相对湿度和≥10℃积温,前3个土壤因子为有效钾、有效铜含量和pH值.烷烃类蜡质含量的前3个气候影响因子为大田生长前期的累积降水量和平均气温、成熟期的平均气温,前3个土壤因子为有效锰、有效磷含量和阳离子交换量.土壤因子对烤后烟叶类胡萝卜素含量部位特征的影响较气候因子突出,气候因子对表面提取物含量部位特征的影响较土壤因子明显.     

烤烟主流烟气内源有害成分与烟叶化学成分相关性

研究了不同生态产区烟叶主要化学成分与主流烟气内源有害成分的关联性.结果表明:初烤烟叶内源有害成分和危害性指数(H值)与烟叶部位具有较好的关联性.4-甲基亚硝基-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯并[a]芘、氢氰酸(HCN)、氨和苯酚的释放量表现为上部叶＞中部叶,巴豆醛释放量表现为中部叶＞上部叶,H值表现为上部叶＞中部叶.不同内源有害成分与烟叶含碳、含氮化学成分的相关性复杂,同一类型烟叶化学成分对不同内源有害成分呈现出不同的相关关系.卷烟危害性指数与烟叶中烟碱、蛋白质、总氮、主要多酚和有机酸含量呈显著正相关,而与钾离子、总糖、还原糖、淀粉等含碳类物质含量呈显著负相关.适当降低烟叶含氮化合物含量、增加烟叶钾含量可能会降低烟叶的危害性指数.     

不同酶制剂对烤烟上部叶化学成分、游离态和糖苷结合态中性香气成分的影响

为研究酶制剂对烤烟上部叶品质提升的影响,以中烟100为材料,采用烘烤前叶面喷施酶制剂的方法,分析了不同酶制剂对烤烟上部叶化学成分、游离态和糖苷结合态中性香气成分的影响。结果表明：不同酶制剂能不同程度的降低烤烟的蛋白质含量,改善烟叶化学成分,提高游离态和糖苷结合态中性香气成分的含量;喷施酶制剂对烟叶蛋白质、总糖、还原糖、总氮均有显著的影响,而对烤烟钾、氯的影响则未达到显著水平;混和喷施酶制剂相对于单独喷施酶制剂对烟叶品质的影响更显著。     

三七表型变异及其对气候因子的响应

为了解三七(Panax notoginseng)表型变异的发生机理,结合地理信息系统和多元统计分析,研究了云南和广西的3年生栽培三七表型变异与气候因子的关系及性状间的内在联系。结果表明,三七的茎生物量、地下生物量和总生物量变异系数较大;地上生物量比和地下生物量比的变异系数较小。相关分析表明,表型变异受多种气候因子的共同影响,降水对三七表型变异的影响强于温度,不同季节降水量变化幅度是决定三七茎粗和叶面积的关键气候因子。三七地下生物量、总生物量随年均气温、年均降水量、最干月降水量的升高呈下降趋势,而随月均温变幅、昼夜温差与年温差比值的升高呈增加趋势。日照时数的增加使三七地上生物量比降低,并促进地下生物量和总生物量的积累。因此,随产地气候条件的变化,三七表现出较强的形态性状变异,可能是三七通过表型变异以适应异质生境。     

烟草对烟粉虱的抗性与烟草化学成分的相关性

为探明烟草对烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)的抗性机制,分别测定了不同烟草品种的叶绿素相对含量、鲜烟叶及烤后烟叶的化学成分含量,并分析了烟草抗虫性与烟草化学成分的关系.结果表明,中部叶片叶绿素含量与烟粉虱数量呈负相关,相关系数达到了显著水平;鲜烟叶化学成分钾氯比、糖碱比、氮碱比、还原糖、烟碱、蛋...     

施用沼肥对烤烟生长发育和生理特性以及烟叶化学成分的影响

通过田间试验和实验室检测研究了沼肥发酵原料配方,并就发酵后的沼肥对烤烟生长发育、生理特性和化学成分的影响进行了探索。结果表明,比较5种沼肥发酵的原料配方以A3处理最适宜沼肥种烟;在烤烟生长过程中施用沼肥,能促进烤烟早生快发,茎干显著变粗,叶面积显著变大,干物质积累也显著增加,同时,沼肥能使烟叶中硝酸还原酶和蔗糖转化酶活性提高,促进烟株的碳氮代谢,从而增加烤烟生产的产量和产值。沼肥对烤后烟叶的化学成分影响也较大,总糖、还原糖和钾等成分含量增加,烟碱含量降低。比较4种沼肥处理对烤烟的影响,B2处理效果最明显。     

不同生育期降低光强对烟草生长发育和品质的影响

2004-2005年在烤烟生长发育的不同时期进行遮荫降低光照强度的盆栽试验,研究了不同生育期降低光强对烤烟生长发育和品质的影响.结果表明:遮荫条件下烟株干物质积累下降,叶片组织变薄,色素含量升高,落黄成熟时间延长;转化酶活性降低,但遮荫解除后又开始升高;叶片烤后烟叶含梗率增加,叶片厚度和比叶质量降低,烟碱、总氮、钾和氯含量增加,总糖和还原糖含量降低,中性致香成分含量增加.不同时期遮荫的影响为成熟期＞旺长期＞伸根期＞对照.     

成熟期光强对烤烟理化特性和致香成分含量的影响

2004、2005年在四川凉山烟科所通过盆栽试验,在烤烟成熟期营造不同的光照强度,研究了成熟期光强不同对烤烟品质的影响。结果表明:成熟期随着光照强度的降低,叶片厚度降低,栅栏组织/海绵组织的比值降低,烤后烟叶单叶重、厚度、叶质重降低,叶片含梗率增加,总糖和还原糖含量降低,总氮和烟碱含量升高,钾和氯含量增加,叶黄素、β-胡萝卜素和类胡萝卜素总量增加,中性致香成分含量呈增加趋势,增加到一定程度开始降低。     

Nicotine concentration in leaves of flue-cured tobacco plants as affected by removal of the shoot apex and lateral buds

It is believed that the nicotine concentration in tobacco is closely correlated with the amount of nitrogen (N) supplied.On the other hand,N uptake mainly occurs at the early growth stage,whereas nicotine concentration increases at the late growth stage,especially after removing the shoot apex.To identify the causes of the increased nicotine concentration in tobacco plants,and to compare the effects of different ways of mechanical wounding on nicotine concentration,field experiments were carried out in Fuzhou,Fujian Province in 2003 and 2004.Excision of the shoot apex had almost no influence on N content in the plant;however,it caused dramatic increases in nicotine concentration in leaves,especially in the middle and upper leaves.An additional increase of the nicotine concentration was obtained by removal of axillary buds.The wounding caused by routine leaf harvests,however,did not change the leaf nicotine concentration,and neither did reducing leaf harvest times.The present results revealed no direct relationship between N supply and nicotine concentration in tobacco leaves,and indicate that not all kinds of mechanical wounding were capable of stimulating nicotine synthesis in tobacco plants.Since nicotine production is highly dependent on the removal of apical meristems and hence on the major sources of auxin in the plant,and application of 1-naphthylacetic acid onto the cut surface of the stem after removing the shoot apex markedly decreased the nicotine concentration in different leaves and the total nicotine content in the plant,the results suggest that decreased auxin supply caused by removal of the shoot apex as a kind of mechanical wounding might regulate nicotine synthesis in the roots of tobacco plants.     

废烟叶提取液源尼古丁降解菌分离鉴定和特性

【目的】目前造纸法再造烟叶工艺已经成为我国重要的废烟叶处理和利用方式,该工艺中尼古丁的调控是很重要的待解决问题。从废烟叶提取液(Tobacco waste extract,TWE)中筛选高耐受高活性降解尼古丁微生物用来直接处理烟梗或烟末提取液中的尼古丁,可实现对尼古丁指标的调控。【方法】以尼古丁为唯一碳氮源的基本培养基为筛选平板,从废烟叶提取液中筛选降解尼古丁菌株;对分离获得的菌株进行形态、生理生化和16S r RNA基因序列分析比对,鉴定其种属;获得的菌株分别在基本培养基和废烟叶提取液中考察其生长和尼古丁降解效果。【结果】从废烟叶提取液中获得了一株尼古丁降解活性和耐受力较好的降解菌株Pseudomonas sp.JY-Q,且在TWE中也有较强的降解能力。【结论】Pseudomonas sp.JY-Q可用于水体和TWE环境尼古丁的降解,但共存的葡萄糖对其有抑制作用,有待深入研究。     

Enantiomeric composition of nicotine in tobacco leaf,cigarette, smokeless tobacco,and e‐liquid by normal phase high‐performance liquid chromatography

Evaluating the source of nicotine in e‐liquid is a problem. Tobacco‐derived nicotine contains predominantly (S)‐(?)‐nicotine, whereas tobacco‐free nicotine products may not. Thus, we developed a new normal phase high‐performance liquid chromatography method to determinate the enantiomeric composition of nicotine in 10 kinds of flue‐cured tobacco, 3 kinds of burley, 1 kind of cigar tobacco, 2 kinds of oriental tobacco, 5 kinds of Virginia cigarette, 5 kinds of blend cigarette, 10 kinds of e‐liquid, and 4 kinds of smokeless tobacco. The amount of (R)‐(+)‐nicotine ranged from ~0.02% to ~0.76% of total nicotine. An e‐liquid sample had the highest level of (R)‐(+)‐nicotine. The extraction and purification processes used to obtain commercial (S)‐(?)‐nicotine from the tobacco do not decrease the amount of (R)‐(+)‐nicotine in tobacco. So the amount of (R)‐(+)‐nicotine in samples in our work were the same as tobacco samples.     

烟草在PVY~N病毒与烟蚜作用下对高CO_2浓度的响应

以CO2浓度为主处理因子,研究了加倍CO2浓度和对照大气CO2浓度条件下,烟蚜、马铃薯Y病毒N株(PVYN)以及二者共同作用下烟草各指标的响应。结果表明,在当前CO2浓度条件下,PVYN、烟蚜及两者联合作用对烟草生物量影响不显著;而在未来高CO2浓度条件下,PVYN、烟蚜及两者联合作用对烟草生物量影响很大。CO2浓度升高后,PVYN和蚜虫二者联合作用显著降低烟草产量,危害加重,高CO2的"肥料"作用被极大地削弱。在有烟蚜、PVYN以及两者共同作用时烟草的化学物质及主要的次生代谢物烟碱的含量对CO2浓度升高的响应也发生一定的变化,表现在:高CO2浓度条件下,蚜虫、蚜虫与PVYN共同作用显著增加了烟草的含氮量;显著减少了烟叶含糖量;PVYN及其与蚜虫共同作用显著升高叶片可溶性蛋白含量;当高CO2浓度下,各处理的烟草烟碱含量均显著下降,而且PVYN感染的烟叶烟碱含量无论在哪一种CO2浓度条件下,都比无毒无虫的对照烟叶烟碱含量升高。结果显示,烟蚜和马铃薯Y病毒N株(PVYN)对烟草的产量、营养物质及防御物质都有影响;CO2浓度升高对烟草的生长有促进作用,增加了烟草的产量,但蚜虫的危害和PVYN感染使烟草产量下降,在高CO2浓度条件下,烟蚜和PVYN共同作用相对于目前CO2浓度对烟草产量的危害加重。     

氮肥形态和用量对藏东南地区烤烟产量和质量的影响

在藏东南地区进行了氮肥用量和形态对烟产量与质量影响的田间试验。结果表明,在施N量0－150kg·hm^-2范围内,施N量与烘烤后烟叶产量、产值、氧化钾及总N含量呈显著或极显著正相关,与上中等烟比例、还原糖含量则呈显著负相关,糖／碳比显著下降,氮肥用量75kg·hm^-2时,产量、质量最佳。无机氮肥对烟产量与质量的效应极显著优于有机氮肥。铵态氮、硝态氮、硝铵态氮肥处理间除上中等烟比例,其它各项指标仅略有差异,但均极显著优于酰胺态氮肥。铵态氮对烤烟产量与质量的影响略优于硝态氮,主要在于烟株吸收和同化过程的差异。     

Growth and certain chemical constituents of tobacco plants exposed to air ions

Controlled experiments were performed in Faraday cages on the effects of positive and negative air ions on flue-cured tobacco plants. Continuous exposures for 15 days to air ions showed no significant differences in any plant growth characteristic between the treated and control plants. Standard errors in the measurement of the growth parameters for ion exposed plants were, however, consistently higher than those of control plants. Spatial variation in concentration gradients of air ions produced by corona discharge might have contributed to masking of the relatively small effects of air ions on biological organisms observed in previous experiments in this laboratory. No significant difference was observed between the experimental and control plants in nicotine, total alkaloid, and reducing sugar contents. Total nitrogen content was slightly higher for treated than control plants.     

Application of exogenous substances reduces tobacco-specific nitrosamines content by regulating biosynthesis of nicotine and nitrite in burley tobacco

Tobacco-specific nitrosamines (TSNAs) are carcinogenic chemicals found in tobacco plants. The increasing health consciousness of individuals had led to an increased interest in research on reducing TSNAs content. The aim of this study was to use a pot experiment in which exogenous substances were applied to burley tobacco to dissect the mechanism of TSNAs production. The results indicated that spraying the exogenous substances IAA, NAA, SA and combination thereof on burley tobacco after topping decreased TSNAs content by 2.69–29.4 % in upper leaves and 0.23–39.3 % in middle leaves without affecting total sugar, total nitrogen, potassium and chlorine contents. The application of exogenous substances could down-regulate expression of the NR gene and the activity of the NR enzyme, resulting in less accumulation of the TSNAs precursor nitrite. The exogenous substances significantly reduced nicotine accumulation, which was consistent with low enzyme activities and the down-regulated expressions of genes involved in nicotine biosynthesis, especially significant in the case of quinolinate phosphoribosyltransferase. These results suggested that the application of exogenous substances on burley tobacco after topping could reduce TSNAs content which may be attributed to the regulation of exogenous substances on nitrite and nicotine. This also implies one potential improvement to agronomic practices aimed at controlling the accumulation of TSNAs in burley tobacco.     

有色膜遮光对烤烟生长和光合特性及其初烤品质的影响

以自然光为对照,采用红色、白色、蓝色、黄色4种有色薄膜于2010~2011年从团棵期开始对大田烤烟进行遮光处理,研究不同光质对烤烟生长、光合特性及初烤品质指标的影响。结果显示:(1)红膜处理最大叶长宽比最小、叶面积最大,黄膜处理则相反。(2)红、蓝膜处理烟叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率明显高于自然光处理,白、黄膜处理略高于对照或与对照持平,且遮膜处理前期红膜高于蓝膜处理,后期蓝膜高于红膜处理。(3)红、蓝膜处理有利于提高倒5叶SPAD值,黄膜处理则相反。(4)红膜处理显著降低了中部叶蛋白质、总氮含量和氮碱比,提高了施木克值,并显著提高了上部叶可溶性糖含量和氮碱比,降低了施木克值;蓝膜处理显著提高了中部叶烟碱和多酚含量,降低了可溶性糖含量、施木克值及氮碱比,并显著提高了上部叶蛋白质、总氮、烟碱和多酚含量,降低了施木克值,提高了氮碱比;黄膜处理显著降低了中上部叶蛋白质、总氮、烟碱和多酚含量,提高了上部叶施木克值、降低了氮碱比。研究表明,红、蓝膜处理更利于烟叶发育和光合特性的提高,初烤烟叶化学成分更协调,利于优质烟叶的形成。