二次翻耕起垄与稻草还田对土壤养分和烟叶产质量的影响

为探讨二次翻耕起垄与稻草还田两种栽培措施及其相互作用对土壤养分和烟叶产质量的影响,以烤烟品种K326为试验材料,按照两种不同翻耕起垄方式(一次性翻耕起垄和先翻耕晒垡再二次翻耕起垄)与是否稻草还田进行随机区组设计,在湖南宜章县烤烟种植区进行田间试验,分析比较各处理间的土壤养分和烟叶产质量差异。结果表明,与一次性翻耕起垄(T1+T2)和无稻草还田(T1+T3)相比,二次翻耕起垄(T3+T4)和稻草还田(T2+T4)能显著增加土壤有机质含量,提高烟叶糖碱比、氮碱比以及烟叶产量、产值和生产效益,并且两者表现出显著的相互作用;此外,二次翻耕起垄还能显著提高烟叶总糖和还原糖含量,并显著降低烟碱含量,使得糖碱比和氮碱比更趋合理。在感官评吸方面,稻草还田能显著提高烟叶感官评吸质量。从生产效益上分析,由于二次翻耕增加了生产成本,对于基础地力较好的砂质土壤,开展一次性翻耕起垄结合稻草还田可获得更好的经济效益。研究结果为湖南烟稻轮作区烤烟种植提供了科学参考依据。     

不同覆盖物对烤烟根温及生长和生理特性的影响

分别以大棚膜、稻草+大棚膜、普通膜、稻草、稻草+遮阳网和遮阳网为覆盖材料,研究覆盖物对烤烟根温以及生长和生理特性的影响.结果表明,各覆盖处理22 d对5和15 cm土壤总积温的影响明显不同,5 cm土壤总积温最高为大棚膜处理（424.75 ℃）,最低为稻草+遮阳网处理（378.75 ℃）,22 d 的15 cm土壤总积温最高为大棚膜处理（396.75 ℃）,最低为遮阳网处理（368.31 ℃）.随着土壤总积温的升高,烟株地上部和地下部干重都呈增长趋势,光合作用增强,根系活力提高;揭膜后第10天烟株根系干重有所增加,普通地膜处理的根系生物量增加最多,稻草+遮阳网处理最少.     

不同覆盖方式对黄土高原旱地土壤水分及糜子生长、光合特性和产量的影响

为探索黄土高原旱地覆盖栽培模式下糜子田土壤蓄水保墒和节水增产效果,于2011—2013年连续3个糜子生长季在陕西横山县小杂粮试验示范基地,研究了不同覆盖栽培方式对农田土壤水分、糜子生长发育、光合特性、产量及水分利用效率的影响.试验设置4种覆盖栽培处理,分别是“W”垄覆地膜+垄间覆秸秆(SG)、垄覆地膜+垄间覆秸秆(LM)、双垄面覆地膜+垄间覆秸秆(QM)、秸秆覆盖(JG)处理,以传统平作无覆盖(CK)为对照.结果表明：各覆盖处理均较CK显著提高了糜子各生育期0～100 cm土层土壤含水量,其中以SG处理蓄水保墒效果最好,其次依次为LM、QM和JG处理,且各覆盖处理间差异达到显著水平.在各覆盖处理中,SG处理对糜子生长发育和光合能力的影响最大,增产效果最显著,3年平均产量和水分利用效率分别较CK提高55.9％和64.9％,其中各覆盖处理之间差异达到显著水平.因此,“W”垄覆地膜垄间覆秸秆的二元沟垄集雨覆盖种植模式提高糜子产量和水分利用效率的效果最为明显,适宜在黄土高原旱地糜子生产中应用和推广.     

不同种类镁肥对烤烟中微量元素含量和产质量的影响

针对福建武平烟区土壤酸化严重,土壤有效镁含量偏低导致烟叶镁含量低的问题,研究了3 种不同镁肥对土壤和烤后烟叶中微量元素含量以及烤烟产质量的影响。结果表明,施用不同镁肥后均能显著提高土壤交换镁的含量,但不同镁肥对提高土壤交换镁含量的时效不同。各处理土壤其它中微量元素含量以施用硫酸镁的土壤较高,施用氢氧化镁的土壤偏低。烤后烟叶的镁含量以氧化镁处理最高,其次为氢氧化镁。施用镁肥会影响烟叶其它中微量元素的含量,其中施用氢氧化镁会导致中上部烟叶钙铁含量轻度缺乏,而施用硫酸镁会导致烟叶中锌锰含量过高。各处理中以氧化镁处理烟叶化学成分含量最适宜,且经济性状最优。因此,在福建武平烟区建议施用氧化镁,既可以防止烤烟生育前期有效镁的淋失,又可以提高烟叶的产量和质量。     

氮素对不同品种烤烟叶片衰老、光合特性及产量和品质的影响

以豫烟5号、豫烟7号和NC89为材料,研究氮素对不同品种烤烟叶片衰老、光合特性及产量和品质的影响.结果表明：增施氮素可显著增强烤烟叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA)含量,提高叶绿素含量,增强光合性能,从而延缓烤烟叶片衰老.与豫烟5号和NC89相比,豫烟7号叶片叶绿素含量较低,光合性能较弱,SOD活性低,MDA含量高,叶片衰老较快.与60和75 kg·hm^-2施N处理相比,45 kg·hm^-2 施N处理的烟叶均价、产值、上等烟比例均最高,且化学品质指标较好,符合优质烟叶要求.表明不同品种烤烟衰老生理特性有明显差异;氮素营养对烤烟叶片衰老、产量和品质有明显的调节作用;适量施氮可提高烟叶品质,获得较高的经济效益.     

沟垄全覆盖种植方式对旱地玉米生长及水分利用效率的影响

2008-2010年在渭北旱塬区,以沟不覆盖为对照(CK),研究垄上覆地膜沟内分别覆普通地膜(PP)、生物降解膜(PB)、玉米秸秆(PS)和液体地膜(PL)4种沟垄全覆盖种植模式对土壤水温、玉米生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明,在玉米生长前期,PP、PB和PS处理可明显提高0-200 cm土壤蓄水量;生育中期,PS处理蓄水保墒效果最为显著;生育后期,各沟垄全覆盖处理与对照的土壤蓄水量无显著差异;整个生育期PL处理与CK的土壤蓄水量差异不显著.PP和PB处理3a玉米生育期5-25 cm平均土壤温度分别较CK增高1.6℃和1.3℃,PS处理降低1.9℃,而PL处理与CK无显著差异.PP和PB的增温保水效应使玉米株高、叶面积及地上生物量均高于CK;PS处理的降温效应促进玉米中后期生长,其株高、叶面积及地上生物量均高于CK;PL处理对玉米各生长指标影响不显著.与CK相比,PP、PB和PS处理3a平均的籽粒产量分别提高13.0％、13.8％和15.0％,水分利用效率分别提高9.8％、10.2％和11.6％.可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植可明显改善土壤的水温状况,促进玉米生长,从而显著提高作物产量和水分利用效率,对渭北旱塬区春玉米丰产栽培具有重要指导意义.     

光质对烟叶光合特性、类胡萝卜素和表面提取物含量的影响

以烤烟云烟87为材料,在烟株团棵期和打顶期用透光率相近的有色薄膜分别对其进行遮光处理直到采收结束,研究光质对烟叶光合特性、类胡萝卜素和表面提取物含量的影响.结果表明:烟叶生育前期各光质的整体光合性能依次为红光＞自然光＞白光＞蓝光＞黄光,后期蓝光的作用逐渐凸显.烤后烟叶β-胡萝卜素和叶黄素含量之间呈极显著正相关,且β-胡萝卜素含量明显高于叶黄素含量.团棵期增加红光,打顶期补充蓝光,有利于提高烤后烟叶β-胡萝卜素和叶黄素含量.光质对腺毛分泌物中的β-西柏三烯二醇影响最大,对降茄二酮影响最小.烷烃类蜡质成分中的三十一烷、三十三烷和异三十三烷含量受光质影响较大,异三十二烷和二十九烷含量受光质影响较小.相对于腺毛分泌物和烷烃类蜡质而言,光质对新植二烯影响较小.黄膜处理烤后烟叶的腺毛分泌物及其降解产物总量最高,光质对新植二烯和烷烃类蜡质含量的影响存在多种变化.红光和蓝光对烟叶表面提取物的影响效应主要表现在烟株生长前期,黄光和白光的影响效应主要体现在烟株生长后期.烟株生长前期增加红光比例,有利于增加烤后烟叶新植二烯和烷烃类蜡质成分积累;烟株生长后期补充黄光光质有助于提高烤后烟叶腺毛分泌物含量和表面提取物总量.     

烤烟叶片衰老期氨气挥发特征及其生理调控研究

以烤烟品种K326为试验材料,利用氨气收集装置测定烟叶的氨气挥发量,并利用谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂(Glufosinate)处理叶片和质外体提取等方法,研究了叶片氨气挥发及其与氮代谢相关生理指标的关系。结果表明:(1)随着叶片的衰老,氨气挥发量在叶龄70d时最大(10.96μg.m-2.h-1),与衰老初期(叶龄40d)相比增加了2.15倍;质外体NH4+浓度和pH、氨气补偿点逐渐上升,GS和硝酸还原酶(NR)活性下降,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性升高,可溶性蛋白和总氮降解,叶片NH4+浓度升高。(2)GS抑制剂处理后,叶片组织NH4+浓度和氨气补偿点升高,氨气挥发量增大,与对照相比差异显著。(3)氨气挥发量与质外体NH4+浓度、质外体pH和氨气补偿点呈极显著或显著正相关,与GS活性呈显著负相关,与GDH活性呈显著正相关,与叶片组织NH4+浓度等其他指标相关性不显著。研究认为,烤烟叶片衰老期间氨挥发量大幅上升,挥发量的大小受气孔氨气补偿点、GS和GDH活性的直接调控,以及其他氮素代谢相关指标的间接调控,其中GS起主导作用。     

光质对设施葡萄叶片衰老与内源激素含量的影响

以设施延迟栽培条件下叶片衰老速度不同的意大利和无核白鸡心2个葡萄品种为试材,分别进行补充红光和蓝光处理,研究不同光质对叶片衰老过程中叶绿素含量、净光合速率和内源激素含量的影响.结果表明: 与未补光对照相比,红光能够显著提高叶片的叶绿素含量和净光合速率,降低了内源赤霉素(GA₃)含量,但明显减缓了脱落酸(ABA)含量的增加和玉米素核苷(ZR)总含量的减少,从而显著提高了(GA₃+ZR)/ABA值,延缓叶片衰老.叶片衰老前期,蓝光处理叶片叶绿素含量、净光合速率和(GA₃+ZR)/ABA值均低于对照,加速了植株的衰老进程;但在叶片衰老后期,蓝光处理叶绿素含量、净光合速率和(GA₃+ZR)/ABA值逐渐高于对照,在一定程度上延缓了叶片衰老.植物内源激素生长素(IAA)则表现出叶片衰老前期促进叶片生长发育、叶片衰老后期加速衰老的双重作用.意大利叶片衰老速度较无核白鸡心慢.在本试验条件下,红光处理效果最好,有效延缓了叶片衰老进程,延长了叶片的生理功能期.     

磷胁迫对烤烟高亲和磷转运蛋白基因表达及磷素吸收利用的影响

为探明缺磷胁迫对烤烟磷吸收的影响机理,以烤烟品种‘豫烟10号’为材料,采用盆栽试验设置不施磷(-P)和正常供磷(+P)2个处理,分析了烟草生育后期根系和叶片中高亲和磷转运蛋白基因NtPht1;1、NtPht1;2(简称PT1、PT2)的表达差异性及其表达量与烟草磷含量、磷积累量的关系。结果表明:(1)随生育期的推进,烤烟根系和叶片的PT1基因相对表达量、PT2基因相对表达量、干物质重和磷素积累量逐渐增加,烟叶的磷含量逐渐降低,根系磷含量无明显的变化规律。(2)磷胁迫促使PT1、PT2基因的表达量上调,其中叶片PT1基因的相对表达量高于根系,叶片PT2基因的相对表达量显著低于根系。(3)磷胁迫限制了烤烟对干物质和磷素的积累,在移栽后90d,-P处理烤烟根系和叶片的干物质重、磷素积累量不到+P处理的一半,处理间差异极显著。研究认为,在缺磷环境下,烟草高亲和磷转运蛋白基因PT1和PT2表达量的增加,是由磷胁迫下烟草体内磷积累量降低所引起的系统性调控。     

不同海拔下全程覆膜对烤烟光合功能和产量、质量的影响

以烤烟"云烟87"为材料,研究了在湖北省恩施州2种海拔下(1000、1300 m),全程覆膜和团棵期揭膜培土2种措施对烤烟光合功能和产量、质量的影响.结果表明:在2个海拔下,全程覆膜均会在烟株生育后期引起净光合速率和叶绿素含量快速下降,加速了光合功能的衰退,从而导致光合同化物分解加速;在海拔1000 m处,团棵期揭膜培土措施提高了烤烟总体光合功能,增加光合同化产物,明显提高产量和品质;在海拔1300 m处,虽然全程覆膜有早衰现象发生,但总体光合功能及其同化产物含量仍处于较高水平;在本试验条件下,在海拔1000 m处提倡采用团棵期揭膜培土的措施,在海拔1300 m处提倡采用全程覆膜的生产措施.

Abstract：

Field experiments were conducted at the elevations 1000 m and 1300 m in Enshi Autonomous Prefecture of Hubei to study the effects of plastic film mulching in whole growth period and of uncovering plastic film and hilling at rosette stage on the photosynthetic function,yield,and quality of flue-cured tobacco Yunyan 87.At the two elevations,plastic film mulching in whole growth period caused a rapid decrease of net photosynthetic rate and leaf chlorophyll content at the later growth stages of tobacco,and thus,accelcrated the decline of photosynthetic function,and induced the rapid decomposition of assimilation products.At the elevation 1000 m,uncovering plastic film and hilling at rosette stage enhanced the photosynthetic function,in creased the assimilation products,and improved tobacco yield and quality.At elevation 1300 m,plastic film mulching in whole growth period caused the premature senescence,but maintained the photosynthetic function and assimilation products at a higher level.It was advocated that in the study area,plastic film mulching in whole growth period and uncovering plastic film and hilling at rosette stage would be appropriate for cultivating flue-cured tobacco at the elevations 1300m and 1000 m,respectively.     

三种栽培模式下不同基因型冬小麦旗叶衰老代谢比较

为了探索冬小麦在不同栽培模式下功能叶片衰老代谢的生理机制,以cp02(213)、cp99(1)和陕农512为材料,比较研究了常规栽培、覆草栽培、地膜覆盖3种栽培模式下小麦旗叶衰老代谢特性.结果表明,覆草栽培叶面积、旗叶功能期、叶绿素含量、叶片保护酶活性(SOD、POD、CAT)显著高于常规栽培,膜脂过氧化程度较低,叶片衰老速度缓慢,代谢强度旺盛,有利于籽粒灌浆和光合产物的积累.灌浆前期,地膜覆盖叶面积、旗叶功能期、叶绿素含量、叶片保护性酶活性(SOD、POD、CAT)显著高于常规栽培,膜脂过氧化程度低于常规栽培;灌浆后期,叶绿素含量急剧下降,叶片衰老速度加快,膜脂过氧化程度加剧.参试品种(系)中陕农512叶片衰老速度缓慢,保绿性好.     

Photosynthesis-Related Proteins Play Crucial Role During Senescence Stage in Flue-Cured Tobacco Plants: A Combine iTRAQ-PRM Study

Leaf aging is a significant process during herbaceous plant senescence, which is influenced by various internal and external factors. During leaf aging, chlorophyll catabolism is one of the most important metabolism pathways and results in leaf yellowing. Understanding the underlying mechanism is important for the regulation of senescence in tobacco leaf. However, there are few studies on explaining tobacco leaf senescence from the proteomics level. Here, photosynthesis experiments, cell ultrastructure, and proteomics were used to study tobacco leaves of different growth stages. We applied iTRAQ-based quantitative proteomics and parallel reaction monitoring (PRM) to determine the accumulation of proteins in aging tobacco leaves. Overall, we screened 4747 proteins. The result of KEGG pathways analysis showed that differently expressed proteins (DEPs) were involved in four pathways: metabolic pathways, biosynthesis of secondary metabolites, microbial metabolism in diverse environments, and starch and sucrose metabolism. This would be first report based on iTRAQ-PRM technique, in which we identified proteins related to photosynthesis showed a differently expressed during senescence stage in flue-cured tobacco plants.

     

Photosynthesis and leaf-nitrogen dynamics during leaf senescence of tropical maize cultivars in hydroponics in relation to N efficiency in the field

The selection process of nitrogen (N)-efficient cultivars during plant breeding could be simplified by a specification of secondary plant traits that are decisive for N efficiency. It was shown that leaf senescence under N deprivation of sixteen tropical maize cultivars in a short-term nutrient solution experiment was related to leaf senescence and grain yield under N deficiency (N efficiency) in field experiments. In this study we investigated if a quantification of leaf- and plant-N flows by ¹⁵N labelling can improve the evaluation of genotypic differences in leaf senescence in short-term experiments. Cultivars differed in leaf-N content prior to senescence; however, this appeared to have no significant impact on the development of leaf senescence. N import into senescing leaves was not related to total plant N uptake, but seems to have been regulated by leaf-inherent factors. Leaf N remaining in the leaf seems to have comprised inefficiently remobilized leaf N, at least during early senescence stages. Photosynthetic rate and chlorophyll contents at early senescence stages depended on additional factors to leaf-N content. Nevertheless, all parameters used to characterize leaf senescence were related to leaf senescence at anthesis in field experiments. However, only photosynthetic rate during late leaf senescence reflected cultivar differences in leaf senescence during reproductive growth and N efficiency in field experiments.     

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。     

垄作与覆膜对川中丘陵春玉米根系分布及产量的影响

通过设置田间试验,研究种植方式(垄作垄播、平作、垄作沟播)与覆膜措施对川中丘陵春玉米根系分布和玉米产量的影响.结果表明: 垄作与覆膜对玉米根系形态影响显著,覆膜显著提高了玉米根长、根表面积和根体积,拔节期覆膜较不覆膜处理分别提高了42.3%、50.0%和57.4%.覆膜提高了各土层和各水平各层次根质量,扩大了根系在土壤垂直和水平方向上的分布,提高了拔节期20～40 cm土层和水平方向上宽行0～20 cm根系比例.种植方式对根系生长和分布的影响因覆膜而异,覆膜下垄作垄播显著提高了各土层根质量和20～40 cm土层根量分配比例,同时提高了水平方向上各层次根量和宽行根系分配比例,总根质量表现为:垄作垄播>平作>垄作沟播;不覆膜下垄作沟播显著提高了窄行0～40 cm根量,吐丝期总根质量表现为:垄作沟播>垄作垄播>平作.从玉米穗部性状和产量看,覆膜降低了玉米秃尖长,提高了穗长、穗粒数、千粒重和产量,覆膜下产量表现为:垄作垄播＞平作＞垄作沟播;不覆膜下则表现为:垄作沟播＞平作＞垄作垄播.覆膜下垄作垄播促进了根系特别是深层根质量的增加,同时增加了深层根系和水平20～40 cm根系比例,这是其增产的重要原因;而不覆膜下垄作沟播有利于根系生长,从而提高产量.     

断根结合生长素和钾肥施用对烤烟生长及糖碱比、有机钾指数的影响

河南济源烟区存在着烟叶糖碱比高、有机钾指数较低的生产现状,通过田间试验研究了打顶时断根(C)、打顶时断根结合喷施IAA(C+I)、打顶时断根结合追施钾肥(C+K)、打顶时断根结合喷施IAA并追施钾肥(C+K+I)和对照(CK)5种处理对烤烟生物量及糖碱比、有机钾指数的影响。结果表明:不同调控措施在烟株成熟期较对照均能增加根部、叶片的干重,减少烟碱、总糖在中上部烟叶的累积。断根结合喷施IAA能降低各部位烟叶的糖碱比,且以C+K+I处理的降幅最大,在下、中、上叶位中较对照分别降低了19.12%、15.33%和8.15%。与对照相比,各处理均能提高不同部位烟叶K⁺含量,降低Cl^-和SO₄^2-含量。C+K+I处理能极显著提高各部位烟叶的有机钾指数,且在中上部烟叶中增幅最大,较对照分别提高了125.00%和209.43%。总的看来,打顶时断根结合喷施IAA并追施钾肥能促进烟叶中的干物质积累、降低糖碱比、提高有机钾指数,进而提高烟叶的内在品质。     

Cytokinin biochemistry in relation to leaf senescence. VI. Effect of nitrogenous nutrients on cytokinin levels and senescence of tobacco leaves

The effect of nitrogenous nutrients on endogeneous cytokinins and senescence of tobacco leaves was investigated. Ammonium nitrate was the most effective in retarding senescence and its activity was attributed principally to NH₄⁺ ions. Repeated applications or a continuous supply of ammonium nitrate was required for maximal retardation of tobacco leaf senescence. Ammonium nitrate solution supplied via the petioles reduced the senescence retarding effect of dihydrozeatin applied directly to the laminae of detached tobacco leaves. Ammonium nitrate also elevated the endogenous levels of cytokinins (especially zeatin and dihydrozeatin) particularly in growing tobacco leaves excised from near the apex of the plant. Ammonium nitrate induced retardation of leaf senescence may be mediated at least partly by its effect on foliar cytokinin content.     

广东南雄烟区烤烟氮素累积分配及利用特征

在广东南雄烟区以烤烟品种K326为材料,采用田间原位培养方法和15N同位素示踪技术,在大田条件下研究了土壤氮素矿化特征、烤烟氮素累积分配规律以及当季施入肥料氮的分配情况.结果表明:南雄烟区土壤氮素矿化量随着生育期推移呈上升趋势,在移栽后75 d达到高峰,此后下降;不施氮处理土壤氮素矿化量在各生育期均显著高于施氮处理;烟株不同器官氮素积累量表现为叶片＞茎＞根.烤烟在团棵期和打顶期以吸收肥料氮为主,成熟期则以吸收土壤氮为主,烟株整个生育期吸收的氮素主要来源于土壤氮,且吸收的土壤氮及其占总氮的比例随生育期推移和叶片着生部位的升高而增加.氮肥烟株利用率、土壤残留率和损失率分别为30.8%、32.3%和36.9%.南雄烟区土壤氮素矿化能力较强,土壤氮对上部叶片质量的影响较大,在施氮量为150kg·hm-2条件下,肥料氮的残留量和损失量较高.