湖南烟区烤烟硫含量与土壤有效硫含量的分布特点

采用野外调查、田间试验与室内分析相结合的方法,分析了湖南烟区烤烟硫含量与土壤有效硫含量的分布特点及相互关系.结果表明湖南烟叶硫含量较高,平均为(0.81±0.26)%,变幅为0.34%～1.49%,有39.29%的烟叶硫含量小于0.70%;不同等级烟叶硫含量的变化规律为上橘二(B2F)＞中橘三(C3F)＞下橘二(X2F).湖南种植烤烟土壤有效硫含量较丰富且变异范围大,平均为(37.16±27.59)mg·kg-1,变幅为2.20～217.60 mg·kg-1;有22.58%的土壤在不同程度上缺硫(≤16.0 mg·kg-1),有26.08%的土壤有效硫含量偏高(＞50.0 mg·kg-1),满足优质烟叶生长发育的正常土壤占51.34%;不同土壤类型有效硫含量的变化规律为鸭屎泥＞黄泥田＞红黄泥＞青泥田＞沙泥田＞黄灰土＞黄壤土.相关分析表明,烟叶硫含量与土壤有效硫含量呈极显著正相关(r=0.469, P＜0.01).     

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.     

硫磺和酒糟对烤烟生长和烟叶品质以及碱性土壤pH的影响

为了探讨碱性烟田土壤改良的有效技术并提高烟叶质量,以烤烟品种‘中烟100’为材料,采用田间试验研究了不同硫磺用量(0.1、0.2、0.3kg/m2、0.1kg/m2+3.0kg/m2酒糟)对碱性土壤pH、烤烟生长及其产量质量的影响。结果显示:(1)碱性土壤施用0.1～0.3kg/m2的硫磺能够显著降低烤烟根区土壤的pH值,降低幅度达到0.3个单位以上。(2)硫磺能促进烟苗根系的早发快长,在烤烟移栽30d时,处理植株根、茎、叶的干重分别比相应对照增加16%～37%、9%～28%和17%～25%;与对照相比,中等用量硫磺(0.2kg/m2)和低用量硫磺配合酒糟(0.1kg/m2+3.0kg/m2)能够显著增加烟叶的产量和上中等烟比例。(3)硫磺能够显著增加中部烟叶氮含量,协调还原糖与烟碱的比值,0.1～0.2kg/m2硫磺能够显著增加烟叶氮和烟碱含量,且0.1kg/m2硫磺配合3.0kg/m2酒糟施用的效果更显著,但0.3kg/m2的硫磺处理效果较弱。研究表明,施用适量硫磺可显著降低碱性土壤的pH值,促进烟株的生长发育,提高烟叶的产量和质量,且硫磺0.2kg/m2和硫磺0.1kg/m2配合酒糟3.0kg/m2是碱性烟区土壤改良、提高烟叶产质量的较有效技术措施。     

铜山烟区生态因素和烟叶质量特点

分析了河南省铜山烟区适宜种植烤烟的基本条件、气候因素、土壤养分状况及所产烟叶的质量特点,结果表明:(1)该烟区具有无霜期长、大于10℃积温高、日均气温大于20℃的时间长等突出特点,地貌类型为浅山丘陵,土壤为黄褐土,多呈中性微酸反应,土壤含氯量较低,多项指标均达到了烤烟适宜或最适宜类型生长发育所要求的环境条件。(2)铜山烟区较强的太阳辐射、较长的日照时数、较适宜的降雨量可能是该区域烟叶香气质好、香气量足、吃味醇厚的主要生态学外因。(3)铜山烟区土壤养分含量存在较大的变异。一般土壤有机质含量较丰富,总体供氮水平较高,速效磷含量丰缺各半,大面积土壤钾含量中等偏低,多数中微量元素含量丰富,但钙镁比、钾钙比不合理,影响了烟株对镁和钾的吸收利用,且有效钼、有效硼含量普遍偏低,应注意追施钼肥和硼肥。(4)铜山烟区烟叶颜色桔黄,外观品质佳;各化学成分含量较适宜,组成比例协调;浓香型风格突出,配伍性强,感官评吸质量较好。     

氮、钾营养对烤烟产量、产值和优质烟叶比例的影响

通过田间小区试验,研究氮素和钾素对烤烟产量、产值及优质烟叶(中上等烟叶)比例的影响,结果表明：(1)烤烟产量与施钾肥量具有显著正相关,并与施氮肥量有关;(2)产值与施氮肥量呈显著二次曲线相关性;(3)中上等烟比例与施肥比例(N／K)呈显著负相关,与施钾量、烟叶含钾量、土壤供钾能力有关。试验区烤烟优质、适产,要求施氮量(N)105一l12．8kg／hm2,施钾量(K)217．95—261．45kg／hm2,施肥比例(N／K比)0．40—0．48(N：K＝1：2．1—2．50或N：K2O＝1：2．5—3．0)。     

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。     

湘西北海拔高度对烤烟常规化学成份含量的影响

通过野外栽培试验、全自动化学流动分析测定法和火焰光度测定法,研究了湘西北慈利县与石门县海拔高度对烤烟常规化学成份含量的影响,主要结果是：1)烤烟总烟碱含量和总氮含量均与海拔高度呈极显著的负相关,而钾含量与海拔高度呈正相关．2)烤烟总糖含量与海拔高度间无明显的相关性,海拔高度对烤烟氯含量无影响．3)高海拔区域种植烤烟有利于降低烟叶的烟碱含量、提高烟叶的钾含量,从而提高烟叶的可用性与安全性、     

不同生物有机肥对烤烟产质量及土壤养分的影响

为探明不同生物有机肥对广元烟区烤烟产质量和土壤养分的影响,以云烟87为试验材料,开展了不同生物有机肥施用田间试验研究。结果表明:(1)施用生物有机肥,烤烟产量增加1341.19—1499.06kg·ha~(-1),上等烟比率增加8.19%—10.88%,产值最高增加10838.62元/ha,显著地提高了烤烟上等烟比例和产值量(p0.05);(2)施用生物肥烤烟钾素含量增加,土壤养分增加,蛋白酶活性增强;(3)采用供试细菌SJ40、8GW11和C11生产的生物有机肥效果优于接种放线菌生产的生物有机肥,施用量以1500 kg·ha~(-1)最佳。     

不同生态烟区烤烟δ~(13)C值与生理及品质特征的比较研究

以烤烟品种K326为试验材料,在云南、福建和河南三个生态烟区大田种植,自烟叶生理成熟期起至工艺成熟期,分4次采集中部(第11叶位)烟样,对烟叶的δ13 C值、总碳、全氮、光合色素等进行测定,比较不同生态烟区烤烟δ13 C值的分布、生理生态适应性及品质特征。结果表明:(1)三个生态烟区烟叶δ13 C值、总碳、碳氮比、比叶重、叶绿素a、总叶绿素含量均表现为云南福建河南,全氮含量则为河南云南福建,叶绿素b含量为云南河南福建,类胡萝卜素含量为河南福建云南,其中的δ13 C值、总碳、碳氮比、类胡萝卜素含量在福建和云南烟区间较为接近。(2)烟叶δ13 C值与总碳含量在云南呈正相关,在福建、河南呈负相关关系;三个生态烟区烟叶δ13 C值与全氮含量均呈负相关关系;δ13 C值与光合色素含量在云南、河南烟区均呈正相关关系,在福建烟区均呈负相关关系;δ13 C值与烟碱、氮、钾、氯呈负相关关系,与总糖、还原糖呈正相关关系。(3)云南烤烟香韵丰富,刺激性中等,化学成分协调性最好;河南烤烟香气量较高,刺激性较大;福建烤烟在香气量和化学成分协调性方面表现较差。研究发现,烟叶δ13 C值与烟叶的生理特征、品质特征存在紧密联系,用烟叶的δ13 C值、生理指标、化学品质可区分不同生态烟区烤烟香气风格和品质特征。     

Effects of soil, climate, and their interaction on some neutral volatile aroma components in flue-cured tobacco leaves from high quality tobacco planting regions of Hunan Province

A pot experiment with the soils from Yongzhou, Liuyang, and Sangzhi, the high-quality tobacco planting regions of Hunan Province, was conducted to study the effects of climate, soil, and their interaction on some neutral volatile aroma components in flue-cured tobacco leaves. The contents of test neutral volatile aroma components in the flue-cured tobacco leaves were of medium variation, and the variation intensity was decreased in the order of dihydroactinolide, damascenone, furfural, total megastigmatrienone, and beta-ionone. Climate, soil, and their interaction affected the neutral volatile aroma components in different degrees. The furfural content was most affected by climate, the damascenone content was most affected by climate and by soil, the total megastigmatrienone and beta-ionone contents were most affected by the interaction of soil and climate, while the dihydroactinolide content was less affected by soil, climate, and their interaction. The contribution of climate, soil, and their interaction to the contents of the five aroma components was 40.82%, 20.67%, and 38.51%, respectively. During different growth periods of tobacco, different climate factors had different effects on the neutral volatile aroma components. The rainfall, cloudiness, and mean air temperature at rooting stage, the diurnal temperature amplitude, sunshine time, and evaporation at vigorous growth stage, and the rainfall, evaporation, and mean air temperature at maturing stage were the top three climate factors affecting the contents of the neutral volatile aroma components in flue-tobacco leaves. For the soil factors, the available potassium, available phosphorus, and pH were the top three factors affecting the contents of the five components.     

湘南烟区生态因素与烤烟质量的综合评价

 以湘南烟区气候、土壤等生态因素和烟叶质量状况为基础数据资料，运用模糊数学隶属函数模型对该区的气候适生性、土壤适宜性和烟叶质量可用性进行了综合评价，合理地进行了该区植烟区域的划分。结果表明：1)湘南烟区的气候适生性指数（Climate feasibility index， CFI）为(79.59%±3.96%)，变幅为74.71%～83.98%；该区烟叶大田生长期气温适宜，日均温≥20 ℃持续天数较长，≥10 ℃活动积温较高，昼夜温差较小，降雨充沛，相对湿度较高，日照百分率较低。2 )湘南烟区的土壤适宜性指数（Soil feasibility index, SFI）为(43.92%±15.49%)，变幅为13.32%～82.82%；该区土壤具有较强的保肥能力，有机质、氮素、速效磷及多种微量元素含量丰富，但pH值中性偏碱，全磷和钾素含量难以满足烟株需求，且交换性钙镁比值不协调，有效硫含量偏高，有效硼缺乏。3)湘南烟叶外观质量指数（Appearance quality index, AQI）和感观质量指数（Sen sory quality index, SQI）分别为（86.65%±3.29%）和（63.08%±0.74%），烟叶成熟度较好，叶片结构疏松，香气质较好，杂气和刺激性相对较小。     

不同产地烤烟叶中绿原酸和芸香苷的含量分析

为了探索绿原酸和芸香苷的新型植物资源和生物活性,同时为低等级烤烟叶的综合利用开辟有效途径,本文采用高效液相色谱技术,对中国和湖南省不同生态烟区以及不同部位烤烟叶中绿原酸和芸香苷的含量进行了研究。结果表明,东北烟区低等级烤烟叶中的绿原酸和芸香苷含量很高;湖南省湘南烟区烤烟叶中绿原酸和芸香苷含量显著高于湘北和湘中烟区;不同部位烤烟叶中绿原酸含量差异不显著,芸香苷含量差异极显著,并且上部叶>中部叶>下部叶。     

烤烟硝酸盐含量与土壤养分的关系

采用多元统计分析方法研究了湖南烤烟叶片硝酸盐、亚硝酸盐含量与土壤养分之间的关系,结果表明：（1）典型相关分析证实烟叶硝酸盐、亚硝酸盐含量与土壤主要含氮养分（土壤全氮、碱解氮、铵态氮）及有机质含量的关系密切,与土壤其他养分含量的相关性较小,反映出在一定范围内,随着土壤含氮养分及有机质含量的增加,烟叶（亚）硝酸盐含量呈现增加的趋势,且土壤含氮养分及有机质含量与烟叶硝酸盐含量关系的密切程度高于与亚硝酸盐含量的相关;（2）根据烟叶硝酸盐、亚硝酸盐含量及其相应的植烟土壤养分（有机质、全氮、碱解氮、铵态氮）含量的大小,通过聚类分析把同一等级的烟叶样品分为高、中、低3类,不同类别相比较,有机质含量越高的土壤,其土壤全氮、碱解氮、铵态氮含量以及相应的烟叶硝酸盐、亚硝酸盐含量也越高,说明土壤有机质的高低,直接影响了土壤氮素的供应状况,进而影响了烟叶硝态氮含量的积累;（3）根据聚类分析结果建立了不同等级烟叶硝酸盐、亚硝酸盐含量高低的判别函数,可作为烟叶硝态氮含量在不同土壤肥力条件下判别归类的参考依据。     

湖南烟区土壤交换性钙、镁含量及对烤烟品质的影响

分析了湖南烟区主要土壤类型交换性钙、镁元素含量状况及其对烟叶品质的影响,结果表明:(1)土壤交换性钙、镁含量在不同土壤类型间存在显著性差异,交换性钙含量平均为8.87cmol/kg,以红壤含量最高;交换性镁含量平均为1.16cmol/kg,以黄棕壤含量最高;交换性钙镁比值大小依次为:红壤(11.74)>水稻土(10.25)>黄壤(6.84)>黄棕壤(6.14),在烟叶实际生产中,应重视镁肥在红壤和水稻土中的施用;(2)烟叶钙含量偏高(21.93g/kg±4.37g/kg),烟叶镁含量偏低(2.52g/kg±1.26g/kg),两者均存在广泛的变异性;(3)整体来看,烟叶钙含量随土壤中交换性钙含量的升高和镁含量的降低而显著升高;烟叶镁含量随土壤交换性镁含量的升高而升高,与土壤交换性钙含量的相关性不显著;(4)典型相关分析表明,土壤中交换性镁含量的降低可能引起烟叶钾含量的提高,从而使得烟叶钾素和镁素含量达到较好的平衡;(5)土壤交换性钙、镁含量与烟叶其它化学成分指标的相关分析表明,土壤交换性钙有利于烟株对硼和氯素的吸收,对氮、锌和锰素的吸收则有显著的抑制作用;而土壤交换性镁有利于烟叶总糖、硼素和锰素的积累,对氮、磷、铁和锌素的吸收具有显著的抑制作用。     

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。     

气候和土壤及其互作对湖南烤烟还原糖、烟碱和总氮含量的影响

在湖南3大烟区的永州市、浏阳市、桑植县进行盆栽试验,探讨气候、土壤及其互作对湖南烟叶还原糖、烟碱和总氮含量的影响。结果表明:①烟叶还原糖、烟碱和总氮3种化学成分的变异强度中等,且其变异强弱按该顺序递减。②气候、土壤及其互作对烟叶还原糖、烟碱和总氮3种化学成分的影响程度不同,气候对它们均具有强影响效应,土壤对它们无明显影响;气候与土壤的互作对它们的影响效应年际间有差异。气候对还原糖、烟碱和总氮3种化学成分含量变异总的贡献率为51.42%,土壤为19.78%,气候与土壤互作为28.79%。气候是影响这3种烟叶化学成分的主要生态因素。③烟株大田发育不同时期的不同气候因子与烟叶化学成分的相关性不同,其中伸根期的日照时数、昼夜温差与蒸发量,旺长期的相对湿度、平均气温与云量,成熟期的平均气温、昼夜温差与日照时数分别是各时期与烟叶化学成分相关性较大的前3个气候因子。整个大田期以平均气温、相对湿度和昼夜温差3个气候因子与烟叶化学成分的相关性较大。     

Investigation of ecological factors controlling quality of flue-cured tobacco (Nicotiana tabacum L.) using classification methods

The growth and quality of tobacco are associated with ecological conditions, such as soil, climate or weather, and geographical attributes. Tobacco, especially flue-cured tobacco, is an important cash crop and widely cultivated in southwestern China. However, knowledge about critical ecological indicators affecting quality of flue-cured tobacco is limited in this region. In the current study, two well-known clustering algorithms, i.e., k-means and classification and regression trees (CART), were applied to investigate the critical ecological indicators controlling quality of flue-cured tobacco. On the basis of six quality indices and Davis–Bouldin index, a total of 142 flue-cured tobacco leaf samples were classified into three groups with low, medium, and high quality using k-means algorithm. The results obtained by CART model showed that geographical attributes (altitude, latitude, and longitude) and weather indicators had high effects on the quality of flue-cured tobacco followed by soil properties and varieties. Flue-cured tobacco plants with high quality preferred to be grown in areas with low values of altitude, rainfall and relative humidity, high values of latitude, longitude, sunshine hours, and temperature-related indices (mean, maximum and minimum temperatures and their difference), and low concentrations of soil nutrients in this study area. Nevertheless, further study should be conducted to understand the interaction among the ecological variables.