烤烟硫营养特性及其调控技术研究

论文摘要

本研究通过对湖南不同植烟生态区进行野外采样,系统研究了湖南植烟土壤有效硫及烟叶硫含量状况,烟叶硫与烟叶内在质量的量化关系。通过液培试验,研究了不同硫浓度下烤烟干物质积累和硫及其它营养元素吸收的动念变化规律,硫对烤烟光合作用及叶绿素荧光参数和生理生化指标的影响。通过模拟酸雨试验,研究了模拟酸雨对烤烟光合作用及叶绿素荧光参数、烟叶硫含量和产质量的影响。通过种植方式和烟草硫效率差异研究,筛选出了比较适宜的复种方式和耐硫基因型。具体结论归纳如下:1.湖南植烟生态区土壤有效硫和烟叶硫含量普遍偏高,平均值分别为34.74 mg/kg和0.849%。有效硫含量较高的土壤占80%,仅有20%左右在适宜范围内。烟叶硫含量仅有30%在0.20～0.70%正常范围内,70%烟叶硫含量超标,尤其是浏阳和宁乡植烟区的烟叶硫含量超过了1.00%。烟—稻复种连作田的土壤有效硫和烟叶硫含量显著高于连续旱作田,连续旱作田土壤有效硫和烟叶硫含量的平均值分别为30.42 mg/kg和0.704%,而烟—稻复种连作田的平均值分别为39.06 mg/kg和0.968%。在植烟年限1～15年之间,随植烟年限的增加,植烟土壤全硫和有效硫含量显著增加,植烟年限超过15年,植烟土壤全硫和有效硫含量趋于平稳。烟叶硫含量与烟叶内在质量的量化关系表现为:烟叶硫含量与总糖和水分含量呈显著负相关,与香气质、余味和评吸总分呈极显著负相关,与烟叶钾含量呈极显著正相关,与烟叶总氮、总氯和总植物碱含量呈正相关,但相关不显著,与香气量、杂气、劲头、刺激性、燃烧性、灰色、香味、总粒相物、烟气烟碱、焦油量呈负相关,但相关也不显著。2.在一定范围内供硫可以显著促进烤烟的生长发育、干物质和养分积累及产量产值的提高。进一步增加硫浓度将使烤烟的株高、茎围、最大叶面积、节间距和根体积显著降低。液培试验的最适硫浓度为2 mmol/L,大田试验硫肥的最佳用量为50 kg/hm2。供硫显著促进了烤烟硫营养的吸收。0 mmol/L和2 mmol/L处理促进了烤烟干物质积累和氮、钾、钙、硼、锰、铜、锌等营养元素的吸收。2～4 mmol/L处理促进了烤烟磷、镁等营养元素的吸收,硫浓度超过8 mmol/L烤烟的养分吸收显著下降。3.硫浓度为2～4 mmol/L和施硫量为50～100 kg/hm2促进了烤烟叶绿素含量,净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、叶面饱和蒸气压亏缺（VPD）、瞬时水分利用效率（WUE）和潜在水分利用效率（WUEi）升高,降低了烤烟的气孔限制值（Ls）。2～8 mmol/L处理导致了烤烟的光合有效量子产量（EQY）、光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭（qP）显著升高和非光化学淬灭（NPQ）显著降低。0 mmol/L和2 mmol/L处理根系活力显著高于其它处理。团棵期,16 mmol/L和32 mmol/L处理的烤烟叶片脯氨酸含量显著高于其它处理,在其它几个时期,则以8 mmol/L和16 mmol/L处理最高。2～4 mmol/L处理的烤烟叶片硝酸还原酶活性显著升高,SOD和POD活性则随硫浓度的升高显著升高,生长初期MDA含量随硫浓度升高显著升高,在生长末期处理间差异不显著。4.硫浓度超过16 mmol/L处理使烤烟叶片厚度显著降低,0 mmol/L处理烤烟叶片上表皮厚度显著升高,宽度显著降低。2 mmol/L处理烤烟的下表皮厚度显著升高,0～4 mmol/L处理的下表皮宽度显著高于其它处理。0～4 mmol/L处理的栅栏组织厚度显著增加,8～32mmol/L处理则显著降低,0 mmol/L和4～32 mmol/L处理的栅栏组织空隙度显著高于2mmol/L处理。0 mmol/L和8～32 mmol/L处理烤烟海绵组织厚度和空隙度及海绵组织与叶片厚度的比值显著降低。0 mmol/L处理的烤烟栅栏组织厚度与叶片厚度比值和栅栏组织厚度与海绵组织厚度比值显著上升。5.pH≥3.5的轻度酸雨对烤烟叶绿素含量、净光合速率（Pn）影响不大,pH≤2.5处理下叶绿素含量,净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、叶面饱和蒸气压亏缺（VPD）、瞬时水分利用效率（WUE）和潜在水分利用效率（WUEi）显著低于对照。pH 2.0处理的气孔限制值（Ls）显著高于对照。pH≥3.5处理的光合有效量子产量（EQY）、光合电子传递速率（ETR）和光化学淬灭（qP）与对照差异不大,但pH≤3.0处理明显降低。对照的NPQ明显低于酸雨处理,而pH≥3.5处理的非光化学淬灭（NPQ）明显高于pH≤3.0处理。随pH值降低烤烟叶片的SOD、POD活性和脯氨酸、可溶性蛋白含量显著升高,pH≤3.0处理的SOD酶活性和脯氨酸含量降低。模拟酸雨使烤烟硝酸还原酶活性和可溶性糖含量随pH值的降低而显著降低。pH≥3.5处理的总糖和还原糖含量及糖氮比与对照差异不显著,pH≤3.0处理的显著低于对照。烤烟叶片硫含量随pH值的降低而升高,虽然处理与对照间差异不显著,但pH≤4.0处理已严重影响了烤烟的产量和产值,使其显著下降。随pH值的降低烤烟叶片厚度显著降低,pH≥3.5处理的栅栏组织厚度显著高于pH≤2.5处理。pH≤3.0处理的海绵组织厚度显著低于对照及其它处理。pH≥3.0处理的栅栏组织与叶片厚度比值显著高于对照,其它处理与对照差异不显著。所有处理的栅栏组织厚度和海绵组织厚度的比值都高于对照。6.四种复种方式对烤烟的农艺性状、淀粉和还原糖含量影响不大,烟—稻—绿肥和烟—玉米处理的总糖含量和糖氮比显著升高,超过了烤烟总糖含量和糖氮比值的正常范围。并且二者的烟碱含量较低,显著低于烟—稻和烟—稻—菜处理。烟—玉米处理的总氮、钾、钙、镁含量显著低于其它处理,而硫含量则显著高于其它处理。其产量产值也显著低于其它处理。在4中复种方式中,烟—稻—菜和烟—稻方式烤烟的总体表现较好,烟—玉表现最差。7.按照常规栽培方式种植的28个烟草基因型,仅有3个基因型的烟叶硫含量在0.20～0.70%之间,12个基因型的烟叶硫含量介于0.70～1.00%之间,13个基因型的烟叶硫含量超过1.00%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 研究的目的意义
• 2 国内外研究动态
• 2.1 土壤硫素资源
• 2.2 硫对作物生长发育及产量的影响
• 2.2.1 硫对粮食及油料作物生长发育及产量的影响
• 2.2.2 硫对烤烟生长发育及产量的影响
• 2.3 硫对作物品质的影响
• 2.3.1 硫对粮食及油料作物的影响
• 2.3.2 硫对蔬菜品质的影响
• 2.3.3 硫对烤烟品质的影响
• 2.4 作物对硫营养的吸收、运输和同化
• 2.4.1 作物对硫营养的吸收
• 2.4.2 作物硫营养的运输
• 2.4.3 作物硫营养的同化
• 2.5 硫对作物生理生化指标的影响
• 2.5.1 硫对酶活性的影响
• 2.5.2 硫对作物光合作用的影响
• 2.6 硫与其它营养元素的关系
• 2.6.1 硫与氮、磷、钾的关系
• 2.6.2 硫与中微量营养元素的关系
• 2.7 酸雨对植物的影响
• 第二章 湖南植烟土壤硫及烟叶硫含量现状及评价
• 1 材料与方法
• 1.1 样品采集
• 1.2 测定方法
• 1.2.1 烟叶化学成分的测定
• 1.2.2 烟气成分的测定
• 1.2.3 土壤全硫和有效硫含量的测定
• 1.2.4 烟叶评吸质量量化评定
• 1.3 数据分析统计方法
• 2 结果与分析
• 2.1 湖南植烟生态区土壤有效硫和烟叶含硫量状况
• 2.1.1 湖南植烟生态区土壤有效硫含量状况
• 2.1.2 湖南植烟生态区烟叶含硫量状况
• 2.1.3 湖南植烟土壤有效硫含量对烤烟烟叶硫含量的影响
• 2.2 烟叶含硫量与烟叶质量的关系
• 2.2.1 烟叶含硫量与烟叶内在化学成分的关系
• 2.2.2 烟叶含硫量与烟叶内在质量和物理特性关系
• 2.2.3 烟叶含硫量与安全性的关系
• 2.3 不同复种方式和植烟年限对土壤和烟叶含硫量的影响
• 2.3.1 不同复种方式对土壤有效硫含量的影响
• 2.3.2 不同复种方式对烟叶硫含量的影响
• 2.3.3 不同复种方式对烟叶质量的影响
• 2.3.4 不同植烟年限对土壤全硫和有效硫含量的影响
• 3 讨论与结论
• 第三章 硫对烤烟生长发育、养分积累及生理生化指标的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定项目和方法
• 1.2.1 烟株农艺性状测定
• 1.2.2 烟株干物质及养分含量的测定
• 1.2.3 光合作用及叶绿素荧光参数的测定
• 1.2.4 烤烟生理生化指标的测定
• 1.2.5 烟叶组织结构的观察
• 1.3 数据分析
• 1.3.1 叶绿素荧光参数的回归分析和快速光曲线拟合
• 1.3.2 干物质和养分积累动态模拟
• 2 结果与分析
• 2.1 不同硫水平对烤烟生育期及农艺性状的影响
• 2.1.1 硫对烤烟生育期的影响
• 2.1.2 硫对烤烟农艺性状的影响
• 2.2 不同硫浓度下烤烟干物质积累的动态模拟
• 2.3 不同硫浓度下烤烟养分吸收的动态模拟
• 2.3.1 不同硫浓度下烤烟氮吸收的动态模拟
• 2.3.2 不同硫浓度下烤烟磷素吸收的动态模拟
• 2.3.3 不同硫浓度对烤烟钾素吸收的动态模拟
• 2.3.4 不同硫浓度下烤烟钙吸收的动态模拟
• 2.3.5 不同硫浓度下烤烟镁元素吸收的动态模拟
• 2.3.6 不同硫浓度下烤烟硫元素吸收的动态模拟
• 2.3.7 不同硫浓度下烤烟硼吸收的动态模拟
• 2.3.8 不同硫浓度下烤烟锰吸收的动态模拟
• 2.3.9 不同硫浓度下烤烟铜吸收的动态模拟
• 2.3.10 不同硫浓度下烤烟锌吸收的动态模拟
• 2.4 不同硫浓度对烤烟生理生化指标的影响
• 2.4.1 不同硫浓度对烤烟不同时期叶片叶绿素含量的影响
• 2.4.2 不同硫浓度对烤烟不同时期叶片光合参数的影响
• 2.4.3 不同硫浓度对烤烟不同时期叶片叶绿素荧光参数的影响
• 2.4.4 不同硫浓度对烤烟叶片硝酸还原酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性及MDA含量的影响
• 2.4.5 不同硫浓度对烤烟叶片脯氨酸含量和根系活性的的影响
• 2.5 不同硫浓度对烤烟叶片组织结构的的影响
• 3 讨论与结论
• 3.1 不同硫浓度对烤烟生长发育的影响
• 3.2 不同硫浓度对烤烟干物质积累的影响
• 3.3 不同硫浓度对烤烟养分吸收的影响
• 3.4 不同硫浓度对烤烟生理生化指标的影响
• 3.4.1 不同硫浓度对烤烟叶绿素含量的影响
• 3.4.2 不同硫浓度对烤烟光合作用参数的影响
• 3.4.3 不同硫浓度对烤烟叶绿素荧光参数的影响
• 3.4.4 不同硫浓度对烤烟叶片硝酸还原酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性、MDA及脯氨酸含量和根系活力的影响
• 3.5 不同硫浓度对烤烟叶片组织结构的影响
• 第四章 模拟酸雨对烤烟生理生化指标及产质量的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定方法和数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 模拟酸雨对烤烟叶绿素含量的影响
• 2.2 模拟酸雨对烤烟叶片光合参数的影响
• 2.3 模拟酸雨对烤烟叶片叶绿素荧光参数的影响
• 2.4 模拟酸雨对烤烟酶活性及脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量的影响
• 2.5 模拟酸雨对烤烟叶片组织结构的影响
• 2.6 模拟酸雨对烤后烟叶化学成分及养分含量的影响
• 2.7 模拟酸雨对烤烟产量产值的影响
• 3 讨论与结论
• 3.1 模拟酸雨对烤烟叶绿素含量的影响
• 3.2 模拟酸雨对烤烟叶片光合参数的影响
• 3.3 模拟酸雨对烤烟叶片叶绿素荧光参数的影响
• 3.4 模拟酸雨对烤烟酶活性及脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量的影响
• 3.5 模拟酸雨对烤烟叶片组织结构的影响
• 3.6 模拟酸雨对烤后烟叶化学成分及养分含量的影响
• 3.7 模拟酸雨对烤烟产量产值的影响
• 第五章 烤烟硫营养的调控研究
• 1 材料与方法
• 1.1 不同施硫量对烤烟生长发育及产质量的影响
• 1.1.1 试验材料
• 1.1.2 试验设计
• 1.2 不同复种方式对烤烟生长发育及产质量的影响
• 1.2.1 试验材料与试验设计
• 1.3 烟草基因型的硫效率差异
• 1.3.1 试验材料与试验设计
• 1.4 测定方法和数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 不同施硫量对烤烟生长发育及产质量的影响
• 2.1.1 不同施硫量对烤烟农艺性状的影响
• 2.1.2 不同施硫量对烤烟叶绿素含量的影响
• 2.1.3 不同施硫量对烤烟叶片光合参数的影响
• 2.1.4 不同施硫量对烟叶化学成分及养分含量的影响
• 2.1.5 不同施硫量对烤烟产值量的影响
• 2.2 不同复种方式对烤烟生长发育及产质量的影响
• 2.2.1 不同复种方式对烤烟农艺性状的影响
• 2.2.2 不同复种方式对烤烟烟叶化学成分及养分含量的影响
• 2.2.3 不同复种方式对烤烟产质量的影响
• 2.3 烟草基因型的硫效率差异
• 3 讨论与结论
• 3.1 不同施硫量对烤烟生长发育及产量质量的影响
• 3.2 不同复种方式对烤烟生长发育及产量质量的影响
• 3.3 不同基因型对硫营养的响应
• 第六章 结论及创新点
• 1 全文结论
• 1.1 湖南植烟生态区烟叶硫及土壤硫含量的基本状况
• 1.2 硫对烤烟生长发育、养分积累及生理生化指标的影响
• 1.2.1 硫对烤烟生长发育及干物质和养分积累的影响
• 1.2.2 硫对烤烟生理生化指标的影响
• 1.2.3 硫对烤烟叶片组织结构的影响
• 1.3 模拟酸雨对烤烟生理生化指标及产质量的影响
• 1.3.1 模拟酸雨对烤烟叶绿素含量及光合作用和叶绿素荧光参数的影响
• 1.3.2 模拟酸雨对烤烟生理生化指标的影响
• 1.3.3 模拟酸雨对烤烟叶片组织结构的影响
• 1.3.4 模拟酸雨对烟叶内在化学成分和产值量的影响
• 1.4 烤烟硫营养的调控研究
• 1.4.1 不同复种方式对烤烟生长发育及产质量的影响
• 1.4.2 烟草基因型的硫效率差异
• 2 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在读期间发表的论文