南平烤烟氯化钾的施用效应与影响机理研究

论文摘要

氯是烟草必需的营养元素,但对烟叶燃烧性不利,导致氯营养的重要性易被忽视。目前,我国各烟区烤烟氯含量均低于国外优质烤烟。本研究系统分析了南平烟区土壤和烟叶的营养元素丰缺状况,烟叶氯含量及其与土壤氯含量、化学成分、烟气成分、评吸质量的关系,烟株氯吸收动态变化规律,氯化钾对烟叶色素含量、光合作用、光呼吸、根系活力、碳氮代谢、膜质过氧化及相关保护酶、烟叶解剖结构、烟叶蛋白质组学的影响,以及适宜氯化钾用量和用法等栽培技术措施,为南平烟区科学合理施用氯肥提供科学依据,提高烟叶质量和市场竞争力,对南平烤烟生产的可持续发展具有重要的意义。本文主要试验结果如下:1、2008年南平植烟土壤养分分析表明:pH值稍低、有机质适宜,氮、磷含量较为适宜,钾比较缺乏,钙、镁、硫含量较为适宜;氯相对缺乏,锰、铁、锌含量充足,铜含量基本适宜,硼相对缺乏。烤烟C3F烟叶的氮含量基本适宜,磷含量适宜,钾含量较高,钙属于缺～低范围,镁、硫含量较为适宜;氯、钼绝大部分属于缺～低的范围,锰、锌、铜含量适宜,铁含量基本适宜,硼相对缺乏。2、2009年南平植烟土壤平均水溶性氯含量21.26 mg·kg-1,65.95%土壤的水溶性氯含量处于较低及低水平,总体属于中等偏低;南平烟叶平均氯含量0.13%,90. 10%烟叶氯含量处于低及缺水平。针对南平烟区降雨充足、土壤氯含量中等偏低、烟叶氯含量低的状况,可以适量增施氯肥。3、南平不同烤烟品种烟叶氯平均含量以CB-1最高,K326、云烟85次之,云烟87再次,红大最低。4、烟叶氯含量与总糖呈显著正相关,与挥发碱呈显著负相关,与燃烧性呈显著正相关。氯含量适当增加对改善烟叶颜色、身份有积极的作用,过高会对烟叶色度造成不利的影响。当烟叶氯含量为0.2%～0.3%时,烟叶评吸质量最好;氯含量>0.3%时,评吸质量随氯含量的提高而降低。5、氯化钾用量与株高、叶片数呈极显著正相关,与茎围呈显著负相关;氯化钾用量与叶干物质量呈极显著正相关。氯化钾用量对烤烟氮、磷、钾、氯、镁的吸收和积累均有不同程度的促进作用,其中以对氯、钾的积累和氮的吸收的作用更为明显。氯化钾用量对烤烟下部叶氯含量的影响大于中部叶和上部叶。氯化钾用量与氯含量呈极显著正相关,与总糖、还原糖呈显著负相关。综合烤烟农艺性状、经济性状、化学成分、外观质量及评吸质量的整体表现, 45～90 kg·hm-2的氯化钾用量可满足烤烟氯素营养需求,烟叶质量最佳。6、（1）K326、云烟85两个品种烤烟施氯化钾后农艺性状、经济性状、化学成分、评吸质量的整体表现,均优于未施氯化钾的对照,云烟85的表现更好。（2）综合烤烟大田生育期、农艺性状、经济性状、氯及其它化学成分、氯化钾与硫酸钾成本表现,以土壤水溶性氯含量10.88 mg·kg-1,氯化钾45 kg·hm-1的处理整体表现最好,其次是土壤水溶性氯含量10.88 mg·kg-1,氯化钾90 kg·hm-1的处理。5.81 mg·kg-1、10.88 mg·kg-1、18.38 mg·kg-1的土壤水溶性氯含量条件下,均以氯化钾45 kg·hm-2的处理烟叶的农艺性状、经济性状、氯及其它化学成分整体表现较好,其次是氯化钾90 kg·hm-2的处理。（3）氯化钾作为基肥干施可明显提高下部叶氯含量;追肥浇肥可提高中部叶氯含量,而对下部叶和上部叶氯含量则没有影响。综合农艺性状、经济性状和化学成分而言,施用氯化钾肥以基肥干施的方式最优。（4）随着钾肥用量的增加,烟叶钾、氯含量均呈先增加,达最大值然后下降的趋势;烟叶钾含量与钾肥用量呈极显著正相关。综合农艺性状、经济性状、化学成分的总体表现,以处理施纯氮127.5 kg·hm-2,氮磷钾比例为1:0.8: 2.5最优,其次是处理施纯氮127.5 kg·hm-2,氮磷钾比例为1:0.8: 2.8。（5）施用鸡粪有机肥对烟叶氯含量没有明显影响。综合经济性状、外观质量和化学成分的整体表现来看,以施鸡粪氮30 kg·hm-2的处理最优。（6）施用含氯化钾烤烟专用肥675 kg·hm-2的处理经济性状及化学成分含量总体表现最优,可一定程度地提高烟叶氯含量。7、不同的氯化钾浓度处理对烟叶的生理过程及多种酶活性的影响存在差异。2 mmol·L-1的氯化钾浓度处理,烟叶的色素含量高、光合作用强、光呼吸适当,烟苗根系活力、碳氮代谢旺盛,烟叶细胞膜结构完整、保护酶活性高,烟叶生长发育较好,叶片较厚;其次是4 mmol·L-1的氯化钾处理。8、烤烟幼苗（cv. K326）在不同浓度的KCl水培营养液中处理后,叶片中有6个是氯化钾胁迫下未表达或无法检测到的蛋白点, 6个是新的盐胁迫响应的蛋白点;有17个和7个蛋白点分别被上调和下调。质谱分析共鉴定出7个蛋白,代表了6种不同的蛋白,其中2个点是同一个蛋白（1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶）。5个蛋白是已知的盐胁迫响应蛋白,包括1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶、依赖辅酶NADP的山梨醇-6-磷酸脱氢酶、微管结合蛋白、依赖辅酶NADP的铁氧还蛋白还原酶、转座酶。这些蛋白参与了盐适应过程中有机渗透剂山梨醇的合成;细胞骨架维持;光合作用;碳代谢;转座子转座过程。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 研究目的和意义
• 2 国内外氯营养研究趋势和动态
• 2.1 土壤氯状况及其有效性
• 2.1.1 氯在土壤中的含量及分布
• 2.1.2 氯在土壤中的存在形态
• 2.1.3 土壤中氯对植物的有效性及其影响因素
• 2.1.4 氯与其它营养元素的交互作用
• 2.1.4.1 氯与氮的相互关系
• 2.1.4.2 氯与磷的相互关系
• 2.1.4.3 氯与钾的相互关系
• 2.1.4.4 氯与硫的相互关系
• 2.1.4.5 氯与钙镁等营养元素的相互关系
• 2.2 植物对氯的吸收和运输
• 2.3 氯的重要生理功能
• 2.3.1 在光合作用中的生理作用
• 2.3.2 对酶的活化作用
• 2.3.3 对碳氮代谢和植物组织结构的影响
• 2.3.4 对活性氧代谢影响
• 2.3.5 对根系活力和质膜透性的影响
• 2.3.6 对液泡离子通道的调控
• 2.3.7 对高等植物叶绿体RNA 稳定性的调控
• 2.3.8 对植物叶光合特性和绿素荧光特性的影响
• 2.3.9 对植物抗逆性及抗病性的影响
• 2.4 对缺氯基因的研究
• 2.5 氯在提高作物产量和改善作物品质中的作用
• 2.6 烟草氯素营养的研究
• 2.6.1 烟株对氯的吸收
• 2.6.2 氯在烟株中的积累和分配
• 2.6.3 氯肥品种和用量对烟草生长发育的影响
• 2.6.4 氯对烟草生理生化指标的影响
• 2.6.5 氯对烤后烟叶品质的影响
• 2.6.5.1 氯对烤后烟叶化学成分的影响
• 2.6.5.2 氯过多对烟草品质的影响
• 2.6.5.3 适量的氯能改善烟草的产量和品质
• 2.6.5.4 缺氯对烟草品质的影响
• 第二章 南平植烟土壤和烟叶营养元素分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验测定方法
• 1.2.1 土壤养分
• 1.2.2 烟叶化学成分
• 1.2.3 烟叶外观质量
• 1.2.4 烟叶评吸质量
• 1.3 试验统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 南平植烟土壤养分分析
• 2.1.1 植烟土壤酸碱度
• 2.1.2 植烟土壤有机质含量
• 2.1.3 氮
• 2.1.4 磷
• 2.1.5 钾
• 2.1.6 钙
• 2.1.7 镁
• 2.1.8 硫
• 2.1.9 微量元素
• 2.2 南平烤烟烟叶营养元素丰缺分析
• 2.2.1 氮
• 2.2.2 磷
• 2.2.3 钾
• 2.2.4 钙
• 2.2.5 镁
• 2.2.6 硫
• 2.2.7 微量元素
• 2.3 南平植烟土壤氯、钾含量与烟叶氯、钾含量关系
• 3 小结
• 3.1 南平植烟土壤养分状况
• 3.2 南平烟叶养分状况
• 第三章 南平植烟土壤和烟叶氯营养分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验测定方法
• 1.2.1 土壤养分
• 1.2.2 烟叶化学成分
• 1.2.3 烟叶外观质量
• 1.2.4 烟叶评吸质量
• 1.3 统计分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 土壤氯含量及土壤氯与土壤其它养分的关系
• 2.2 烟叶氯含量
• 2.3 土壤氯与烟叶化学成分（氯）的关系
• 2.4 不同烤烟品种的烟叶氯含量状况
• 2.5 不同植烟年限对土壤和烟叶氯含量的影响
• 2.6 不同氯含量对烟叶外观质量、化学成分及评吸质量的影响
• 2.6.1 烟叶外观质量
• 2.6.2 烟叶化学成分
• 2.6.3 烟叶评吸质量
• 3 小结与讨论
• 3.1 南平植烟土壤水溶性氯含量
• 3.2 南平烟区烟叶氯含量
• 3.3 南平土壤和烟叶氯含量关系
• 3.4 南平不同烤烟品种烟叶氯含量
• 3.5 不同氯含量烟叶外观质量的差异
• 3.6 烟叶氯与其它化学成分的关系
• 3.7 烟叶氯含量与感官质量的关系
• 第四章 氯化钾对南平烤烟生长发育及品质的影响研究
• 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
• 1.2.2 干物质积累及化学成分
• 1.2.3 经济性状
• 1.2.4 烟叶外观质量
• 1.2.5 烟叶评吸质量
• 1.3 数据分析
• 1.4 Logistic 生长函数模型及其性质
• 2 结果与分析
• 2.1 不同氯化钾用量对烤烟农艺性状的影响
• 2.2 不同氯化钾用量的烤烟干物质吸收积累动态特点
• 2.3 不同氯化钾用量的烤烟叶片养分吸收积累动态特点
• 2.3.1 氮
• 2.3.2 磷
• 2.3.3 钾
• 2.3.4 氯
• 2.3.5 镁
• 2.4 不同氯化钾用量对烤烟经济性状的影响
• 2.5 不同氯化钾用量对烟叶化学成分的影响
• 2.6 不同氯化钾用量对烟叶外观质量的影响
• 2.7 不同氯化钾用量对烟叶评吸质量的影响
• 2.8 不同氯化钾用量对有机酸和次生代谢产物的影响
• 2.8.1 不同氯化钾用量处理后各类物质含量的变化及对感官评吸得分的影响
• 2.8.2 不同氯化钾用量处理后各类物质指标间的关系
• 2.8.3 不同氯化钾用量处理后有机酸及次生代谢产物的变化
• 2.9 氯化钾的适宜用量
• 3 小结与讨论
• 3.1 氯化钾对烤烟农艺性状的影响
• 3.2 氯化钾对烤烟烟株干物质的影响
• 3.3 氯化钾对烤烟主要营养元素积累的影响
• 3.4 氯化钾对烤烟经济性状的影响
• 3.5 氯化钾对烤烟外观质量的影响
• 3.6 氯化钾对烤烟感官评吸质量的影响
• 3.7 氯化钾对烤烟致香物质的影响
• 3.8 氯化钾的适宜用量
• 第五章 南平烤烟氯化钾施用技术优化与验证试验
• 1 材料与方法
• 1.1 氯化钾对不同品种烤烟氯含量及产质量的影响
• 1.1.1 试验材料
• 1.1.2 试验设计
• 1.2 土壤水溶性氯含量及氯化钾用量对烤烟氯含量及产质量的影响
• 1.2.1 试验材料
• 1.2.2 试验设计
• 1.3 氯化钾施用方式对烤烟氯含量及产质量的影响
• 1.3.1 试验材料
• 1.3.2 试验设计
• 1.4 钾肥用量对烤烟氯含量及产质量的影响
• 1.4.1 试验材料
• 1.4.2 试验设计
• 1.5 鸡粪有机肥对烤烟氯含量及产质量的影响
• 1.5.1 试验材料
• 1.5.2 试验设计
• 1.6 含氯化钾烤烟专用肥对烤烟氯含量及产质量的影响
• 1.6.1 试验材料
• 1.6.2 试验设计
• 1.7 试验观察及测定方法
• 1.7.1 大田生育期和农艺性状
• 1.7.2 经济性状
• 1.7.3 外观质量
• 1.7.4 化学成分
• 1.7.5 感官评吸
• 1.7.6 统计分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 氯化钾对不同品种烤烟氯含量及产质量的影响
• 2.1.1 氯化钾对不同品种烤烟农艺性状的影响
• 2.1.2 氯化钾对不同品种烤烟经济性状的影响
• 2.1.3 化学成分
• 2.1.4 评吸质量
• 2.2 土壤水溶性氯含量及氯化钾用量对烤烟氯含量及产质量的影响
• 2.2.1 各处理大田生育期和农艺性状
• 2.2.2 各处理经济性状
• 2.2.3 各处理C3F 烟叶氯及其它化学成分含量
• 2.2.4 氯化钾与硫酸钾成本比较
• 2.3 氯化钾施用方式对烤烟氯含量及产质量的影响
• 2.3.1 农艺性状
• 2.3.2 氯化钾施用方式对烤烟经济性状的影响
• 2.3.3 烟叶化学成分
• 2.4 钾肥用量对烤烟氯含量及产质量的影响
• 2.4.1 农艺性状
• 2.4.2 钾肥用量对烤烟单叶重及经济性状的影响
• 2.4.3 烟叶氯及其它化学成分
• 2.5 鸡粪有机肥对烤烟氯含量及产质量的影响
• 2.5.1 鸡粪有机肥对烤烟经济性状的影响
• 2.5.2 烟叶外观质量
• 2.5.3 烟叶化学成分
• 2.6 含氯化钾烤烟专用肥对烤烟氯含量及产质量的影响
• 2.6.1 农艺性状
• 2.6.2 含氯化钾烤烟专用肥对烤烟经济性状的影响
• 2.6.3 烟叶化学成分
• 3 小结与讨论
• 3.1 施氯化钾对不同烤烟品种氯含量及产质量的影响
• 3.2 土壤水溶性氯含量及氯化钾用量对烤烟氯含量及产质量的影响
• 3.3 氯化钾施用方式对烤烟氯含量及产质量的影响
• 3.4 钾肥用量对烤烟氯含量及产质量的影响
• 3.5 鸡粪有机肥对烤烟氯含量及产质量的影响
• 3.6 含氯化钾烤烟专用肥对烤烟氯含量及产质量的影响
• 第六章 氯化钾对烤烟主要生理代谢过程的影响研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料与设计
• 1.2 测定项目和方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同氯化钾浓度对烟叶色素含量的影响
• 2.2 不同氯化钾浓度对烟叶光合作用的影响
• 2.2.1 光合参数
• 2.2.2 叶绿素荧光参数
• 2.2.3 ATP 酶
• 2.3 乙醇酸氧化酶
• 2.4 烟苗根系活力
• 2.5 不同氯化钾浓度对烟叶碳代谢主要酶活性的影响
• 2.5.1 磷酸蔗糖合成酶
• 2.5.2 蔗糖合成酶
• 2.5.3 蔗糖转化酶
• 2.5.4 淀粉酶
• 2.6 不同氯化钾浓度对烟叶氮代谢主要酶活性的影响
• 2.6.1 硝酸还原酶
• 2.6.2 中性蛋白酶
• 2.7 多酚氧化酶
• 2.8 不同氯化钾浓度对烟叶质膜及保护酶的影响
• 2.8.1 超氧化物歧化酶
• 2.8.2 过氧化物酶
• 2.8.3 过氧化氢酶
• 2.8.4 丙二醛含量
• 2.8.5 细胞膜透性
• 2.9 不同氯化钾浓度对烟叶解剖结构的影响
• 3 小结与讨论
• 3.1 不同氯化钾浓度对烟叶色素含量的影响
• 3.2 不同氯化钾浓度对烟叶光合作用的影响
• 3.3 不同氯化钾浓度对烟叶乙醇酸氧化酶活性的影响
• 3.4 不同氯化钾浓度对烟苗根系活力的影响
• 3.5 不同氯化钾浓度对烟叶碳代谢主要酶活性的影响
• 3.6 不同氯化钾浓度对烟叶氮代谢主要酶活性的影响
• 3.7 不同氯化钾浓度对多酚氧化酶活性的影响
• 3.8 不同氯化钾浓度对烟叶质膜及保护酶的影响
• 3.9 不同氯化钾浓度对烟叶解剖结构的影响
• 第七章 烤烟氯化钾处理的蛋白质组学研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验主要生化试剂
• 1.3 试验主要仪器
• 1.4 试验方法
• 1.4.1 TCA-丙酮沉淀法提取蛋白质
• 1.4.2 改良的Bradford 法测定蛋白浓度
• 1.4.3 第一向固相化pH 梯度等电聚焦电泳
• 1.4.4 IPG strip 平衡
• 1.4.5 SDS-PAGE 垂直电泳
• 1.4.6 凝胶图像分析
• 1.4.7 蛋白质点胶内消化
• 1.4.8 MALDI-TOF 质谱检测
• 2 结果与分析
• 2.1 不同氯化钾处理的烟草总蛋白质双向电泳分析
• 2.2 不同氯化钾处理的烟草有无差异蛋白的变化
• 2.3 不同氯化钾处理的烟草上调下调差异蛋白的变化
• 2.4 差异蛋白MALDI-TOF/MS 鉴定
• 2.5 差异蛋白的生物学信息分析
• 3 讨论
• 3.1 参与植物盐适应过程中有机渗透剂合成的蛋白
• 3.2 与细胞骨架相关的蛋白
• 3.3 参与光合作用的蛋白
• 3.4 与碳代谢有关的蛋白
• 3.5 与转座子功能有关的蛋白
• 全文结论
• 参考文献
• 致谢