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弱光处理对烤烟生长发育及品质的影响

作 者: 刘典三
导 师: 刘国顺
学 校: 河南农业大学
专 业: 烟草学
关键词: 烤烟 弱光 根系 干物质 氮素 碳氮化合物 品质
分类号: S572
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


烟草是一种喜光作物,光强是影响烤烟生长的重要生态因子之一,它可以调节烤烟的生理代谢、生长发育和形态建成,使烤烟更好地适应外界环境。目前关于光强对烤烟地上部叶片生长发育及代谢规律影响的研究较多,而有关与光强对根系生长发育规律、氮素吸收分配、碳水化合物合成积累、烤后烟叶质体色素含量及其降解产物影响的研究报道较少。为此,本试验以云烟87为材料,在整个生育期设置三个遮荫强度处理:L1,一层遮阳网(85%光强);L2,两层遮阳网(65%光强);L3,三层遮阳网(50%光强);以L0(100%自然光强)为对照,探讨了弱光处理对烤烟根系生长发育、各器官氮素吸收分配、碳氮化合物积累、各化学成分及香气物质的影响。主要研究结果如下:1弱光处理对烤烟根系生长发育的影响遮荫处理条件下,地表及土壤温度明显下降;烤烟一级侧根数量及根系干物质重显著低于对照L0处理,根系物质分配同化速率及分配比率最终均低于L0处理。随着生育期推进,各处理的根系活力、硝酸还原酶活性呈现先升高后降低的趋势,且各处理根系活力峰值出现在60天,遮荫处理硝酸还原酶活性峰值出现时间较L0处理推迟15天出现在60天。随生育期推进,遮荫处理根系活力、硝酸还原酶活性由前期显著低于L0处理转变为后期显著高于L0处理,说明遮荫处理降低了根系前期的代谢能力,不利于烤烟向根系分配物质,且推迟或减缓了后期根系活力及硝酸还原酶活的降低,延缓了根系的衰老。2弱光对烤烟氮素吸收积累及含氮化合物积累规律的影响弱光处理提高了烤烟各生育期根、茎及叶片的氮素含量;各处理各器官氮素吸收速率均表现为先增加后降低趋势,在打顶前,遮荫处理氮素吸收速率低于L0处理,在打顶后,L0处理氮素吸收速率迅速下降,致最终低于遮荫处理;烤烟各生育期氮素积累量表现随光强降低而降低趋势;随着生育期推进,根系、茎秆氮素分配呈增加趋势,叶片分配量呈降低趋势,遮荫各处理表现为根系氮素分配率由生育前期高于L0转换为生育后期低于L0,而叶片氮素分配率表现为由生育前期低于L0处理转换为生育后期高于L0处理,各处理间茎秆氮素分配率很接近;干物质积累速率与氮素积累量、氮素吸收速率成显著正相关;叶片氮素含量与总干重,叶片干重极显著负相关(-0.917**,-0.909**)。由此说明,遮荫处理降低了烤烟氮素的吸收,改变了各器官分配比率,降低了根系相对分配率,提高了叶片氮素分配率;烤烟各部位氮素含量增加与干物质降低引起的稀释效应降低有关。随着生育期推进,烟叶硝酸还原酶活性呈现先增加后降低的趋势,遮荫处理的峰值出现在60天以后,较L0推迟;遮荫处理硝酸还原酶活性在生育前期低于L0处理,而打顶后转变为高于L0处理;遮荫处理烟碱含量在移栽60以后一直高于L0处理;遮荫处理烤烟游离氨基酸、蛋白质含量有不同程度的提高,以L2的值最高,A/P比值以L0最低。由此说明,遮荫处理不利于烤烟叶片的氨基酸向蛋白质的同化及蛋白质的转运,降低了氮素同化水平,且遮荫处理推迟了氮素代谢向碳代谢为主的转换时期,延缓氮素代谢的下降,相对提高了后期的氮代谢水平,延缓叶片衰老,烤烟落黄推迟。3弱光对烤烟干物质积累分配及碳水化合物积累规律的研究弱光处理烤烟各生育期根、茎、叶干物质积累量均显著低于L0处理,根冠比、根系分配率由前期高于L0逐渐转变为后期低于L0,而叶片分配率则由前期低于L0处理转变为后期高于L0处理;干物质同化速率方面,遮荫处理下烤烟在生育前期同化速率降低,生育后期适度遮荫同化速率高于L0处理,说明弱光处理降低了烤烟干物质积累,改变了烤烟各器官物质分配。干物质同化速率与氮素积累量、氮素吸收速率成极显著正相关(r=0.696**,0.733**),与根系活力、硝酸还原酶成显著正相关(r=0.087,0.523*),由此说明烤烟碳代谢与氮素代谢具有共同促进关系。弱光处理条件下,烤烟叶片前期还原糖含量低于对照L0,后期还原糖含量高于对照L0;总糖方面表现为生育后期高于L0处理;淀粉含量表现为一直低于L0处理;烤烟叶片C/N比随生育期进程由生育前期高于L0转换为生育后期低于L0处理。说明遮荫处理降低了烤烟碳代谢水平,降低了生育前期氮素代谢水平,提高了生育后期氮素代谢水平。4弱光对烤后烟叶品质的影响随着光强的下降,烤后烟叶中石油醚提取物、还原糖、总糖、淀粉含量均逐渐降低,总氮、烟碱、叶绿素、类胡萝卜素均有升高趋势;遮荫处理的两糖比、糖碱比、氮碱比均低于L0,化学协调性下降。遮荫处理烟叶的类胡萝卜素降解产物、新植二烯含量、总香气量均低于L0处理。烟叶中香气物质总量与质体色素、烟碱、总氮含量成显著或极显著负相关,与总糖、淀粉成正相关,与还原糖成极显著正相关;通过逐步回归分析建立数学模型可知叶绿素、烟碱对香气总量有负响应,总糖对香气总量有正响应。说明遮荫处理降低香气物质总量的主要原因是质体色素降解不充分,碳氮代谢不协调。

全文目录


致谢  4-8
摘要  8-10
1 文献综述  10-18
  1.1 弱光对植物生长发育影响的研究  10-12
    1.1.1 弱光对植物营养生长的影响  10
    1.1.2 弱光对植物生殖生长的影响  10-11
    1.1.3 弱光对植物细胞组织结构的影响  11
    1.1.4 弱光对植物根系生长的影响  11-12
    1.1.5 弱光对植物营养元素吸收的影响  12
  1.2 弱光对植物生理生化指标影响的研究  12-14
    1.2.1 弱光对植物碳氮代谢关键酶的影响  12
    1.2.2 弱光对植物碳氮代谢产物的影响  12-13
    1.2.3 弱光对植物质体色素的影响  13-14
    1.2.4 弱光对植物抗衰老生理指标的影响  14
  1.3 弱光对植物光合特性影响的研究  14-16
    1.3.1 弱光对植物光合作用的影响  14-15
    1.3.2 弱光对植物荧光参数的影响  15
    1.3.3 弱光对植物光合产物合成、运输、分配的影响  15-16
  1.4 弱光对植物次生代谢产物影响的研究  16
  1.5 弱光对作物产质影响的研究  16-18
    1.5.1 弱光对作物产量的影响  16-17
    1.5.2 弱光对作物品质的影响  17-18
2 引言  18-19
3 材料与方法  19-20
  3.1 试验材料与试验设计  19
  3.2 试验方法  19-20
    3.2.1 干物质重的测定  19
    3.2.2 生理指标的测定  19
    3.2.3 烤后烟叶取样  19
    3.2.4 烤后烟叶质体色素测定  19
    3.2.5 烤后烟叶常规化学成分测定  19-20
    3.2.6 香气物质含量的测定  20
  3.3 数据处理  20
4 结果分析  20-44
  4.1 弱光对烤烟根系生长的影响  20-22
    4.1.1 弱光对土壤温度的影响  20
    4.1.2 弱光对根系侧根数量的影响  20-21
    4.1.3 弱光对烤烟根系活力的影响  21
    4.1.4 弱光对烤烟根系硝酸还原酶活性的影响  21-22
  4.2 弱光对烤烟干物质积累、分配的影响  22-27
    4.2.1 弱光对烤烟根系干物质积累的影响  22-23
    4.2.2 弱光对烤烟茎秆干物质积累的影响  23
    4.2.3 弱光对烤烟叶片干物质积累的影响  23-24
    4.2.4 弱光对烤烟根冠比的影响  24-25
    4.2.5 弱光对烤烟各器官分配系数动态的影响  25
    4.2.6 弱光对烤烟同化速率的影响  25-26
    4.2.7 不同光照条件下烤烟各生长指标相关性分析  26-27
  4.3 弱光对烤烟氮素积累分配的影响  27-32
    4.3.1 弱光对烤烟各器官氮素含量的影响  27-29
    4.3.2 弱光对烤烟各器官氮素积累分配的影响  29-30
    4.3.3 弱光对整株烤烟氮素吸收积累的影响  30-31
    4.3.4 弱光对烤烟氮素吸收速率的影响  31
    4.3.5 弱光下烤烟氮素吸收积累分配与干物质积累的关系  31-32
  4.4 弱光对烤烟叶片含氮化合物含量的影响  32-35
    4.4.1 弱光对烤烟叶片硝酸还原酶活性的影响  32-33
    4.4.2 弱光对烤烟叶片游离氨基酸含量的影响  33
    4.4.3 弱光对烤烟叶片可溶性蛋白的影响  33
    4.4.4 弱光对烤烟游离氨基酸/可溶性蛋白比值的影响  33-34
    4.4.5 弱光对烤烟叶片烟碱含量的影响  34-35
  4.5 弱光对烤烟叶片碳水化合物含量的影响  35-37
    4.5.1 弱光对烤烟叶片还原糖动态变化的影响  35
    4.5.2 弱光对烤烟叶片可溶性总糖动态变化的影响  35-36
    4.5.3 弱光对烤烟叶片淀粉的动态变化的影响  36
    4.5.4 弱光对烤烟叶片 C/N 比的影响  36-37
  4.6 弱光对烤烟烤后烟叶品质的影响  37-44
    4.6.1 弱光对烤烟烤后烟叶石油醚提取物含量的的影响  37
    4.6.2 弱光对烤烟烤后烟叶常规化学成分含量的影响  37-38
    4.6.3 弱光对烤烟烤后烟叶质体色素含量的影响  38-40
    4.6.4 弱光对烤烟烤后烟叶质体色素降解致香产物含量的影响  40-42
    4.6.5 弱光对烤烟烤后烟叶中非质体色素降解致香产物的影响  42-43
    4.6.6 烤后烟叶中香气物质总量与主要化学成分相关性及回归分析  43-44
5 结论与讨论  44-50
  5.1 弱光对烤烟根系生长发育的影响  45
  5.2 弱光对烤烟干物质积累分配的影响  45-46
  5.3 弱光对烤烟氮素积累分配的影响  46-47
  5.4 弱光对烤烟烟叶含氮化合物的影响  47
  5.5 弱光对烤烟叶片碳水化合物含量的影响  47-48
  5.6 弱光对烤后烟叶品质的影响  48-50
    5.6.1 弱光对烤后烟叶中常规化学成分的影响  48
    5.6.2 弱光对烤后烟叶中石油醚提取物含量的影响  48
    5.6.3 弱光对烤后烟叶中质体色素含量的影响  48
    5.6.4 弱光对烤后烟叶中香气物质含量及其与各化学成分相关性的影响  48-50
参考文献  50-55
英文摘要  55-58

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 烟草(菸草)
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