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恩施烟区气候与土壤养分因素交互作用对白肋烟生长和品质的影响

作　者: 赵爽
导　师: 许自成
学　校: 河南农业大学
专　业: 烟草学
关键词: 恩施烟区白肋烟气候因素土壤养分因素交互作用灰色关联分析
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

恩施是我国白肋烟重点产区之一，所产白肋烟具有产量高、品质好、工业可用性强的特点。试验选取了恩施州四个白肋烟主栽县恩施、建始、巴东和鹤峰的植烟土壤，采取客土移植的方法对气候土壤交互作用进行了研究。本文以交互试验结果为基础，探究了气候土壤交互作用对白肋烟生长发育、光合特性、物理特性、化学成分和中性香气物质的影响。主要结论如下：1、分析了恩施州白肋烟主产区气候和土壤因素的基本状况。恩施各植烟县伸根期均温的变幅为（19.9～21.2）℃，旺长期均温变幅为（24.0～24.4）℃，成熟期均温介于（25.0～27.4）℃之间，大田期日照时数介于（520.5～610.0）h之间，大田期积温基本满足2600℃要求。其中巴东县生长前期气温偏低，而成熟期温度高于其余县区，降水量偏少。鹤峰降水较多，但日照相对缺乏，田间相对湿度偏大。相比之下，恩施和建始县的气温、降水、光照等气候条件均较适宜。分析了不同县区土壤pH值及养分含量状况。其中鹤峰土壤pH较高，而其余三县土壤酸碱性较适宜，均介于5.5～6.5之间。恩施烟区土壤有机质平均含量为2.44%，总体含量丰富。巴东县全氮含量为0.25%，显著高于其余三地，恩施和建始碱解氮含量最为丰富，鹤峰全氮和碱解氮含量均为最低。恩施州土壤速效磷、钾含量丰富，平均含量为38.53mg/kg、191.71mg/kg，恩施和建始土壤有效硫含量偏高。建始县交换性镁含量较高，为0.87cmol/kg。恩施州土壤锌、硒供应充足，但硼素缺乏，平均含量仅为0.42mg/kg。2、分析了气候和土壤交互作用对白肋烟农艺性状的影响，结果表明气候差异对叶片数、株高、茎围、叶长、叶面积指数、叶片倾角有着极显著的影响（P＜0.01），对叶宽有着显著影响（P＜0.05），由偏Eta2值可以判断气候对主要农艺性状指标有着高度影响。土壤差异对株高、茎围、节距、叶宽有着极显著影响，而对叶面积指数和叶片倾角的影响达到0.05显著水平，土壤因素对农艺性状各指标均表现出高度影响。气候×土壤互作对白肋烟农艺性状的影响均未达到显著水平，但对除叶宽外农艺性状具有高度影响。由此可知，气候是决定农艺性状的最主要因素，土壤其次。生态相似性分析也说明与土壤相比，气候对白肋烟农艺性状的影响更大。气候、土壤因素与白肋烟农艺性状的灰色关联分析表明，旺长期降雨量与叶片数关联密切，成熟期降雨量影响着叶片长宽的伸展。大田期日照时数与株高和叶面积指数存在明显关联，关联系数分别为0.9977和0.9993。全氮及多种有效态元素与烟株叶数关联密切，全氮及速效钾含量对株高有着明显影响。土壤主要因子对叶片长、宽和叶面积指数的影响趋于一致，土壤pH值和除速效磷以外的大量元素及土壤硒含量均与叶片长、宽和叶面积指数存在高度关联性。3、对不同气候、土壤条件种植白肋烟的光合特性进行分析，发现恩施气候条件下，鹤峰土壤种植白肋烟的光合速率在各时期均显著较高，鹤峰气候下则以恩施土壤种植烟叶的光合速率较高。分时期研究气候土壤交互作用对白肋烟叶片光合特性的影响，结果表明团棵期气候差异极显著的影响着叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度，显著影响着叶片的蒸腾速率，土壤因素和气候×土壤互作显著影响着叶片的净光合速率。现蕾期，气候类间仅净光合速率和胞间CO2浓度差异达到极显著水平，气候×土壤互作对净光合速率的影响达到极显著水平，并显著影响着蒸腾速率。成熟期，气候和土壤因素仅对胞间CO2浓度差异影响极显著，而气候×土壤交互对蒸腾速率起到显著影响。从p.η2值和生态相似性分析均可得知，气候因子对光合特性的影响程度是逐渐下降的，而土壤和气候×土壤交互对光合特性的影响程度则随大田期延长表现出增大的趋势。4、分析了气候和土壤交互作用对白肋烟物理特性的影响，结果表明土壤因素对物理性状的影响最大，达到变异总量的39.95%，气候因素其次占35.23%，气候和土壤交互作用的影响占全部物理特性变异的24.82%。其中土壤对叶厚、单叶重和叶质重的差异影响达到显著差异水平，气候条件对叶厚、单叶重、叶质重和平衡含水率影响显著，而气候×土壤交互仅对叶厚和叶质重表现出显著影响。气候土壤因素对物理特性的偏Eta2值表明，除填充值外的物理特性均受到气候、土壤及其互作的不同程度影响。生态相似性分析表明气候和土壤对白肋烟物理特性的影响程度接近。气候因素与白肋烟物理特性的灰色关联分析表明，旺长期降雨量对叶厚和单叶重影响较大，而与其余物理性状关联度较低。总体来说，无霜期长短和成熟期降雨量是对物理特性影响最大的气候因素。土壤因素与白肋烟物理特性的灰色关联分析结果表明，土壤pH值、有机质、氮素供应量和速效钾含量与叶长、叶宽、单叶重、含梗率具有较高的关联性。叶片厚度则主要受有效硫（0.9787）和交换性镁（0.9714）含量的影响。5、对不同气候、土壤环境种植白肋烟的化学成分进行分析，双因素方差分析结果显示，气候差异对白肋烟总糖、还原糖、烟碱和氮碱比的影响达到极显著水平，气候×土土壤交互作用也对还原糖含量和氮碱比的差异影响达到显著水平，而土壤差异对白肋烟化学成分的影响差异不显著。偏Eta2值表明，气候、土壤及其交互作用对除总氮、蛋白质、钾、氯之外的化学成分均存在较高的影响。方差贡献率及生态相似性分析均说明气候对化学成分的影响最大，表现为气候因素＞气候×土壤＞土壤。气候因素与白肋烟化学成分的灰色关联分析表明，总糖、还原糖、总氮含量广泛受到各气候因子的影响，其中总糖含量与大田期日照时数关系最为紧密，还原糖、蛋白质和烟碱含量同时受到大田期日照时数和成熟期降雨量的影响，相关性密切。总氮含量则与各时期均温、年≥10℃积温和大田期蒸发量关系较为密切，大田期湿度和5cm地温对化学成分的影响相对较小。土壤因素与白肋烟化学成分的灰色关联分析表明，烟叶中总糖、还原糖、烟碱、蛋白质含量与土壤中的全氮和速效钾含量密切相关，另外速效磷、交换性钙、交换性镁等元素含量也与烟叶中糖和烟碱的合成积累相关性较高。烟叶钾含量与中微量元素的关联度大于大量元素，而烟叶氯含量与土壤pH值关联度达到1.000。6、对不同气候、土壤环境种植白肋烟中性香气物质进行比较分析，发现恩施和鹤峰气候条件下，恩施土壤处理中性致香物质总量均最高，而巴东土壤处理中性香气物质含量最低。方差分析结果表明，气候、土壤和气候土壤交互作用对香气物质的影响均未达到显著水平。气候因素与中性香气物质含量的灰色关联分析表明，各生育期均温、大田期湿度和地温与苯丙氨酸类香气物质、美拉德反应产物和西柏烷类香气物质含量关联系数较大。类胡萝卜素降解产物含量与成熟期降雨量、大田期日照时数的相关系数较高，分别达到0.9910和0.9991，新植二烯与旺长期降雨量的灰色关联系数最高（0.9952）。其他类香气物质与气候因子的关联度则相对较低。中性致香物质总量与大田期日照时数的关联度最高，与旺长期和成熟期降雨量的关联度其次。土壤因素与中性香气物质含量的灰色关联分析表明，苯丙氨酸类香气物质、美拉德产物、西柏烷类和类胡萝卜素降解产物均和与土壤pH、有机质、全氮和速效钾含量的关联度较高，而新植二烯主要与大中量元素关联性密切。7、对不同气候、土壤环境中种植的白肋烟经济性状进行比较分析，发现恩施气候下，种植白肋烟经济性状较好，各经济指标变异小，且以恩施土壤种植白肋烟经济性状最好。鹤峰气候下，以巴东土壤种植的白肋烟产量、产值最高，且鹤峰气候下使用鹤峰土壤种植的处理上等烟比例小，总产量在各处理中最低，经济性状较差。差异比较结果说明恩施和鹤峰气候差异对经济性状的影响未达到显著水平，方差分析结果亦表明恩施州四个主产县的土壤对白肋烟经济性状的影响不显著，可见气候和土壤因素及其互作对白肋烟的经济性状影响较小。

全文目录

致谢  4-7
摘要  7-10
1 文献综述  10-21
  1.1 气候因素对烟株生长发育和品质的影响  10-13
    1.1.1 光照强度  10
    1.1.2 日照时数  10-11
    1.1.3 温度  11-12
    1.1.4 降水量  12-13
  1.2 土壤因素对烟株生长发育和品质的影响  13-19
    1.2.1 土壤质地  13-14
    1.2.2 土壤 pH  14-15
    1.2.3 土壤有机质  15-16
    1.2.4 土壤大量元素  16-18
    1.2.5 土壤中微量元素  18-19
  1.3 气候和土壤因素交互作用对烟叶品质的影响  19-21
2 引言  21-23
3 材料与方法  23-26
  3.1 试验地点基本情况  23
  3.2 试验设计  23
  3.3 样品采集与数据收集  23-24
    3.3.1 土壤样品采集  23
    3.3.2 烟叶样品采集  23-24
    3.3.3 气象资料收集  24
  3.4 测试项目和方法  24-25
    3.4.1 烟株生长过程中形态指标测定  24
    3.4.2 烟株在生长过程中光合指标的测定  24
    3.4.3 土壤样品测定  24
    3.4.4 烟叶样品测定  24-25
  3.5 统计分析方法  25-26
4 结果与分析  26-66
  4.1 恩施白肋烟产区气候和土壤因素评价  26-27
    4.1.1 气候因素的描述统计分析  26
    4.1.2 土壤因素的描述统计分析  26-27
  4.2 气候与土壤因素交互作用对白肋烟农艺性状的影响  27-36
    4.2.1 不同环境和土壤类型条件下白肋烟农艺性状的表现  27-29
    4.2.2 基于气候与土壤因素的白肋烟农艺性状的方差分析  29-32
    4.2.3 不同气候与土壤处理组合的生态相似性分析  32-33
    4.2.4 气候、土壤因素与烟叶农艺性状的灰色关联分析  33-36
  4.3 气候与土壤因素交互作用对白肋烟田间光合特性的影响  36-45
    4.3.1 不同环境和土壤类型条件下白肋烟光合特性的表现  36-40
    4.3.2 基于气候与土壤因素的白肋烟光合特性的方差分析  40-43
    4.3.3 不同气候与土壤处理组合的生态相似性分析  43-45
  4.4 气候与土壤因素交互作用对白肋烟物理特性的影响  45-52
    4.4.1 不同环境和土壤类型条件下白肋烟物理特性的表现  45-46
    4.4.2 基于气候与土壤因素的白肋烟物理性状的方差分析  46-48
    4.4.3 不同气候与土壤处理组合的生态相似性分析  48-49
    4.4.4 气候、土壤因素与烟叶物理特性的灰色关联分析  49-52
  4.5 气候与土壤因素交互作用对白肋烟常规化学成分的影响  52-59
    4.5.1 不同环境和土壤类型条件下白肋烟常规化学成分的表现  52-53
    4.5.2 基于气候与土壤因素的白肋烟常规化学成分的方差分析  53-55
    4.5.3 不同气候与土壤处理组合的生态相似性分析  55-56
    4.5.4 气候、土壤因素与烟叶化学成分的灰色关联分析  56-59
  4.6 气候与土壤因素交互作用对白肋烟中性香味成分的影响  59-62
    4.6.1 不同环境和土壤类型条件下白肋烟中性香气物质的表现  59-60
    4.6.2 不同气候与土壤处理组合的生态相似性分析  60
    4.6.3 气候、土壤因素与烟叶中性香气物质的灰色关联分析  60-62
  4.7 气候与土壤因素交互作用对白肋烟经济性状的影响  62-66
    4.7.1 不同环境和土壤类型条件下白肋烟经济性状的表现  62-64
    4.7.2 不同气候、土壤处理间白肋烟经济性状的差异  64-66
5 结论与讨论  66-74
  5.1 恩施白肋烟种植区气候和土壤条件的数量特征  66
  5.2 气候、土壤及其交互作用对白肋烟田间农艺性状的影响  66-67
  5.3 气候、土壤及其交互作用对白肋烟光合特性的影响  67-68
  5.4 气候、土壤及其交互作用对调制后白肋烟物理特性的影响  68-69
  5.5 气候、土壤及其交互作用对调制后白肋烟常规化学成分的影响  69-71
  5.6 气候、土壤及其交互作用对调制后白肋烟中性致香物质含量的影响  71-72
  5.7 气候、土壤及其交互作用对白肋烟经济性状的影响  72-74
参考文献  74-92
ABSTRACT  92-96

恩施烟区气候与土壤养分因素交互作用对白肋烟生长和品质的影响

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