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镉胁迫对烤烟生理生化特性及光谱特征的影响

作　者: 彭金梅
导　师: 刘国顺
学　校: 河南农业大学
专　业: 烟草学
关键词: 烤烟镉胁迫生理特性化学成分光谱特征
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本试验于2012年在河南南阳金叶园科研示范基地内进行。通过盆栽试验，选用云烟87为试验材料，研究了不同土壤浓度镉（Cd）胁迫对烤烟生理特性、化学成分及其光谱特征的影响。本文主要研究结果如下：1． Cd胁迫对烤烟生理特性的影响随着Cd浓度的增大，伸根期和旺长期色素含量呈先增后降的趋势，采收期时则逐渐降低；高浓度Cd胁迫条件下(Cd＞10mg·kg^-1)，各生育时期色素含量都显著低于对照。Cd胁迫下叶绿素a/b在三个生育时期表现出不同的变化趋势。各生育时期总叶绿素含量（叶绿素a+b）与叶片中Cd含量都呈极显著负相关，是烤烟Cd胁迫的理想生理指标。生理指标敏感性总体表现为：总叶绿素（叶绿素a+b）＞丙二醛＞类胡萝卜素＞可溶性糖＞脯氨酸。2． Cd胁迫对烤烟内重金属Cd积累特征及烤后烟叶常规化学成分、矿质元素的影响随着Cd胁迫浓度的增大，烟株各部位Cd显著高于对照；从营养器官来看，伸根期中、低浓度Cd胁迫(Cd≤10mg·kg^-1)和旺长期各Cd胁迫条件下的Cd含量表现为：叶＞根＞茎，伸根期高浓度Cd胁迫(Cd＞10mg·kg^-1)和采收期Cd胁迫条件下的Cd含量表现为：根＞叶＞茎；从叶部位来看，烤烟叶片中Cd含量：下部叶＞中部叶＞上部叶。从生育时期来看，烟叶Cd含量都是在旺长期达到最高值。随着Cd胁迫浓度的增大，烤后烟叶中总糖、烟碱、钾、氯的百分含量呈现出先增后降的趋势，还原糖、总氮、钾氯比呈直线下降的趋势。按照Cd胁迫对矿质元素的效应划分，可以归纳为两类，一类是促进效应：Mn、Fe；另一类是抑制效应: P、B、Zn、Mg、Cu、Ca。随着Cd浓度的增大，Cd胁迫对化学成分的不利影响逐渐增大，并打破了烟叶内部矿质营养平衡，不利于优质烟叶的形成。3． Cd胁迫下烤烟叶片光谱特征本试验在综合考虑了敏感波段（551nm,672nm,760nm）下构建了归一化污染指数（CNDPI），随着Cd胁迫浓度的增大，CNDPI呈现逐渐增大的趋势，且随着生育期的推进，CNDPI逐渐增大。通过分析烟叶高光谱反射率及其复合归一化污染指数数据，实现了利用光谱数据区分烟叶Cd污染有无的定性目标。随着Cd胁迫浓度的增大，各生育时期的可见光区域反射率变化程度（A1）和“红边”蓝移强度（S）呈增大的趋势，与Cd胁迫浓度呈正相关，近红外光区域反射率变化程度（A2）则呈逐渐降低的趋势，与Cd胁迫浓度呈负相关。通过建立烟叶Cd含量与光谱特征因子A1、A2、S的线性回归方程，Cd含量与A1、A2、S之间复相关系数较大，模型拟合效果理想。

全文目录

致谢  4-7
摘要  7-8
1 文献综述  8-18
  1.1 烤烟中重金属 Cd 的来源和危害  8-9
    1.1.1 重金属 Cd 的来源  8
    1.1.2 重金属 Cd 对人体的危害  8-9
  1.2 镉在植物体内的吸收、积累和分布情况  9-11
    1.2.1 植物吸收镉的方式  9-10
    1.2.2 镉在植物体内的积累  10
    1.2.3 镉在植物体内的分布  10-11
  1.3 镉胁迫对植物逆境生理指标的影响  11-13
    1.3.1 镉胁迫对色素含量的影响  11
    1.3.2 镉胁迫对烟叶显微和超微结构的影响  11-12
    1.3.3 镉胁迫对丙二醛，可溶性糖和游离脯氨酸含量的影响  12-13
  1.4 镉胁迫对植物化学品质的影响  13-14
    1.4.1 镉胁迫对烟叶常规化学成分的影响  13-14
    1.4.2 镉胁迫对植物矿质元素的影响  14
  1.5 环境污染中的植物光谱效应  14-18
    1.5.1 健康植物的光谱特征  15
    1.5.2 污染物胁迫下的植物光谱特征  15-16
    1.5.3 利用高光谱监测农作物受重金属污染胁迫的研究现状  16-18
2 引言  18-19
3 材料与方法  19-21
  3.1 试验材料  19
  3.2 试验方法  19
    3.2.1 试验设计  19
    3.2.2 操作过程  19
  3.3 测定项目与方法  19-20
    3.3.1 鲜样中色素、丙二醛、可溶性糖、脯氨酸含量的测定  19
    3.3.2 镉含量的测定  19
    3.3.3 常规化学成分的测定  19-20
    3.3.4 矿质元素的测定  20
    3.3.5 光谱的测定  20
  3.4 数据分析与处理  20-21
4 结果与分析  21-32
  4.1 Cd 胁迫对烤烟 Cd 吸收和分布的影响  21-24
    4.1.1 Cd 胁迫对烤烟各生育时期根茎叶中重金属含量的影响  21-23
    4.1.2 Cd 胁迫对对烤后烟叶中 Cd 含量的影响  23-24
  4.2 Cd 胁迫对烤烟生理特性的影响  24-27
    4.2.1 Cd 胁迫对烤烟色素含量的影响  24
    4.2.2 Cd 胁迫对烤烟丙二醛含量的影响  24
    4.2.3 Cd 胁迫对烤烟可溶性糖含量的影响  24-26
    4.2.4 Cd 迫对烤烟游离脯氨酸含量的影响  26-27
    4.2.5 叶片中 Cd 含量与各生理指标相关性  27
  4.3 Cd 胁迫对烤烟烟叶品质的影响  27-28
    4.3.1 Cd 胁迫对烤后烟叶常规化学成分的影响  27-28
    4.3.2 Cd 胁迫对烤后烟叶矿质元素的影响  28
  4.4 Cd 胁迫烤烟叶片光谱特征分析  28-32
5 讨论与结论  32-38
  5.1 Cd 胁迫对烤烟中重金属 Cd 吸收和分布的影响  32-33
  5.2 Cd 胁迫对烤烟各项生理指标的影响  33-34
  5.3 Cd 胁迫对烤烟质量品质的评价  34-36
    5.3.1 Cd 胁迫对烤后烟叶常规化学成分的影响  34-35
    5.3.2 Cd 胁迫对烤后烟叶矿质元素的影响  35-36
  5.4 Cd 胁迫下烤烟叶片光谱特征分析  36-38
参考文献  38-44
ABSTRACT  44-45

镉胁迫对烤烟生理生化特性及光谱特征的影响

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