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连作对填充型烤烟化学成分和生理特性的影响

作　者: 于方玲
导　师: 孙广玉；刘德育
学　校: 东北林业大学
专　业: 植物营养学
关键词: 烤烟连作连作障碍轮作
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

烤烟的种植以专卖计划性为主,由于耕地的有限性,加之经济利益的驱动和生产栽培条件等因素的限制,烤烟连作的面积逐年增加,连作障碍逐年加剧。牡丹江地区是我国主要填充型烤烟的生产基地,为了保证该烟区烤烟生产的基本稳定和烤烟质量,本文以烤烟品种“龙江911”为材料,通过大田试验的方法,以黑龙江省烤烟正常轮作(小麦-大豆-烤烟)为对照,分别研究了不同连作年限(迎茬、连作1年、连作5年等)条件下,烤烟叶片解剖结构、叶片化学成分(总烟碱、还原糖、总糖、粗蛋白、氮、磷、钾、氯等含量,以及蛋白质/氮、还原糖/烟碱、氮/烟碱、两糖比等)、氮素代谢、光合和叶绿素荧光特性的变化,以明确连作对烤烟的影响机理,为建立以烟叶生产为重点的合理的耕作制度,保持产区烟叶质量的基本稳定提供基本数据和技术支撑。主要研究结果如下：1.在烤烟生长发育过程中,重茬对烤烟影响最大,明显降低了烤烟叶片长度、宽度和植株高度,其次是迎茬。从植株不同叶位的叶片来看,连作对烤烟中部和上部叶片影响最大。不同连作方式对烤烟下部叶干重/鲜重比值的影响以高到低依次表现为正茬>迎茬>连茬>重茬的趋势,在一定范围内叶片干重/鲜重比值的提高有利于提高烤烟品质,这说明长时间的烤烟连作降低了烤烟下部叶的质量。2.不同连作处理对烤烟叶片淀粉含量的影响与烤烟叶片位置有关。烤烟下部叶淀粉含量在整个发育过程中表现为连作1年>正茬>迎茬(隔年种植)>连作5年(下同)；上部叶表现为连作1年和迎茬大于连作5年和正茬；连作对烤烟中部叶的淀粉含量影响主要反映在叶片生长前期,而对成熟期的烤烟叶片影响不大。在烤烟生长前期不同连作处理,中部叶和上部叶中游离氨基酸含量表现为连作5年>连作1年>正茬>迎茬,这说明正茬的蛋白质合成能力强于其他三个茬口,有利于烤烟叶片的发育。从叶片丙二醛含量变化来看,连作处理明显提高了烤烟叶片的丙二醛含量,其中连作5年和连作1年明显大于迎茬和正茬。连作3年和连作6年烤烟上部叶和中部叶叶片氮素和氯的积累大于正茬,而对下部叶影响较小；连作提高了烤烟叶片磷含量,而且随着烤烟叶片叶位的升高影响减弱；烤烟叶片钾含量不受连作影响；连作对烤烟叶片蛋白质与总氮比值、两糖比值无显著影响；连作3年和连作6年烤烟叶片的氮\烟碱比值和还原糖\烟碱比值大于正茬；3.不同连作处理对烤烟的下部叶中的叶绿素a含量差异不大,而中部叶和上部叶中的叶绿素a以高到低依次表现为正茬>连作1年>迎茬>连作5年,正茬的叶绿素a含量高可以说明正茬光合作用强,成熟晚,生正旺盛。正茬下部叶在成熟过程中叶绿素b含量下降速度较快,而重茬下降较慢。总叶绿素含量变化趋势与叶绿素a相似。4.烤烟叶片硝酸还原酶活性(NRA)以高到低依次表现为正茬>迎茬>连作1年>连作5年的规律,这与相应的叶绿素含量变化是一致的,说明连作明显降低了烤烟叶片的氮代谢。5.分析不同连作处理下烤烟叶片PN-PAR响应曲线和CO2响应曲线。结果显示,连作5年明显降低了烤烟叶片光合作用的量子产额和羧化效率,且最大光合速率(A350)和光合电子传递速率(Jmax)亦最低,说明多年连作直接导致了烤烟光合能力的减弱。6.不同连作处理中,正茬叶片的实际光化学效率(ΦPSⅡ)高于连作5年和连作1年。烤烟叶片的表观光合电子传递速率ETR变化规律与ΦPSⅡ相似。连作5年处理叶片Fo明显低于其它处理,连作明显降低了烤烟叶片光能吸收和转换能力。烤烟叶片的最大光化学效率(Fv/Fm)相对稳定,但在连作条件下明显下降,表现出正茬>连作1年>迎茬>连作5年的规律,结合Jmax的变化说明,连作明显降低了叶片吸收光能转化为电子传递的能力,严重降低了烤烟叶片的产量。7.在旺长期正茬和迎茬烤烟叶片的叶片厚度、栅栏组织和海绵组织的厚度显著大于连作1年和连作4年,且对下部叶和中部叶影响较大；进入成熟期上部叶和中部叶叶片厚度、栅栏组织和海绵组织的厚度等逐渐减小,而上部叶叶片变厚；连作4年的烤烟叶片栅栏细胞宽度大于正茬,证明连作使烤烟叶片的细胞排列更疏松；与正茬相比连作4年的烤烟叶片组织比也明显减小,不利于叶片进行光合作用,这与光和数据分析相一致。以上结果说明,连作条件下,烤烟生长量降低和叶片内含物积累减少,一方面是由于连作降低了烤烟叶片叶绿素含量、光合速率和硝酸还原酶活性,从而降低了光合速率和干物质生产,同时减弱了烤烟利用土壤氮素的能力；另一方面,是由于连作明显降低了烤烟叶片光能吸收和转换能力,使得用于碳同化的同化力降低。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-13
1 绪论  13-22
  1.1 课题背景  13-14
  1.2 作物的连作障碍  14-18
    1.2.1 连作概念  14
    1.2.2 连作障碍的产生背景及其危害  14-16
    1.2.3 连作障碍原因分析  16-18
  1.3 烤烟连作的障碍  18-20
    1.3.1 连作对烤烟生长发育和烟叶化学成分的影响  18
    1.3.2 连作对烤烟叶片光合的影响  18-19
    1.3.3 连作对烤烟产量和品质的影响  19
    1.3.4 连作对烟地土壤微生物和土壤酶活性的影响  19
    1.3.5 连作对烤烟病虫害防治的影响  19-20
  1.4 本试验研究的目的、意义和内容  20-22
    1.4.1 研究目的和意义  20
    1.4.2 研究内容  20-22
2 连作对烤烟植物学特性的影响  22-30
  2.1 材料与方法  22-23
    2.1.1 试验地点  22
    2.1.2 供试品种  22
    2.1.3 试验处理和设计  22
    2.1.4 试验测定及取样  22-23
  2.2 连作对烤烟各部位叶片干鲜比值的影响  23-24
  2.3 连作对烤烟各部位叶片叶长的影响  24-26
  2.4 连作对烤烟各部位叶片叶宽的影响  26-27
  2.5 连作对烤烟株高的影响  27-28
  2.6 连作对烤烟各部位叶片宽长比值的影响  28-29
  2.7 本章小结  29-30
3 连作对烤烟叶片化学成分的影响  30-47
  3.1 材料与方法  30-31
    3.1.1 试验处理和设计  30
    3.1.2 试验取样  30
    3.1.3 淀粉的测定  30
    3.1.4 游离氨基酸的测定  30
    3.1.5 丙二醛含量的测定  30-31
    3.1.6 总烟碱、还原糖、总糖、粗蛋白、氮、磷、钾、氯的测定  31
  3.2 连作对烤烟各部位叶片淀粉含量的影响  31-34
    3.2.1 连作对烤烟下部叶淀粉含量的影响  31-32
    3.2.2 连作对烤烟中部叶淀粉含量的影响  32-33
    3.2.3 连作对烤烟上部叶淀粉含量的影响  33-34
  3.3 连作对烤烟各部位叶片游离氨基酸含量的影响  34-36
  3.4 连作对烤烟各部位叶片丙二醛含量的影响  36-38
  3.5 连作对烤烟叶片总烟碱、还原糖、总糖、粗蛋白含量的影响  38-41
  3.6 连作对烤烟叶片氮、磷、钾、氯等含量的影响  41-43
  3.7 连作对烤烟叶片蛋白质与总氮比值、还原糖与烟碱比值、氮与烟碱比值、两糖比值等的影响  43-45
  3.8 本章小结  45-47
4 连作对烤烟叶片叶绿素含量的影响  47-54
  4.1 材料与方法  47
    4.1.1 试验取样  47
    4.1.2 叶绿素含量的测定  47
  4.2 连作对烤烟叶片叶绿素含量的影响  47-53
    4.2.1 连作对烤烟不同部位叶片叶绿素含量a的影响  47-50
    4.2.2 连作对烤烟不同部位叶片叶绿素含量b的影响  50-51
    4.2.3 连作对烤烟不同部位叶片总叶绿素含量及叶绿素a\b的影响  51-53
  4.3 本章小结  53-54
5 连作对烤烟叶片硝酸还原酶活性的影响  54-57
  5.1 材料与方法  54
    5.1.1 试验取样  54
    5.1.2 硝酸还原酶活性的测定  54
  5.2 连作对烤烟不同部位叶片硝酸还原酶活性的影响  54-56
  5.3 本章小结  56-57
6 连作对烤烟叶片光合特性的影响  57-69
  6.1 材料与方法  57
    6.1.1 试验处理和设计  57
    6.1.2 测定时间  57
    6.1.3 测定方法  57
  6.2 连作对烤烟叶片上部叶光合指数的影响  57-58
  6.3 连作对烤烟叶片下部叶光合指数的影响  58-61
    6.3.1 连作对烤烟下部叶细胞间隙CO_2浓度的影响  58-59
    6.3.2 连作对烤烟下部叶气孔导度的影响  59
    6.3.3 连作对烤烟下部叶蒸腾速率的影响  59-60
    6.3.4 连作对烤烟下部叶净光合速率的影响  60-61
  6.4 连作对烤烟叶片中部叶光合指数的影响  61-63
    6.4.1 连作对烤烟中部叶细胞间隙CO_2浓度的影响  61
    6.4.2 连作对烤烟中部叶气孔导度的影响  61-62
    6.4.3 连作对烤烟中部叶蒸腾速率的影响  62
    6.4.4 连作对烤烟中部叶净光合速率的影响  62-63
  6.5 连作对烤烟叶片下部叶PN-PAR和PN-Ci响应曲线的影响  63-65
  6.6 连作对烤烟叶片中部叶PN-PAR和PN-Ci响应曲线的影响  65-66
  6.7 连作对烤烟叶片上部叶PN-PAR和PN-Ci响应曲线的影响  66-68
  6.8 本章小结  68-69
7 连作对烤烟叶片叶绿素荧光特性的影响  69-76
  7.1 材料与方法  69
    7.1.1 测定时间  69
    7.1.2 叶绿素荧光参数测定  69
  7.2 连作对烤烟叶片实际光化学效率ΦPSⅡ的影响  69-71
  7.3 连作对烤烟叶片表观光合电子传递速率ETR的影响  71
  7.4 连作对烤烟叶片初始荧光Fo和最大荧光Fm的影响  71-72
  7.5 连作对烤烟叶片Fv/Fm的影响  72-73
  7.6 连作对烤烟叶片光化学猝灭(qP)和非光化学猝灭(NPQ)影响  73-74
  7.7 本章小结  74-76
8 连作对烤烟叶片组织结构的影响  76-80
  8.1 材料与方法  76-77
    8.1.1 试验取样  76
    8.1.2 组织结构的测定  76-77
  8.2 连作对烤烟下部叶叶片组织结构的影响  77-78
  8.3 连作对烤烟中部叶叶片组织结构的影响  78-79
  8.4 连作对烤烟上部叶叶片组织结构的影响  79
  8.5 本章小结  79-80
结论  80-83
参考文献  83-88
附录  88-90
攻读学位期间发表的学术论文  90-91
致谢  91-92

连作对填充型烤烟化学成分和生理特性的影响

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