探明烟田土壤速效养分时空变异特征,为烤烟高产优质的施肥管理提供科学依据.应用地统计学等方法,分析了大理州祥云和弥渡两个典型植烟县 1982、2012 和 2022 年烟田土壤碱解氮、有效磷和速效钾的时空演变特征.1982-2022 年祥云土壤碱解氮含量呈先增后降趋势,弥渡土壤碱解氮含量 3 个年度间无显著差异且以Ⅲ级为主(100～150 mg/kg),空间分布均匀.烟区土壤有效磷和速效钾含量均呈不同程度上升趋势,弥渡北部和祥云中西部高,其他区域低.近 40 年土壤速效养分块金效应由＜25％上升至 50％,表明养分空间变异的影响因素中地形等自然因素影响减弱,施肥等人为因素影响增强.土壤碱解氮含量一直处于中等水平(100～150 mg/kg),磷钾肥施用导致有效磷和速效钾含量持续升高.根据土壤速效养分丰缺状况,祥云中北部、西部及弥渡北部区域烟田应"稳氮减磷钾",其余区域需注意"稳氮控磷钾".
《中国烟草科学》1979年创刊,是由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院烟草研究所、中国烟草总公司青州烟草研究所主办的学术类科技期刊.《中国烟草科学》被中国知网、万方、超星等国内外多家重要期刊数据库收录,为北大中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD)收录期刊、武汉大学RCCSE中国核心学术期刊.多年来,《中国烟草科学》以其学术性、创新性、前沿性、实用性,为推进我国烟草科学技术创新和发展做出了很大贡献.曾荣获"百种中国杰出学术期刊"、"中国精品科技期刊",连续多年获得"中国科技论文在线"优秀期刊奖项.
为实现生物炭施用下烤烟轻简化追肥,利用土柱淋溶试验结合大田试验,研究了生物炭施用量与追肥次数对烟草生长发育和氮素积累的影响.结果表明,生物炭用量达到10 t/hm2时可以显著提高土壤含水率,显著降低氮总淋溶量.烤烟农艺性状主要受到生物炭用量的影响,烤烟干物质(特别是叶片干物质)及氮素积累主要受追肥次数的影响,生物炭用量、追肥次数及两者互作均对烤烟经济性状有显著影响,但主要受追肥次数的影响.总体来看,10 t/hm2生物炭施用条件下,追肥2次提供了更适宜的养分供给模式,提高了烟草的氮肥利用率和经济效益,可以为发展烟草栽培轻简化追肥模式提供参考.
西南地区地形复杂,具有鲜明山地种植特征.为了研究该地区烟草潜在适生区,对西南地区191条有效烟草种植分布位点气候数据进行分析,采用最大熵模型Max Ent结合Arc Map明确影响典型烟草分布的主要环境因子,预测西南地区烟草潜在适生区.结果表明,经过训练后Max Ent模型AUC值为0.950.最干季度平均温度(℃)、最干月份降水量(mm)和最暖季度降水量(mm)3个生物气候因素是影响西南地区烟草生长的主要环境因子,贡献率分别为40.5%、30.3%和12.9%.云南省、贵州省和重庆市全域为烟草适生区.四川省西部、西北部存在较大面积低度适生区及不适生区.此外发现西藏林芝地区和山南地区存在高度适生区,阿里地区西南部存在少量中度适生区.气候生态位预测表明西南地区烟草高度适生区面积约为5.229×105 km².我国西南地区仍有部分烟草适宜种植区域有待开发.
为明确广西壮族自治区贺州市钟山县发生的真菌性叶斑病害的病原菌种类和生物学特性,分别采用组织分离法和活体伤口接种法对病原菌进行分离和致病性测定,利用 PCR 扩增病原菌核糖体内转录间隔区(ITS)、肌动蛋白(ACT)和几丁质合成酶(CHS)进行分子鉴定,结合形态学特征对病原菌种类进行鉴定,采用菌丝生长速率法测定病原菌生物学特性.聚类分析结果表明,病原菌与平头炭疽(Collettrichum truncatum)聚为一支,且支持率为100%,结合形态学特征,将病原菌鉴定为平头炭疽(C.truncatum),这是平头炭疽寄生烟草引起烟草炭疽病的首次报道.病原菌生物学特性测定结果表明,病原菌对环境有较强的适应性,最适培养基为营养琼脂(NA),最适温度30℃,最适光照条件为全黑暗,最适碳源为淀粉,最适氮源为蛋白胨,pH为7 时病原菌生长最快,病原菌致死温度为53℃、10 min.研究结果为病害的及时准确防治和深入研究提供了理论依据.
基于高光谱数据构建土壤全氮和碱解氮含量估测模型,为准确快速检测植烟土壤全氮和碱解氮含量提供新方法.以会东县和会理市植烟土壤为研究对象,利用高光谱成像获取土壤光谱反射率数据,应用连续投影算法(SPA)和相关分析法(CA)筛选特征波段,并分别采用全波段和特征波段构建偏最小二乘回归(PLSR)、岭回归(RR)和核岭回归(KRR)模型来估测土壤全氮和碱解氮含量.结果表明:(1)原始光谱经 4 种预处理方法处理后,建立的估测模型精度均有提高;其中经一阶导数(D1)组合标准正态分布(SNV)预处理后,使用全波段建立的全氮和碱解氮含量估测模型精度均较高.(2)SPA筛选出了 10 个土壤全氮特征波段,13 个土壤碱解氮特征波段,分别占全波段数量的 2.58%和 1.98%.(3)原始光谱经D1-SNV预处理后,用SPA筛选特征波段构建的全氮和碱解氮含量KRR估测模型性能均较好;全氮估测模型验证集决定系数(R2)为0.87,均方根误差(RMSEV)为0.23,相对分析误差(RPD)为2.77;碱解氮估测模型验证集的R2为0.91,RMSEV 为 14.15,RPD 为 3.39.运用 SPA 结合 KRR 构建的模型能较好地估测研究区土壤全氮和碱解氮含量,D1-SNV-SPA-KRR方法可实现该地区全氮和碱解氮含量的准确估测.
为明确陈化期间烟叶碱性和酸性氨基酸含量及其比值变化规律,并依据其比值判断陈化烟叶适宜使用时间,对福建龙岩、福建南平、贵州毕节、河南三门峡、湖南永州、四川凉山、陕西安康、云南保山、云南曲靖、山东、重庆和津巴布韦12个产区2006-2008年度烤烟复烤片烟样品定期取样,采用液相色谱法,跟踪分析了样品陈化期间游离碱性和酸性氨基酸变化,并分析了其与陈化烟叶感官质量的关系.结果发现:1.感官评吸结果表明,同一产区同一等级不同年度烟叶感官质量达到最优所需陈化时间不同;2.陈化期间碱性、酸性氨基酸含量比值逐渐降低,与陈化时间具有较好的线性相关关系,与感官质量具有较好的二次相关关系;3.应用 2007、2008 年度线性回归方程计算得出陈化烟叶适宜使用时间内的碱性、酸性氨基酸比值范围,经2006年度样品验证,判断准确率达85%.综上,碱性、酸性氨基酸比值可衡量烟叶陈化程度,为判断陈化烟叶质量提供了新方法.
为深入解析光对烟草早期幼苗发育的调控机理,以烤烟品种CV87为试材,设置 12 h光周期和持续黑暗2个处理,采用表型组学研究了烟草种子培育第1～9天的形态变化,在此基础上采用转录组学研究了其发育第4天基因表达网络差异.结果表明,光下种子发芽势和发芽率提高约30%,子叶开口长增加约2 cm,而下胚轴长度缩短约2 cm.在早期幼苗发育阶段有551个基因差异表达受光诱导,其中364个表达上调,187个表达下调.551个基因中有28个在蛋白水平存在互作关系,其中包括AMT1-3、PSAK、LHCB5等15个上调表达基因和OLEO1、LEA7和PDF2.3等13个下调表达基因.GO富集表明,这 28 个DEGs主要与光合作用、光系统、植物激素响应有关.综上所述,本研究解析了烟草早期幼苗发育过程中响应光信号的表型变化,并通过转录组分析挖掘到一些调控表型差异相关基因,这些结果为进一步研究光环境对烟草萌发和早期幼苗发育的影响提供了参考.
烟草靶斑病是由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)侵染引起的烟草叶部病害,近年来在我国部分省份发生严重,危害烟草生产.为开发烟草靶斑病的早期快速诊断方法,本研究根据该病原菌的内转录间隔区(ITS),设计了重组酶聚合酶扩增技术相关引物RsRPA-F3/R3,建立了一种靶斑病菌的重组酶聚合酶扩增结合侧流层析试纸条(LFD-RPA)检测方法.该方法能够在37℃,15 min内特异性地检测到R.solani(1.40×102 copies/µL)质粒DNA,与常规PCR灵敏度一致.在田间烟草靶斑病实时检测中,准确率达 95.83%.本方法具有快速、简单、可视化等特点,为烟草靶斑病菌的田间快速诊断提供了技术支撑.
基于代谢组学技术,筛选与优良感官质量相关代谢物丰富、具有优质高产潜力的雪茄烟品系.以 7 个不同雪茄烟品系为材料,在湖南桂东调查了其田间农艺性状,分析了其代谢物组成及其积累差异.结果表明,QX104和QX106在农艺性状上优于其他5个品系,叶长、叶宽和可采叶片数优势明显,更符合高产的种植目的,在代谢物积累水平上也与其他品系存在显著差异.在定性检测到的183种代谢物中,与其他品系相比,QX104有36%的代谢物上调,QX106有24%的代谢物上调,上调的代谢物主要包括有机酸、醇类、酮类、糖类等物质,有助于提升烟叶感官质量.研究表明QX104 和QX106农艺性状优良,与优良感官质量相关的代谢物质丰富,为湖南烟区具有高产优质生产前景的雪茄烟品系.
烟叶原料的稳定性、一致性是保障烟草工业公司产品高质量发展的关键,有效区分和鉴别烟叶原料是当前工业公司亟需解决的难点.本研究以江苏中烟核心原料产区主栽的 23 个烤烟品种为材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,从 212 对SSR引物中最终筛选出12对多态性高且条带清晰的引物,等位基因数介于2～5,多态性信息含量介于0.333 8～0.571 1.聚类分析发现,各品种按照遗传背景聚为4 类;群体遗传结构和主成分分析均将供试材料划分为2 个亚群,且类群内各品种的分布结果高度一致,与种质亲缘关系吻合度较高.该组引物高效可靠,可用于烤烟品种的DNA指纹图谱构建和遗传多样性分析.本研究可为江苏中烟核心产区主栽烤烟品种的育种利用和烟叶原料鉴定提供理论依据.
为明确漂浮育苗盘孔径、微生物菌剂和移栽叶龄对湖南省烤烟大田期生长发育和产质量的影响,以云烟87 为材料,设计 136 孔和 200 孔 2 种育苗盘,基质是否添加微生物菌剂以及 8 叶和 10 叶 2 个移栽叶龄的 3 因素试验,测定烤烟根系性状、地上部生长指标、干物质积累和根冠比、化学成分、经济性状,并采用η2值对育苗盘孔径、微生物菌剂、移栽叶龄及 3个因素互作对烤烟生长和产质量的影响进行评价.结果表明:扩大育苗盘孔径、基质中添加微生物菌剂和增加移栽期叶龄有利于促进烤烟根系和地上部生长,促进烤烟干物质积累,提高烟叶产量和产值.育苗盘孔径、微生物菌剂、移栽叶龄及 3个因素互作对烤烟根系生长的贡献率分别为28.92%、23.17%、23.64%、24.27%,对烤烟地上部生长的贡献率分别为27.07%、27.64%、31.00%、14.29%,对干物质积累的贡献率分别为 25.66%、28.61%、37.94%、7.79%,对烟叶化学成分的贡献率分别为 22.60%、23.19%、28.16%、26.05%,对烤烟经济性状的贡献率分别为 17.24%、29.35%、39.53%、13.89%.因此,增加育苗盘孔径配合基质添加微生物菌剂培育 10 叶龄烟苗可促进烤烟早生快发,提高烟叶产质量,在南方稻作烟区具有一定推广价值.
为明确不同香型烤烟配打模块游离氨基酸组分差异,并实现对清香型、中间香型及浓香型烤烟复烤模块的准确分类,选取7个清香型、7个中间香型和8个浓香型烤烟配打模块为研究对象,对其游离氨基酸含量进行OPLS-DA分析,结合SVM模型进行香型判别.结果表明:不同香型烤烟模块游离氨基酸总量范围为13 141.72～27 695.47 μg/g,其中脯氨酸和天冬酰胺含量在各香型中占比最高,天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、4-氨基丁酸、赖氨酸、组氨酸、色氨酸、精氨酸和游离氨基酸总量在不同香型间存在显著性差异.丙氨酸和天冬氨酸在OPLS-DA分析中VIP值大于1且在不同香型间差异显著(p<0.05),可筛选为香型判定指标.基于21种游离氨基酸的前两种主成分构建的SVM模型对模块香型的判别率准确率为86.36%;基于筛选出的2个游离氨基酸特征指标构建的SVM模型判别准确率为90.91%.基于丙氨酸和天冬氨酸的SVM模型判别率和可信度都在较高水平,可应用于烤烟配打模块的香型判别.
为优化湖南湘西州烤烟湘烟7号的氮肥和钾肥施用方案,探究施氮量、氮钾比例和钾肥基追比对烤烟养分吸收分配、经济性状及烤后化学成分的影响.采用3因素3水平正交试验设计,施氮量(A)设3水平,即90 kg/hm2(A1)、112.5 kg/hm2(A2)、135 kg/hm2(A3);氮钾比例(B)设3水平,即1∶2(B1)、1∶3(B2)和1∶4(B3);钾肥基追比(C)设3水平,即 7∶3(C1,基肥+团棵期追肥)、3∶7(C2,基肥+团棵期追肥)和 3∶3∶4(C3,基肥+团棵期追肥+打顶期追肥).利用极差分析和方差分析探究氮钾肥运筹影响烤烟各项指标的主次顺序、显著性,确定最佳组合方案.结果表明,对烤烟氮钾积累分配、氮肥吸收利用和经济性状的影响,T9(A3B3C2)和T7(A3B1C3)处理效果较佳;对烤后烟叶化学成分可用性指数的影响,T9(A3B3C2)处理和T8(A3B2C1)处理表现较好.综上,湘西烤烟湘烟7号宜采用的最佳施肥方案为T9处理(A3B3C2,施氮量135 kg/hm2、氮钾比例1∶4、钾肥基追比3∶7),其次为T7处理(A3B1C3,施氮量135 kg/hm2、氮钾比例1∶2、钾肥基追比3∶3∶4).
为建立同时检测烟草普通花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)和马铃薯Y病毒(PVY)的多重荧光定量PCR方法,本研究根据GenBank中TMV、CMV及PVY的CP基因保守序列设计引物和探针,并对反应体系进行了优化,建立了可同时检测TMV、CMV和PVY的三重荧光定量PCR方法,并评价了该方法的敏感性、特异性、重复性及准确性.结果显示,建立的方法中TMV、CMV和PVY的检测下限分别为 2.60×101、1.25×101、2.33×101 copies/µL,检测灵敏度比普通PCR法提高 10 倍;该方法可特异性检测出TMV、CMV和PVY,但烟草蚀纹病毒(TEV)、烟草脉带花叶病毒(TVBMV)和番茄斑萎病毒(TSWV)无法检出且无交叉反应,批内与批间重复性试验变异系数均小于1.5%,24份样本检测结果中TMV、CMV和PVY的阳性检出率分别为75%、100%和41.67%,且三重荧光定量PCR方法与普通单重PCR方法得出一致的检测结果.结果表明本研究建立的三重荧光定量PCR检测方法具有特异性强、稳定性好、准确性高等优点,可为后续TMV、CMV和PVY的病害诊断与流行调查提供技术支持.
为探究雪茄烟叶采收成熟度对晾制过程中颜色变化的影响,以雪茄烟品种QX103中部叶为试验材料,研究了不同烟叶成熟度(M1、M2、M3)对晾制过程中颜色表征指标、质体色素含量、含水率、丙二醛(MDA)含量、多酚氧化酶(PPO)活性、多酚含量等的影响.结果表明,晾制过程中烟叶整体变黄速率表现为 M3>M2>M1,变褐速率表现为 M2>M3>M1,且M2晾制后烟叶褐色较深;各处理叶绿素a、b大幅度降解,降解幅度均表现为M3>M2>M1,失水幅度表现为M2>M3>M1.各处理叶片MDA含量在晾制10 d内呈上升趋势,第10天的含量表现为M2>M3>M1;各成熟度烟叶PPO活性在晾制0～10 d上升,第10天活性表现为M2>M3>M1,处理间差异显著,在10～15 d下降,M2下降幅度最大.在晾制过程中M1处理绿原酸、芸香苷、莨菪亭被氧化较少,多酚类物质积累较多.综上,在晾制过程中不同采收成熟度雪茄烟叶水分散失速率和膜脂过氧化程度存在差异,使得烟叶色素降解与多酚氧化速率不同,进一步影响雪茄烟叶颜色变化进程及晾制后烟叶颜色深浅.
为探究不同成熟度烤烟萜类物质代谢规律及与烟叶内在品质的关系,以中烟 100 为试验材料,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对萜类物质合成与降解关键基因表达量进行测定,利用气-质联用仪(GC-MS)检测烤后烟叶萜类物质及其降解产物,同时对烟叶感官质量进行评价.研究结果显示,随着成熟度的增加,烟叶腺毛脱落加剧,类胡萝卜素降解关键基因PAL表达量呈上升趋势,类胡萝卜素含量逐渐下降;西柏烷类物质含量与相关基因DXR、CYP71D16、C4H、CHS表达量变化趋势基本一致,整体呈现"先升后降",并在完熟期达到高峰.中、上部烟叶均以完熟烟叶的感官质量评价最优,与萜类物质合成及相关基因表达上调密切相关,起到了柔和烟气、提质增香的作用.生产上中烟100宜在成熟采收基础上推迟5～7 d,使烟叶成熟度达到完熟,可有效提高中上部烟叶内在品质及工业可用性.
利用稀释分离法从烟草根际土壤中分离筛选获得抗烟草普通花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)的优良生防菌株BZ3,通过形态、生理生化和分子生物学鉴定菌株种类,评价其对TMV的生防效果,利用全基因组测序及生物信息学分析其次生代谢产物合成相关基因簇.结果表明,从根际土壤中分离的BZ3 菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其发酵液对TMV的盆栽和田间小区防效分别为58.97%和72.07%;基因功能预测显示菌株BZ3基因组中含有表面活性素等多种具有抑菌活性的次生代谢产物合成相关基因簇.本研究表明,BZ3菌株对TMV生防效果优良,抑菌谱较广,基因组中含有大量抑菌活性物质合成相关的基因簇,具有作为TMV生防菌剂的潜力.
为了解不同形态氮素与不同镁浓度对烤烟早期光合荧光特性及生长的影响,以翠碧一号烤烟为材料,采用水培试验方法,在温度较低、光照较弱条件下设置3种氮素处理和两个镁水平,分析不同处理烟株光合荧光特性及生长的差异.结果表明,加镁条件下铵、硝态氮各50%处理烟株的生物量、最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQY)和光系统Ⅱ(PSII)与光系统Ⅰ(PSI)及系统间电子传递链的整体功能活性指数(PI total)均最高,其中生物量相较于纯硝态氮且加镁处理提高21.7%,相较于纯铵态氮加镁处理提高96.0%;不加镁条件下全硝态氮处理Pmax和AQY高于铵、硝态氮各50%处理且显著高于全铵态氮处理.纯硝态氮处理和铵、硝态氮各 50%处理加镁后显著提高各项指标,但加镁对全氨态氮处理没有显著性影响.可见,在温度较低、光照较弱条件下,铵、硝各50%且加镁处理更有利于烤烟早期的生长发育.
为明确烟叶主要化学成分与加热卷烟感官质量的关系,探索不同类型烟叶在加热卷烟中的利用价值,以来自全国10 个省份的白肋烟、晒黄烟、晒红烟及烤烟为试验材料,通过相关分析和逐步回归,分析了其常规化学成分、氨基酸含量与以其为原料的加热卷烟感官质量的关系.结果表明:(1)不同类型烟叶常规化学成分、氨基酸含量及其加热卷烟感官质量差异显著,其中烤烟总糖、脯氨酸、胱氨酸及苯丙氨酸含量最高,白肋烟总氮、钾、氯、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、α-氨基己二酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、γ-氨基丁酸、精氨酸及总氨基酸含量最高,晒黄烟感官质量综合得分最高.(2)总糖、两糖差及胱氨酸与感官质量显著正相关,总氮、氯、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、γ-氨基丁酸及氨基酸总量与感官质量极显著负相关.(3)脯氨酸、天冬氨酸、氨基酸总量及胱氨酸对香气质、香气量、残留、稳定性及感官质量总分影响效应最大,其中胱氨酸为正效应;而总糖、总氮及两糖差对杂气、劲头、苦涩感、刺激性及干燥感的影响效应最大,且总糖和两糖差为正效应.最后建立了常规化学成分、氨基酸与加热卷烟感官质量指标的回归模型,可为我国加热卷烟烟叶原料的评价提供参考.
