本文關(guān)鍵詞：貴州山地不同微地形煙地環(huán)境特征及其對烤煙農(nóng)藝、生理和品質(zhì)性狀的影響　出處：《西南大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：山地區(qū)域是全國烤煙主產(chǎn)區(qū),包括貴州、云南、重慶等山區(qū)年產(chǎn)烤煙1.5×109kg以上。山地煙區(qū)地域立體氣候特征明顯,即使是同一市(或縣)生產(chǎn)出的煙葉,也會表現(xiàn)出不同的化學物理特性和香氣質(zhì)。因此,山地煙區(qū)的煙葉產(chǎn)量不僅能滿足卷煙工業(yè)的需求,還能滿足其對不同煙葉質(zhì)量的要求。依據(jù)云貴高原山地煙區(qū)的微地形特點,綜合坡度、坡位及海拔高度等因素,把山地煙區(qū)劃分成3個微地形基本單元——壩地、坡地和臺地,本試驗在凱里市大風洞核心試驗點設(shè)置小區(qū)試驗和土壤置換試驗,并在貴州省的其他典型煙區(qū)德江、興義、開陽、西秀、貴定等地設(shè)置示范點大區(qū)試驗,對其微地形煙葉品質(zhì)特征、煙地土壤環(huán)境、煙地田間小氣候特征及其對煙葉生長發(fā)育和品質(zhì)的影響進行了深入分析,旨在為山區(qū)煙葉的生產(chǎn)和卷煙工業(yè)的品牌導向提供理論參考,同時對西南山地煙區(qū),特別是貴州煙區(qū)的主要三種微地形山地煙葉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供科學指導。主要研究結(jié)果如下:1.不同微地形煙地田間小氣候特征分析生育期壩地、坡地和臺地的冠層平均溫度分別為22.5℃、22.14℃和21.88℃,打頂期各微地形空氣溫度日變化的差異達到極顯著水平;生育期壩地、坡地和臺地的地表平均溫度分別為23.96℃、23.66℃和23.34℃,坡地隨生育期的進行有逐步升高的趨勢,而壩地和臺地有“高-低-高-低”的趨勢,下二棚采收期達到最大值。各處理田間相對濕度日變化都呈現(xiàn)出“W”型的倒雙峰曲線規(guī)律,團棵期田間相對濕度平均值壩地臺地坡地外,其余生育期為臺地壩地坡地;壩地、坡地和臺地的CO2濃度日平均值分別為311.67 mg·kg-1、222.18 mg·kg-1和241.31mg·kg-1,坡地的變幅(165.50 mg·kg-1)和變異系數(shù)(21.19%)為三種微地形中最大,臺地次之,壩地最小;壩地、坡地、臺地的平均風速分別為0.198m·s-1、0.261m·s-1和0.229m·s-1。團棵期和打頂期各個微地形的冠層上方散射光強度變化趨勢為壩地坡地臺地,下二棚煙葉采收期和上部葉采收期為壩地臺地坡地;原始可見光光譜反射率平均值成熟期表現(xiàn)為坡地煙葉臺地煙葉壩地煙葉,其余時期為壩地煙葉坡地煙葉臺地煙葉;各個處理光譜曲線的線形相似,都是在710nm可見光部分反射率較低,并且在550nm附近由于葉綠素對綠光的反射形成“綠峰”;一階微分光譜波長在690~710nm處為“紅邊”,其高度為臺地煙葉坡地煙葉壩地煙葉。2.不同微地形煙地土壤環(huán)境特征分析整個烤煙生育期壩地的土壤相對含水量(55.08%)最高,坡地(51.22%)居中,臺地(49.96%)最低;降雨主要影響壩地和臺地的40cm土層的水分含量,而坡地為30cm土層;坡地土層之間差異對降雨最敏感,臺地次之,壩地的響應(yīng)三者中最差。壩地土層溫度為最高,但其各層溫差為最低;坡地土壤20cm~30cm土層溫差最大;臺地的10cm~20cm土層和30cm~40cm土層為其溫度擾動土層;晴天時壩地的土壤平均溫度為最高,臺地次之,坡地略低于臺地;三種微地形雨天各土層土溫浮動振幅相比,以臺地最大,坡地次之,壩地最小。微生物數(shù)量表現(xiàn)為壩地坡地臺地,坡地比臺地增加的真菌、放線菌和細菌比例分別為13.23%、9.57%和8.95%,壩地比臺地增加的比例分別為36.54%、25.73%和29.79%。ph值、有機質(zhì)、有效氮、有效磷、速效鉀含量平均值都為壩地坡地臺地,各微地形處理間差異性總體上都為極顯著,除了速效養(yǎng)分含量坡地和臺地的差異性達到顯著水平,其余差異均達極顯著水平。成熟期以前(移栽后68天)土壤h2o2酶活性變幅和數(shù)值都較大,成熟期以后較小,趨勢基本上為壩地坡地臺地;生育期脲酶活性亦為壩地坡地臺地;蔗糖酶活性除生根期臺地略大于坡地、打頂期之前地形處理有交叉起伏外,其余時期皆為壩地坡地臺地,并且壩地與坡地、壩地與臺地都達到了顯著差異以上水平。微地形因素、土壤因素都對土壤養(yǎng)分、土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性都產(chǎn)生影響,但是微地形的影響要大于土壤因素,也就是說微地形是影響土壤環(huán)境的主導因素。3.不同微地形煙地煙葉生長發(fā)育與生理特征分析壩地煙株生育期較坡地煙株提前9d,較臺地煙株提前7d;生育期最大葉長、葉寬、株高、莖圍、節(jié)距、葉面積指數(shù)為壩地坡地臺地;最大葉片長/寬的平均值壩地(2.38)坡地(2.413)臺地(2.414);煙株根、莖、葉的鮮重、干重為壩地坡地臺地;打頂前1周煙株鮮物質(zhì)積累強度達到峰值,壩地、坡地和臺地煙株鮮物質(zhì)累積量分別占全株總量的67.41%、61.66和61.08%,烤煙鮮重生物量在各處理間差異顯著;壩地和坡地煙葉的根冠比總體上大于臺地,壩地與坡地相當。伸根期和旺長期的根系活力為壩地坡地臺地,成熟期為坡地臺地壩地;根系生長量為壩地坡地臺地,成熟期根系指標各處理間總體上都達到了顯著差異。淀粉酶(ams)、蔗糖酶(inv)活性總體為壩地坡地臺地,微地形之間差異都達到了顯著差異水平以上;煙葉蔗糖合成酶(ss)活性都呈先升后降的單峰曲線,表現(xiàn)為臺地坡地壩地;煙葉蔗糖磷酸合成酶(sps)活性也呈單峰曲線,且在旺長期達到最大值,sps活性在煙葉生長中期(旺長期)壩地煙葉明顯高于臺地,三種微地形成熟期則達到了顯著差異;谷氨酰胺合成酶(gs)、硝酸還原酶(nr)、超氧化物歧化酶(sod)、過氧化物酶(pod)、過氧化氫酶(cat)活性成熟期以前表現(xiàn)為壩地坡地臺地,成熟期則是坡地壩地臺地,微地形之間差異基本都達到了顯著差異水平以上。生育期光合有效輻射(par)、凈光合速率(pn)、氣孔導度(gs)、蒸騰速率(tr)均呈先增后降的“拋物線”趨勢,團棵期、旺長期、打頂期為臺地坡地壩地,成熟期為壩地臺地坡地;壩地煙葉胞間co2濃度(ci)生育期呈一直上升趨勢,坡地和臺地為“低-高-低-高”的浮動趨勢;壩地、坡地煙葉的水分利用效率(wue)變化趨勢呈“高-低-高-低”型,而臺地一直下降趨勢;葉片溫度(tl)成熟期之前為壩地坡地臺地,成熟期則為臺地坡地壩地。產(chǎn)量和產(chǎn)值都表現(xiàn)為壩地坡地臺地;與臺地相比,壩地煙葉的產(chǎn)量和產(chǎn)值分別增加29.66%和41.8%,坡地煙葉對應(yīng)的增加比例分別為14.82%和30.38%;產(chǎn)量為壩地煙葉與臺地之間差異達到了極顯著,二者都與坡地達到顯著差異,產(chǎn)值微地形處理之間均達到了極顯著差異。均價、上等煙比例、上中等煙比例均表現(xiàn)為坡地壩地臺地;下等煙比例表現(xiàn)為臺地壩地坡地,與臺地煙葉相比,壩地和坡地煙葉分別減少29.07%和55.19%。對產(chǎn)量和產(chǎn)值分別進行相關(guān)和回歸分析,結(jié)果表明:y產(chǎn)量=0.298x株高+0.223x莖鮮重+0.303x平均根系直徑 0.088x總根體積 0.122xta+0.157xams+0.584xnr+0.125x細菌數(shù)量 4.104e-16;y產(chǎn)值=0.586x最大葉長 0.403x莖圍 0.021x旺長期根系活力+0.206xe 0.067xrh+0.672xams 0.586x有效磷+0.547x放線菌數(shù)量 1.112e-15。打頂期葉片的nr活性、平均根系直徑和株高等對山地煙葉產(chǎn)量的貢獻率較大,ams活性、最大葉長、放線菌數(shù)量等對山地煙葉產(chǎn)值的貢獻率較大。這些環(huán)境因素指標在不同微地形間的差異均存在顯著性,進而影響著烤煙的產(chǎn)量和產(chǎn)值。產(chǎn)量方面,壩地煙葉生育期具有較高的群體光合能力,積累了更多的干物質(zhì),構(gòu)成了產(chǎn)量基礎(chǔ);壩地煙葉的高碳氮代謝活力,為其生理代謝基礎(chǔ);坡地煙葉兩方面居中,臺地煙葉最差,因此壩地煙葉高產(chǎn),而坡地煙葉適產(chǎn)。4.不同微地形煙葉品質(zhì)特征分析凱里核心試驗點煙葉的總分、香氣質(zhì)、刺激性、口感、余味、煙氣細柔度、燃燒性、灰色得分表現(xiàn)為坡地壩地臺地;香氣量為壩地坡地臺地;坡地煙葉香氣類型為“中偏清”,壩地和臺地為“中間”香型;主體香韻坡地煙葉表現(xiàn)為“顯著”和“較顯著”,而壩地和臺地煙葉表現(xiàn)為“較顯著”和“尚顯著”,坡地煙葉的輔助香韻除了“木香”、“辛香”外,還有“果香”成分;凱里核心點和開陽、興義、德江、西秀、貴定等5個示范點中部煙葉的五項評吸總分為坡地臺地壩地,香氣質(zhì)、香氣量、吃味、雜氣、刺激性等指標也為坡地煙葉最高,臺地略高于壩地。凱里核心試驗點中部煙葉致香物質(zhì)含量為坡地壩地臺地,上部葉、下部葉為坡地臺地壩地;全省示范點煙葉類西柏烷類、生物堿類、葉綠素降解產(chǎn)物含量都為坡地煙葉最高,中部煙葉致香物質(zhì)含量各點平均為坡地壩地臺地。凱里核心試驗點上部葉和中部葉單葉重為壩地坡地臺地,下部葉為坡地臺地壩地;上部葉壩地和臺地間差異極顯著、坡地和臺地間差異顯著;含梗率為壩地臺地坡地,下部葉壩地和臺地、壩地和坡地差異極顯著;開陽、興義、德江、西秀、貴定等示范點中部葉葉長、葉寬、單葉重、葉面密度為壩地坡地臺地,含梗率為坡地煙葉最小。不同生育期和烤后煙葉的總氮、煙堿、總糖、還原糖含量為壩地坡地臺地;蔗糖含量都呈波浪形曲線,團棵期較小,在旺長期時含量達到最大值,且臺地坡地壩地,打頂期又降低,在成熟期均呈現(xiàn)上升趨勢;鉀素含量隨生育期的延伸呈逐步降低的趨勢,表現(xiàn)為坡地壩地臺地;壩地煙葉的上、中、下部葉鉀素含量比臺地增加的比例分別為13.89%、2.21%和13.73%,坡地煙葉對應(yīng)臺地的增加比例為31.48%、27.94%和62.09%;生育期、烤后煙葉氯素含量為坡地壩地臺地;上部葉和下部葉的化學成分微地形間差異總體上為顯著水平,而中部葉為極顯著差異。坡地的中部葉鉀氯比的平均值處于4,氮堿比接近于0.9~1.1,糖堿比接近于8~10,兩糖比接近于0.9~1.0,屬于優(yōu)質(zhì)煙葉最佳適宜范圍內(nèi);而壩地和臺地的氮堿比、兩糖比則略低于的適宜范圍。開陽、興義、德江、西秀、貴定等示范點中部煙葉煙堿、總氮、總糖、還原糖含量基本都表現(xiàn)為:壩地坡地臺地;鉀素含量為坡地煙葉最大,壩地和臺地不同示范點各有起伏;氯素含量坡地煙葉基本上位于或者接近適宜范圍,壩地和臺地為偏低于適宜范圍。通過評吸總分分別與感官評吸其他指標、田間小氣候指標、化學成分含量指標、化學成分協(xié)調(diào)性指標、致香物質(zhì)含量指標進行回歸分析,最后建立各自的回歸模型方程。結(jié)果表明:口感、下二棚采收期風速、鉀素含量、鉀氯比、致香物質(zhì)總量分別對煙葉感官評吸質(zhì)量影響較大。這些環(huán)境和品質(zhì)因素指標在不同微地形間的差異均存在極顯著性,進而影響著烤煙的感官評吸質(zhì)量。品質(zhì)方面,坡地煙葉較壩地和臺地煙葉具有海拔優(yōu)勢、良好的田間通風透光能力、較高的致香物質(zhì)含量、較好的化學成分協(xié)調(diào)性,這些可促進優(yōu)質(zhì)煙葉品質(zhì)的形成,因此坡地煙葉優(yōu)質(zhì)。總之,發(fā)展優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的坡地煙葉,具有現(xiàn)實和戰(zhàn)略意義,一則滿足卷煙工業(yè)對品質(zhì)的需求,二則可以避免糧煙爭地現(xiàn)象,坡地煙葉的生產(chǎn)使更多的平壩和沃土地發(fā)展糧食生產(chǎn)。
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【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S572
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本文編號：1428993