恩施州不同海拔下烤煙光合作用與產(chǎn)量、質(zhì)量的差異性研究.pdf

1、以3個(gè)遺傳背景不同的烤煙品種K326、云煙87、中煙103為材料，在湖北省恩施地區(qū)，選擇同一山脈的3個(gè)不同海拔點(diǎn)(500m、900m、1300m)進(jìn)行盆栽和大田試驗(yàn)，研究了不同海拔下烤煙光合作用與產(chǎn)、質(zhì)量的差異。研究的主要內(nèi)容為：烤煙葉片全展后氣體交換參數(shù)、光合色素含量、RuBPcase初始活性以及葉綠體超微結(jié)構(gòu)的變化；烤煙葉片全展時(shí)光合日變化及其與環(huán)境因子的關(guān)系；烤煙葉片全展后碳、氮物質(zhì)以及部分次生代謝物質(zhì)的變化；烤后煙葉產(chǎn)、質(zhì)量及其

2、香型風(fēng)格的分析；光合生產(chǎn)能力與烤煙產(chǎn)、質(zhì)量的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)烤煙葉片全展后，光合功能不斷衰退。隨著海拔的升高，光合功能衰退的越慢。主要表現(xiàn)為Pn、光合色素含量以及RuBPCase的初始活性的下降率降低，葉綠體結(jié)構(gòu)和類囊體片層結(jié)構(gòu)解體時(shí)間推遲，凈光合速率高值持續(xù)期(APD)延長，葉源量(LSC)和單位面積葉源量(PALSC)增加。通徑分析表明，APD對LSC和PALSC直接貢獻(xiàn)最大，因此延長烤煙光合功能期是提

3、高烤煙葉片光合生產(chǎn)能力的主要措施。
　　 (2)隨著海拔的升高，日光合總量（∑Pn）、單位面積日光合總量（PA∑Pn）以及水分利用率(WUE)逐漸增加，而日蒸騰總量（∑Tr）和單位面積日蒸騰總量(PA∑Tr)以海拔900m最高，海拔500m次之。在晴天中午時(shí)段，烤煙葉片表現(xiàn)出“光合抑制”的現(xiàn)象，隨著海拔的升高，受抑制的程度減輕。高溫加劇了強(qiáng)光對烤煙的光合抑制程度，是影響光合作用的主要限制因子。影響光合日變化的主要生理因子是氣孔導(dǎo)

4、度(Gs)，生態(tài)因子因海拔不同而有所差異。在海拔500m，環(huán)境溫度(Ta)和空氣相對濕度(RH)是Pn提高的制約因子。在海拔900m，烤煙葉片光合作用主要受光通量密度(PFD)的影響。在海拔1300m，環(huán)境溫度(Ta)和空氣濕度(RH)是影響Pn的主要因子。
　　 (3)生長在不同海拔下的烤煙光合生理特性存在一定的差異。隨著海拔的升高，烤煙對強(qiáng)光的適應(yīng)性和利用強(qiáng)光的能力增強(qiáng)，對弱光的適應(yīng)性和利用弱光的能力降低。相對低海拔而言，生

5、長在高海拔地區(qū)烤煙有著較高的碳吸收能力。Pn隨光強(qiáng)的變化規(guī)律可用方程Pn＝Pnmax(1－Coexp(－aPFD/Pnmax)進(jìn)行模擬，隨CO2濃度(Ci)的變化規(guī)律可用方程Pn=Pnmax(1－exp(－aCi/Pnmax)－Rd進(jìn)行模擬。
　　 (4)烤煙葉片全展后，光合產(chǎn)物主要以淀粉的形式積累。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，淀粉含量、碳水化合物總量、比葉重以及碳氮比值呈先上升后下降的趨勢。隨著海拔的升高，光合產(chǎn)物以及干物質(zhì)積累的時(shí)間

6、延長。淀粉含量、碳水化合物總量、比葉重以及碳氮比值隨著葉片全展后天數(shù)的變化規(guī)律均可用二次多項(xiàng)式進(jìn)行模擬。葉片全展后，葉中N含量呈下降趨勢。隨著海拔的升高，葉中N含量的下降率降低。葉中N含量隨著葉片全展后天數(shù)的變化規(guī)律均可用漸進(jìn)回歸模型進(jìn)行模擬。葉中N含量與葉綠素含量、Pn均呈極顯著正相關(guān)。
　　 (5)海拔對烤煙葉片葉源量(LSC)、單位面積葉源量(PALSC)、日光合總量(∑Pn)以及單位面積日光合總量(PA∑Pn)的影響均達(dá)

7、到極顯著水平。品種僅對PALSC的影響達(dá)到顯著水平，而對其他3個(gè)光合生產(chǎn)能力指標(biāo)的影響不顯著。海拔與品種的互作效應(yīng)對烤煙各光合生產(chǎn)能力指標(biāo)的影響均達(dá)到極顯著水平。以PALSC、LSC，PA∑Pn以及∑Pn為評價(jià)光合生產(chǎn)能力的指標(biāo)，將不同品種海拔組合進(jìn)行聚類分析，可以分成3類：較強(qiáng)型，包括云煙87-1300m，中煙103-1300m;中等型，包括K326-900m，K326-1300m，云煙87-900m，中煙103-900m;較低型，包

8、括K326-500m，云煙87-500m，中煙103-500m。
　　 (6)海拔和品種對多數(shù)產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)有著顯著的影響。海拔和品種間的互作對烤煙各產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)有著顯著的影響。以單葉重和群體產(chǎn)量作為評定烤煙產(chǎn)量的評價(jià)指標(biāo)，將不同品種海拔組合進(jìn)行聚類分析，可以分成3類：即高產(chǎn)型，包括中煙103-1300m，中煙103-900m以及云煙87-1300m;中產(chǎn)型，包括中煙103-500m，云煙87-900m，云煙87-500m，K32

9、6-900m以及K326-1300m，低產(chǎn)型，為K326-500m。以產(chǎn)值和均價(jià)作為煙農(nóng)收益的評價(jià)指標(biāo)，將不同品種海拔組合進(jìn)行聚類分析，可以分成3類：即高收益型，包括K326-900m，云煙87-500m，云煙87-900m，云煙87-1300m，中煙103-1300m;中收益型，包括K326-1300m，中煙103-900m;低收益型，包括K326-500m，中煙103-500m。以評吸質(zhì)量和外觀質(zhì)量作為煙葉質(zhì)量的評價(jià)指標(biāo)，將不同品種

10、海拔組合進(jìn)行聚類分析，也可以分成3類：質(zhì)量較好型，包括K326-900m和云煙87-900m，質(zhì)量中等型，包括K326-1300m，云煙87-500m，云煙87-1300m，中煙103-1300m，中煙103-900m;質(zhì)量較差型，包括K326-500m和中煙103-500m。
　　 (7)以河南平頂山、云南曲靖、貴州畢節(jié)、吉林敦化以及重慶地區(qū)這5個(gè)具有不同香型風(fēng)格烤煙C3F等級為參比對象，將恩施州不同品種海拔組合的烤煙進(jìn)行聚類

11、和判別分析。聚類分析結(jié)果表明生態(tài)環(huán)境是決定烤煙香氣成分的主要因素，不僅在大尺度生態(tài)條件下（地理位置跨度較大的不同省份或地區(qū)）烤煙香型風(fēng)格存在較大差異，而且在同一區(qū)域因海拔梯度形成的生態(tài)環(huán)境差異會導(dǎo)致煙葉風(fēng)格的改變。判別分析表明，有3個(gè)樣本歸為重慶中間偏濃香型一類，包括K326-1300m、中煙103-900m、中煙103-1300m；有3個(gè)樣本歸為河南濃香型一類，包括K326-900m、云煙87-500m、中煙103-500m;有2個(gè)樣