烤烟碳氮代谢调节机理及其指标研究进展
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不同烤烟品种碳氮及其次生代谢相关酶的动态变化研究陈波;潘文杰;陈伟;孟玉山;宗学凤;王三根【期刊名称】《中国农学通报》【年(卷),期】2013(29)34【摘要】为烤烟品种的推广应用及其品质鉴定提供理论支撑,以‘云烟87’、‘遵烟6号’和‘K326’为材料,研究了不同品种烤烟在移栽后0—45天碳氮及其次生代谢相关酶活性的动态变化。
结果表明,(1)3种烤烟品种淀粉酶都随移栽时间呈逐渐上升的趋势,其中移栽后45天‘云烟87’的淀粉酶活性值最大。
(2)‘云烟87’烟叶蔗糖合成酶活性随着生育期迅速上升;‘遵烟6号’烟叶蔗糖合成酶活性生育期相对稳定;‘K326’烟叶蔗糖合成酶活性呈现先下降后上升的趋势,与其他品种相比,在移栽后30—45天酶活性较低。
(3)‘云烟87’的烟叶蔗糖转化酶活性先缓慢上升,30天后较为稳定‘;遵烟6号’烟叶蔗糖转化酶活性在生育期一直较为稳定;‘K326’的烟叶蔗糖转化酶活性呈现出先升后降的变化趋势。
移栽后30—45天,‘云烟87’和‘遵烟6号’烟叶蔗糖转化酶活性都高于‘K326’。
(4)‘云烟87’硝酸还原酶活性在上升至15天后较稳定,‘遵烟6号’表现出较大的波动,‘K326’呈现逐渐下降的趋势。
(5)‘云烟87’烟叶的苯丙氨酸裂解酶活性呈现先略微升高随后下降的变化趋势;‘遵烟6号’和‘K326’均随着生育期呈现升-降-升的变化趋势。
总之‘,云烟87’具有更强的碳氮代谢和次生物质代谢能力。
【总页数】5页(P66-70)【关键词】烤烟;碳氮代谢;次生代谢;酶【作者】陈波;潘文杰;陈伟;孟玉山;宗学凤;王三根【作者单位】西南大学农学与生物科技学院;贵州省烟草科学研究所【正文语种】中文【中图分类】S572【相关文献】1.烤烟打顶后不同部位烟叶碳氮代谢关键酶活性的动态变化及相关分析 [J], 吕中显;赵铭钦;赵进恒;张迪;张学杰;刘洪华2.不同烤烟品种碳氮代谢关键酶和品质指标比较 [J], 张玲;翟欣;许自成;陈雪;黄化刚;胡玮3.不同烤烟品种成熟期碳氮代谢关键酶活性的变化 [J], 陈永明;王行;赵伟才;罗慧红4.不同生态环境烤烟品种碳氮代谢关键酶活性及其与致香物质的关系 [J], 杨志晓;王轶;王志红;史跃伟;谢升东;王仁刚;郭玉双;任学良;杨铁钊5.不同生态环境烤烟品种碳氮代谢关键酶活性及其与致香物质的关系 [J], 杨志晓;王轶;王志红;史跃伟;谢升东;王仁刚;郭玉双;任学良;杨铁钊;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
硼是微管束植物所必须的微量营养元素,硼缺乏可引起植物解剖学、生理学和生物化学上的紊乱。
大量研究表明,植物体内大多数硼在细胞壁中与鼠李聚糖半乳糖醛酸形成多羟基链以稳定细胞壁的结构,部分可与糖结合促进碳水化合物的运输,影响内源激素的产生和运输、核酸的代谢、酚类物质代谢、生物膜的完整性和功能等。
由于硼酸具有羟基,它有可能和生物体内任何具有羟基结构的物质,如和细菌群体感应器(bacterialquorumsensing),鸟嘌呤核苷一磷酸(GMP),细菌藿四醇(bacteri-ohopanetetrol),肌醇三磷酸(IP3),葡萄糖六磷酸脱氢酶,辅酶(NAD/NADH)系统等物质的羟基部位结合形成酯,来影响这些物质的生理功能,进而引起生物的代谢过程变化。
尽管许多作物的缺硼症状已经被清楚地描述,但硼作为植物正常生长发育所必须的微量元素,人们对它在植物体内的生理功能的了解仍然是所有八种微量元素中最少的一种。
氮对中等需硼作物烟草的生长发育、调制后烟叶品质产生重要影响。
大量研究表明,硼缺乏可影响植物对●韦建玉1王军2,3顾明华2邹凯2何远兰2曾祥难1硼对烤烟碳氮代谢的影响研究摘要:研究了硼对烤烟碳氮代谢的影响。
结果表明,缺硼(5μMH3BO3)烟株各器官硼、氮、钾、干物质积累量极显著降低;烟株对N03-的吸收及同化能力减弱,氮代谢受阻,叶片NH4+含量增加,氨基酸和蛋白质含量下降。
与此同时,烟株叶片光合速率下降,叶片非结构糖(葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉)大量积累。
随着烟株供硼浓度的增加(20μMH3BO3、20μMH3BO3)烟株叶片碳氮代谢增强、植株各器官氮、钾、硼含量增加,干物质积累增强。
关键词:硼烤烟碳氮代谢30--氮的吸收和转运、氨基酸合成及组分、硝酸还原酶活性等氮代谢过程,增加植物体内淀粉和其他碳水化合物含量,影响植物的碳氮代谢过程。
中国长江以南分布着世界上最广大的连续缺硼耕作带,大部分土壤热水溶性硼含量低于0.25mg.kg-1,此耕作带正是中国优质烤烟主要种植区,大量试验也证明施用硼肥对烟叶产量、上等烟率、均价等指标都有明显的提高。
生物炭对烤烟生长发育及产量与品质影响研究进展【摘要】摘要:本文综述了生物炭对烤烟生长发育及产量与品质的影响研究进展。
在分析了研究背景、研究目的和研究意义。
在介绍了生物炭的制备与性质特点,探讨了生物炭对烤烟生长发育、产量和品质的影响,以及生物炭在烤烟生产中的应用前景。
结论部分对生物炭在烤烟生产中的综合影响进行了评价,并展望了未来研究方向,提出了相关建议。
该研究为进一步探究生物炭在烤烟生产中的应用提供了重要参考。
【关键词】生物炭、烤烟、生长发育、产量、品质、影响、研究进展、制备、性质特点、应用前景、综合评价、展望、建议、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景生物炭是一种由生物质经过热解或氧化而得到的一种固体炭质材料,具有多孔性、高孔隙率、大表面积等特点。
近年来,随着环境问题日益突出,生物炭在农业领域的应用逐渐受到关注。
生物炭不仅可以改良土壤,增加土壤养分,还可以提高土壤保水保肥性能,促进作物生长。
烤烟作为重要的农产品之一,其生长发育及产量与品质直接影响着烟草的市场竞争力和经济效益。
研究生物炭对烤烟的影响,对提高烟草生产的效率和品质具有重要意义。
目前,关于生物炭对烤烟生长发育及产量与品质的影响研究还相对较少,有待进一步深入探讨。
本文旨在系统总结生物炭对烤烟的影响研究进展,为今后的相关研究提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨生物炭对烤烟生长发育及产量与品质的影响,为烤烟生产提供科学依据和技术支持。
通过对生物炭在烤烟种植过程中的应用效果进行系统研究和评价,以期找到最佳的生物炭使用方法和应用策略,从而提高烤烟的产量和品质,降低生产成本,促进烟草产业的可持续发展。
也可以探讨生物炭在改良土壤环境、提高土壤肥力、减少土壤污染等方面的作用机制,为生物炭在农业领域的应用提供新的思路和方法。
通过研究生物炭对烤烟的影响,可以为生物炭在其他作物的种植中的应用提供参考和借鉴,推动生物炭在农业生产中的推广和应用,实现农业产业的可持续发展和环境友好型生产。
综述:烤烟氮素的研究现状与进展烟叶产量和品质的形成是烟株体内一系列代谢活动综合作用的结果,受品种、生态因素、栽培管理措施和调制技术等多方面的影响,其中养分调节是人们有效调控烟叶产量和质量的主要手段,一直是国内外研究的热点。
氮是植物的主要营养元素,它的多少和种类影响烟株的生长发育以及烟叶内在化学成分的协调。
氮素在烟株生长发育过程中起着重要作用,特别是对烤烟产量、品质影响很大,可直接影响烟叶内在成分的积累。
文献表明,氮素积累与烟碱合成呈显著的正相关关系。
只有碳水化合物与含氮化合物之间平衡协调,才能生产出优质烟叶。
1.烟株对氮素的吸收与分配氮素是影响烟株生长发育和烟叶产量、品质最重要的营养元素,铵态氮、硝态氮和酰胺态氮都能被烟株吸收,但以铵态氮和硝态氮为主,而且硝态氮比铵态氮更易为烟株利用,烤烟对氮素的吸收主要在大田生长的前、中期,在移栽后40天左右对氮素的吸收达到最大值,移栽7周后,烟株已吸收总氮的80%以上,现蕾时烟株已吸收总氮的90%以上,成熟期烟株吸氮过多会严重影响烟叶的品质。
因此在烤烟生产上应为烟株提供“少富老贫”的供氮条件,满足烟株前、中期生长对氮素的需求,使成熟期土壤氮素浓度大幅度下降,抑制烟株对氮素的过量吸收。
研究表明,氮素在烤烟中的积累量为中部叶>上部叶>下部叶,不同生育时期以团棵期吸收肥料氮比例最高。
后期的供氮水平与上部叶的产量和品质有密切的关系,氮素不足烟叶产量降低,品质变差;氮素过量烟叶贪青晚熟,化学成分比例失调。
氮素被烟草吸收后,在烟株体内的移动性很强,很快就被转移到植株的其它部位,同位素示踪试验表明,从根表吸收的氮,在72小时之内即可在叶部的蛋白质中被检测到,而如果直接注射到叶片中,则运转速度更快。
同时供给no3-和nh4+两种氮源时,烟株对氮的吸收速率比单施硝态氮或单施铵态氮都大大增加。
ben zioni等人研究,给烟草供给no3-时,光合作用的14c很快以h14co3-的形式出现在营养液中,而以cl-代替no3-时则进入营养液中的h14co3-大大减少。
2000年3月河南农业大学学报Mar.2000第34卷第1期JournaI of Henan AgricuIturaI UniversityVoI !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!.34No.1收稿日期:1999-09-21基金项目:中国烟草总公司资助项目(0516).作者简介:李常军(1976-),男,河南安阳人,河南农业大学在读硕士研究生,从事烟草烘烤方面的研究.文章编号:1000-2340(2000)01-0047-03烘烤过程中烟叶蛋白质与硝态氮代谢规律研究李常军1,宫长荣1,李锐2,林学梧1(1.河南农业大学,河南郑州450002;2.中国烟草总公司,北京100053)摘要:对烘烤过程中烤烟烟叶蛋白质与硝酸盐代谢规律的研究表明,蛋白质含量随烘烤进程发展逐渐减少,氨基酸含量逐渐增加,且均在变黄中期和定色期有一个快速变化阶段;烤后烟叶中氨基酸和可溶性蛋白的含量与鲜叶中可溶性蛋白的含量呈高度正相关;蛋白酶活性在烘烤开始后24h 有一个高峰.硝酸还原酶活性从烘烤开始就逐渐升高,24h 达到最大值,之后迅速失活.NO -3和NO -2的含量均在烘烤初期迅速上升,变黄期达到最大值,在定色阶段快速下降,但烤后含量仍比鲜叶高得多.鲜叶中NO -3含量与其硝酸还原酶活性显著相关,但不是惟一影响因素.关键词:烟叶;烘烤;化学成分;氮代谢中图分类号:S572文献标识码:AStudies on the metabolism of protein and nitrate nitrogenin tobacco leaf during curingLI Chang-jun 1,GONG Chang-rong 1,LI Rui 2,LIN Xue-wu 1(1.Henan AgricuIturaI University ,Zhengzhou 450002,China ;2.China NationaI T obacco Corporation ,Beijing 100053,China )Abstract :The metaboIism of protein and nitrate nitrogen in tobacco Ieaf during curing was studied by using the eIec-tric-heated fIue-curing barn designed and made by Henan AgricuIturaI University in which the temperature and moisture were controIIed automaticaIIy.The resuIts indicated that the content of protein decreased graduaIIy whiIe the content of amino acid increased with the proceeding of curing.And either of them had a rapid-changing stage in the middIe of yeI-Iowing period and coIor-fixing period.The activity of proteinase reached the peak respectiveIy after curing 24hours and 60hours.The activity of nitrate reductase started to increase from the beginning of curing and reached the highest point after curing 24hours and then Iost rapidIy.The contents of nitrate and nitrite increased guickIy at the initiaI period of curing and had a maximum at the end of yeIIowing period ;then they decreased rapidIy during coIor-fixing stage.But the contents of nitrate and nitrite in fIue-cured Ieaf were much higher than those in fresh Ieaf.The content of nitrate in the fresh Ieaf is significantIy correIated with the activity of reductase ,but not the onIy infIucing factor.Key words :tobacco Ieaf ;fIue-curing ;chemicaI components ;nitrogen metaboIism含氮化合物是烤烟烟叶中一类十分重要的组分,它们不仅具有重要的生理功能,调控着烟叶内的能量代谢和物质转化,而且对烟叶最终质量有决定性影响[1].但是,迄今为止对烘烤过程中烟叶中的氮代谢研究较少,特别是硝态氮含量及相关酶活性变化规律的研究未见报道.作者针对目前规范化栽培条件下鲜烟叶的质量潜势特点,对烘烤中烟叶氮素的代谢作了较深入研究,以期为科学烘烤提供理论依据.1材料和方法1.1试验材料供试品种为NC89.分别以第5~6位叶、第11~12位叶、第18~19位叶代表下部叶、中部叶、上部叶,48河南农业大学学报第34卷取叶片中段主脉两侧相同位置进行各项指标测试.!"#试验设计试验于l998年在许昌进行.试验田土壤肥力中等,规范化栽培管理,烟叶成熟采收.所有烟叶均在低温慢烤(35~38C 变黄,之后以0.33C ·h -l 升温定色)条件下烘烤.!"$测定方法总酚、总氮、总蛋白质、石油醚提取物、烟碱、可溶性总糖、还原糖等均按常规法[2]测定;氨基酸含量采用茚三酮比色法[3]测定;可溶性蛋白含量用考马斯亮兰染色比色法[3]测定;NO -3和NO -2含量用比色法[3]测定;蛋白酶用滴定法[4]测定;硝酸还原酶(NR )用比色法[5]测定.#结果与分析#"!蛋白质、游离氨基酸含量及蛋白酶活性的变化烘烤过程中,烟叶中蛋白质和游离氨基酸含量消长关系明显,不同部位的烟叶呈相似的规律性(图l ).从图l 可以看出,蛋白质在烘烤24h 以后降解速度明显加快,定色后降解速度下降,呈现“慢—快—慢”的曲线;游离氨基酸含量从变黄中期开始快速上升,直至定色结束才渐趋缓慢,同样呈现“慢—快—慢”的变化规律.蛋白酶活性在烘烤的开始阶段较低,随着烘烤进程的发展,酶活性不断升高,24h 后达到第l 个峰值,此后稍有降低,但不久又重新上升(图2,中部叶).蛋白酶的这种变化与蛋白质和游离氨基酸的含图l 烘烤过程中烟叶(DW )蛋白质含量(A )和游离氨基酸含量(I )变化图2烘烤过程中烟叶蛋白酶活性(以N 计;叶,FW )变化图3烘烤过程中烟叶(DW )NO -2含量(A )和NO -3含量(I )变化图4烘烤过程中烟叶硝酸还原酶活性(以NO 2-N 计;叶,FW )变化量变化是相吻合的.同时也可以看到,游离氨基酸含量的变化与蛋白质含量和蛋白酶活性的变化并不同步,前者总滞后于后二者.这可能与肽酶有关[l ],有待进一步研究证实.鲜烟中可溶性蛋白的含量直接影响烤后烟叶中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量.统计表明,烘烤前后可溶性蛋白的含量呈极显著相关(!0.0l =0.8945!!),烤后烟叶中游离氨基酸含量与鲜叶可溶性蛋白含量也达显著相关水平(!0.05=0.8l54!).#"#硝酸还原酶与硝态氮含量的关系NO -3可在硝酸还原酶的作用下还原为NO -2,而NO -3和NO -2都与烟叶和烟气中的烟草特有亚硝胺(TSNA )的形成有关[6~9].研究表明,不同部位鲜烟叶中NO -3和NO -2含量有很大差异,但经过烘烤后差异却没有鲜叶更明显(图3).由图3可看出,NO -2在鲜叶中含量较低,烘烤开始后含量逐渐上升,变黄结束时达到最大值,之后含量有所下降,但烤后含量仍比鲜叶高.NO -3的变化规律与NO -2相似,不同部位烟叶烤后NO -3含量表现为中部叶>上部叶>下部叶.鲜叶的NO -3含量与其硝酸还原酶活性显著相关(!0.l0=0.53!),但NO -3不是第1期李常军等:烘烤过程中烟叶蛋白质与硝态氮代谢规律研究49唯一的决定因素.试验表明,硝酸还原酶活性还受到品种部位、肥料、叶龄、年份的影响[6].不同部位的烟叶,在烘烤过程中硝酸还原酶活性的变化规律基本相同(图4):烘烤开始后硝酸还原酶活性迅速上升,24h 达最大值,之后酶活性迅速下降、消失;烘烤中硝酸还原酶活性表现为下部叶>上部叶>中部叶.表1不同部位烟叶烤后化学成分比较%烟叶部位总糖还原糖总氮蛋白质游离氨基酸烟碱多酚石油醚提取物上部叶24.8119.95 1.808.8323.35 2.30 3.4012.87中部叶20.7219.98 1.637.8721.4 2.15 3.8010.61下部叶19.2515.401.446.7317.52.102.608.69注:氨基酸含量(叶,DW )单位为mg.g -1.!"#烤后烟叶主要化学成分分析烤后不同部位烟叶相比较(表1),总糖、还原糖、总氮、氨基酸、烟碱和石油醚提取物等均表现上部叶>中部叶>下部叶;多酚含量则表现为中部叶>上部叶>下部叶.根据烟叶质量对主要化学成分含量的要求,中部叶碳氮代谢协调,糖碱平衡,主要化学成分均处于最适宜水平.#小结与讨论烟叶在烘烤过程中的氮代谢是一个非常复杂的生理生化过程,烟叶的含氮化合物不仅对各种生理生化变化起着调控作用,而且对烟叶质量有很大影响.研究结果表明,含氮化合物的含量变化主要发生在变黄和定色阶段,且它们在鲜叶中的含量直接影响到烤后烟叶质量.鲜烟叶中可溶性蛋白含量与烤后烟叶中可溶性蛋白含量达到1%极显著相关水平,与氨基酸含量达5%显著相关水平.不同部位的烟叶有相同的规律.鲜烟叶中NO -3的含量和硝酸还原酶活性呈正相关,但地区、品种和部位均对硝酸还原酶活性有影响.在烘烤初期,烟叶中NO -3的含量非但不减少相反却大幅度上升,且硝酸还原酶活性最大时,NO -3的含量上升速度也最快,而在变黄结束,硝酸还原酶迅速失活后,NO -3的含量却迅速下降.这一现象的原因有待进一步研究.参考文献:[1]宫长荣.烟叶烘烤原理[M ].北京:科学出版社,1995.[2]王瑞新,韩富根,杨素勤.烟草化学品质分析法[M ].郑州:河南科学技术出版社,1990.[3]白宝璋.植物生理学测试技术[M ].北京:中国科学出版社,1990.[4]张志良.植物生理学实验指导[M ].北京:高等教育出版社,1990.[5]朱广廉.植物生理学实验[M ].北京:北京大学出版社,1990.[6]韩锦峰,江锡瑜,宫长荣.烟草栽培生理[M ].北京:中国农业出版社,1996.[7]DJORDJEVIC M V ,GAY S L ,BUSH L P.Tobacco-specific nitrosamine accumuiation and distribution in fiue-cured tobacco aikaioidisoiine [J ].J Agric Food Chem.1989,37,752-756.[8]MACKOWN C T ,EIVAZIF ,SIMS J L.Tobacco-specific N-nitrosamine :effect of buriey aikaioid isoiine and 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烟草碳氮代谢及其调控技术研究进展摘要:烟草在进行代谢的过程中,碳氮代谢在其中饰演着十分重要的角色,它会在一定程度上对烟草的生长带来影响。
文中首先对当前我国烟草在进行碳氮代谢过程中的状况进行了分析,并分析了影响代谢的主要因素以及调控技术,希望能够为我国烟草质量以及产量的提高提供帮助。
关键词:烟草;碳氮代谢;现状;影响技术一、当前我国烟草碳氮代谢的状况1.1当前我国烟草氮代谢的主要特征在烟草的生长过程中,经过氮代谢能够促进其叶片的生长,并且氮元素能够被烟叶有效吸收,促进其生长,在吸收氮元素的过程中,烟草会吸收一定量的硝态氮,但其中含有的氮具有强氧化性,另外,烟草中所含有的蛋白质具有还原性,基于此,需要对烟草进行还原处理,才能帮助其吸收足量的硝态氮。
而烟草在进行氨态氮吸收时会吸收大量的氨气以及铵根离子,同时能够还能够释放出某些谷氨酸组织。
通过调查可以发现,硝酸在烟草氮元素代谢过程中还能够起到还原剂的作用,无论是帮助烟草进行代谢还是促进烟草活性具有很大的作用。
1.2当前我国烟草碳代谢的主要特征与氮代谢不同的是,碳代谢有着相对复杂的过程,烟草在进行碳代谢的过程中会释放出一定量的氧气,另外,还能够在光合作用下对反应产物进行划分。
烟草在代谢的整个环节,会产生一定量的糖类促进烟草脂类、蛋白质等物质的代谢。
烟草进行碳代谢是一项比较复杂的过程,其不仅仅会涉及到多种物质的参与,还会产生一定量的亲水型含氮化合物,这些均能够在一定程度上提高烟草的质量以及产量。
1.3 目前烟草碳氮代谢过程和质量、产量之间联系烟草在进行碳氮代谢的过程中产生的物质会对其质量以及产量的好坏带来影响。
其在进行代谢的过程中会产生一定量的碳水化合物以及氮化合物,这些均会对烟草的生长带来一定影响。
通过分析碳氮比可以对其受环境影响的发现进行分析,即碳氮比越大,则可以表明烟草代谢过程受环境影响是较小的。
基于此,研究人员可以通过分析碳氮比来对烟草质量以及产量进行评价。
皖南焦甜香烤烟碳氮代谢关键酶活性及产物变化动态 史宏志1,李志1,刘国顺1,王道支2,祖朝龙1,杨永锋1 1.河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地,郑州,450002; 2. 安徽皖南烟草有限责任公司,宣城 摘要:选择皖南4种代表性植烟土壤对烤烟生长发育过程中硝酸还原酶、转化酶活性和总糖含量的变化动态进行了测定分析,结果表明:冲积沙壤土和河滩沙壤土烟叶的碳氮代谢变化具有较大的一致性,表现为在烟株生长发育的早中期阶段氮代谢和碳代谢强度均处于较高水平,下部叶在移栽45d以后,中部和上部叶在移栽60d后硝酸还原酶活性显著降低,碳代谢的标志性酶转化酶活性在达到最大值后也表现下降,但下降幅度远低于硝酸还原酶。
两种沙壤土烟叶淀粉不仅积累早,强度大,且在后期能及时降解,总糖含量也显著高于其它两种土壤的烟叶。
水稻土烟叶在烟株前中期碳氮代谢水平相对偏低,高峰期偏迟,后期氮代谢水平相对偏高,有明显滞后现象,烟叶淀粉、烟碱含量积累晚,总糖含量相对较低;粉沙土烟叶碳氮代谢高峰出现较早,且在整个生长发育过程中碳氮代谢均处于较低水平,烟叶淀粉、烟碱和总糖含量都较低。
关键词:烤烟;土壤类型;焦甜香;碳氮代谢;酶活性 特色优质烟叶是烤烟生产发展的重要方向,对中式卷烟核心原料体系建设意义重大。
全国评吸专家一致认为,皖南烟叶在不同程度上具有焦甜香香气风格,表现为烟气回甜感较强,香气浓郁,透发性好,与进口优质津巴布韦烟叶具有较大的相似性,具有较高的开发利用价值。
烟气风格的形成是生态因素、遗传因素和栽培因素共同作用的结果,其中生态条件决定了烟叶香气风格的类型和潜力,栽培因素决定了风格特色的显示度和彰显度[1]。
生态因素主要包括气候因素、土壤因素和生物因素,在皖南特定的气候条件下,土壤因素对焦甜香风格烟叶的形成起关键作用。
评吸结果表明在河滩沙壤土、冲积沙壤土上种植的烟叶焦甜香较为显著,而水稻土和粉沙土上生产的烟叶焦甜感较弱或不明显。
第38卷 第2期河南农业大学学报V ol.38 N o.2 2004年 6月Journal of Henan Agricultural University Jun. 2004文章编号:1000-2340(2004)02-0155-04不同氮素形态对烤烟叶片碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响岳俊芹,刘健康,刘卫群(河南农业大学农学院,河南郑州,450002)摘要:通过大田试验,研究了不同氮素形态及配比对烤烟叶片中谷酰胺合成酶(G S)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性及烟碱、还原糖含量的影响.结果表明,在移栽后85d至采收结束,T2(纯施NH4-N)烟叶中的G S和SPS一直保持相对较高的水平;在移栽后91d,其烟碱含量是T1(纯施NO3-N)的112倍、T3(NO3-N:NH4-N的质量比为1:1)的111倍.还原糖含量是T1的014倍、T3的016倍.T1有利于还原糖的积累;T3有利于碳氮代谢的协调进行.关键词:烤烟;氮素形态;碳氮代谢;酶活性中图分类号:S572 文献标识码:AThe effect of different nitrogen forms on key enzyme activity in carbon-nitrogen metabolism and chemical composition offlue-cured tobacco leavesY UE Jun-qin,LI U Jian-kang,LI U Wei-qun(C ollege of Agronomy,Henan Agricultural University,Zhengzhou450002,China)Abstract:A study was conducted on the effect of different nitrogen forms on the activity of G S,SS,SPS and content of nicotine and reduced carbohydrate in flue-cured tobacco leaves through filed experiment.The result showed that G S of T2remained a relatively high level from85d after transplanting to the end.The content of nicotine was112times that of T1,111times that of T3on91d after transplanting,the content of reduced carbohydrate was014times that of T1, 016times that of T31T1was m ore suitable for the accumulation of reduced carbohydrate;T3was m ore suitable for the harm onization of carbon-nitrogen metabolism1K ey w ords:flue-cured tobacco;nitrogen forms;carbon-nitrogen metabolism;enzyme activity 氮素对烤烟的生长发育和品质形成具有重要作用.烤烟从土壤中吸收的无机氮素形态主要为NO32N 和NH42N,二者在烤烟根际迁移,吸收方式及在烟株体内的代谢机理都是不相同的.因此,适宜的氮素形态配比是提高烟叶品质的关键因素之一[1].近年来,有关氮素形态对烤烟氮、碳代谢研究多有报道[2,3],但仅局限于对其含氮化合物和碳水化合物含量变化的研究来说明碳氮代谢的变化[4,5],对碳氮代谢关键酶活性的动态变化研究较少.作者于2002—2003年研究了不同氮素形态及配比对烤烟生长发育过程中的谷酰胺合成酶(G S)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性的影响,为合理施用NO32N和NH42N及其配比提供理论依据.收稿日期:2003-11-20基金项目:国家烟草专卖局重点项目(110200001011A)作者简介:岳俊芹,在读硕士研究生;通讯作者:刘卫群(1956-),女,河北临城人,河南农业大学教授,在读博士研究生,从事烟草栽培生理生化研究.E2mail:liuweiqun@ey 156河 南 农 业 大 学 学 报第38卷1 材料与方法111 试验材料供试烟草(Nicotiana tabacum L 1)品种为K 326.供试土壤类型为潮土,肥力中等.112 试验设计试验设在河南农业大学科教示范园区.共设3个处理(表1),3次重复,小区面积为40m 2,随机区组排列.各处理施纯氮均为60kg ・hm -2,N ∶P ∶K 的质量比为1∶115∶3,各处理施用肥料种类见表2.表1 试验处理设置T able 1 The design of experiment 处理T reatment NO 32N ∶NH 42NT 1100∶0T 20∶100T 350∶50表2 各处理施用肥料种类及养分含量 T able 2 K inds of fertilizer used in each treatment and their nutrient content g ・kg -1肥料种类K inds of fertilizer NP 2O 5K 2O K 2NO 3K 2S O 4(NH 4)2HPO 4Ca (H 2PO 4)2・H 2O 130180460450450500113 试验方法试验所用肥料均在移栽前一次性施入,烟苗于05-10移栽,07-18开始打顶,留叶数为19~21片(自下而上).鲜样和干样均与06-10日开始第1次取样,此时植株尚小,因此不定位,取大小相近、部位一致的叶片;鲜样和干样各取5次.鲜样后几次取样定位于第14叶位(烟株自下而上)叶片,每15d 取1次,每处理取3株,取后立即放入装有冰块儿的泡沫箱中带回实验室进行酶活性测定;干样后几次取样定位于10~11叶位叶片,前3次每20d 取1次,后2次每15d 取1次,每处理取3株,取后105℃杀青30min ,65℃烘干后粉碎用于化学成分测定.114 测定项目与方法G S 活性测定:称取相同部位的新鲜烟叶015g ,每处理重复3次,用4m L 5mm ol ・L -1磷酸缓冲液(pH 712,内含015mm ol ・L -1E DT A ,50mm ol ・L -1K 2S O 4)冰浴研磨成浆,在0~4℃条件下,6000r ・min -1离心10min ,取上清液,用分光光度法测定酶活性[6],以15min 内生成的产物γ-谷氨酰基氧肟酸在540nm 处的吸光值表示酶活性.SS ,SPS 活性测定:称取012g 鲜样,置于预冷的研钵中,加2m L 的缓冲液(100mm ol ・L -1Tris -HCl ,pH 710;10mm ol・L -1Mg 2Cl 2;2mm ol ・L -1E DT A ;体积分数为2%的乙二醇;20mm ol ・L -1巯基乙醇).在冰浴中研磨提取,后移至离心管中,在0~4℃条件下,4000r ・min -1离心30min ,取上清液待测.SS ,SPS 的活性单位均以mg (蔗糖)・g -1(叶片鲜重)・h -1表示.烟碱含量用活性炭脱色盐酸提取法测定[7].还原糖含量用苦味酸比色法测定[8].图1 不同氮素形态对烟叶中G S 活性的影响Fig.1 E ffect of different nitrogen forms on activity of G S in tob acco leaves2 结果与分析211 不同氮素形态配比对烟叶中G S 活性的影响不同氮素形态及配比对烟叶中G S 活性有一定的影响(图1).从图1可以看出,除T2外,其它2个处理酶活性变化趋势基本一致,即在移栽后70d 有一峰值,随后下降,至85d 达到相对较低的水平.85~100d时3个处理的酶活性均有上升的趋势.而T2从移栽后40d ,酶活性开始增大,在55d 时,其活性是T1的114倍,T3的117倍.随后一直保持稳定的酶活性,至移栽70d 时3个处理G S 酶活大小依次为T1>T2>T3.移栽后85d T2的酶活性是T1的118倍,是T3的113倍.至移栽后100d ,T2的G S 酶活性仍然是T1的118倍,T3的113倍.说明施用纯NH 42N 不利于烟株生长后期氮素代谢向碳代谢的转化.第2期岳俊芹等:不同氮素形态对烤烟叶片碳氮代谢关键酶活性及化学成分的影响157 212 不同氮素形态配比对烟叶中SS ,SPS 活性的影响不同氮素形态及配比对SS ,SPS 有一定影响(图2,图3),从图2可看出,各处理变化趋势相同,酶活性大小依次为T 3>T 1>T 2;在移栽后40~70d ,各处理均表现出稳定的酶活性;在移栽70d 后各处理酶活性均开始下降,至85d 迅速下降,至100d 时,T 3酶活性是T 1的116倍,T 2的118倍.表明T 3有利于蔗糖的降解.图2 不同氮素形态对烟叶中SS活性的影响Fig.2 E ffect of different nitrogen forms on activity of SS in tob acco leaf 图3 不同氮素形态对烟叶中SPS 活性的影响Fig.3 E ffect of different nitrogen forms on activity of SPS in tob acco leaf 图3结果表明,3个处理的SPS 酶活性变化趋势基本相同.移栽后40~55d 的SPS 酶活性T3大于T1,T2,此后,在移栽后55~85d 各处理的酶活性逐渐增大,移栽85d 后,3个处理的酶活性都快速下降,至100d 时3个处理的酶活性依次为T2>T1>T3,且此时T2的酶活性是T1的115倍,T3的311倍.表明T2在烟株生育后期还在进行大量的光合作用及糖分的运输.213 不同氮素形态对烟叶中烟碱、还原糖含量的影响不同氮素形态配比对烟碱和还原糖含量的影响见图4,图5.从图4可以看出,各处理烟碱含量的变化趋势基本一致.至移栽后54d ,烟碱含量迅速增加,到76d 时各处理几乎都增加了615倍左右,随后缓慢增加,至91d 时烟碱含量大小依次为T2>T3>T1.说明T2不利于降烟碱.图4 不同氮素形态对烟叶中烟碱含量的影响Fig.4 E ffect of different nitrogenforms on content of nicotine intob acco leaf 图5 不同氮素形态对烟叶中还原糖含量的影响Fig.5 E ffect of different nitrogen forms on the content of reduced carbohydrate in tob acco leaf 图5结果表明,3个处理还原糖含量的变化趋势基本一致,峰值出现在移栽后54d ,5个测定时期的还原糖含量大小都依次为T1>T3>T2.3 讨论烟叶品质的优劣是烟株碳、氮代谢协调程度的结果[9].试验结果表明:纯施NH 42N (T2)处理不但能提 158河 南 农 业 大 学 学 报第38卷高氮素代谢,也能提高碳水化合物的代谢;优质烟形成的发育规律要求在烟株生育后期碳水化合物的代谢强度要明显大于含氮化合物的代谢强度,无论从酶活性还是从烟碱、还原糖含量来看,T2处理在烟株生育后期的氮素代谢都明显大于其他2个处理.这或许有利于产量的提高,但不利于质量的形成.还原糖是碳水化合物代谢的重要产物,其含量的提高对烟叶的香吃味、品质有利.增加NH42N的比例,烟叶中还原糖含量降低.NO32N(T1)处理在5个测定时期的还原糖含量都大于其它处理,表明NO32N有利于还原糖的积累.各处理烟碱含量的变化趋势基本一致,在整个生长期呈上升趋势,移栽54d时烟碱含量迅速增加,移栽76d以后烟碱含量增加缓慢,表明叶中烟碱含量在打顶前尽管有逐渐上升的趋势,但上升的幅度有限.而打顶后烟叶中的烟碱含量急剧增加,说明打顶后所吸收的氮用于合成烟碱的比例增大.无论是NO32N还是NH42N对烟株生理生化过程都有不同的影响,对烟草品质的形成各有贡献,因此必须掌握一个合适的比例,而且这个比例有不同生态条件的限制,本试验仅设了T3处理,意在比较纯NH42N和纯NO32N的处理对烟株碳氮代谢的影响,结果显示,NO32N∶NH42N的质量比为1∶1(T3)时,烤烟生育后期叶片中烟碱和还原糖的含量均在烤烟所要求的品质范围之内,因此T3处理在碳氮代谢的协调性方面优于T1,T2处理.参考文献:[1] 冯株安,彭桂芬.不同氮素形态对烤烟品质影响的研究[J].中国烟草科学,1998,(4):11-15.[2] 刘卫群,韩锦峰.数种烤烟品种中碳氮代谢与酶活性的研究[J].中国农业大学学报,1998,3(3):22-26.[3] 韩锦峰,史宏志,官春云,等.不同氮量和氮源下烤烟碳氮比及与碳氮代谢的关系[J].中国烟草学报,1996,2(1):19-25.[4] 中国农业科学院烟草研究所.中国烟草栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,1987.[5] 董惠萍.不同施肥量对烤烟烟叶碳氮代谢的影响[J].云南农业大学学报,1992,7(4):237-242.[6] T ANG Z C.G uidance of Plant Physiological Experiment[M].Beijing:Science Press,1999.[7] 王瑞新,韩富根,杨素勤.烟草化学品质分析法[M].郑州:河南科学技术出版社,1998.[8] 何钟佩.农作物化学控制实验指导[M].北京:中国农业大学出版社,1993.[9] MIF LI N B J,LE A P J.Amm onia assimilation[J].The Biochemistry of Plants,1980,5:169-202.(上接第154页)[9] 马新明王小纯倪纪恒,等.不同土壤类型烟草根系发育特点研究[J].中国烟草学报,2003,9(1):39-44.[10]马新明,王小纯,牛书丽,等.不同调节剂对烟叶化学成分的动态影响[J].中国烟草学报,2000,6(4):12-16.[11]马新明,牛书丽,倪继恒,等.不同根系调节剂对烟草烟碱及钾素分布的动态影响[J].河南农业大学学报,2000,34(4):345-348.[12]赵巧梅,倪纪恒,熊淑萍,等.不同土壤类型对烟叶主要化学成分的影响[J].河南农业大学学报,2002,36(1):23-26.。
氮、磷、钾对烤烟碳氮代谢关键酶活性及其经济效益的影响赵宪凤;刘卫群;王树会【摘要】为探讨氮、磷、钾肥对烤烟碳氮代谢关键酶活性及其经济效益影响,采用田间小区试验,测定了缺氮、缺磷、缺钾和氮磷钾正常(CK)处理烤烟不同生育时期碳氮代谢关键酶即硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS))、蔗糖合成酶(SS)和转化酶(INV)的活性变化.结果表明:在烟叶的氮代谢过程中,NR活性主要在烟叶生长发育前期起作用,与CK相比,氮、磷、钾素缺乏分别使烟叶NR活性下降35.9%,13.4%,19.5%,但移栽后85 d无差异显著性;在碳代谢过程中,SPS,SS和INV活性主要在烟叶生育中期起作用,缺氮能显著降低碳代谢关键酶活性,而缺磷、钾素则表现不明显,很可能与试验田磷钾含量较高有关.缺氮处理对烟叶的产量、产值影响最大,与CK处理相比,分别降低了19.7%,13.2%,缺磷、钾素处理与CK差异不显著.因此,烤烟为达到优质高产,首先要确保氮肥供应充足,同时要适当控制磷钾肥用量.%The purpose of the paper was to study the effect of N, P, K fertilizer on the activeness of key enzymes involved in C and N metabolism during leaf development and the economic benefit of flue-cured tobacco. Four different treatments (i. e. nitrogen, phosphorus, potassium deficiency and CK) were designed in a field experiment to study the enzyme activeness of nitrate reductase ( NR ) , Glutamina synthetase ( GS ) , sucrose phosphate syhthase (SPS) , sucrose synthase ( SS) and invertase (Inv). The results showed that NR was majored at the early growth stage of flue-cured tobacco. Compared with CK,the NR activity of N,P and K lack treatments decreased by 35. 9% , 13.4% and 19. 5% , respectively, but no significant difference was detected after 85 d oftransplanting. In the process of carbon metabolism,the key enzymes SPS.SS and INV played a major role at the middle growth stage. N deficiency could decrease significantly the activeness of key enzyme, while P and K deficiencies had no obvious affect , probably because of the higher levels of phosphorus and potassium in the experiment plots. The effect of N lack on leaf yield and output value of flue-cured tobacco was the greatest compared to CK, decreased by 19. 7% and 13. 2% respectively, and the lack of P and K elements had no significant difference with CK. This indicated that N fertilizer should be sufficient, and P and K elements should be controlled properly in order to obtain flue-cured tobacco with high yield and good quality.【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2012(027)004【总页数】5页(P181-185)【关键词】氮磷钾;烤烟;碳氮代谢;产量;产值【作者】赵宪凤;刘卫群;王树会【作者单位】河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地,河南郑州 450002;河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地,河南郑州 450002;云南省烟草农业科学研究院,云南玉溪653100【正文语种】中文【中图分类】S572烟草是我国重要的经济作物之一,在烤烟品种和生态条件一定的条件下,烟叶生长发育过程中的物质代谢和烟叶品质与施肥水平密切相关。
生物炭对烤烟生长发育及产量与品质影响研究进展近年来,随着全球环保意识的提高和人们对生态农业的追求,生物炭在农业生产中的应用逐渐得到关注。
生物炭是由生物质材料(如植物秸秆、木材、稻草等)在高温条件下经过热分解得到的一种类炭物质,具有良好的土壤改良和植物生长调控效果。
本文主要介绍了生物炭在烤烟生长发育及产量和品质方面的研究进展。
1.1 生物炭改善土壤环境生物炭具有增加土壤有机质、提高土壤保水能力和通气性、促进土壤微生物生长等作用,并能降低土壤酸碱值和重金属含量,改善土壤物理、化学和生物性质,增强土壤抗逆性。
因此,生物炭的使用可以改善土壤环境,为烤烟的生长提供更加适宜的环境。
1.2 生物炭促进养分吸收和利用生物炭对烤烟根系生长和养分吸收有一定的促进作用。
研究表明,在施用生物炭的条件下,烤烟植株对氮、磷、钾等养分的吸收明显提高,同时生物炭能够促进微生物在土壤中的活动,使得土壤养分更容易被烤烟吸收和利用。
1.3 生物炭提高烤烟的抗逆能力生物炭作为植物增长调节物质的一种,除了对土壤环境有影响外,还能影响植物自身的生长发育和抗逆能力。
研究发现,生物炭的施用可以提高烤烟的抗病性、耐旱性和耐盐性等抗逆能力,增强烤烟植株的适应性和生存能力。
生物炭通过改善土壤环境和促进养分吸收利用等途径,能够提高烤烟的产量。
研究表明,在施用生物炭的条件下,烤烟产量平均提高了5%-30%,与不施用生物炭相比,其经济效益更为明显。
生物炭还能够影响烤烟的品质,提高烤烟的口感、香味和烟碱含量等。
研究表明,生物炭对烤烟中的烟碱和氮含量有一定的影响,其中生物炭对烟碱的提高作用最为显著。
此外,生物炭提高烤烟生长中的总抗氧化能力,可以降低叶片中的有害物质含量,改善烤烟的品质。
综上所述,生物炭可以改善烤烟的生长环境和促进生长发育、提高产量和品质,具有较为明显的效果和经济效益。
然而,在使用生物炭的过程中,应注意生物炭的种类、施用量和施用时期等因素的配合和适量施用,避免对烤烟的生长产生不利影响。
烟草中烟碱代谢途径和调控机制研究烟草是一种重要的经济作物,在全球范围内都有广泛的种植。
然而,烟草中的主要成分烟碱,不仅会对人体吸烟者的健康造成威胁,同时也对烟草生长和烟叶品质产生影响。
因此,研究烟草中烟碱代谢途径和调控机制,对于进一步了解烟草生长发育和烟叶品质形成过程具有重要意义。
一、烟草中烟碱的合成途径烟碱合成途径非常复杂,涉及到多个酶和代谢途径。
大致可以分为三个步骤:首先是芳香族氨基酸苯丙氨酸的生物合成,其次是苯丙氨酸的转化为亚油酸和异油酸,最后是亚油酸和异油酸经过多个酶的作用,合成最终产物烟碱。
二、烟草中烟碱代谢的调控烟草中烟碱的合成是受到多种内部和外部因素的调控的。
研究表明,烟草中的烟碱合成受到光合作用、氮素和水分等环境因素的改变而发生变化。
例如,夏季高温天气会引起烟草植株减缓生长,同时也会导致烟碱的减少。
此外,研究还发现,在内部因素方面,植物激素也对烟碱的合成产生明显的影响。
比如,外源性的赤霉素可以促进烟碱的合成,而内源性的一氧化氮可以抑制烟草中的烟碱合成。
三、烟草中烟碱代谢的分子机制随着分子生物学和基因工程技术的发展,近年来烟草中烟碱代谢的分子机制研究取得了很大进展。
已经发现了多个与烟碱合成相关的基因,比如NtWRKY12、NtWRKY6,它们通过转录因子的作用调控烟草中烟碱合成。
此外,烟草中的ERECTA基因家族还与烟碱的生物合成有关,其调节机制类似于植物生长素的调节机制。
值得注意的是,烟草中的烟碱合成也与植物免疫反应有关。
研究发现,受到病原菌等胁迫的烟草植株会增加烟碱的合成,从而提高自身的免疫能力。
因此,烟草中的烟碱合成机制也可以为研究植物的免疫反应和抗病机制提供借鉴。
四、烟草烟碱代谢的应用前景研究烟草中的烟碱代谢对于烟草种植和烟叶质量的提高具有重要作用。
目前,一些基因工程技术已经应用在烟草烟碱代谢的调控上。
例如,通过转入外源性基因,可以使烟草中烟碱含量显著增加或降低,从而生产出特定品质的烟叶。
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄[25]张 艳,刘彦伶,李 渝,等.喀斯特石漠化地区土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征的影响[J].土壤通报,2021,52(6):1308-1315.[26]FanZ,TianXF,ZhaiS,etal.Co-applicationofcontrolled-releaseureaandasuperabsorbentpolymertoimprovenitrogenandwateruseinmaize[J].ArchivesofAgronomyandSoilScience,2022,68(7):914-928.[27]张 倩,韩本高,张 博,等.控失尿素减施及不同配比对夏玉米产量及氮肥效率的影响[J].作物学报,2022,48(1):180-192.[28]JariwalaH,SantosRM,LauzonJD,etal.Controlledreleasefertilizers(CRFs)forclimate-smartagriculturepractices:acomprehensivereviewonreleasemechanism,materials,methodsofpreparation,andeffectonenvironmentalparameters[J].EnvironmentalScienceandPollutionResearch,2022,29(36):53967-53995.[29]于文勇,葛祥菡,孙娅婷,等.有机肥与控释尿素配施对坡耕地土壤氮素淋溶及玉米产量的影响[J].中国土壤与肥料,2022(12):53-60.[30]LiZL,LiuZG,ZhangM,etal.Thecombinedapplicationofcontrolled-releaseureaandfulvicacidimprovedthesoilnutrientsupplyandmaizeyield[J].ArchivesofAgronomyandSoilScience,2021,67(5):633-646.黄人杰,王 娇,龙尚沅,等.不同烤烟品种间碳氮代谢关键酶及其产物的差异[J].江苏农业科学,2024,52(5):102-107.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2024.05.015不同烤烟品种间碳氮代谢关键酶及其产物的差异黄人杰1,王 娇1,龙尚沅1,熊 晶2,郜军艺2,高焕晔1(1.贵州大学烟草学院/贵州省烟草品质研究重点实验室,贵州贵阳550025;2.贵州省烟草公司毕节市公司,贵州毕节551700) 摘要:为探究不同品种间碳、氮代谢关键酶及其主要产物间的差异和内在联系,寻找碳氮代谢适宜的后备烤烟品种,进行4个品种(云烟87、云烟105、云烟116、云烟121)的田间试验,观测其团棵期、旺长期、现蕾期总糖、还原糖、总氮、烟碱含量及代谢关键酶[蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)]活性。
烤烟碳氮代谢与烟叶香吃味关系的研究史宏志;韩锦峰;刘国顺;王彦亭【期刊名称】《中国烟草学报》【年(卷),期】1998(000)002【摘要】本文提出了用碳氮比(C/N)和硝酸还原酶与转化酶的活性比(NR/IV)作为衡量烟叶碳氮代谢协调性和香吃味品质优劣的指标。
相关分析表明,烟叶在不同生长发育时期的C/N、NR/IV活性比值、淀粉酶、转化酶、NR活性、蛋白质、烟碱、还原糖、总氨基酸含量与烟叶最终评吸总分存在不同程度的二次曲线相关关系,以C/N和NR/IV活性比值与评吸总分的相关性较大。
因此,C/N比值及其动态变化模式可以作为衡量和判断烟叶香吃味品质的理想指标,NR/IV比值可作为重要的参考指标。
保持适宜的C/N和NR/IV活性比值,促进碳氮代谢协调发展是获得优良香吃味品质的重要条件。
通过对回归方程求最大值,得到在烟苗移栽后43天,73天,90天和烘烤叶的最佳C/N值分别为10.59,11.51,15.22,18.86和17.11,其理想的变化模式为:移栽后60天以前,碳氮比增长缓慢,60天以后,进入快速增长期。
【总页数】8页(P56-63)【作者】史宏志;韩锦峰;刘国顺;王彦亭【作者单位】河南农业大学!郑州;450002;中国烟草总公司【正文语种】中文【中图分类】S572【相关文献】1.烤烟烘烤与烟叶香吃味关系研究进展 [J], 王爱华;杨斌;管志坤;王松峰;孙福山;徐秀红;王传义;訾莹莹2.对应因子法研究烟叶氨基酸含量与香吃味品质的关系 [J], 秦军;陈桐;彭黔荣;杨敏;陈静3.黔北大娄山区海拔高度与烤烟烟叶香吃味的关系研究 [J], 穆彪;杨健松;李明海4.变黄温湿度与烟叶焦油量和香吃味关系的研究 [J], 艾复清;刘垦5.烤烟营养状况与香吃味关系的研究及施肥建议 [J], 胡国松;彭传新因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
烤烟增碳控氮技术研究进展
陈卫;王东旭;徐军;董鸣豪;武云杰;姚鹏伟;沈铮
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2022(50)11
【摘要】近年来,增碳控氮技术的应用在植烟土壤培育和促进烟叶提质增效方面效果显著。
对主要碳源和氮素对植烟土壤改良效果、烤烟生长发育状况和烤烟产量、烤后烟叶品质的影响以及增碳控氮的初步成果进行综述,探讨了增碳控氮应用的技术要点和应用前景,为进一步促进植烟土壤改良和优质烟叶生产提供参考。
【总页数】4页(P1-4)
【作者】陈卫;王东旭;徐军;董鸣豪;武云杰;姚鹏伟;沈铮
【作者单位】重庆市烟草公司武隆分公司;河南农业大学烟草学院
【正文语种】中文
【中图分类】S572
【相关文献】
1.烤烟控氮增密技术研究
2.提高烤烟氮肥利用率的增碳控氮技术试验初报
3.烤烟增密控氮技术田间小区试验结果汇报
4.烤烟成熟期控水对烟叶碳氮代谢关键酶活的影响
5.生长调节物质对烤烟增钾控氮的作用及其对烟叶品质的影响
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氮钾配比施用对烤烟碳水化合物合成的影响的开题报告
一、研究背景
随着人民生活水平的提高,人们对烟草制品和烤烟质量的要求也越来越高。
其中,烤烟碳水化合物是烤烟品质的重要指标。
氮钾是烤烟生长中必要的元素,而氮钾配比
的施用则对烤烟产生重要影响。
二、研究内容
本研究旨在探究不同氮钾配比对烤烟碳水化合物合成的影响,通过调整氮钾比例,达到提高烟草碳水化合物含量的目的。
三、研究方法
1. 实验材料:烤烟种子、泥炭土、氮、钾肥、水等。
2. 实验设计:采用完全随机设计,设置5个处理组,分别为氮钾比例为1:1、
1:1.5、1:2、1.5:1和2:1。
3. 施肥处理:在烤烟生长过程中,分别施加不同氮钾配比的肥料,并进行控制处理以比较结果。
4. 测定碳水化合物含量:采用蒸馏法测定烤烟碳水化合物含量,通过统计分析不同处理组的数据,得出氮钾配比对烤烟碳水化合物合成的影响。
四、研究意义
本研究可以为烤烟生产提供重要理论基础,为改良烤烟品质提供有力支持。
同时,也有助于制定科学合理的肥料配方,提高烤烟生产效益和经济效益。
五、研究预期结果
预期结果为,通过调整氮钾比例,选择适当的氮钾配比施用可提高烤烟碳水化合物含量,进而提高烟草质量和市场竞争力。
烤烟碳氮代谢调节机理及其指标研究进展雷佳;吕永华;李淮源;邓世媛;陈建军【摘要】为研究烤烟碳氮代谢对烟叶产量和品质形成的作用机理,探寻提升烟叶质量的有效措施,综述了烤烟碳氮代谢变化的基本规律、碳氮代谢调节的关键性位点及其研究现状,分析了碳代谢与氮代谢协调性对烟叶品质形成的影响;概述了碳氮代谢指标最新研究结果,并结合课题组近15年研究结果,提出叶片含水量、叶片汁液浓度、叶绿素含量及(1-叶片含水量)/总氮含量(即叶片干物质含量/总氮含量)等4种可用于反映烟叶碳氮代谢强度及其协调程度的易测指标.在此基础上,对今后烤烟碳氮代谢研究工作进行了展望,认为优质烟叶的碳氮代谢基本规律、烟叶碳氮代谢指标体系、烟叶碳氮代谢调节分子机理与调控途径、环境条件与烟叶碳氮代谢之间的关系将成为研究重点内容.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2018(045)012【总页数】7页(P20-26)【关键词】烤烟;碳代谢;氮代谢;调节机理;调控途径【作者】雷佳;吕永华;李淮源;邓世媛;陈建军【作者单位】广东中烟工业有限责任公司,广东广州 510385;广东省烟草专卖局(公司),广东广州 510610;华南农业大学烟草研究室,广东广州 510642;华南农业大学烟草研究室,广东广州 510642;华南农业大学烟草研究室,广东广州 510642【正文语种】中文【中图分类】S572.01烟草品质形成和优质理论一直是烟草栽培学和烟草生理学研究关注的焦点,已形成了“烟草品质生理学”等分支学科[1-3]。
碳氮代谢是烟草植株最基本的代谢过程,是目前烟草品质生理学研究最活跃的领域。
烟叶最终品质的形成是品种特性和生态因素及栽培调制技术共同作用的结果,其中品种决定了碳氮代谢的强度和协调性,生态条件决定了烟叶的风格和产物的积累,栽培调制技术则能够保障和调控烟株的碳氮代谢过程。
已有的研究资料表明,烟叶中碳氮代谢的强度、协调程度及其动态变化模式都直接或间接地影响烟叶化学成分含量和组成比例、烟叶香吃味,对烟叶品质产生重大影响[4-5]。
尽管人们对烟叶生长和成熟过程中碳氮代谢规律进行了多年的探索,但至今对碳氮代谢与品质之间的关系知之甚少。
近年来,人们在烤烟生产实践中注意到更多品质因素的形成与碳氮代谢活动有密切关系的现象,如烟叶正反面颜色一致性与淀粉含量有关,蛋白质、烟碱含量与烟草安全性、香吃味关系密切等等,而对其内在的关联性尚缺乏深入的认识。
碳氮代谢对烟叶品质形成的作用机理究竟怎样,优质烟叶形成的碳氮代谢规律性如何,能否调节,调节途径如何,如何建立烤烟生产中反映烤烟碳氮代谢活性的可视化或易测指标等,这既是前人尚未解决或探索过的问题,又是目前优质烤烟生产中急需解决的关键性理论问题[1,4-10]。
因此,我们归纳总结了烟叶碳氮代谢的基本规律、调节烟叶碳氮代谢的研究现状,以期为碳氮代谢的后续研究提供参考依据。
1 烟叶碳代谢1.1 碳代谢的变化规律碳代谢是无机碳(CO2)转化为有机碳的光合固定代谢和碳水化合物的运输转化、积累、降解等一系列代谢过程的总称。
光合碳代谢形成的磷酸丙糖的去向直接决定了有机碳的分配,最终可能对烟叶产量和质量产生影响。
在碳代谢过程中,由于光合作用强度受到糖水平的调节,烟叶碳的光合固定代谢和转化代谢强度表现出一致的趋势,即叶片光合速率与叶中运输转化代谢呈正相关;而烟叶碳水化合物的积累代谢则与碳的固定和运输转化代谢呈现相反的趋势,碳的固定和运输转化代谢增强,则碳水化合物的积累代谢减弱。
这已被不少研究结果所证实[1,5,11-19]。
在烤烟叶片碳代谢变化规律方面,已有不少的资料积累,但研究主要集中在环境条件与光合作用关系及成熟期间一些碳水化合物含量的变化上。
传统观点是在烟叶生长和成熟过程中,氮代谢逐渐减弱,碳代谢逐渐增强。
史宏志等[5]指出这种看法是不全面的,认为烟叶中碳的变化规律应是碳的积累代谢逐渐增强,而碳的固定代谢和转化代谢是逐渐减弱的。
其实,这只是烟叶成熟期碳代谢的变化规律,而不是烟叶整个生长发育过程中碳代谢的变化规律。
从已有的研究结果可以看出,在叶片生长发育过程中,烟叶光合速率逐渐增强至叶片功能盛期达最大,以后开始降低[7-10 ];与蔗糖降解代谢有密切关系的转化酶活性呈类似趋势。
淀粉含量随着叶片生长发育进程逐渐增加直至烟叶工艺成熟期,总碳含量、还原糖含量也呈增加趋势[7],之后,叶片中淀粉含量下降[4-7,11-19]。
因此,烟叶碳代谢的变化基本规律应是碳的光合固定代谢和运输转化代谢随叶片发育进程逐渐增强,至叶片生理成熟期最大,之后逐渐减弱,呈单峰曲线;而碳的积累代谢逐渐增强直至烟叶工艺成熟,过熟后减弱[7,20-23]。
1.2 碳代谢的调节机理品种和栽培措施对烟叶碳代谢的变化有深刻的影响[5,15,18-36]。
刘卫群等[6]比较了K326、NC89、中烟90碳代谢强度,结果表明不同品种碳代谢强度有明显差异,并指出这是导致品质差异的一个重要生理代谢基础。
施肥是影响烟叶碳代谢的又一重要因子。
烟叶碳含量在烟叶发育和成熟过程中变化幅度较小,一般在39%~42%范围内。
在不同的氮素营养水平和氮素形态下,叶片碳含量及其变化动态有一定的差异,低施氮量的叶片碳含量较高,且随着叶片发育进程有先增加后下降趋势,有机氮有利于提高烟叶碳含量[1,15-21,37],不同施氮模式下,基于SPAD施氮模式迎合了烟株生理期碳代谢的变化规律,有利于烟株碳代谢的进行[38]。
利用外源物质来协调烟株体内代谢平衡是提高烟叶品质的有效途径,打顶后外源赤霉素可明显提高淀粉酶活性,促进烤烟碳水化合物的分解,有利于优质烤烟的形成[1],打顶后喷施蔗糖、葡萄糖酸钠和甘氨酸等小分子有机物能增强烟株碳代谢[39]。
理论上,在碳代谢中,至少有8个可进行有效调节的关键性位点(图1)。
国内目前的研究者大多关注烟叶中蔗糖磷酸合成酶、转化酶、蔗糖合成酶和淀粉酶等少数几种酶的研究[1,11-14,16,18,40-41],而对其他酶在烟叶生长和成熟过程中的变化规律知之甚少,尚未见报道。
近年国外学者开始系统研究氮素营养对烟叶RuBP羧化酶、NADP-甘油醛-3-磷酸脱氢酶、醛缩酶、转酮酶、质体果糖-1,6-二磷酸酯酶、ADPG焦磷酸化酶等酶活性的影响[8]。
有关淀粉合成的调节则主要集中在对催化ADPG合成的关键性酶AGP上,其他作物上的研究结果表明其活性与3PGA/Pi的比值关系密切。
碳代谢是烤烟生长发育最基础的代谢过程之一,建立合理的碳代谢模式对于烟叶品质形成有重要影响。
因此,探明碳代谢调控机理及其途径十分迫切。
图1 烟叶碳代谢及调节的关键性位点①羧化酶(RuBP),②焦磷酸化酶(ADPG),③淀粉合成酶,④果糖-1,6-二磷酸酯酶(FBPase),⑤蔗糖磷酸合成酶,⑥转化酶,⑦蔗糖合成酶,⑧淀粉酶2 烟叶氮代谢2.1 氮代谢的变化规律烟叶氮代谢包括无机氮(硝态氮)的还原、同化及有机含氮化合物的转化、合成等代谢过程[1,5-6,12]。
氮代谢强度直接影响到烟叶蛋白质合成和其他含氮素化合物的形成,最终对烤烟植株生长、产量及品质形成产生作用。
硝酸还原酶(NR)是植物氮代谢限速酶,其活性高低对植株氮代谢强弱起关键作用。
有关烟草硝酸还原酶活性研究较多,结果也基本一致。
在正常情况下,烤烟团棵期硝酸还原酶活性最高,并随着植株生长发育进程而逐渐降低,至成熟期快速下降[6-7,19],总氮含量从团棵期至成熟期呈明显的下降趋势[6,11, 42-45]。
在烟叶生长发育和成熟过程中,叶片中蛋白质和烟碱含量均在生理成熟前达到最高值,生理成熟后开始下降[7, 42-45]。
董惠萍[8]则报道,烟叶中氮和蛋白质含量随烟叶生长发育进程而逐渐降低。
因此,一般认为氮代谢在烟叶生长和成熟过程中逐渐减弱[1]。
这种看法不够全面,应该说氮代谢的变化规律是氮代谢在叶片前期是逐渐增强,至生理成熟期前达最大,生理成熟后开始减弱。
值得注意的是,在烟叶生长和成熟过程中,叶片中蛋白质、烟碱等含量降低也可能是由于干物质快速积累而导致的稀释效应,应仔细分析。
显然,仅用含氮化合物的含量来判断氮代谢强弱是不够的,要结合生理活性指标,如一些酶活性指标来判断。
2.2 氮代谢的调节机理含氮化合物不仅具有重要的生理功能,而且对烟叶质量有决定性的影响,其中蛋白质还与焦油含量有关,直接影响到烟叶安全性[7,10]。
了解和合理调节烟叶氮代谢对于提高烟叶质量、安全性和可用性是十分必要的,但有关氮代谢调节方面的研究很少。
图2标示出烤烟氮代谢的主要调节位点。
目前的研究主要集中在叶片硝酸还原酶变化规律的研究上,其他调控位点研究几乎是空白。
机理不清,很难进一步改善烟叶的香吃味,提高烟叶可用性。
图2 烟叶氮代谢及调节的关键性位点① 硝酸还原酶(NR),②亚硝酸还原酶(NiR),③谷氨酰胺合成酶(GS),④谷氨酸合酶(GOGAT),⑤复合调节点品种和栽培措施仍然是对烤烟氮代谢有重要作用的两大因子。
据报道,K326在团棵期氮代谢强度高于NC89和中烟90,而现蕾期又远低于前两个品种[2],说明氮代谢受品种遗传特性影响明显。
在栽培因素中,施肥是影响氮代谢强弱的首要因子,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)这 3个氮代谢关键基因的表达均受施氮量影响[46],烟叶蛋白质含量随着施氮水平的提高而增加增施有机氮肥,有利于改善烟叶后期营养状况和碳氮代谢[5]。
基于SPAD仪的精量施氮模式在生育前期可提高烤烟大田生长氮代谢水平,有利于烤烟的生长发育,在生育后期适量降低,利于烤烟氮代谢适时向碳代谢过渡,促进落黄,提高烟叶内在化学品质[47-48]。
外源物质亦是氮代谢重要调控因子,研究表明,喷施1.0 mmol/L的钨酸钠能够有效抑制烟叶的氮代谢,促进烟叶成熟落黄。
3 烟叶碳代谢与氮代谢协调性对品质形成的影响已有的研究资料表明,叶片中碳代谢和氮代谢之间存在着密切的联系。
氮代谢的运行需要依赖于碳代谢提供碳架和能量NADH,而碳代谢又需氮代谢提供酶蛋白和光合色素[1-2,5-13],氮代谢与碳的积累代谢是矛盾对立的,但碳的光合固定和呼吸作用(糖酵解)过程是制约和促进关系。
碳代谢、氮代谢分别从两个方面影响烟叶品质:一是合理的代谢强度,二是碳氮代谢的协调程度。
前一方面体现了优质烟叶形成对植株生理代谢量的要求,后一方面表现出优质烟叶形成对碳氮代谢质的规定。
早在1972年Tso[11]就指出,烟叶品质的优劣是烟株碳、氮代谢协调程度的体现。
烟叶在适当发育时期及时由以氮代谢、碳的固定和转化代谢为主转变为以碳的积累代谢为主被认为是优质烟叶形成的关键[1-4,10],但目前尚未找到合适的又易测定的反映碳氮代谢转化的标志性指标。