基于氮素效应的烤烟群体结构特征及光合生理特性分析

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中文摘要：本研究以河南洛阳烟区生态环境为基础，从调控洛阳烤烟生长、品质的角度出发，分别以‘YUN87’、‘YU12’、‘QIN96’为试验材料，通过构建不同施氮量的烤烟群体，测定烤烟的叶面积指数、活动积温、光合有效辐射、单叶重、叶质重、光合色素、叶绿体荧光参数、叶片气体交换参数等指标，研究烤烟群体叶面积指数动态变化特征、烤烟群体叶片垂直分布特征以及烤烟群体叶片光合生理特性。主要研究结果如下: 1.对烤烟群体叶面积指数动态变化特征进行分析，结果表明:随着烤烟移栽后活动积温的积累烤烟群体的叶面积指数呈单峰曲线变化，曲线的偏度＜0;同时随着氮素供应水平的提高，叶面积指数呈增加趋势;当氮素供应水平相同时，最大叶面积指数在不同品种间表现为‘QIN96’＞‘YUN87’＞‘YU12’;利用Curve Expert1.40软件模拟并通过极限值法筛选，建立了相对叶面积指数与相对活动积温的归一化积温模型，并且认为有理函数模型y=(a+bx)/(1+cx+dx2)的模拟效果较好，同时具有真实的生物学意义，参数a为0.0201、参数b为0.2785、参数c为3.3122、参数d为3.3019，R2为0.9807**;通过采用2015年的试验数据对建立的模型进行检验，模型的准确度（k)都达到了0.958以上水平，精确度(R2）都达到了0.950以上水平，模型的RMSE都比6.04％要小;参数a代表移栽时的烤烟叶面积指数，其对模型的影响极小，参数b、c、d在不同品种及施氮量之间存在一定差异;不同试验处理的相对叶面积指数变化速率均呈现“N”型变化。通过深层发掘并且结合其他指标，得到了烤烟群体平均叶面积指数、叶面积指数最大值、平均作物生长率、平均净同化率等次级参数，均随氮素供应量的增加表现出增大趋势，可用来综合评判预测烤烟的生长发育过程。 2.对烤烟群体叶片的垂直分布特征进行分析，结果表明:烤烟群体叶面积指数会随着时间推移向中上部冠层转移，分层叶面积指数呈现中层大而下层和上层小的态势，分层叶面积指数会因为冠层高度、基因型以及施氮水平的不同表现出差异性不同。冠层高度增加时，茎叶夹角会增大，茎叶垂角则在N1、N2水平增大，在N3水平先减小后增大，施氮会使茎叶夹角及垂角均增大，叶片弯曲度与茎叶垂角的变化趋势相同。冠层高度增加时，烤烟群体透光率呈二次曲线变化，叶片的氮素含量、叶质重、单叶重均呈现增加趋势;而氮素供应量增加时，烤烟群体透光率会减小，叶片的氮素含量、叶质重、单叶重会增大;烤烟群体的透光率随累积叶面积指数的增加而呈指数规律递减，叶片单叶重随叶片氮素含量的增加而增大，两者存在线性回归关系，叶片弯曲度随单叶重呈二次多项式曲线变化，各叶片特征之间相互影响，共同对烤烟的垂直分布产生作用。 3.对烤烟群体叶片的光合生理特征进行分析，结果表明:成熟期烤烟叶片叶绿素含量随着时间推移整体呈降低趋势，在垂直分布上由上至下呈现减小趋势，施氮量增加会使叶片叶绿素以及类胡萝卜素含量相对增加，叶绿素的降解速率有所降低，不同品种的叶绿素含量表现为‘QIN96’＞‘YU12’＞‘YUN87’，这可能与烟株高度存在一定关系;随冠层高度增加叶质重与叶绿素含量变化趋势一致，均逐渐增大;叶绿素含量增大有利于光合作用的进行，同时光合产物积累量增加致使烤烟叶面积、叶质重及单叶重增加，进而影响烤烟群体结构。成熟期烤烟叶片的Pn、Gs随时间推移呈减小趋势，而Ci、Tr呈增加的变化趋势;氮素供应水平加大时Pn也会随之变大，而Gs变化不够明显，Ci则会随之减小，Tr有极小的增幅;不同品种间以‘QIN96’的Pn最高，同时Ci及Tr最低，Gs在各品种间差异不够显著。成熟期烤烟叶片Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP均随着时间的推移有所降低，而PQ有所升高;施氮量的增加时，Fv/Fm、ΦPSⅡ表现为先增大后减小，NPQ表现为先减小后增大，qP变化幅度较小;Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP在不同品种间均表现为‘QIN96’＞‘YU12’＞‘YUN87’，而NPQ则表现为‘YUN87’＞‘YU12’＞‘QIN96’。

作者：

刘志宏

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关键词：

烤烟氮素效应叶面积指数活动积温垂直分布光合参数

授予学位：

硕士

学科专业：

烟草科学与工程

导师：

邵惠芳

学位年度：

2018

学位授予单位：

河南农业大学

语种：

中文

中图分类号：