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连续翻压黑麦草对豫中植烟土壤剖面CO_(2)日排放变化的影响

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中国烟草学报 2024年第2期30卷 42-51页

作者：王晶杨佳豪陈雨露姚鹏伟鲁琪飞陈树鸿陈炬廷位辉琴叶协锋河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地烟草行业烟草栽培重点实验室郑州市450046 天昌国际烟草有限公司许昌市461000 凉山州烟草公司会理市公司会理市615100

【目的】探究豫中烟区翻压黑麦草对烤烟生长过程中土壤呼吸速率、土壤剖面二氧化碳(CO_(2))日排放变化的影响及其与环境因子的关系,明确CO_(2)采集最佳观测时间。【方法】2021年在河南农业大学郑州科教园区设置2个处理(依托于长期定位试... 详细信息

【目的】探究豫中烟区翻压黑麦草对烤烟生长过程中土壤呼吸速率、土壤剖面二氧化碳(CO_(2))日排放变化的影响及其与环境因子的关系,明确CO_(2)采集最佳观测时间。【方法】2021年在河南农业大学郑州科教园区设置2个处理(依托于长期定位试验),施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾+种植并翻压黑麦草(NPKG),烟苗移栽后每隔30d测定烟田CO_(2)排放日变化过程。【结果】(1)0~10 cm地温与土壤呼吸速率均表现为昼高夜低的单峰或双峰形态。NPKG处理土壤呼吸速率显著高于NPK处理,9:00和21:00矫正系数最接近1且与日平均排放无显著差异。(2)随着土层加深,CO_(2)浓度升高,CO_(2)扩散通量降低,同层土壤NPKG处理CO_(2)浓度和扩散通量高于NPK处理。0、5、10和20 cm土层CO_(2)浓度和0~20 cm土层扩散通量有明显日变化特征,90 d时CO_(2)浓度较60 d降低。(3)土壤呼吸速率与0~20 cm土层CO_(2)扩散通量呈显著或极显著正相关关系。【结论】黑麦草翻压加快土壤呼吸速率、提高了各土层CO_(2)浓度和CO_(2)扩散通量。9:00左右和21:00左右为最佳取样时间段,5 cm和10 cm土层CO_(2)浓度和5~10 cm土层扩散通量与土壤呼吸速率日变化特征相似,3个取样日CO_(2)浓度以60 d最高,30 d次之。可根据土壤CO_(2)浓度预测土壤呼吸速率。

关键词：日变化二氧化碳(CO_(2)) 土壤呼吸土壤剖面烤烟

KOH改性烟秆生物炭对铅、镉复合污染土壤中烤烟铅、镉吸收的影响

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南方农业学报 2024年第2期55卷 460-467页

作者：陈炬廷毛云杨佳豪王晶毕庆文梁凯粼于鑫淼张芊赵犇叶协锋河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地/烟草行业烟草栽培重点实验室河南郑州450046 湖南省烟草公司湘西自治州公司湖南湘西416000 湖北中烟工业有限责任公司湖北武汉430040

【目的】探究KOH改性烟秆生物炭对铅(Pb)、镉(Cd)复合污染土壤中烤烟Pb、Cd吸收的影响,以期为利用烟秆生物炭改良重金属污染土壤及降低烤烟重金属污染风险提供参考。【方法】试验采用盆栽方式模拟Pb、Cd复合污染植烟土壤环境,设Pb、Cd... 详细信息

【目的】探究KOH改性烟秆生物炭对铅(Pb)、镉(Cd)复合污染土壤中烤烟Pb、Cd吸收的影响,以期为利用烟秆生物炭改良重金属污染土壤及降低烤烟重金属污染风险提供参考。【方法】试验采用盆栽方式模拟Pb、Cd复合污染植烟土壤环境,设Pb、Cd复合污染浓度(PC)与生物炭用量(T)2个因素。Pb、Cd污染浓度分别为0和0 mg/kg(PC0)、30和500 mg/kg(PC1)、60和1000 mg/kg(PC2);改性烟秆生物炭用量(炭/土质量比)分别为0(T0)、2%(T1)和4%(T2);共9个处理。移栽后60 d取样,测定不同处理的烟株干物质积累量、Pb和Cd含量及积累量,计算Pb、Cd富集系数和转运系数。【结果】复合污染水平(PC1和PC2)下,施用改性烟秆生物炭会降低烟株干物质积累量,且降低幅度随改性烟秆生物炭施用量的增加而增大。同一污染水平下,随着改性烟秆生物炭施用量增加,烟株各器官的Pb、Cd含量显著降低(P<0.05,下同),其中,PC1T2处理烟株根、茎、叶的Pb含量较PC1T0处理分别降低75.60%、46.17%、66.63%,Cd含量分别降低82.29%、74.97%、77.67%;PC2T2处理烟株根、茎、叶的Pb含量分别较PC2T0处理降低56.96%、62.90%、69.83%,Cd含量分别降低76.80%、70.84%、59.13%。施用改性烟秆生物炭后,烟株中Pb和Cd的积累量、富集系数也均呈降低趋势,其中,PC1T2处理的烟株Pb和Cd总积累量较PC1T0处理分别显著降低71.54%和83.90%,富集系数分别显著降低64.35%和72.32%;PC2T2处理的烟株Pb和Cd总积累量较PC2T0处理分别显著降低68.13%和77.49%,富集系数分别降低41.23%和25.71%。在一定的污染水平下,施用改性烟秆生物炭能抑制Pb和Cd从土壤向烟株根系的转移能力,其中,PC1T2处理Pb和Cd的TF_(土壤-根)较PC1T0处理分别显著降低68.00%和76.44%,PC2T2处理Pb和Cd的TF_(土壤-根)较PC2T0处理分别显著降低37.93%和45.55%。【结论】在Pb、Cd复合污染植烟土壤中施用KOH改性烟秆生物炭能抑制烟株对Pb、Cd的吸收,有效降低烟株体内Pb、Cd含量及积累量,缓解Pb、Cd复合污染对烟株的毒害作用。

关键词：改性烟秆生物炭铅、镉复合污染烤烟铅、镉吸收

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烤烟上部叶成熟度对烟叶品质的影响

现代农业科技 2024年第8期 13-16页

作者：王鹏陈炬廷石刚叶协锋吴明吴少军付龙吴勇湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂湖北武汉430040 河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地/烟草行业烟草栽培重点实验室河南郑州450002 四川省烟草公司广元市公司剑阁县公司四川剑阁628300

为探究四川省广元产区上部烟叶适宜的采收成熟度,以云烟87为试验材料,设置4个成熟度处理,测定不同处理烤后烟外观质量、化学成分、感官质量及经济效益。结果表明:2021年较常规采收时间推迟3 d采收,上部烟叶烤后外观质量最好,化学成分较... 详细信息

为探究四川省广元产区上部烟叶适宜的采收成熟度,以云烟87为试验材料,设置4个成熟度处理,测定不同处理烤后烟外观质量、化学成分、感官质量及经济效益。结果表明:2021年较常规采收时间推迟3 d采收,上部烟叶烤后外观质量最好,化学成分较为协调,但还原糖和总糖含量稍低于优质烟叶目标;2022年较常规采收时间推迟3 d采收,上部烟叶烤后外观质量、感官质量及经济效益均最好。综合来看,建议较常规采收时间推迟3 d,此时可达到广元烟区上部烟叶采收的最佳成熟度。

关键词：上部烟叶成熟度外观质量感官质量经济效益

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添加有机物料对豫中烟田土壤呼吸的影响

环境科学 2022年第7期43卷 3825-3834页

作者：鲁琪飞叶协锋韩金潘昊东张明杰王晶杨佳豪姚鹏伟李雪利河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地郑州450002 中国烟草总公司职工进修学院郑州450008

采用田间试验,设置不施肥(NF)、单施化肥(NPK)、化肥+黑麦草(NPKG)、化肥+小麦秸秆(NPKS)和化肥+烟秆生物炭(NPKB)这5个处理,通过测定烤烟生育期土壤总呼吸速率(R_(s))及其组分以及环境因子的动态变化,探讨了添加不同有机物料对烟田土... 详细信息

采用田间试验,设置不施肥(NF)、单施化肥(NPK)、化肥+黑麦草(NPKG)、化肥+小麦秸秆(NPKS)和化肥+烟秆生物炭(NPKB)这5个处理,通过测定烤烟生育期土壤总呼吸速率(R_(s))及其组分以及环境因子的动态变化,探讨了添加不同有机物料对烟田土壤呼吸的影响.结果表明:(1)与NPK相比,NPKG和NPKS降低了土壤总呼吸和异养呼吸温度敏感性(Q_(10)),NPKB提高了异养呼吸Q_(10);土壤呼吸与土壤水热因子的双因素拟合模型能解释土壤呼吸变化50%~80%.(2)添加有机物料显著提高了土壤可溶性有机碳(DOC)含量和根系干物质量,土壤异养呼吸(R_(h))与DOC含量呈显著线性回归关系,土壤自养呼吸(R_(a))与根系生物量呈显著抛物线型关系,R^(2)为0.327~0.634.(3)烤烟生育期土壤呼吸呈先增加后降低趋势.与NF相比,NPK处理显著增加了土壤呼吸及其组分;与NPK相比,NPKG、NPKS和NPKB处理R_(s)速率分别显著提高20.08%、10.32%和9.88%,R_(h)速率分别显著提高24.21%、16.51%和11.68%,且NPKG处理R_(a)速率显著提高15.12%.综上所述,秸秆还田和添加生物炭主要通过提高土壤DOC促进R_(h)和R_(s);翻压黑麦草既提高了R_(h),同时也通过促进根系生长发育而提高R_(a),进而提高R_(s).

关键词：有机物料土壤呼吸自养呼吸异养呼吸植烟土壤

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四川广元植烟土壤微塑料分布状况分析

中国烟草学报 2023年第1期29卷 46-54页

作者：刘琳琳王鹏孙曙光张波李媛媛陈雨露叶协锋河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地烟草行业烟草栽培重点实验室郑州市金水区文化路95号450002 湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂武汉市东西湖区金银湖办事处环湖路51号430051

【目的】为明确植烟土壤微塑料分布特征,解决微塑料污染的环境问题。【方法】以四川省广元市剑阁县汉阳镇植烟土壤为研究对象,采集25个调查点的土壤样品,采用密度浮选法提取土壤微塑料,通过体式显微镜观察土壤样品中微塑料丰度、面积、... 详细信息

【目的】为明确植烟土壤微塑料分布特征,解决微塑料污染的环境问题。【方法】以四川省广元市剑阁县汉阳镇植烟土壤为研究对象,采集25个调查点的土壤样品,采用密度浮选法提取土壤微塑料,通过体式显微镜观察土壤样品中微塑料丰度、面积、颜色、类型和粒径。【结果】广元烟田土壤微塑料丰度范围在1.20×10^(2)~8.9×10^(2)pieces·kg^(-1),平均丰度为(4.81±3.53)×10^(2)pieces·kg^(-1),平均面积为(4.45±4.98)×10^(2)mm^(2)·kg^(-1);土壤中主要存在4种类型的微塑料,分别是薄膜、碎片、泡沫、纤维,占比最多的为薄膜类;颜色存在黑色和透明,绝大部分以透明状态存在。薄膜、碎片、泡沫、纤维类微塑料的粒径平均值分别为1.18、1.12、1.69和2.14 mm。土壤微塑料粒径为[0-0.5)、[0.5-1)、[1-2)和[2-5)mm的分别占微塑料总数的5.59%、28.28%、48.41%和17.72%;微塑料面积在[0-1)mm^(2)·piece^(-1)的面积占微塑料总面积的19.05%,该组微塑料面积占总面积的比例要显著低于其数量占微塑料总数量的比例(70.32%),土壤样品中面积小的微塑料数量占比多。【结论】广元烟田土壤微塑料粒径多位于[0.5-2)mm范围内,多以透明薄膜状态存在,且微塑料数量随其面积减小而增加,前作覆膜会提高土壤微塑料丰度。本研究揭示了广元烟田土壤微塑料赋存特征,为烟田土壤微塑料污染防控提供基础数据支撑。

关键词：植烟土壤微塑料分布特征四川广元

酸胁迫对烤烟幼苗根系形态、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响

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中国烟草学报 2023年第2期29卷 56-66页

作者：李家辉胡心雨张楠张胜冉茂陈炬廷马京民李钠钾叶协锋河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地烟草行业烟草栽培重点实验室河南郑州450046 中国烟叶公司北京100055 湖南省烟草公司湘西州公司湖南吉首416000 重庆烟草科学研究所重庆400715 河南省烟草公司三门峡市公司河南三门峡472000

【目的】研究酸胁迫对不同烤烟品种幼苗生长的影响。【方法】以云烟116和云烟87为试验材料,采用水培研究不同酸度(pH 4.0、pH 5.0和pH 6.0)对烤烟幼苗根系、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响。【结果】相较于对照(pH 6.0),酸胁迫条件... 详细信息

【目的】研究酸胁迫对不同烤烟品种幼苗生长的影响。【方法】以云烟116和云烟87为试验材料,采用水培研究不同酸度(pH 4.0、pH 5.0和pH 6.0)对烤烟幼苗根系、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响。【结果】相较于对照(pH 6.0),酸胁迫条件下,烤烟幼苗根系活力降低,根系发育缓慢甚至受到抑制;叶绿体和线粒体受到不同程度的损伤;丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性均增加。相较于pH 5.0,处理6 d后,pH 4.0处理烤烟幼苗根系长度、根系表面积、根系体积和根尖数均下降;叶绿体膨胀变形,基粒片层扭曲,线粒体空洞化,无结构清晰的嵴,MDA含量增加,SOD、POD和CAT的活性均降低。【结论】酸胁迫抑制烤烟幼苗根系发育,损伤叶片亚细胞结构及抗氧化酶系统,且随着pH下降,烤烟幼苗受损程度更高。云烟116受到酸胁迫影响较大,云烟87表现出较强的耐酸性。

关键词：烟草幼苗酸胁迫根系形态亚细胞结构抗氧化酶

基于无人机高光谱遥感的烤烟叶片叶绿素含量估测

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智慧农业（中英文） 2023年第2期5卷 68-81页

作者：赖佳政李贝贝程翔孙丰陈炬廷王晶张芊叶协锋河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地/烟草行业烟草栽培重点实验室河南郑州450002

[目的/意义]烤烟叶片叶绿素含量(Leaf Chlorophyll Content,LCC)是表征烤烟光合作用、营养状况和长势的重要指标。本研究的目的为高效精确地估测不同生长期烤烟LCC。[方法]以中烟100烟叶为研究对象,利用无人机搭载Resonon Pika L高光谱... 详细信息

[目的/意义]烤烟叶片叶绿素含量(Leaf Chlorophyll Content,LCC)是表征烤烟光合作用、营养状况和长势的重要指标。本研究的目的为高效精确地估测不同生长期烤烟LCC。[方法]以中烟100烟叶为研究对象,利用无人机搭载Resonon Pika L高光谱成像仪采集烤烟在6个关键生育期冠层反射率数据。基于相关分析筛选了21种LCC的敏感光谱指数,通过比较不同光谱组合及不同回归分析算法的预测精度,最终建立了基于多种光谱指数组合的LCC回归估测模型。采用一元线性回归(Unary Linear Regression,ULR)、多元线性回归(Multivariable Linear Regression,MLR)、偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)、支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)和随机森林回归(Random Forest Regression,RFR) 5种建模方法进行LCC估测。[结果和讨论]在不同生育期大部分光谱参数与LCC的相关性达到极显著(P<0.01);相较于传统植被指数,新组合的光谱指数显著提升了与LCC的相关性;对单变量LCC估测模型ULR,以移栽后75 d新组合的归一化光谱指数与红光比率光谱指数的单变量建模精度最高,两者决定系数(Coefficient of Determination,R~2)和均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.822和0.814,0.226和0.230。MLR、PLSR、SVR和RFR建模方法预测结果表明,RFR算法在LCC估测中效果最好,其中使用移栽后75 d数据验证集的R~2和RMSE可达0.919和0.146。[结论]本研究通过分析多种光谱指数与烤烟LCC的响应规律,构建可靠的烤烟叶片LCC估测模型,可为烤烟叶LCC估测以及烤烟的生长发育监测提供理论依据和技术支撑。

关键词：烤烟叶绿素含量估测无人机光谱参数随机森林回归多元线性回归偏最小二乘回归支持向量机回归

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基于无人机高光谱的烟田涝灾早期识别

中国烟草学报 2022年第1期28卷 50-57页

作者：赖佳政叶协锋张凯李建华孙曙光张波何晓健张芊河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地烟草行业烟草栽培重点实验室郑州450002 河南省烟草公司许昌市公司许昌461000 湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂武汉430040 红云红河烟草(集团)有限责任公司云南省昆明市650032

【目的】为准确、及时估算烟田涝灾损失程度。【方法】以搭载高光谱成像仪的无人机采集强降水后的烟田高光谱遥感影像,对影像进行图像分割、几何校正、辐射校正、地表反射率反演等处理,根据烟株倒伏程度将烟田分为受灾烟田、正常烟田和... 详细信息

【目的】为准确、及时估算烟田涝灾损失程度。【方法】以搭载高光谱成像仪的无人机采集强降水后的烟田高光谱遥感影像,对影像进行图像分割、几何校正、辐射校正、地表反射率反演等处理,根据烟株倒伏程度将烟田分为受灾烟田、正常烟田和土壤3个类别,并构建兴趣区(region of interests,ROI),采用光谱角匹配算法对涝灾烟田进行分类,利用光谱相关系数和光谱角度评估各地类光谱曲线与ROI的匹配程度,基于混淆矩阵对分类结果进行精度评价。【结果】无人机高光谱的涝灾烟田的总体分类精度达到91.8%,Kappa系数0.85。【结论】基于无人机高光谱信息和光谱角匹配算法能够有效识别烟田涝灾损失区域,为实现烟田灾情快速评估提供了技术支撑。

关键词：无人机高光谱烟田涝灾遥感

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土壤改良对豫中烟田甲烷吸收的影响

环境科学学报 2022年第9期42卷 322-330页

作者：韩金姚鹏伟鲁琪飞张明杰杨佳豪王晶叶协锋河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地烟草行业烟草栽培重点实验室郑州450002

为探究不同土壤改良措施对豫中烟田甲烷(CH_(4))吸收规律的影响,以中烟100为供试品种,利用静态密闭暗箱法对烤烟-土壤生态系统CH_(4)吸收速率进行了周年测定.采用随机区组试验,共设置5个处理:不施肥(NF)、仅施用氮磷钾(NPK)、氮磷钾+种... 详细信息

为探究不同土壤改良措施对豫中烟田甲烷(CH_(4))吸收规律的影响,以中烟100为供试品种,利用静态密闭暗箱法对烤烟-土壤生态系统CH_(4)吸收速率进行了周年测定.采用随机区组试验,共设置5个处理:不施肥(NF)、仅施用氮磷钾(NPK)、氮磷钾+种植并翻压黑麦草(NPKG)、氮磷钾+小麦秸秆还田(NPKS)和氮磷钾+施用烟秆生物炭(NPKB).结果表明,2020年所有处理CH_(4)排放速率为-98.45~-13.50μg·m^(-2)·h^(-1),表明试验田是CH_(4)的吸收汇,CH_(4)的吸收速率随着温度的升高而增加,呈现明显的季节变化规律.在烤烟生育期,CH_(4)吸收速率与土壤孔隙含水率(WFPS)和土壤硝态氮含量均呈负相关,与土壤温度呈正相关.在休闲期,影响CH_(4)吸收速率的主要因素是土壤温度.与NPK相比,生育期NPKB处理的土壤孔隙含水率显著提高13.63%,NPKG、NPKS和NPKB处理的硝态氮和铵态氮含量均显著升高.所有处理CH_(4)全年吸收总量为3.25~3.83 kg·hm^(-2),NPKG、NPKS和NPKB处理CH_(4)吸收总量较NPK处理分别显著降低了6.59%、6.82%、12.49%.添加有机物料能够显著提高烟叶产量,其中,NPKG处理的烟叶产量最高.综合以上结果,该地区采用种植并翻压黑麦草的土壤改良措施较为合适.

关键词： CH4吸收土壤改良种植并翻压黑麦草秸秆还田生物炭