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基于无人机多光谱遥感和机器学习的烟田土壤碱解氮估测

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中国烟草科学 2024年

作者：胡晓臧玉龙高睿康郭利徐锐敖耀强邓建强孙玉晓张继光唐大鹏山东农业大学中国农业科学院烟草研究所湖北省烟草公司襄阳市公司湖北省烟草公司恩施州公司

准确、快速、无损掌握烟田土壤碱解氮分布情况，可为烟草生长过程中合理施用氮肥提供重要依据。以湖北保康县和宣恩县境内的4块典型烟田为研究对象，获取无人机多光谱遥感影像和土壤碱解氮数据，基于传感器“双红边”波段优势，引入红... 详细信息

准确、快速、无损掌握烟田土壤碱解氮分布情况，可为烟草生长过程中合理施用氮肥提供重要依据。以湖北保康县和宣恩县境内的4块典型烟田为研究对象，获取无人机多光谱遥感影像和土壤碱解氮数据，基于传感器“双红边”波段优势，引入红边波段对传统光谱指数进行改进，运用随机森林（random forest,RF）、支持向量机（support vector machine,SVM）、反向传播神经网络（back propagation neural networks,BPNN）和极限梯度提升（extreme gradient boosting,XGBoost）4种机器学习算法，构建烟田土壤碱解氮含量的估测模型。结果显示：（1）以红边和红光两个波段组合为主改进的光谱指数与土壤碱解氮含量的灰色关联度值高于以近红外、红光、绿光和蓝光波段为主传统光谱指数；（2）基于改进光谱指数和RF算法方法构建的估测模型精度最高，最高建模集和验证集的决定系数、均方根误差分别为0.833、0.784和0.846、0.951;（3）RF算法稳定性验证结果中R2和RMSE分别为0.814和0.906，与单独建模时表现一致，表明RF算法的稳定性较高。该研究为武陵山区烟田土壤碱解氮含量的估测提供了一种新的方法。

关键词：土壤碱解氮无人机多光谱光谱指数机器学习随机森林

基于多元统计分析的茄衣烟叶生产气候资源配置

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华中农业大学学报 2024年第3期43卷 167-175页

作者：刘勇军邢卓冉时向东丁松爽刘旭东罗小红欧波涛湖南省烟草科学研究所长沙410004 河南农业大学烟草行业烟草栽培重点实验室郑州450002 湖南省烟草公司怀化市公司麻阳苗族自治县分公司麻阳419400 湖南省烟草公司怀化市公司怀化418000

为探究茄衣烟叶生产中的气候资源配置情况,以“云雪1号”品种为试验材料,通过调整移栽期以改变烟株生育期内的气候指标,采用多元统计分析法研究茄衣烟叶的气候资源配置及其对烟株农艺性状及发酵后烟叶化学成分的影响。相关性分析结果显... 详细信息

为探究茄衣烟叶生产中的气候资源配置情况,以“云雪1号”品种为试验材料,通过调整移栽期以改变烟株生育期内的气候指标,采用多元统计分析法研究茄衣烟叶的气候资源配置及其对烟株农艺性状及发酵后烟叶化学成分的影响。相关性分析结果显示,烟株大田期的积温、≥10℃有效积温、总降水量与总温差对烟株农艺性状各指标的影响较大,其相关系数分布范围为0.478~0.939,而积温、≥10℃有效积温、平均气温对烟叶总糖、烟碱、总氮、蛋白质含量影响较大,其相关系数分布范围为-0.955~-1.000。采用因子分析的方法在8项气候指标中提取出气候积累因子与湿度因子2个主因子,进一步通过灰色关联分析得出上述二者分别是影响烟株农艺性状和烟叶常规化学成分的主因子。以上结果表明,确定茄衣烟株移栽期的主要气候因子依据为大田生育期的气温、降水量和相对湿度的综合配置。

关键词：气候资源配置茄衣烟叶多元统计分析因子分析灰色关联度分析

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烟草青枯菌裂解性噬菌体ØPB2的稳定性分析及应用

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中国生物工程杂志 2024年第8期44卷 78-84页

作者：蔡刘体陆宁代园凤杨颜唐军陈兴江孟建玉汪汉成贵州省烟草科学研究院贵阳550081 中国烟草总公司贵州省公司贵阳550000 贵州省烟草公司黔东南州分公司凯里556099

为掌握烟草青枯菌噬菌体ØPB2的稳定性及其对烟草青枯病的防控效果,测定了温度、pH、盐浓度对其活性的影响,采用离体叶片实验检测了噬菌体对烟草叶片青枯病病斑的防控效果,并通过大田试验检测了田间防控效果。结果表明,噬菌体ØPB2在低温... 详细信息

为掌握烟草青枯菌噬菌体ØPB2的稳定性及其对烟草青枯病的防控效果,测定了温度、pH、盐浓度对其活性的影响,采用离体叶片实验检测了噬菌体对烟草叶片青枯病病斑的防控效果,并通过大田试验检测了田间防控效果。结果表明,噬菌体ØPB2在低温和室温水体条件下,30~90 d内比较稳定;在pH为5.0~8.0较稳定;离体叶片接种不同浓度噬菌体液,噬菌体浓度越高,防控效果越好;噬菌体ØPB2菌剂田间防控青枯病,青枯病发病率和病情指数较空白对照明显降低,噬菌体菌剂处理平均相对防控率达到70%以上(2021年)。研究结果为烟草青枯病生物防控提供一种新策略,为利用烟草青枯菌裂解性噬菌体防控烟草青枯病提供理论依据。

关键词：烟草烟草青枯病青枯菌噬菌体

氟噻唑吡乙酮及其代谢物在烟草中残留分析方法的建立及残留特征解析

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农药 2024年第10期 739-745页

作者：贾晓梅邢雪霞文瑶杜宇峰习慧君黄仕亮宋江雨王欣磊刘通河南省烟草公司南阳市公司福建中烟工业有限责任公司河南省烟草公司三门峡市公司灵宝分公司福建省烟草公司南平市公司政和分公司中国农业科学院烟草研究所

[目的]氟噻唑吡乙酮是一种具有广阔应用前景的新型杀菌剂，对卵菌纲病害具有较好的防治效果。随着氟噻唑吡乙酮的大规模应用，应建立一种高效的残留分析方法，评估其在农作物中的风险。[方法]利用QuEChERS样品前处理技术结合超高效液相... 详细信息

[目的]氟噻唑吡乙酮是一种具有广阔应用前景的新型杀菌剂，对卵菌纲病害具有较好的防治效果。随着氟噻唑吡乙酮的大规模应用，应建立一种高效的残留分析方法，评估其在农作物中的风险。[方法]利用QuEChERS样品前处理技术结合超高效液相色谱-串联质谱仪建立了氟噻唑吡乙酮及其代谢产物INE8S72和INSXS67在烟草中的残留分析方法。以甲醇为提取溶剂、N-丙基乙二胺(PSA)为净化剂，并通过田间试验研究了氟噻唑吡乙酮在烟叶中的残留特征。[结果]氟噻唑吡乙酮在ESI+模式下具有较高响应，而INE8S72和INSXS67在ESI-模式下具有较高响应。在0.020、0.20、10 mg/kg添加质量分数下，氟噻唑吡乙酮、INE8S72和INSXS67在烟叶样品中的平均回收率为73.2%～93.7%，相对标准偏差(RSD)为2.9%～7.9%。在0.01～5.0 mg/L质量浓度范围内，氟噻唑吡乙酮、INE8S72和INSXS67标准溶液浓度与监测离子峰面积呈现良好的线性关系，相关系数(r)均大于0.99。氟噻唑吡乙酮及其代谢产物在烟叶基质中的定量限(LOQ)和检出限(LOD)分别在0.005～0.020、0.002～0.007 mg/kg之间。2023年在山东和四川2地进行的残留试验结果表明，末次施药后14～21 d，氟噻唑吡乙酮在鲜烟叶样品中的最终残留总量为0.19～0.73 mg/kg，在干烟叶样品中的最终残留总量为0.68～1.72 mg/kg。氟噻唑吡乙酮残留量在烟叶中呈递减趋势，半衰期为5.5～8.5 d。氟噻唑吡乙酮在烟草中的膳食风险概率为0.46%，风险值较低，不会对一般人群的健康产生不可接受的风险。[结论]建立的残留分析方法具有较高的灵敏度、准确度和精密度，可用于烟叶样品中氟噻唑吡乙酮及其代谢产物残留量的测定，为评估氟噻唑吡乙酮在烟叶中的风险提供了重要技术支撑。

关键词：氟噻唑吡乙酮烟草 QuEChERS技术残留分析消解动态

呋虫胺对映体在水体沉积物中的选择性蓄积及对微生态系统的影响

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农药学学报 2024年第3期26卷 594-603页

作者：林伟李世博王秀国吴平刘通福建省烟草公司南平市公司福建南平353000 山东省日照市烟草公司五莲分公司山东日照276800 中国农业科学院烟草研究所山东青岛266100

近年来,由新烟碱类杀虫剂引起的环境安全问题日益突出。呋虫胺作为新一代烟碱类杀虫剂的代表,充分评估其环境安全性具有重要意义。在本研究中,通过构建水-沉积物微宇宙系统,研究了呋虫胺在沉积物中的选择性蓄积及对沉积物微生态系统的... 详细信息

近年来,由新烟碱类杀虫剂引起的环境安全问题日益突出。呋虫胺作为新一代烟碱类杀虫剂的代表,充分评估其环境安全性具有重要意义。在本研究中,通过构建水-沉积物微宇宙系统,研究了呋虫胺在沉积物中的选择性蓄积及对沉积物微生态系统的影响。研究结果表明,与R-呋虫胺相比,S-呋虫胺在沉积物中具有更强的蓄积能力。暴露期间,R-呋虫胺和S-呋虫胺均导致沉积物中脲酶活性出现不同程度的降低。然而,沉积物中脱氢酶和过氧化氢酶活性在R-呋虫胺和S-呋虫处理组均显著升高。经过28 d的暴露,R-呋虫胺和S-呋虫胺均导致蛭弧菌门Bdellovibrionota、噬氢菌属Hydrogenophaga和不动杆菌属Acinetobacter丰度显著升高。此外,与R-呋虫胺相比,S-呋虫胺显著抑制了放线菌门Acidobacteriota、热脱硫杆菌门Desulfobacterota和黏菌门Myxococcota的丰度。S-呋虫胺对沉积物微生物群落产生了更强烈的负面影响,导致微生物群落多样性降低,促进了微生物的种间互作。研究表明,拟杆菌门Firmicutes下的狭义梭菌属Clostridium_sensu_stricto在S-呋虫胺的选择性降解中发挥重要作用,而放线菌门Actinobacteriota下的微生物在R-呋虫胺的选择性降解中发挥主要作用。相关研究结果有利于评估呋虫胺在水生态系统中的环境安全性,为呋虫胺的正确使用和污染修复提供理论依据。

关键词：手性农药新烟碱类杀虫剂微生物残留特征生态毒性

气流上升式密集烤房温湿度场分布及其对烟叶质量的影响

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烟草科技 2024年第3期57卷 43-55页

作者：陈祖销李俊营藏照阳张红杰过伟民孟杨刘剑君张富生周汉平王爱国徐嫱张艳玲中国烟草总公司郑州烟草研究院郑州450001 河南省烟草公司平顶山市公司河南省平顶山市467002 河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心郑州450016 河南工业大学粮油食品学院郑州450001 河南省烟草公司郑州市450018

为明确烟叶烘烤过程烤房的温湿度场分布差异及其对烟叶质量的影响,通过在烤房内均匀放置温湿度传感器采集烘烤过程的环境温湿度数据,从垂直和水平角度分析气流上升式烤房的温湿度分布规律,并研究了烤房不同区位烟叶的烘烤质量差异。结... 详细信息

为明确烟叶烘烤过程烤房的温湿度场分布差异及其对烟叶质量的影响,通过在烤房内均匀放置温湿度传感器采集烘烤过程的环境温湿度数据,从垂直和水平角度分析气流上升式烤房的温湿度分布规律,并研究了烤房不同区位烟叶的烘烤质量差异。结果表明:(1)烤房垂直和水平方向的温湿度均存在显著差异,变黄前期至变黄中期差异较小,变黄后期至定色前期差异增大,定色中期至干筋后期差异减小,且烤房垂直方向的温湿度差异大于水平方向。(2)对烤房烘烤过程的温湿度时序数据进行聚类分析,可将烤房18个区位较好地分为3类,即高温低湿区域、中温中湿区域和低温高湿区域。(3)在鲜烟素质一致的条件下,烤后烟叶样品烘烤损失、上等烟比例、主要化学成分和外观评价得分整体上均没有显著性差异。(4)总糖、还原糖和淀粉含量在垂直方向有上层中端>后端的趋势,两糖比值分布规律与之相反;垂直方向下层烟叶存在颜色纯正度、柔软度和油润感得分较高的趋势,水平方向中端烟叶存在颜色纯正度、光泽度、柔软度和油润感得分较高的趋势。基于烤房温湿度分布规律研究,有助于为烤房合理分类装烟和烘烤工艺仿真提供数据支撑。

关键词：密集烤房烟叶烘烤温度相对湿度分布规律烟叶质量

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土壤有机质激发效应理论研究进展

农业资源与环境学报 2024年

作者：李沛岩张有建钟瑞李茂森王初亮廖珠珠曾强殷全玉任天宝刘国顺河南农业大学烟草学院/河南省生物炭研究工程技术中心福建省烟草公司南平市公司上海烟草集团有限责任公司云南省烟草公司曲靖市公司广东中烟工业有限责任公司

激发效应（Priming effects）是调控土壤有机质分解的重要指标之一，它是指外源有机物料的添加所引起的土壤有机质分解在短期内剧烈改变的现象，是影响土壤碳库动态的关键过程。本文对土壤有机质激发效应理论国内外相关研究进展进行了... 详细信息

激发效应（Priming effects）是调控土壤有机质分解的重要指标之一，它是指外源有机物料的添加所引起的土壤有机质分解在短期内剧烈改变的现象，是影响土壤碳库动态的关键过程。本文对土壤有机质激发效应理论国内外相关研究进展进行了凝练分析，分别阐述了“共代谢”“氮矿化”“化学计量比”“底物优先利用”和“土壤微生物碳泵”等5种代表性土壤有机质激发效应理论及其特点，分析了影响土壤有机质激发效应的主要因素，即外源添加物的性质特征、添加量、土壤理化性质及环境因素等，并提出未来应加强微生物机理、影响因素和实践利用价值等方面的研究。

关键词：土壤碳库激发效应土壤有机质微生物机制

链格孢菌粗毒素对烟草抗病相关生理指标的影响

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江苏农业科学 2024年

作者：龙小富周建云郭娟杨倩潘春阳彭剑涛贵州大学烟草学院/贵州省烟草品质研究重点实验室贵州省烟草公司贵阳市公司开阳分公司

赤星病是发病较为严重的烟草病害之一,其主要病原菌为链格孢菌（Alternaria alternata）。链格孢菌产生的毒素是引发链格孢菌侵染烟草的重要因子之一,为探讨不同抗性烟草品种抗病相关生理指标对链格孢菌粗毒素胁迫的响应,以易感烟草品种... 详细信息

赤星病是发病较为严重的烟草病害之一,其主要病原菌为链格孢菌（Alternaria alternata）。链格孢菌产生的毒素是引发链格孢菌侵染烟草的重要因子之一,为探讨不同抗性烟草品种抗病相关生理指标对链格孢菌粗毒素胁迫的响应,以易感烟草品种NC82和抗病烟草品种净叶黄（JYH）为试验材料,研究链格孢菌粗毒素处理对烟叶叶绿素含量、细胞膜透性、丙二醛（MDA）含量、几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性、超氧阴离子自由基（O2-·）含量和过氧化氢（H2O2）含量的影响。结果表明,经链格孢菌粗毒素处理96h后,易感品种NC82的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量较对照分别显著降低38.8%、43.8%、28.9%,细胞膜透性和MDA含量分别显著升高92.5%、44.8%,几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性分别显著升高33.6%、47.7%,H2O2和O2-·含量分别显著升高67.6%和14.3%;抗病品种JYH的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量较对照分别显著降低35.2%、41.7%、36.4%,细胞膜透性升高14.8%,MDA含量降低6.4%,几丁质酶活性显著增加42.2%,β-1,3-葡聚糖酶活性增加26.3%,H2O2和O2-·含量分别升高58.3%、10.9%。结果显示,链格孢菌毒素既是对植物造成伤害的直接因素,也是诱导防御反应和信号分子的诱导子;净叶黄抗病能力高于NC82与其抗病生理机制关系密切。研究结果可为进一步探索链格孢菌毒素在烟草赤星病致病机理中的作用提供参考。

关键词：链格孢菌毒素烟草生理指标

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湖南植烟水稻土碱解氮分布特征及其影响因素

土壤 2024年第3期56卷 503-509页

作者：金江华李旭秦凌全柯颖智磊于大鹏吴文信李思军夏冰邓小华吉林烟草工业有限责任公司吉林延吉133000 湖南省烟草公司永州市公司湖南永州425000 湖南农业大学农学院长沙410128 湖南省烟草公司郴州市公司湖南郴州423000

为明确湖南植烟水稻土碱解氮含量、空间分布和影响因素,检测了2698个耕层土壤样本的碱解氮含量,分析了其空间分布特征及丰缺状况,探讨了其与种植制度、耕层厚度、海拔和土壤pH、有机质、颗粒组成之间的关系。土壤碱解氮变幅为57.10~447.... 详细信息

为明确湖南植烟水稻土碱解氮含量、空间分布和影响因素,检测了2698个耕层土壤样本的碱解氮含量,分析了其空间分布特征及丰缺状况,探讨了其与种植制度、耕层厚度、海拔和土壤pH、有机质、颗粒组成之间的关系。土壤碱解氮变幅为57.10~447.40 mg/kg,平均为183.78 mg/kg,碱解氮适宜(110~180 mg/kg)的样本占比为46.55%;安仁县、桂阳县和临武县等10个县(区)土壤碱解氮平均值较高,其他16县(区)都在适宜范围;土壤碱解氮空间分布有从东南向西北递减的分布趋势;烟-玉米轮作的土壤碱解氮相对较低;土壤碱解氮随耕层深度、土壤pH、有机质增加而增加,与海拔呈抛物线关系(峰值在海拔150~250 m区间),随土壤粉砂占比增加而升高,随粗砂占比增加而降低。湖南植烟水稻土碱解氮含量空间分布不均匀,且受多种因素影响,要因地制宜分区制定氮肥施用策略。

关键词：植烟土壤土壤碱解氮空间分布影响因素