本发明属于烟草技术领域,具体涉及一种能够有效缓解烤烟田间因气候干旱、气温过高、空气湿度过低、土壤湿度过低等因素引起的干旱胁迫的烤烟栽培管理方法及烘烤方法。
背景技术:
烟草(nicotinatabacuml.)属于茄科烟草属一年生或有限多年生草本植物,是世界范围内重要的经济作物。烤烟生产在国民经济中占有十分重要的地位,我国烟草行业利税超1万亿元,约占国家税收的10%,因此,烤烟品种植质量与品质直接影响着烟农的经济收入和国家财政税收。
前期干旱是烟草生产上的一种非侵染性病害。近年来,由于气候变化剧烈,土壤质地、特定离子含量、土壤ph以及土壤含水量和气候条件综合因素的影响,常常导致烤烟干旱情况频繁的出现,干旱胁迫已经成为烤烟优质稳产的主要限制因子之一。而烤烟苗期若降雨偏少,会造成土壤含水量和空气湿度较低,常常导致烤烟大田生长不良,苗期发黄,矮小,甚至是死亡,从而减少烟叶产量以及降低鲜烟叶品质,直接影响着烟农的经济收入和国家财政税收。特别是西南烟区烤烟移栽大多是在5月份左右,此时持续气温偏高,降水偏少到极少,雨季开始期特晚,气象干旱发生并持续加重,土壤失墒严重,造成了严重的初夏干旱,烟株幼苗呈现萎焉甚至腐烂,从而使烟叶产量下降,品质降低。如位于西南烟区的云南省曲靖市,是我国最大的产烟区,所产烟叶以其配方亲和力强的特点深受市场的青睐。但由于曲靖烤烟大部分分布在丘陵及山区,灌溉不便,主要依靠自然降水,这极易造成烤烟生长过程中缺水,影响烟叶的产量和品质。此外,由于干旱胁迫会造成干旱假熟烟叶,不仅烟叶营养不良,发育不全,而且成熟不够,内含物质欠充实,化学组成不合理,含水量较少,叶片结构密,保水能力强,脱水较困难,采用传统的烟叶烘烤方法可能会造成严重的叶片枯焦或灼伤出现严重杂色、糟片烟叶,难以保证烟叶的烘烤品质。
硅是地壳中第二丰富的元素,被认为是植物生长和发育的非必需或准必需的微量元素,由于硅沉积在细胞壁上,在大多数植物中具有关键的物理机械作用。作物组织内含有大量的硅,硅浓度与作物吸收同化的大量元素相似。研究发现,干旱情况下,硅能够促进植物根系的生长、促进渗透调节物质的积累、调节植物激素的合成和增加植物的矿质元素的同化吸收,而且硅能够激活大量的生理和代谢过程,有助于植物的生长。但硅元素在缓解植物干旱胁迫方面的报道较少且没有深入研究,特别是有机硅(osif)在缓解烟草干旱防治方面的报道更是鲜有所闻。
脱落酸(abscisicacid,aba)是一种广泛存在于植物体的内源激素,是一种对植物生长、发育、抗逆性、气孔运动和基因表达等都有重要调节功能的植物激素。aba被称为内生抗蒸腾剂,其通过调节气孔的运动而降低蒸腾失水,研究表明经aba处理的植株叶片气孔开度显著变小,叶下表皮气孔密度则显著增大,从而保持细胞一定的水分状况,使植物对干旱的忍耐能力得到提高。因此要必要对osif、脱落酸在烟草生产过程中影响较大的干旱这种非生物逆境胁迫条件下的功能进行进一步研究。
为此,研发一种能够缓解烤烟干旱胁迫的栽培管理方法,以减少环境干旱造成的烤烟生长发育是解决上述问题的关键;同时,针对经缓解干旱胁迫的烤烟栽培管理方法得到的烟叶特点,采取优化的烘烤参数组合是提高烘烤后品质的关键。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明的第一目的在于提供一种能够有效缓解烤烟田间因气候干旱、气温过高、空气湿度过低、土壤湿度过低等因素引起的干旱胁迫的烤烟栽培管理方法,本发明的第二目还提供了一种基于第一目的的烤烟栽培管理方法得到的k326品种烤烟的烘烤方法,本发明的第二目还提供了一种基于第一目的的烤烟栽培管理方法得到的红花大金元品种烤烟的烘烤方法。
本发明的第一目的是这样实现的:包括干旱预防、一次干旱鉴定、二次施用、二次干旱鉴定、三次施用步骤,具体步骤如下:
a、干旱预防:根据天气预报情况,若未来超过半个月不下雨,则对尚未发生干旱情况的烤烟植株施用osif溶液和/或aba溶液进行预防;
b、一次干旱鉴定:对已发生干旱的烤烟植株进行等级鉴定,并依据实际土壤中的含水量将干旱下的烤烟分为如下三级:
一级:无干旱发生,土壤的田间持水量达到80~85%;
二级:轻度干旱,土壤的田间持水量达到60~65%;
三级:中度干旱,土壤田间持水量含水量50~55%;
c、二次施用:根据烟株一次干旱鉴定的等级进行施用:
当干旱等级为一级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的浓度分别为0.5及0.2mmol·l-1;
当干旱等级为二级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的施用浓度分别为1.0及0.5mmol·l-1;
当干旱等级为三级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的施用浓度分别为1.5及1.0mmol·l-1;
d、二次干旱鉴定:二次施用后3~5d,对烟株按a步骤再次进行干旱等级鉴定,将烤烟分为一级及二级;
e、三次施用:根据烟株二次干旱鉴定的等级进行施用:
当干旱等级为一级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的施用浓度分别为0.5及0.2mmol·l-1;
当干旱等级为二级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的施用浓度分别为1.5及1.0mmol·l-1。
本发明的第二目的是这样实现的:包括变黄阶段、定色阶段、干筋阶段步骤,具体步骤如下:
h、变黄阶段:采收前述缓解干旱胁迫的烤烟栽培管理方法适熟的k326品种烟叶装入气流下降式密集烤房,在变黄初期设定干球温度为35~38℃,湿球温度为35~36℃,稳温烘烤36~44h至底台烟叶变黄5~6成且叶片主筋一半变软;然后以1℃/1~2h的升温速度,将干球温度上升到42~43℃,同时调整湿球温度到36~37℃,待干球温度上升到42~43℃起,将排湿风机调至高速,稳温烘烤18~24h至全炉烟叶叶片完全变黄;
j、定色阶段:在变黄阶段完成后,在定色初期将干球温度调整至45℃且湿球温度调整至36~37℃,稳温烘烤20~24h至全炉烟叶支脉变白;然后以1℃/1~2h的升温速度,将干球温度上升到46~48℃,且使湿球温度保持不变,稳温烘烤18~20h至全烤房烟叶大卷筒,完成定色;
k、干筋阶段:按常规烟叶烘烤工艺干筋阶段中的干、湿球温度和排湿风机风速,继续烘烤34~40h至全烤房烟叶的主脉干燥为止。
本发明的第三目的是这样实现的:包括变黄阶段、定色阶段、干筋阶段步骤,具体步骤如下:
m、变黄阶段:采收前述缓解干旱胁迫的烤烟栽培管理方法适熟的红花大金元品种烟叶装入气流下降式密集烤房,在变黄初期设定干球温度为35~38℃,湿球温度为35~36.5℃,稳温烘烤46~54h至底台烟叶变黄5~6成且叶片主筋一半变软;然后以1℃/1~2h的升温速度,将干球温度上升到42~43℃,同时调整湿球温度到36~37℃,待干球温度上升到42~43℃起,将排湿风机调至高速,稳温烘烤28~34h至全炉烟叶叶片完全变黄;
n、定色阶段:在变黄阶段完成后,在定色初期将干球温度调整至45℃且湿球温度调整至36~37℃,稳温烘烤25~30h至烟叶全炉变黄;然后以1℃/1~2h的升温速度,将干球温度上升到46~48℃且使湿球温度保持不变,稳温烘烤23~25h至全烤房烟叶大卷筒,完成定色;
p、干筋阶段:按常规烟叶烘烤工艺干筋阶段中的干、湿球温度和排湿风机风速,继续烘烤34~40h至全烤房烟叶的主脉干燥为止。
本发明的有益效果为:
1、目前,在烟草行业中还尚未有关于aba和烟草耐旱机制的深入报道,但研究发现烟草根部含有丰富的aba合成前体物质和酶,在土壤有效水变化时,根部可精确感受并作出相应反应,合成大量的aba并通过木质部导管和韧皮部筛管向植物的其他部位运输,降低气孔导度,有效的减少烟草叶片的蒸腾作用,减少水分丧失,提高水分利用率,从而令植物产生抗旱性,因此本发明采用aba能够明显缓解烟叶的干旱胁迫。
2、本发明的烤烟栽培管理方法根据天气预报的未来降水量,在干旱来临前提前对烟株根部单独用osif或aba溶液进行灌施,或者混合两者进行灌施,可明显减少天气干旱对正常烟株的伤害。
3、本发明的烤烟栽培管理方法通过对受到干旱影响的烤烟干旱症状发生程度进行鉴定,然后根据鉴定结果采用对应浓度的osif溶液和/或aba溶液进行施用,不仅有效缓解因气温过高、空气湿度低等因素引起的田间烤烟干旱症状的发生问题,而且能够有效的提升烟叶产量、田间烟叶抗旱程度、烤后烟叶等级,为防治田间烤烟干旱的发生提供了理论和技术支持。
4、本发明的烤烟栽培管理方法针对田间烟叶干旱胁迫伤害具有操作简单的优点:需将osif和/或aba配成相应浓度的水溶液,然后在烟株根部用施肥枪注入即可,可有效促进烟株的吸收。
5、本发明的烤烟栽培管理方法成本低廉:所采用的osif和aba价格低廉,相对于其它缓解干旱的方法,具有低投入高收益的优点。
6、本发明的烤烟栽培管理方法用施肥枪喷施osif和/或aba溶液,相对于其它物理、化学等方法而言,技术和操作较为简单,有较强的适用性,适用于大面积的推广。
7、本发明的烤烟栽培管理方法缓解效果显著。在大田生长前期烤烟干旱情况发生的烟株上采用本发明方法,烟株的叶片含水量、长势及其缓解状况显著得到改善。经过3~5d对比处理后,不施用osif和/或aba溶液田间受到干旱烤烟的叶片从叶尖开始,叶尖勾卷,萎蔫后干枯,严重影响烟叶生长;而施用osif和/或aba溶液的叶片干旱受害情况得到显著的控制,表现出受害情况得到缓解并逐渐恢复到正常状况。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变更或改进,均属于本发明的保护范围。
本发明之缓解干旱胁迫的烤烟栽培管理方法,包括干旱预防、一次干旱鉴定、二次施用、二次干旱鉴定、三次施用步骤,具体步骤如下:
a、干旱预防:根据天气预报情况,对尚未发生干旱情况的烤烟植株施用osif溶液和/或aba溶液进行预防;
b、一次干旱鉴定:对已发生干旱的烤烟植株进行等级鉴定,并依据实际土壤中的含水量将干旱下的烤烟分为如下三级:
一级:无干旱发生,土壤的田间持水量达到80~85%;
二级:轻度干旱,土壤的田间持水量达到60~65%;
三级:中度干旱,土壤田间持水量含水量50~55%;
c、二次施用:根据烟株一次干旱鉴定的等级进行施用:
当干旱等级为一级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的浓度分别为0.5和0.2mmol·l-1;
当干旱等级为二级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的施用浓度分别为1.0和0.5mmol·l-1;
当干旱等级为三级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的施用浓度分别为1.5和1.0mmol·l-1;
d、二次干旱鉴定:二次施用后3~5d,对烟株按a步骤再次进行干旱等级鉴定,将烤烟分为一级及二级;
e、三次施用:根据烟株二次干旱鉴定的等级进行施用:
当干旱等级为一级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的施用浓度分别为0.5和0.2mmol·l-1;
当干旱等级为二级,施用osif溶液和/或aba溶液,osif溶液、aba溶液的施用浓度分别为1.5和1.0mmol·l-1。
本发明还包括至少一次后续干旱鉴定及后续施用步骤,所述后续干旱鉴定在前一次施用步骤完成后3~5d进行且鉴定标准按d步骤执行,所述后续施用步骤的施用要求按步骤e执行,所述后续施用步骤至最后一次冷害鉴定的冷害等级均不超过一级时停止。
本发明各施用步骤中是将osif、aba的单独水溶液或者形成混合水溶液对烟株根部进行灌施。
本发明各施用步骤中施用至烟株叶片的正面和反面表面均匀湿润且无液体下滴。
所述a步骤中根据b步骤进行干旱鉴定后按c步骤进行施用预防。
本发明各施用步骤中是在上午8时或下午18时对烟株根部进行灌施,对照烟叶施用等量的水连续施用3d。
本发明之缓解干旱胁迫的k326品种烤烟烘烤方法,包括变黄阶段、定色阶段、干筋阶段步骤,具体步骤如下:
h、变黄阶段:采收权利要求1至6任意一项所述缓解干旱胁迫的烤烟栽培管理方法适熟的k326品种烟叶装入气流下降式密集烤房,在变黄初期设定干球温度为35~38℃,湿球温度为35~36℃,稳温烘烤36~44h至底台烟叶变黄5~6成且叶片主筋一半变软;然后以1℃/1~2h的升温速度,将干球温度上升到42~43℃,同时调整湿球温度到36~37℃,待干球温度上升到42~43℃起,将排湿风机调至高速,稳温烘烤18~24h至全炉烟叶叶片完全变黄;
j、定色阶段:在变黄阶段完成后,在定色初期将干球温度调整至45℃且湿球温度调整至36~37℃,稳温烘烤20~24h至全炉烟叶支脉变白;然后以1℃/1~2h的升温速度,将干球温度上升到46~48℃,且使湿球温度保持不变,稳温烘烤18~20h至全烤房烟叶大卷筒,完成定色;
k、干筋阶段:按常规烟叶烘烤工艺干筋阶段中的干、湿球温度和排湿风机风速,继续烘烤34~40h至全烤房烟叶的主脉干燥为止。
所述h步骤中变黄后期排湿风机调至高速使烤房内烟叶间风速在高风速层达到0.3~0.4m/s,在中风速层达到0.25~0.35m/s,在低风速层达到0.2~0.3m/s。
所述h步骤中变黄初期若烟叶内水分含量超过85%则降低湿球温度1~2℃。
本发明之缓解干旱胁迫的红花大金元品种烤烟烘烤方法,包括变黄阶段、定色阶段、干筋阶段步骤,具体步骤如下:
m、变黄阶段:采收权利要求1至6任意一项所述缓解干旱胁迫的烤烟栽培管理方法适熟的红花大金元品种烟叶装入气流下降式密集烤房,在变黄初期设定干球温度为35~38℃,湿球温度为35~36.5℃,稳温烘烤46~54h至底台烟叶变黄5~6成且叶片主筋一半变软;然后以1℃/1~2h的升温速度,将干球温度上升到42~43℃,同时调整湿球温度到36~37℃,待干球温度上升到42~43℃起,将排湿风机调至高速,稳温烘烤28~34h至全炉烟叶叶片完全变黄;
n、定色阶段:在变黄阶段完成后,在定色初期将干球温度调整至45℃且湿球温度调整至36~37℃,稳温烘烤25~30h至烟叶全炉变黄;然后以1℃/1~2h的升温速度,将干球温度上升到46~48℃且使湿球温度保持不变,稳温烘烤23~25h至全烤房烟叶大卷筒,完成定色;
p、干筋阶段:按常规烟叶烘烤工艺干筋阶段中的干、湿球温度和排湿风机风速,继续烘烤34~40h至全烤房烟叶的主脉干燥为止。
所述m步骤中变黄后期排湿风机调至高速使烤房内烟叶间风速在高风速层达到0.3~0.4m/s,在中风速层达到0.25~0.35m/s,在低风速层达到0.2~0.3m/s。
所述m步骤中变黄初期若烟叶内水分含量超过85%则降低湿球温度1~2℃。
实施例1(不同浓度预防效果)
实验在大理州弥渡县(干旱等级一级)、昆明市石林县(干旱等级二级)和大理洲剑川县(干旱等级三级)同时进行,烤烟品种为k326,osif浓度为0.5、1.0、1.5mmol·l-1;aba的浓度为0.2、0.5和1.0mmol·l-1共3个梯度,在室内于干旱发生的前3天上午8:00根据干旱等级分别单独进行根部施用。每个处理50株无病烟株,每株调查3叶(第8~10片)。次日对烟叶进行干旱等级鉴定并取平均值,实验结果见表1。
表1不同有机硅(osif)和脱落酸(aba)浓度对田间烤烟干旱胁迫的预防效果
表1结果显示:随着干旱程度等级的升高,次日施较低浓度osif和aba的烟株出现严重的干旱症状现象,随着两者施用浓度的提高,烤烟干旱胁迫等级大幅度下降。当干旱等级为1级时,施用1.5mmol·l-1的osif溶液可使烤烟干旱等级最低;随着aba施用浓度的增加,其减缓干旱效果也有显著缓解;当干旱等级为2级时,喷施1.5mmol·l-1的osif和1.0mmol·l-1的aba溶液都可显著缓解烤烟干旱症状;当干旱等级为3级时,喷施喷施1.5mmol·l-1的osif和1mmol·l-1的aba溶液可使烤烟干旱症状显著缓解。
结论:当干旱发生前3天,喷施适宜浓度的osif和aba可有效预防由于天气干旱导致的田间烤烟萎蔫的发生。随着干旱等级的升高,喷施1.5mmol·l-1的osif和1.0mmol·l-1的aba溶液都可显著缓解烤烟干旱症状。
实施例2(最适宜浓度预防效果)
在玉溪市研和镇进行,烤烟品种为k326,选取一级、二级、三级3个干旱程度等级的正常烟株,于当天上午8:00分别喷施最适宜浓度的osif(1.5mmol·l-1)和aba(1.0mmol·l-1)溶液,未喷施两者溶液烟株作为对照,每个处理50株,每株调查3叶(第8-10片)。次日,分别对选取烟株的等级、ppo(多酚氧化酶)活性、均价进行鉴定(其中:ppo活性单位为min*mg)-1,均价单位为元)并取平均值。实验结果见表2。
表2喷施最佳浓度osif和aba对田间烤烟干旱胁迫的预防效果
表2结果显示:随着干旱胁迫等级的上升,烤烟干旱症状呈现上升现象,ppo活性不断升高,烤烟价格均同样呈现下降趋势。相对于对照而言,喷施了最适宜osif及aba浓度溶液的烟株,干旱等级显著低于对照组,ppo活性显著高于对照组,均价显著高于对照组。
结论:osif和aba能有效预防由天气干旱所带来的田间烤烟干旱症状的发生,降低烤烟干旱等级,提高ppo活性以及均价。
实施例3
实验在玉溪市研和镇进行,烤烟品种为k326,osif浓度设置0.5、1.0、1.5mmol·l-1;aba的浓度设置0.2、0.5和1.0mmol·l-1共3个梯度。选取一级、二级、三级共3个干旱等级的受害烟株,每个处理50株,每株调查3叶(第8~10片)。在3天后观测烤烟干旱的缓解症状并取平均值。
实验所选取的osif和aba均来自于昆明瓒钠生物科技有限公司。实验时,在同一干旱胁迫的等级的不同烟株根周围分别施用不同浓度的osif和aba。具体方法为:
(1)配制0.5、1.0、1.5mmol·l-1共3个浓度的osif水溶液和0.2、0.5和1.0mmol·l-1共3个浓度的aba水溶液,分别置于6个3l肩背式施肥枪中。
(2)于每天上午8时左右对不同等级的受害烟株根部进行跟施用,连续喷施3天。同时将0mmol·l-1的处理作为对照。5天后对不同处理的受害烟株的烟叶重新进行干旱胁迫等级缓解的鉴定并取平均值。实验结果见表3。
表3不同osif和aba浓度对田间烤烟干旱胁迫的缓解症状
表3结果表明:osif和aba浓度处理后,当冷害等级为一级时,0.5mmol·l-1的osif和0.2mmol·l-1的aba浓度能够有效的缓解田间烤烟干旱症状的蔓延;当冷害等级为二级时,1.0mmol·l-1的osif和0.5mmol·l-1的aba浓度能够有效的缓解田间烤烟干旱症状的蔓延;当冷害等级为三级时,1.5mmol·l-1的osif和1.0mmol·l-1的aba浓度能够有效的缓解该等级烤烟干旱症状。
结论:通过实验结果来看,在不同的受干旱影响的烟株根部施用osif和aba能够有效的缓解田间烤烟干旱症状的蔓延,提高了植株的抗旱能力。其中,当干旱等级为一级时,施用0.5mmol·l-1的osif和0.2mmol·l-1的aba效果最为明显;当干旱等级为二级时,施用1.0mmol·l-1的osif和0.5mmol·l-1的aba效果最为明显;当干旱等级为三级,施用1.5mmol·l-1的osif溶液和1.0mmol·l-1的效果最为明显。
实施例4
支出与收入是判断本发明实用性的重要指标,只有收入显著大于支出,才能反映发明的实用性与意义。因此通过对每亩地受干旱影响的烟叶施用osif和aba后的价值提升,以及每亩地osif和aba的施用量价格的计算来判断本发明的田间实用性。
实验所选取的osif和aba均来自于昆明瓒纳澄绍生物科技有限公司,价格均为200元/kg。在实例3的基础上,对三个受干旱胁迫的烟株干旱等级进行鉴定和烟叶价值的初次调查评价,调查后根据干旱等级喷施表4-2中相对应的osif和aba浓度溶液。一周后,对同样的烟叶价值进行再次调查评价。调查结果见表4-1。
表4-1喷施osif和aba对烤烟干旱价值的影响
对三种受害等级的烟株,分别喷施表4-2中相对应最适宜浓度的osif和aba溶液,统计osif和aba的用量,然后计算出每亩地施用osif和aba的成本。计算结果如表4-2。
表4-2不同等级干旱烤烟所需osif和aba成本
表4-1及表4-2结果表明,对不同干旱等级下烟叶喷施适宜浓度osif和aba溶液后,烟叶价值均显著提升,且价值提升均显著大于osif和aba成本。其中,当干旱等级为3级时,每亩地的烟叶价值较对照提升最多,同时所需osif和aba成本也最高,但收入显著大于支出。
结论:根据不同的干旱程度的烤烟进行喷施不同浓度的osif和aba溶液,能提升烟叶价值,且提升的价值显著大于成本。因此,通过对不同干旱程度进行喷施不同浓度的osif和aba水溶液来缓解烤烟干旱的蔓延以及增加收入的办法是可行的。
实施例5
不同品种的烤烟内在化学成分有很大的差异,对于干旱的抗性也大不相同,在研究烤烟干旱缓解的过程中,也应考虑到烤烟品种的问题。因此,发明人通过对三个烤烟品种的干旱缓解情况进行鉴定,分析出osif和aba溶液对不同烤烟品种干旱症状的缓解效果。
实验选取三种云南具有代表性的特色烤烟品种:k326、云烟87、红花大金元。三个品种的烤烟分别选取干旱等级为一级/二级/三级进行标记,喷施浓度、方式参照实施例3。连续喷施3天,5天后对干旱等级进行鉴定并取平均值。实验结果见表5。
表5osif和aba溶液对不同烤烟品种干旱等级缓解的效果
表5结果所示,osif和aba溶液对三个烤烟品种干旱症状均有缓解的作用,在喷osif和aba溶液后,三个品种的烤烟干旱程度均有所降低,其中降低程度最多的是k326,较其余两个品种效果显著,osif和aba溶液对云烟87和红花大金元冷害缓解效果基本相同。
结论,外施osif和aba溶液缓解田间烤烟干旱症状可应用于多个烟草品种,具体效果应根据当地气候以及该品种对干旱的抗性有所不同。