水分對煙草的影響
煙草的需水特點(diǎn)和需水規律
(一)煙草的需水量
植物產(chǎn)生1g干物質(zhì)所需散失的水量,稱(chēng)為需水量,又稱(chēng)蒸騰系數。在溫室條件下,煙草每生產(chǎn)1g干物質(zhì)需要蒸騰失水167g,在大田栽培條件下每生產(chǎn)1g干煙葉的蒸騰水量在500g以上。煙草的需水量受煙草內部條件和外界環(huán)境的制約,在土壤水分充足的條件下,煙草的蒸騰系數在1000以上。
(二)煙草需水特點(diǎn)和需水規律
無(wú)論在干旱還是濕潤條件下,烤煙煙田耗水量都以旺長(cháng)期最大,成熟期次之,伸根期最小,表現出前期少、中期多、后期又少的規律性。伸根期、旺長(cháng)期和成熟期適宜的土壤水分指標分別為61.9%、81.3%和77.3%,干旱指標分別為50.1%、69.0%和58.4%(孫梅霞等 2000)。
煙草生長(cháng)期間需水量可以分成3個(gè)階段(Papenfus和Quin 1984)。
第一階段是移栽后2~5周(返苗到團棵),該階段需水量小,對過(guò)多水分敏感。這一階段耗水量占總耗水量的20%左右。該時(shí)期一定的水分缺乏,有利于根系發(fā)育深扎,這對煙株進(jìn)入旺長(cháng)期是非常有利的。但移栽后1~3周,嚴重干旱會(huì )影響煙草早生快發(fā)。土壤水分不足(土壤相對含水量在40%),根系不能正常生長(cháng),地上部生長(cháng)受阻;供水過(guò)多(土壤相對含水量在80%),根系發(fā)育不良,造成煙株地上部和地下部生長(cháng)不協(xié)調。孫國榮等(2002a)研究表明,烤煙伸根期的最佳土壤水分條件為土壤的相對含水量在65%~75%之間,有利于蹲苗、壯苗,水分利用率最高;劉貞琦等(1995)則認為以60%~70%為宜。這些可能與不同土壤性質(zhì)和生態(tài)條件有關(guān)。
第二階段為移栽后5周以后到打頂,直至上部葉片完全展開(kāi)(旺長(cháng)到葉片開(kāi)始成熟采摘)。該階段葉片是快速生長(cháng)階段,葉面積迅速增大,蒸騰作用大大加強,煙株及葉片的生理活動(dòng)最為旺盛,需水量大,對水分需求敏感,土壤水分極為重要,需要經(jīng)常灌溉或降雨。這一階段的耗水量占總耗水量的50%左右。旺長(cháng)期是煙草的水分臨界期。該時(shí)期缺水將顯著(zhù)降低煙草產(chǎn)量和質(zhì)量(Collins和Hwaks 1995)。水分不足,煙株生長(cháng)受阻,干物質(zhì)累積顯著(zhù)減小,葉片較小,品質(zhì)差。辛剛等(2002)研究表明,烤煙旺長(cháng)期最佳土壤含水量應保持在75%~85%,這時(shí)煙草對水分的利用率最高,煙葉氣水與外界氣體和水分交換通暢,植株長(cháng)勢最好。
第三階段是上部葉葉片完全展開(kāi)到采收完畢(葉片開(kāi)始采摘到采收完畢)。該階段因葉片數不斷減少,蒸騰作用下降,水分散失速度比主要生長(cháng)時(shí)期的水分散失速度低,植株需水量顯著(zhù)減少。這一階段的耗水量占總耗水量的30%左右。該階段煙株比較耐旱,水分只是用來(lái)確保煙葉正常成熟和調制質(zhì)量。該期土壤水分稍低有利于煙葉品質(zhì)的形成;水分過(guò)多,在土壤供氮水平較高時(shí),造成煙葉成熟延遲,品質(zhì)下降。但嚴重缺水仍會(huì )降低煙草品質(zhì),煙葉厚而窄長(cháng),葉片結構緊密,煙堿和蛋白質(zhì)含量增加,香氣物質(zhì)減少,刺激性大。孫梅霞等(2002)研究認為,烤煙煙葉成熟期土壤的相對含水量在60%~80%之間有利于煙葉良好品質(zhì)的形成,而劉貞琦等(1995)認為成熟期最適土壤相對持水量為70%。
二、煙草的蒸騰作用
煙株在整個(gè)生育期吸收的水分是相當多的,只有1%~5%的水用于代謝活動(dòng)和自身的組成,大多都通過(guò)蒸騰作用散失掉了。煙株的蒸騰作用主要通過(guò)葉片進(jìn)行的,水分經(jīng)葉面的蒸騰包括角質(zhì)層蒸騰和氣孔蒸騰。角質(zhì)層蒸騰掉水分較少,氣孔蒸騰是蒸騰作用的主要方式。
(一)煙草氣孔及運動(dòng)的規律
煙草葉片的氣孔一般是上表皮少,下表皮多,烤煙品種大黃金上表皮氣孔200個(gè)/mm2,下表皮為300個(gè)/mm2;同一植株不同部位葉片的氣孔密度和大小有所不同,一般下部葉的氣孔較大,密度較??;上部葉的氣孔較小,密度較大(韓錦峰 2003)。
氣孔蒸騰是煙株的主要蒸騰方式,因此,氣孔的開(kāi)放和運動(dòng)規律對煙草的蒸騰有重要影響。氣孔運動(dòng)有晝開(kāi)夜閉的規律性。黎明日出后,光強不斷增加,溫度亦隨之升高,氣孔逐漸張開(kāi),隨著(zhù)光強及溫度的升高,氣孔開(kāi)度也增大,在中午前后由于溫度較高、光強較強,氣孔發(fā)生關(guān)閉,過(guò)后氣孔再度開(kāi)放,然后隨光強的減弱,氣孔開(kāi)度逐漸減小。對氣孔導度的測定也說(shuō)明了這一點(diǎn),云南保山香料煙的氣孔導度日變化呈“V”字形,上午9點(diǎn)后氣孔導度不斷下降,在下午2點(diǎn)左右達到低谷后回升,基本可以反應氣孔的開(kāi)張情況。
干旱會(huì )影響氣孔開(kāi)放,干旱條件下,上部葉和中部葉氣孔開(kāi)放達到高峰的時(shí)間提前,上部葉氣孔開(kāi)度顯著(zhù)減小,中部葉變化不大,下部葉無(wú)明顯變化。上部葉中午閉孔的程度小,時(shí)間短;中部葉和下部葉閉孔程度大,時(shí)間長(cháng)(韓錦峰 2003)。
(二)煙草的蒸騰作用
1.不同生育期蒸騰強度變化
煙草在大田的整個(gè)生長(cháng)期間,不同生育時(shí)期蒸騰強度是不同的。移栽到團棵以前蒸騰強度較小,然后隨煙株生長(cháng)蒸騰強度逐漸提高,在旺長(cháng)期達到高峰,以后有逐漸降低,與植株的需水規律相吻合(圖3)。因此,旺長(cháng)期需要充足的水分供應。
2.蒸騰強度日變化
蒸騰作用是表示植物水分代謝的一個(gè)重要生理指標。蒸騰強度的日變化與土壤含水量有關(guān),一般情況下,蒸騰強度日變化表現為雙峰型,在中午過(guò)后有一個(gè)低谷,中午的低谷與氣孔關(guān)閉、氣孔導度下降有關(guān)(圖2)。土壤水分充足時(shí),蒸騰作用日變化可表現為單峰型,土壤水分供應不足或缺乏時(shí),蒸騰作用日變化就有可能是雙峰型。孫國榮等(2002a)研究表明,烤煙的蒸騰強度日變化,在土壤相對持水量較高時(shí)(100%~85%)可表現為單峰型,在土壤含水量為85%~65%時(shí)表現為雙峰型,含水量在55%~45%以下時(shí),烤煙的蒸騰強度的峰值會(huì )提前出現,一般在上午8點(diǎn)左右,17點(diǎn)以后再次回升。
3.影響煙草水分蒸騰的因素
溫度對蒸騰作用影響較大,一般隨溫度升高,蒸騰作用增強。大氣相對濕度較高時(shí),蒸騰強度較低,大氣相對濕度較低時(shí),蒸騰作用較強。不同部位的煙葉蒸騰強度不同,一般隨葉齡的增大蒸騰強度降低,下部葉強度較小,中部葉次之,上部葉最大。干旱和土壤濕度對葉片蒸騰作用有明顯作用,干旱脅迫下煙葉的蒸騰強度顯著(zhù)下降,干旱處理10d時(shí),土壤相對濕度下降50%,蒸騰強度下降61.3%(汪耀富等 1994)。
(三)煙草的水分利用率
水分利用率是指單位土地面積上煙葉產(chǎn)量與總耗水量的比值來(lái)表示??緹熑~片的水分利用率日變化呈雙峰型,在午后有一低谷(圖4)。在干旱條件下,煙草的水分利率較高;在降雨正常年份,水分利用率較低,并且隨灌水量增加,水分利用率下降。當灌水超過(guò)一定限度后,會(huì )導致煙田無(wú)效耗水增多。
地膜覆蓋、合理密植、煙田深耕均可提高煙田土壤水分利用率。汪耀富等(2003)研究表明,隨著(zhù)種植密度的增大,煙田耗水量相應增加,煙田的水分利用效率(WUE)則以16500株/hm2的處理最大,19500株/hm2處理次之,13500株/hm2和22500株/hm2兩處理較低;相同種植密度下蓋膜能提高煙田的WUE。綜合不同處理煙葉的經(jīng)濟性狀和煙田的水分利用效率,烤煙適宜的種植密度范圍應在16500~19500株/hm2(表1)??緹煯a(chǎn)量(Y)與耗水系數(K)的關(guān)系為:K=1/(0.196+0.00132Y),二者的相關(guān)系數為0.9033**,說(shuō)明產(chǎn)量較高時(shí),烤煙的耗水系數較小,對水分的利用率較高;產(chǎn)量較低時(shí),耗水系數較大,對水分的利用率較低(韓錦峰 2003)。
三、水分對煙草生長(cháng)和品質(zhì)的影響
為獲得最佳的產(chǎn)量和質(zhì)量,煙草應保證充足的水分供應,使煙草不受限制。水分過(guò)分缺少或水分過(guò)多,產(chǎn)質(zhì)量都會(huì )下降(Reynoldsand Rosa 1995)。
(一)干旱對煙草生長(cháng)和品質(zhì)的影響
1.干旱脅迫對煙草生長(cháng)的影響
干旱脅迫下,煙株莖和葉的生長(cháng)受阻,葉面積減小,莖桿高度降低,干物質(zhì)累積減少。特別是旺長(cháng)期干旱對煙株莖葉生長(cháng)的影響更顯著(zhù)。因此,旺長(cháng)期是煙株對水分反應最敏感的時(shí)期,也是煙草需水的關(guān)鍵時(shí)期。輕度干旱脅迫對根系生長(cháng)有利,但干旱脅迫較重(土壤濕度40%)時(shí),影響根系生長(cháng),根系體積減小,土壤水分過(guò)多、過(guò)少對根系發(fā)育都不利。土壤干旱會(huì )降低根系活力,但伸根期輕度干旱(土壤濕度60%),中期水分充足可以提高根系活力。干旱情況下,煙葉含水量不足,下部葉易變成旱早熟煙,上部葉表皮過(guò)厚,結構過(guò)緊,烘烤期間不能正常變黃。
干旱嚴重影響烤煙的生長(cháng)發(fā)育過(guò)程和干物質(zhì)積累。汪耀富(2004)研究表明,在烤煙生長(cháng)的伸根、旺長(cháng)、成熟任一時(shí)期進(jìn)行干旱處理,煙株的干重都顯著(zhù)降低,干旱程度越重,干重越小,各時(shí)期干旱處理與對照(土壤濕度80%)相比,干物質(zhì)在煙株根、莖中的分配都顯著(zhù)增加,在葉中的分配顯著(zhù)減小,表明干旱對烤煙葉片生長(cháng)的影響大于根和莖(表2)。此外,輕度干旱(土壤濕度60%)下根系干物質(zhì)最重,嚴重干旱(土壤濕度40%)次之,對照(土壤濕度80%)最小,說(shuō)明土壤水分過(guò)高或過(guò)低都會(huì )影響根系發(fā)育。
2.干旱脅迫對烤煙營(yíng)養物含量的影響
干旱會(huì )影響煙株對養分的吸收。不同時(shí)期干旱處理與對照相比,干旱脅迫下N素含量增加,P、K、Ca、Mg、Fe、Mn含量顯著(zhù)減少,Cu、Zn含量變化不大(表3)。輕度干旱與嚴重干旱相比,各時(shí)期N、P含量差異不大,K、Fe含量輕度干旱處理顯著(zhù)高于嚴重干旱處理。因此,干旱可以影響煙株對P、K、Ca、Mg、Fe、Mn的吸收。
魏永勝和梁宗鎖(2001)研究表明,干旱脅迫下(田間持水量40%~45%),鉀在葉脈和葉肉間以及葉肉細胞的線(xiàn)粒體、葉綠體和液泡間存在再分配的現象,液泡中鉀所占比例減小,葉綠體和線(xiàn)粒體中鉀所占比例增加,這有利于干旱下煙株生理活動(dòng)的進(jìn)行。
3.干旱對煙株生理代謝的影響
干旱脅迫下,烤煙的束縛水含量增加,葉片相對含水量和自由水含量下降,氣孔阻力增加,葉片水勢下降,蒸騰強度減弱,煙株對水分的蒸散量減少(汪耀富等1994)。
干旱脅迫下,葉片的葉綠素含量減少,葉綠體希爾反應活力下降,凈光合速率減弱,硝酸還原酶活力下降,脯氨酸含量增加,呼吸速率先升高后下降(韓錦峰等 1994a)。當土壤相對含水量低于75%時(shí),光合非氣孔限制出現,當土壤相對含水量低于65%時(shí),非氣孔限制成為光合下降的主導因子,并可能導致光合器官受到損傷(孫國榮等 2002b)。
干旱加劇植物體內自由基的大量累積,引發(fā)膜脂過(guò)氧化,丙二醛累積,細胞結構受到損傷,膜透性增加(周冀衡等1996)。
4.干旱對煙草品質(zhì)的影響
(1)干旱和水分對葉片化學(xué)成分的影響 干旱不但影響煙葉產(chǎn)量,而且煙葉的總氮、煙堿、蛋白質(zhì)含量增加,總糖、還原糖、鉀含量減少,品質(zhì)下降。在煙草生長(cháng)的不同時(shí)期干旱都會(huì )使烤煙葉片中還原糖含量下降,總氮和煙堿含量上升,內在化學(xué)成分失調,干旱發(fā)生越晚、干旱程度越重,對煙葉化學(xué)成分的影響也越大(韓錦峰 2003)。
生長(cháng)季節雨水較多,或土壤水分充足的煙草比生長(cháng)季節干燥或稍缺乏水分的煙草的硝態(tài)氮、總氮、煙堿和石油醚提取物含量要低一些,淀粉和還原糖要高一些。這主要是氮素等養分的淋失,以及由于煙草產(chǎn)量較高導致養分相對減少(Davis and Nielsen 2003)。
(2)干旱和雨水對煙草致香物質(zhì)的影響 干旱對煙葉香氣品質(zhì)有不良影響,降低色素類(lèi)降解物質(zhì)如巨豆三烯酮和部分類(lèi)西柏烷類(lèi)化合物的含量,而茄酮、β-大馬酮等呈增加趨勢,因此對香氣質(zhì)量有不良影響。但成熟期輕度干旱有利于煙葉香氣物質(zhì)的形成和轉化,可以提高煙葉中大部分香氣物質(zhì)含量(韓錦峰等 1994b)。
煙草表面的腺毛分泌的膠狀分泌物與煙葉香氣關(guān)系密切,是一些煙草重要致香物質(zhì)的前體。Severson等(1985)研究了水分脅迫對白肋煙、烤煙和香料煙葉表面成分的影響,與灌水相比,水分脅迫使葉片蔗糖酯、順式-冷杉醇和西柏三烯二醇的含量顯著(zhù)提高。大雨也可以明顯沖掉煙葉表面物質(zhì),降低蔗糖酯、西柏三烯醇、西柏三烯二醇、順-冷杉醇和賴(lài)百當萜醇等物質(zhì)的含量(Severson et al 1985)。
(二)淹澇對煙草生長(cháng)和品質(zhì)的影響
1.淹澇對煙草生長(cháng)的影響
煙草對漬水敏感,這是煙草起壟種植的原因之一。煙草在漬水條件下表現為發(fā)黃、凋萎。土壤水分過(guò)多不利于煙草生長(cháng),使煙株的生物量下降。淹澇的土壤由于缺氧而使厭氧細菌活動(dòng)增加,使土壤中積累大量的有機酸和無(wú)機鹽(如亞硝酸鹽),土壤酸度增大,影響根系對礦質(zhì)營(yíng)養的吸收,厭氧細菌還可產(chǎn)生一些有毒物質(zhì),直接毒害根系,引起根系腐爛死亡,植株不能吸收充足的水分來(lái)保證葉片的膨壓,煙葉就會(huì )凋萎,嚴重時(shí)即死亡。
淹澇對根系損傷程度取決于積水的深度和滯留的時(shí)間,淹水12h就可對煙草生長(cháng)有不良影響。在淹水脅迫下烤煙葉片相對含水量、水勢、蒸騰強度、葉綠素含量、凈光合速率、超氧化物歧化酶活性和過(guò)氧化氫酶活性下降,而葉片氣孔阻力、丙二醛含量、細胞膜相對透性和過(guò)氧化物酶活性上升,表明淹水對烤煙植株的傷害可能與煙株體內活性氧代謝失調有關(guān)(宮長(cháng)榮和汪耀富 1995b)。
據報道,煙田漬水,由于根系無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精,促進(jìn)花芽分化而導致早花。
2.淹水對煙草品質(zhì)的影響
淹水12h以上時(shí),就可對煙葉化學(xué)成分產(chǎn)生影響,短期(24h內)的淹水使煙葉還原糖含量增加,淹水超過(guò)24h時(shí),還原糖含量顯著(zhù)下降;淹水使煙堿含量明顯下降(韓錦峰 2003)。
土壤水分過(guò)高,易產(chǎn)生生理性病斑,易造成再次營(yíng)養生長(cháng),煙葉遲熟難烤,烤后色澤暗,葉肉組織疏松,葉片薄,油分少,彈性差,吸味淡,缺乏芳香
為了解影響不同含水率卷煙抽吸品質(zhì)差異的因素,研究了不同相對濕度 下平衡的卷煙煙絲含水率、燃吸品質(zhì)、煙氣粒相與氣相水分及總粒相物揮發(fā)性成分的變化。結果表明:
①隨著(zhù)平衡的環(huán)境相對濕度由30%上升到70%,煙絲含水率由8.28%上升到18.79%,卷煙的燃吸品質(zhì)亦發(fā)生差、好、差的變化。其中,含水率12.25%和14.34%卷煙的燃吸品質(zhì)均較好,含水率8.28%、9.13%、18.79%卷煙均較差;
②隨著(zhù)煙絲含水率的升高,卷煙煙氣粒相水分及氣相水分均呈上升趨勢,但氣相水分的上升幅度較大;
③總粒相物和煙堿含量隨煙絲含水率增大而少量減少,CO量則明顯增加;
④含水率8.28%、12.25%和18.79%卷煙煙氣粒相中均鑒定出相同的70種揮發(fā)性成分,但含水率8.28%卷煙的易揮發(fā)性化學(xué)成分含量較含水率12.25%卷煙高,而含水率18.79%卷煙則偏低。
因此,含水率12%~14%卷煙具有較好的燃吸品質(zhì),環(huán)境濕度或煙絲含水率是影響卷煙煙氣水分(尤其是氣相水分)和低分子量易揮發(fā)性成分,乃至感官質(zhì)量的重要因素。 在煙草水分的檢測過(guò)程中,實(shí)驗室多采用LGD-L5A鹵素快速水分測定儀。LGD-L5A鹵素快速水分測定儀采用電磁力平衡傳感器稱(chēng)重系統,保證稱(chēng)重準確;環(huán)形石英鎢鹵紅外線(xiàn)加熱源,快速干燥樣品;在干燥過(guò)程中,LGD-L5A鹵素快速水分測定儀持續測量并即時(shí)顯示樣品丟失的水分含量%,干燥程序完成后,最終測定的水分含量值被鎖定顯示。其加熱源為環(huán)形加熱管,測試更均勻、速度更快,測試完畢后不會(huì )出現樣品焦糊現象;與國際烘箱加熱法相比,環(huán)形石英鎢鹵紅外線(xiàn)加熱可以在高溫下將樣品均勻地快速干燥,樣品表面不易受損,其檢測結果與國標烘箱法具有良好的一致性,具有可替代性,且檢測效率遠遠高于烘箱法。智能化操作,一般樣品只需幾分鐘即可完成測定,是一種新型的快速檢測儀器。
以上是 水分對煙草的影響 文章介紹,更多資訊請瀏覽www.csy17.com
1LGD-8503D環(huán)壓試樣裁切刀
-
LGD-8503D環(huán)壓試樣裁切刀產(chǎn)品簡(jiǎn)介: 專(zhuān)門(mén)切取環(huán)壓或其它試驗用之試樣,其刀刃組合精密,使試樣邊緣能夠平整。 主要技術(shù)參數: 型號名稱(chēng) LGD-850...
2TK100多功能水分測定儀
-
TK100多功能水分測定儀...
3LGD-50A食品快速水分測定儀
-
LGD-50A食品快速水分測定儀產(chǎn) 品介 紹 LGD系列快速水份測定儀是在精密電磁力稱(chēng)重傳感器基礎上配置高效率鹵素燈加熱裝置,達到快速、準確的水份測定...
4LGD-48BC電腦智能瓦楞紙板戳穿強度測
-
LGD-48BC電腦智能瓦楞紙板戳穿強度測產(chǎn)品簡(jiǎn)介 電腦智能瓦楞紙板戳穿強度測定儀是瓦楞紙板抗戳穿性能(既戳穿強度)專(zhuān)用測試儀器。本儀器具有快速壓緊、操作手...
5電子分析天平50g/0.1mg平衡式按鍵內
-
電子分析天平50g/0.1mg平衡式按鍵內...
6LGD-2001HZ 交聯(lián)電纜切片機(橫切+縱
-
LGD-2001HZ 交聯(lián)電纜切片機(橫切+縱儀器用途 交聯(lián)電纜切片機專(zhuān)用于交聯(lián)聚乙烯、聚乙烯塑料絕緣電力電纜物理性能試驗的取 樣,其特點(diǎn)是將傳統的旋轉式橫向...
7LGD-1000B 在線(xiàn)密度計/濃度計彎管式
-
LGD-1000B 在線(xiàn)密度計/濃度計彎管式在線(xiàn)密度計可對各種液體或液態(tài)混合物在線(xiàn)進(jìn)行密度測量。 1. 在石化行業(yè)可廣泛應用于石油、煉油、調油、油水介面檢測;...
8全自動(dòng)熔體流動(dòng)速率儀LGD-400EP
-
全自動(dòng)熔體流動(dòng)速率儀LGD-400EP一、產(chǎn)品介紹: 此款為高精度全自動(dòng)熔體流動(dòng)速率儀測定儀,用于測定各種塑膠、樹(shù)脂在粘流狀態(tài)時(shí)通過(guò)一定的溫度和負荷...
9ST-1025QB氣動(dòng)沖片機(標配)
-
ST-1025QB氣動(dòng)沖片機(標配)...
10STE400 影像測量?jì)x(手動(dòng)經(jīng)典型)
-
STE400 影像測量?jì)x(手動(dòng)經(jīng)典型)儀器介紹: 影像測量?jì)x,以杰出的影像儀硬件技術(shù),配備了業(yè)界功能最強大的自動(dòng)影像測量軟件,可對點(diǎn)、線(xiàn)、圓等元素實(shí)...
同類(lèi)文章排行
- LGD-8503D環(huán)壓試樣裁切刀
- TK100多功能水分測定儀
- LGD-50A食品快速水分測定儀
- LGD-48BC電腦智能瓦楞紙板戳穿強度測
- 電子分析天平50g/0.1mg平衡式按鍵內
- LGD-2001HZ 交聯(lián)電纜切片機(橫切+縱
- LGD-1000B 在線(xiàn)密度計/濃度計彎管式
- 全自動(dòng)熔體流動(dòng)速率儀LGD-400EP
- ST-1025QB氣動(dòng)沖片機(標配)
- STE400 影像測量?jì)x(手動(dòng)經(jīng)典型)