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烟草是一种喜光作物,光强是影响烤烟生长的重要生态因子之一,它可以调节烤烟的生理代谢、生长发育和形态建成,使烤烟更好地适应外界环境。目前关于光强对烤烟地上部叶片生长发育及代谢规律影响的研究较多,而有关与光强对根系生长发育规律、氮素吸收分配、碳水化合物合成积累、烤后烟叶质体色素含量及其降解产物影响的研究报道较少。为此,本试验以云烟87为材料,在整个生育期设置三个遮荫强度处理:L1,一层遮阳网(85%光强);L2,两层遮阳网(65%光强);L3,三层遮阳网(50%光强);以L0(100%自然光强)为对照,探讨了弱光处理对烤烟根系生长发育、各器官氮素吸收分配、碳氮化合物积累、各化学成分及香气物质的影响。主要研究结果如下:1弱光处理对烤烟根系生长发育的影响遮荫处理条件下,地表及土壤温度明显下降;烤烟一级侧根数量及根系干物质重显著低于对照L0处理,根系物质分配同化速率及分配比率最终均低于L0处理。随着生育期推进,各处理的根系活力、硝酸还原酶活性呈现先升高后降低的趋势,且各处理根系活力峰值出现在60天,遮荫处理硝酸还原酶活性峰值出现时间较L0处理推迟15天出现在60天。随生育期推进,遮荫处理根系活力、硝酸还原酶活性由前期显著低于L0处理转变为后期显著高于L0处理,说明遮荫处理降低了根系前期的代谢能力,不利于烤烟向根系分配物质,且推迟或减缓了后期根系活力及硝酸还原酶活的降低,延缓了根系的衰老。2弱光对烤烟氮素吸收积累及含氮化合物积累规律的影响弱光处理提高了烤烟各生育期根、茎及叶片的氮素含量;各处理各器官氮素吸收速率均表现为先增加后降低趋势,在打顶前,遮荫处理氮素吸收速率低于L0处理,在打顶后,L0处理氮素吸收速率迅速下降,致最终低于遮荫处理;烤烟各生育期氮素积累量表现随光强降低而降低趋势;随着生育期推进,根系、茎秆氮素分配呈增加趋势,叶片分配量呈降低趋势,遮荫各处理表现为根系氮素分配率由生育前期高于L0转换为生育后期低于L0,而叶片氮素分配率表现为由生育前期低于L0处理转换为生育后期高于L0处理,各处理间茎秆氮素分配率很接近;干物质积累速率与氮素积累量、氮素吸收速率成显著正相关;叶片氮素含量与总干重,叶片干重极显著负相关(-0.917**,-0.909**)。由此说明,遮荫处理降低了烤烟氮素的吸收,改变了各器官分配比率,降低了根系相对分配率,提高了叶片氮素分配率;烤烟各部位氮素含量增加与干物质降低引起的稀释效应降低有关。随着生育期推进,烟叶硝酸还原酶活性呈现先增加后降低的趋势,遮荫处理的峰值出现在60天以后,较L0推迟;遮荫处理硝酸还原酶活性在生育前期低于L0处理,而打顶后转变为高于L0处理;遮荫处理烟碱含量在移栽60以后一直高于L0处理;遮荫处理烤烟游离氨基酸、蛋白质含量有不同程度的提高,以L2的值最高,A/P比值以L0最低。由此说明,遮荫处理不利于烤烟叶片的氨基酸向蛋白质的同化及蛋白质的转运,降低了氮素同化水平,且遮荫处理推迟了氮素代谢向碳代谢为主的转换时期,延缓氮素代谢的下降,相对提高了后期的氮代谢水平,延缓叶片衰老,烤烟落黄推迟。3弱光对烤烟干物质积累分配及碳水化合物积累规律的研究弱光处理烤烟各生育期根、茎、叶干物质积累量均显著低于L0处理,根冠比、根系分配率由前期高于L0逐渐转变为后期低于L0,而叶片分配率则由前期低于L0处理转变为后期高于L0处理;干物质同化速率方面,遮荫处理下烤烟在生育前期同化速率降低,生育后期适度遮荫同化速率高于L0处理,说明弱光处理降低了烤烟干物质积累,改变了烤烟各器官物质分配。干物质同化速率与氮素积累量、氮素吸收速率成极显著正相关(r=0.696**,0.733**),与根系活力、硝酸还原酶成显著正相关(r=0.087,0.523*),由此说明烤烟碳代谢与氮素代谢具有共同促进关系。弱光处理条件下,烤烟叶片前期还原糖含量低于对照L0,后期还原糖含量高于对照L0;总糖方面表现为生育后期高于L0处理;淀粉含量表现为一直低于L0处理;烤烟叶片C/N比随生育期进程由生育前期高于L0转换为生育后期低于L0处理。说明遮荫处理降低了烤烟碳代谢水平,降低了生育前期氮素代谢水平,提高了生育后期氮素代谢水平。4弱光对烤后烟叶品质的影响随着光强的下降,烤后烟叶中石油醚提取物、还原糖、总糖、淀粉含量均逐渐降低,总氮、烟碱、叶绿素、类胡萝卜素均有升高趋势;遮荫处理的两糖比、糖碱比、氮碱比均低于L0,化学协调性下降。遮荫处理烟叶的类胡萝卜素降解产物、新植二烯含量、总香气量均低于L0处理。烟叶中香气物质总量与质体色素、烟碱、总氮含量成显著或极显著负相关,与总糖、淀粉成正相关,与还原糖成极显著正相关;通过逐步回归分析建立数学模型可知叶绿素、烟碱对香气总量有负响应,总糖对香气总量有正响应。说明遮荫处理降低香气物质总量的主要原因是质体色素降解不充分,碳氮代谢不协调。