论文摘要
烟草生产的经济效益不仅取决于烟叶的产量和生产成本,更取决于烟叶的品质。烟草是嗜钾作物,在其所有必需的营养元素中,钾是公认的“品质元素”,是影响烟草品质的关键因素。本研究以烤烟（Nicotiana tabacum L.）品种K326为试验材料,采用土壤盆栽试验,在固定施用氮磷水平（N 0.24 g/kg土,P2O50.36 g/kg土）的条件下,通过两个钾肥施用量（K20）处理（0.24 g/kg土,0.96 g/kg土）,研究了钾营养水平对烤烟打顶期养分积累和烟碱合成的影响；同时,在离体条件下,研究了两个烟草品种（鄂烟1号、K326）的精氨酸脱羧酶（ADC）和鸟氨酸脱羧酶（ODC）的酶学性质。主要研究结果如下：1.增施钾肥显著降低烤烟地上各部分烟碱的含量。同低钾处理相比,高钾处理降低上部叶、中部叶、下部叶、韧皮部和木质部烟碱含量分别是20.0%-44.4%、30.6%-41.4%、22.2%-39.5%、8.99%-35.3%和8.44%-40.1%。而打顶可增加烤烟烟碱的含量。打顶后第7天比打顶前的烤烟上部叶、中部叶、下部叶、韧皮部和木质部中的烟碱含量分别增加129%、10.9%、7.76%、64.3%和25.4%。2.增施钾肥降低烤烟根系中烟碱合成酶ADC和ODC的活性,而打顶提高ADC和ODC的活性。高钾处理的烤烟与低钾处理相比,ADC活性降低4.40%-21.3%,ODC活性降低10.9%-28.8%,其中以ODC活性降低更为明显。与打顶前相比,打顶后第7天高钾处理的烤烟ADC、ODC的活性分别增加52.4%、45.9%,低钾处理的烤烟ADC、ODC的活性分别增加47.4%、23.2%。3.不同钾素营养对烤烟上部叶、中部叶、下部叶和韧皮部的还原糖含量没有显著影响,但同低钾处理相比,增施钾肥显著提高木质部中的还原糖含量8.86%。打顶前后的烤烟还原糖含量有显著差异。打顶前,高钾营养提高上部叶还原糖的积累最为明显,提高了29.8%。但打顶后,各部分含量呈现下降趋势。与打顶前相比,至打顶后第7天,低钾处理的烤烟各部分还原糖的含量分别降低0.008%-0.013%、11.0%-61.9%、0%-62.0%、37.4%-43.4%、32.7%-41.9%,高钾处理的分别降低21.9%-26.7%、5.8%-20.5%、19.3%-64.6%、17.6%-30.8%、14.8%-24.0%。结果说明随着时间的延长,高钾营养更有利于还原糖在韧皮部和木质部积累,这2个部位是光合产物的运输部位,这反应了高钾营养更有利于光合产物的运输。4.增施钾肥显著降低烤烟地上部氮素的积累。高钾处理的烤烟上部叶、中部叶、下部叶、韧皮部和木质部较低钾处理氮素含量分别降低7.77%-22.1%、19.7%-48.7%、5.34%-40.5%、5.26%～30.6%和5.57%-22.0%。打顶后,烤烟上、中、下部叶的氮素含量随时间变化呈下降趋势,打顶后第7天与打顶前相比,高钾处理的分别降低9.27%、10.6%、3.22%,低钾处理的分别降低10.9%、12.4%、1.21%。增施钾肥显著降低烤烟地上部的全磷含量,打顶后烟叶磷含量有下降趋势。高钾处理较低钾处理来说,中部叶降低4.00%-37.9%,下部叶降低14.3%-41.2%,韧皮部降低0.49%-27.5%,木质部降低21.8%-60.7%。打顶后的烤烟只有上部叶磷素含量随时间变化逐渐下降,高钾处理的降幅为0%-24.4%,低钾处理的降幅为6.82%-18.2%,其他各部位变化没有差异。增施钾肥显著增加烤烟地上部分各部位钾素的含量。高钾处理与低钾处理相比,上部叶增加2.85%-23.2%,中部叶增加8.89%-51.6%,下部叶增加31.3-66.7%,韧皮部增加25.8%-65.1%,木质部增加34.7%-70.1%。在打顶期内钾素含量变化不显著,但是与打顶后第1天相比,打顶后第7天上部叶、中部叶、下部叶、韧皮部、木质部各部分钾含量分别降低9.8%、2.5%、4.9%、16.7%、3.0%。说明供钾水平的提高对提高烤烟烟叶的含钾量十分有效,但是随着打顶期的延长,烟叶含钾量呈下降趋势。5.在本实验条件下,供试鄂烟1号和K326的ODC最适pH分别为pH6.0和pH7.4,而ADC最适pH分别为pH8.0和pH7.3。ODC和ADC酶促反应的最佳底物浓度均为50 mmol/L。两个烟草品种的ODC和ADC的最适温度为35℃-40℃。此外,两个烟草品种的ODC和ADC都具有良好的热稳定性,50℃预热处理酶30 min后,ODC依然保持80%以上的活性,ADC保持70%以上。在离体情况下,除0.1 mg/L的As（V）对鄂烟1号的ODC活性有轻微的激活作用外,添加重金属As（Ⅲ）、As（Ⅴ）均显著抑制ODC和ADC的活性。不同基因型烟草的ODC和ADC对重金属抑制的反应有明显差别,其中K326的抑制作用最明显,As（Ⅲ）胁迫下K326的ODC和ADC分别降低33.25%～55.21%和14.94%-68.86%,As（V）胁迫下K326的ODC和ADC分别降低45.78%～52.29%和25.32%～40.32%。