我国烟草栽培技巧讲义

烟草在此要特别感谢SQM和YARA的同事以及以下机构为我们提供的大量翔实数据:北卡罗莱纳州大学乔治亚州大学Yara(挪威)目录1作物营养与作物的生产的关系72作物描述82.1起源82.2植物学描述92.3烟草类型92.4栽培区域122.5土壤132.6气候条件182.7灌溉202.8植物形态学252.9物候学282.9.1萌芽282.9.2大田移栽322.10品质参数362.10.1烟草目标品质372.10.2食物加工法402.10.3亚硝胺452.11主要病害472.11.1根系真菌病害472.11.2地上部分真菌病害492.11.3细菌病害502.11.4病毒病503养分功能523.1N523.2P533.3K533.4Ca553.5Mg563.6S573.7微量元素584养分管理615缺素纵观726专业植物营养和主要肥料特征797养分施用867.1施用时间867.1.1N867.1.2P877.1.3K877.1.4Ca887.1.5Mg897.平衡施肥技术897.2.1颗粒养分897.2.2颗粒肥和灌溉施肥918研究结果929大田试验9810文献102、作物营养与作物的生产的关系这一部分描述了如何管理烟草，来提高产量和改善品质，以获得最大的经济效益。养分平衡意味着以适当比例和数量提供作物需要的必需养分，遵循作物生长曲线，发挥作物的最大生产潜力。作物所创造的收入与植物的品质和产量有关，健康是品质和产量的基础保证，要保证作物的健壮生长就必须向作物各器官提供平衡的养分。养分供应不平衡过量或缺乏，将会导致产量和品质下降。养分经由作物收获，土壤过滤渗透，水分流失等途径而损失，因此必须进行养分补给。因此，养分状况管理必须提供施用养分的准确时间和比例。一个理想的施肥方案必须考虑到养分平衡和时机，包括含量和施用时间。来自试验的结果可以用来指导施肥，进行养分平衡管理。试验可以在特殊的时期利用具体的方法采集叶片样品进行化验。其它部分的生长发育和生长曲线也可以为养分平衡提供有价值的数据。土壤的性质和土壤养分状况也非常有用。试验通过长势良好的作物来提供基准数据。肥料是进行土施还是叶施，应该根据养分平衡管理工具来判断。对于维持养分平衡，肥料产品的功能差异很大。作物的经济效益涉及到产量和品质。品质的好坏影响了购买者的喜好，决定了市场销售。、作物概述2.1烟草起源烟草的传播源于金鸡纳-厄瓜多尔-玻利维亚的高原(Espino,1988)。尽管烟草起源于此,但是主要在印度-美国生产和消费,特别是Nicotiana tabacum品种,在整个南美和安的列斯群岛进行消费;Nicotiana rustica品种也在墨西哥、美国和加拿大消费。在1492年11月，烟草被哥伦布带到了欧洲。16世纪中叶烟草传入中国。2.2植物学描述烟草(Nicotianatobacum)为茄科烟草属植物,一年生或多年生,单叶互生,常有粘质柔毛。产于南美洲,我国引种烟草很早,产量颇大。烟草属被分为60余个种，人工栽培利用的只有两个种，即红花烟草和黄花烟草。红花烟草，烟草属植物的主要栽培种之一。花冠除少数近白色外，多数为粉红色至深红色。黄花烟草，烟草属植物的主要栽培种之一。花冠呈黄色或黄绿色。2.3烟草类型依据烟草叶片的使用方法，对烟草进行了分类，每个品种都有其特性和生态学差异，及其化学和器官学特征。主要烟草品种的特性如下：维吉尼亚Virginia维吉尼亚品种，叶片大，60-70C烘干后呈褐色。香气细腻，烟碱含量中等，糖份含量高。燃烧的气味略带酸甜味。用于生产含烟碱香烟和烟斗用香烟。成熟时需要一片片摘除。烘烤时叶片卷曲。伯雷BurleyBurley品种植株高，叶片大，自然干燥或烘干呈漂亮的红色。它们的特性是：燃烧性好，填充性好，以吸收香味。香味中等。可以整株收获，空气自然干燥。明火烘烤处理Fire-cured该品种叶片形状多样化，干燥后呈黑色，香味浓。适合制造烟斗烟，鼻吸烟和过滤嘴烟。制作工艺主要是通过在卷烟的烟叶配方上来区别的。配方：将不同的烟叶或者相同的烟叶不同的等级按照一定比例混合起来，形成具有一定口味或者感官特性的卷烟原材料。烤烟型：烤烟型卷烟起源于英国，又称为英式卷烟，“三五”就是典型的烤烟。它的配方特点是全部或者绝大部分使用烤烟原料，烟丝为橙黄色，卷烟烟气具有典型的烤烟香味。混合型：混合型起源于美国，又称为美式烟。“骆驼”就是第一个美式混合型卷烟牌号。混合型卷烟配方由烤烟、晒烟、晾烟等烟叶混合组成，其特点是香气浓郁、烟味醇厚，烟丝颜色呈棕红色。晒烟型：又称为法式卷烟，它以深颜色的晾烟和晒烟味主要原料。该类型卷烟的烟味浓醇、劲头大，烟丝颜色味红棕褐色。国内很少见。香料型：以晒烟中的香料烟叶为原料制作的一种卷烟，卷烟烟气中有突出的树脂香味。其他型：其他还有薄荷型、丁香型、药物型等不同种类型卷烟。DarkDark植株高大，叶片大。在空气中晾干或经过发酵过程以后，颜色有咖啡色变为暗褐色。通常香味浓烈，烟碱含量高，具有碱性反应。用于生产卷烟。EasternFigure.不同品种的烟草及其在全球所占的份额Figure.烟的各部分Filler=填料, wrapper=包装材料，binder=粘合剂.植株矮小，叶片小，太阳下晒干成褐色。其独特的香味适合生产卷烟和烟斗烟草。从图1可以看出,维吉尼亚烟草占60%，其次是Burley烟草13%,Eastern占12%,Dark6%。其他品种的占到了9%。2.4种植区域烟草种植范围遍布全球120多个国家。五个大洲的总种植面积达到了390万公顷，年平均产量1.64t/ha。其中农业种植面积居全球首位的20个国家的烟草总值面积占到了总种植面积量的87.7%以及总产量的87.6%。总的来说，中国、巴西和印度占全球种植面加的65%。烟草的种植区域在北纬45南纬37。2.6土壤谈论烟草种植的土壤实际就是谈论与烟草品质有关的土壤特性。事实上,适合种植烟草的土壤都具有相似的特性。烟草的生长需要良好的土壤物理性状，如适度的空气、平衡的水分和良好的排水条件。这是因为烟草对土壤中的氧气缺乏与否、水分丰缺程度极度敏感。另外，烟草生长时，地下水位不能接近地表。适合的pH范围为中性到微酸。在酸性土壤中，铝和锰害会降低叶片品质；土壤中含碳酸盐会导致缺钾，导致叶片可燃性降低。烟草生长的合适pH5.2-6.5。pH值较高，大于7.5时,磷、铁、锌、锰、铜、硼有效性降低。当pH低于5,养分有效性降低，特别是磷和钼。另外，如果土壤酸度过低，那么将会产生铝、锰及其他重金属毒害。在酸性土壤经常发生锰中毒，造成植物生长缓慢，叶片黄化或者落叶。如果锰吸收过多的话，将会减少其他阳离子如铁、钙、镁的吸收(Sims,Wells,1985)。其次，肥料在土壤中通过酸碱反应会修正土壤pH，可以通过酸-碱指数(AAI)测定，可以调整养分的吸收。Figure.土壤pH对养分有效性的影响（引自:Yara）如果肥料具有酸性反应，那么酸-碱指数(AAI)呈现负值。如果肥料具有碱性反应，那么酸-碱指数(AAI)呈现正值。不同类型的烟草可以划分为两大类：色淡的Virginia、Eastern和黑色系列air-cured、fire-cured。Figure.阳离子交换量与土壤有机质的关系。Source:1999,蒙得维的亚,乌拉圭.Figure.阳离子交换量与土壤pH的关系。Source:1999,蒙得维的亚,乌拉圭。色淡系列的烟草喜欢轻壤土，阳离子交换量低(CIC)，养分利用率低。黑色系列喜欢重壤土，粘土含量高，有机质含量高(OM)，接近中性。无论在什么情况下，使用有机质对改善土壤结构、提高阳离子交换量、提高微生物活性、提高土壤持水量和避免养分渗漏都是非常重要的。同时，阳离子交换能力高，可以提高土壤pH，提高某些植物的养分吸收利用率。另外，土壤盐度在两个方面影响作物：一是通过总盐度，二是通过不同离子的特殊毒害（氯化物、硫酸盐和碳酸盐）。烟草对盐分敏感度较高，盐分含量过高会导致植物吸水困难，妨碍植株生长。叶片中盐分含量（氯离子）的多少直接影响了烟草的收获品质。因此，肥料的使用率是非常重要的。为了避免土壤盐分过高，推荐使用低盐分肥料。Table.阳离子交换量(CIC)阳离子交换量(CIC)钙65-85%镁6-12%钾2-5%铝低于5%mg/kg锌0.5-1铁4-5铜0.5-1锰0.2硼1.0Table 肥料盐分指数肥料NP2O5K2O盐度指数氯化钾0060116硝酸铵3400102硝酸钠1600100尿素460073硝酸钾130066无水铵820047硫酸钾005043磷酸二铵1846029磷酸一铵1152026超级磷酸三铵0460102.6气候条件烟草是一种热带作物，对低温和严寒敏感。种植气候范围广，需要90-120天的无霜冻生长周期。苗床期所需温度16，在大田中的实际生长所需温度19-28（Burke,quoted by Comis,1996)。温度对作物影响很大，会影响烟草的叶面积。Figure温度对烟草叶面积的影响。资源: Raper et al and Agron J.,1971.更加准确地说，相对于低温(14-18)，作物在高温(26-30)拥有较大的叶面积,该现象通常出现在第8片叶（从下而上）以上的叶片。也就是说高温烟草可以生长出更多的叶片。当日温是34，夜间温度30时，植株大约可以生长40片叶。Figure.温度对植株叶片数量的影响。资源:Raperetal和AgronJ.,1971.Figure.温度对叶片重量的影响。Source:Raperetal，AgronJ.,1971.2.7灌溉烟草生长周期短，但对水分和养分需求量大。灌溉是提高烟草品质的重要措施。通常来说，烟草根系对浸水非常敏感，因此相对于干旱，烟草更易受到涝害比胁迫。尽管如此，干旱和涝害对烟草都是有害的。缺水会降低产量和燃烧性能，同时水分过量也会造成蛋白质含量下降和钙镁含量降低。灌溉可以提高叶片加工的物理和化学性能。灌溉可以提高叶片中的糖分含量，降低烟碱含量。JonesG.,1996报道,干旱会增加叶片中的烟碱含量，但会增加烟叶的芳香。水分过多会减少烟碱含量，降低烟叶芳香。灌溉可以促进根系生长，提高水分和养分的吸收利用率，产量可以提高15%。与仅依靠降雨相比，通过灌溉烟草会生长出更大的叶片。不同土壤的容量不同,平均为30kPa,变化范围在5-40kPa。为了更好的控制土壤十分，建议安装张力计。Figure.土壤持水能力据1998年Moore和Tyson的报道,灌溉有助于烟草提前开花和花序剪切后的二次萌芽。同时他们还指出，依据美国乔治亚州的条件，可以在烟草的不同生育阶段进行灌溉。早期生长阶段：从移植后到植株30cm（移植后2-4周），此时对水分的需求逐步增加，但是并未达到最大值。快速生长期：从植株30cm到花苞出现（移栽后4-10周），此时需水量最大，要保证水分供应以提高产量。在收获阶段：对水分的需求减少。第一次灌溉在移栽后进行，避免造成土壤板结。推荐灌溉湿润深度为12.5mm。此后，每周灌溉量推荐湿润深度15-20 mm，随之灌溉量每天为5-6.5mm直到需水最大时期即移栽后6-10周。该时期的养分管理对烟草的质量和品质至关重要。在植株收获前必须进行灌溉，虽然这个时期的需水量较前面的生长阶段少，但是对于叶片的厚薄程度影响很大。Figur.烟草水分管理。资源：Harrison和Whitty, 1971,Moore 和Tyson1998年引用。根据气候条件、土壤特性、作物的承受能力，每公顷烟草的灌溉用水量为4000-6000m3。Figure.土壤水分蒸发蒸腾损失总量和烟草蒸发试验资源:Maw,Standell和Mullinix,1997烟草根系2.8植物形态学烟草的主根迅速分支，形成一个浓密的丛簇状。生长良好的作物，根系长度和半径可以达到1.5米。烟草具有浓密的丛簇状根系。根系的发育很大程度上受到土壤特性、移植技术的影响。根系的重量受到烟草品种、土壤肥料、种植措施的影响。施肥，灌溉，稀释倍数和地势情况都是影响根重的重要因素。在正常情况下植株高度可以达到1-2m，每株15-25片叶 (Martinez,2005)。烟草可以产生内生的叶腋花蕾,可以开花。烟草的花序为终端圆锥花序。烟草的花冠距离花萼较远，这是非常典型的特点，它没有花瓣，花冠类似拉长的圆柱体，在末梢的终端形成5个圆裂片。Nicotiana烟草的花瓣颜色为粉红色，通常为苍白色或淡黄色。烟草的叶片是椭圆形的，并直接生长于主干上。叶片表面不光滑，具有大量的绒毛。烟草是多年生修剪后萌芽的双子叶植物。叶片长毛状，叶柄交互生长。花朵为两性花，形状规则。尽管烟草的大多数细根都分布在土壤肥沃的表土层中，其根系的穿透力很强。Figure 烟草地上部分Aereal part of Tobacco plant依据烟草的类型、生产目的，烟草每公顷的种植株树为10000-25000株。如果烟草的种植密度过大的话，烟草小、叶片薄、盐碱含量低；种植密度大，产生的效果正好相反(JonesG.,1996)。由于叶片的不同高度和位置会带来不同的产量，因此叶片的高度和生长位置也非常重要。叶片的生长角度为5和18时产量较高。Figure 叶片位置对烟草产量的影响。资源:Brown和Terril,1972.2.9植物物候学2.9.1萌芽烟草的生长发育从种子萌芽开始。烟草的种子很小，10000个种子才1g(Agenda del Salitre, 2001)。为保证发芽率超过90%，必须使用高品质的种子(Smith,Peedin, Yelverton,Saccer,1988)。在发芽所需的7-10天里，温度必须保持一致21C-24C。当大多数种子发芽后，夜间温度可以保持在13C-15C，日温可以保持在27C-29C。从种子萌芽大约需要6-8周的生长时间,植株可以进行移栽。Figure种子的生长阶段。资源:北卡罗莱纳州大学Figure秧苗生长发育系统利用温室等系统来促进秧苗发育。烟草也可以通过苗床进行育苗。每公顷推荐设计200m2的苗床，每m2的种植密度为400棵，以方便移植。为防止可能发生的萌芽问题，必须保证育苗数量。在此时期，温度、湿度和养分必须合适。育苗期必须供应充足的水分以防止脱水，所以必须使用培养基。在种植时必须保证培养基湿润。烟草植株对盐分含量很敏感。因此，在灌溉前必须检验灌溉水的重碳酸盐、氯离子或钠离子是否超标，以防灼伤秧苗叶片。在此阶段烟草形成其根系和地上部分。在此过程要加强管理，以保证移栽后植株和根系的快速生长。2000年Caruso,Pearce和Bush的研究显示,烟草在21C-24C的温室中萌芽后经过20-40天后，植株快速生长。根据最近的调查，萌芽后2周养分使用比例为N:P2O5:K2O=3:1:3，4周后使用100-50ppmN，随后使用100ppmN。生长时间达到一个周后要对植株进行修剪。修剪可以提高植株移栽后的抵抗能力，主干的直径和长度统一，这对于机械移植是非常重要的。Figure叶片剪除Source:SQM第十届烟草研讨会在土壤条件不是很好的条件下，修剪可以延迟移栽。通过修剪可以增加可利用植株的数量，一般修剪次数为3-5次。但要防止修剪得次数太多，否则会减少主干长度和直径，妨碍生长，延迟开花。推荐在植株5-7.5cm时每隔3-5天修剪一次，每次修剪掉3.5cm。2.9.2移栽Figure：秧苗的不同体系资源: Willani S.SQM第十届烟草研讨会一旦大田和秧苗都准备就绪，就可以准备移植。根据气候条件和秧苗自身的情况，移植后植株大约需要15天的恢复时间。一旦过了恢复期，植株将迅速生长。Figure：烟草的不同物候阶段Figure烟草根系平均干重Source:试验实行者：Anton Scholtz,南非金叶,南非根系在生命周期的前三个月后才开始生长，从第七周到第二十周，根系的物质的量呈五倍增长，暗示了此阶段植株迅速生长（巴西）。芝加哥的试验表明移栽后的第11周后根系开始生长（Maw W.,Stansell J.和Mullinix G, 1997）。根系数量决定了下一阶段植株的生长(Collins, 2001)。移栽后2个周，根系开始生长以后，叶片也可以发育。在移栽后的第5周到第12周，叶片快速生长。在此阶段，地上部分干物质开始形成（南非，烤烟）。Figure.烟草地上部分平均干物质重Source:实施人：Anton Scholtz, South African Golden Leaf,南非Figure.花期开始开花后，必须摘除花骨朵控制花量和控制新发芽。2周后开始收获（Collins, 2001，维吉尼亚烟草）。摘除花骨朵可以促进植株的生长和养分在根系和植株体内的分布。同时摘除新芽（二次生长），可以促进叶片扩展和叶片的生长。完成以上过程后，烟草进入地上部分生长期，促进植株纵横向的发展和叶片扩展。通常情况下，维多利亚烟草的生长期为90天，伯雷（Burley）烟草的生长期为120天，此后可以进行收获。依据气候和生长情况，收获通常持续5-7天。在一般情况下，烟草从下边叶片往上开始成熟，大约每周可以收获2-4片叶/株。换句话说，每周每公顷烟草可以生产20000-片叶片。当烟草叶片重量、尺寸达到最大时，或当其外观如“缺氮”黄化症时，说明应该进行收获了。下部叶片（左边）：从左向右，未成熟叶片、成熟叶片、过熟叶片上部叶片（右边）：从左向右，未成熟叶片、成熟叶片、过熟叶片Figure.叶片成熟表现2.10品质参数烟草品质，包括化学、物理、感官特性。烟草的加工过程包括晾干、加工、发酵。烟草的品质受到农业操作过程和措施的影响，如生态结构的选择，烟草的品种、肥料使用、种植结构、灌溉措施等。2.10.1烟草目标质量不同类型的烟草品质差异很大，通常分为3个系列(Tso,1990):感官标准*叶片形状*颜色*均一性*异质的存在*叶面损害*结构*主要部分*成熟*气味*香味*叶片水平物理标准*填充因素*抗逆机制*吸水性*产量*燃烧性化学标准*糖分含量*盐碱*石油醚提取液*灰烬水溶性提取液*总氮*蛋白质-氮*淀粉*非挥发性酸*总挥发物* (雪茄烟的)外包叶品质Figure.烟草叶片品质影响烟草叶片品质的因素很多。分级如下：最低部叶片称为“Primings” (P)，含烟碱1.5%-2%,含糖5%-10%。这些叶片的形状和顶梢是圆的，颜色苍白。成熟后叶片颜色类似缺氮症状。“Primings” (P)往上的叶片称为 “Lugs” (X)含烟碱2.5%，含糖12%-20%。它们的叶片中等大小，顶梢较平，比“Primings”颜色深。“Lugs”在向上的叶片级别为“Cuters” (C)，含烟碱2.5%，含糖12%-22%。这些叶片生长在植株的中间部位或稍偏下。它们的长度大约为40cm，圆稍、卷边，气味芳香。继续向上为“Leaf” (B)，含烟碱3%-3.5%，含糖15%。这些叶片位于植株的上半部分，较“Cuters”窄，尖梢、颜色更深、香气浓、富含油。最后的部分是“Smoking Leaf” (H)位于植株的最顶端，含烟碱3%，含糖12%-20%。这些叶片燃烧性好，香味浓郁。这些叶片较难获得。值得注意的是不同田块间各等级间的物质含量可能会有所不同。不同品种的烟草香味会有所差异，不同部位的叶片香味也不同，下部的要香味比上部的要差些。烟草本身的特性、生长的土壤条件、气候条件等对烟草的品质影响很大。尽管如此，烟草收获的品质会因加工过程的不同而有所差异。2.10.2食物加工法根据Hawks1980年的报道,加工的目的是双重的。一方面，通过温度和湿度的调节来获得叶片中所需的花学和生物变化；另一方面，通过干燥，烟草可以维持其潜在的品质特征。维吉尼亚烟草加工烟熏(烟草)欲获得良好统一的加工品质，需要选用形状一致的成熟叶片。如果采摘时叶片未成熟，那么烟草的加工品质将会下降，如果烟草成熟延迟的话，其加工品质也将下降。在加工的初始过程中，叶片中水分占80%-90%，剩余部分中，糖分25%，色素75%、生物化学组分和有机成分等。精确的加工过程将会维持烟草在大田中的品质不变，但是如果加工过度，将会导致品质下降。维吉利亚烟草的加工包括如下三个过程：1.黄化阶段2.叶片干燥阶段3.茎杆干燥阶段在黄化过程中，叶片不断失去水分，经过多种生物过程，叶片逐渐变黄。变黄是因为叶片中的叶绿素被破坏。要保证充分的黄化，必须有充足的氧气供应。氧气主要是通过气孔提供。氧气的渗透加速了叶片中淀粉转化为单糖的速度（葡萄糖、果糖和蔗糖）。一少部分糖用于叶片呼吸消耗，这个过程会产生热量，出现副作用，导致烟草卷性降低，这也体现了通风的必要性。Figure.维吉尼亚加工过程中温度和湿度曲线叶绿素消失的过程和单糖形成的过程是同时进行的，这就是为什么可以通过颜色改变来测定糖的形成。在此阶段叶片水分的损失很少，并且加工温度不可超过35C。加工过程共需要36个小时。第二个阶段叶片干燥阶段，大约持续44-48小时，水分减少40%。干燥温度在35C-54C时，对叶片影响最大。叶片所损失的水分达到40%-50%时，可以提高叶片的熟化温度，否则的话将会出现叶片烫伤。第三个阶段茎杆干燥阶段，所需温度超过75C，经过推荐温度低于71C。在此阶段，叶片完全干燥，生物化学变化几乎停止，目的是在不损害叶片薄层的前提下提取水分。此过程需48小时，也是水分提取的最困难阶段。这就使干球温度计和湿球温度计的差异超过40C的原因，在此过程水分减少40%-20%。在加工过程中，必须考虑到三个决定性的因素：空气温度、环境湿度和周围的空气。目前，相关仪器的使用如干湿温度计，可以准确地测定生物碱的含量。Figure.加工过程中，必须控制好空气温度、周围的湿度和空气流通等环节Source:SQM IX烟草学院.Figure.干、湿球湿度计Source: SQM IX 烟草学院.此外,湿球温度计可以测定叶片的温度。在叶片黄化的过程中，干球温度计的温度不可超过38C;而湿球温度计的读数要低1-2度。在干燥的过程中，温度每个小时上升1C，干球温度计的温度不可超过54C，湿球温度计的温度保持在40C左右。在茎杆干燥过程中，温度每个小时上升1C，但是干球温度计的温度不可超过71C，湿球温度计的温度保持在43C左右。上面提供的数值仅是参考值，要根据具体情况而定。黑烟草加工在黑烟草加工开始的8-15天，叶片失去85%-90%的水分。代谢遭受破坏的阶段是一个快速加工过程，在此阶段绿色素并未完全消失，而黄色素的破坏过程也相当缓慢。在第二个阶段，卡梅拉色进行固定。这些颜色是黑烟草的典型色彩，是多酚氧化为绿原酸的结果。在加工过程中，烟草叶片会发生一系列重要的化学变化，烟草因此获得其香味。在此过程中蛋白质和碳水化合物含量急剧下降，同时生物碱的含量也有所下降。烟草加工最终也会导致叶片中的干物质的损失。黑烟草的加工在“(烟草)熟化室”中进行，通过引入外界空气控制熟化室的温度和湿度。在过去的几年里，引进了烟草加工控制设备。利用此设备黑烟草的加工过程较自然条件下加工速度提高了50%，同时提高了产量。2.10.3亚硝胺亚硝胺是加工过程的化学成分，是很多粮食产品的副产品。尽管亚硝胺允许在全球使用，但是其对人体存在潜在的风险，属于致癌物质。在食品中通过控制其使用量，来减少其潜在的风险。Figure烟草中亚硝胺形成假设如果加工不充分，将会产生亚硝胺。因此在操作过程中要充分加工，减少亚硝胺的产生量。亚硝胺是由叶片内的硝酸盐转化而来的。但是这并不意味着降低硝态氮含量就可以减少亚硝胺的含量，相反地，其含量将会提高，这是因为土壤中的铵态氮转化为硝态氮后被作物吸收利用。另一方面，如果直接提供硝态氮，植物可以快速吸收，而后有更多的时间转化为有机态氮（蛋白质），这就是为什么收获时叶片中硝态氮含量较少的原因。Figure.次生碱基形成时，亚硝胺形成因此可以在植株生长的早期使用硝态氮可以减少加工过程中亚硝胺的产生。如果产品直接与火接触的话这在生产时经常发生，容易导致亚硝胺的产生，这就是叶片加工过程中为什么要避免与火直接接触的原因。亚硝胺的出现导致了烟碱（生物碱）的转化过程的发生。2.11主要病害2.11.1根系真菌病害“Pata Prieta” or “Pi Negro”(烟草黑梗病)是一种在西班牙比较普遍的由土壤植物病原体真菌引起的病害。此病害主要影响根系和茎杆,但是在有利的环境条件和较强的接种体压力下,整株作物都会受到影响。不同生育期的植株症状不同：幼苗更易受影响，根系出现枯萎，主茎黑褐色，还会破坏作物的维管束系统。在合适的条件下，病害会从茎部传播到叶片。比较典型的叶片枯萎会在一天内影响所有的叶片，在中午达到高峰。在侵袭的过程中，叶片变逐渐变褐，茎杆枯萎。在最后的阶段茎杆变黑的区域达到了30cm或更大。有些黑梗病只在温度超过20时发生，当温度达到28-30时开始传播。土壤湿度过高也会影响病害的发展。土壤特性如pH、钙、铝含量也会影响真菌病害的传播。温室和大田烟草黑梗病的控制方法通常是使用广谱性杀真菌剂和消毒剂，但是最有效的方法是使用完整的病害控制系统，包括使用抗体，作物轮作以及其他措施来阻碍接种。温室中由腐霉病引起的植物损失包括幼嫩植株茎结、根结和任何生长阶段根系坏疽。温室中由此病菌造成的损失相当严重，必须采用统一的措施进行防治。根据当地专家的推荐使用杀真菌剂是非常经济有效的手段。19世纪末在美国和意大利进行了报道，黑霉病引起的黑根结是鞭状匍匐枝，在世界烟草种植区内都有发生。病症是根系黑腐，严重影响整个根系。病症较轻或发病初期，植株地上部分无明显症状。随着病害的发展，植株生长失衡，严重时白天植株枯萎。利用抗体、作物轮作和工业杀虫剂的使用可以控制黑根结的发生与传播。在某些区域，如果此病害属于地方病，要严禁在酸性土壤上撒用石灰，一旦pH超过6将会刺激病原体的生长，从而影响烟草的生长。在大多数烟草种植区，特别是温室中，由水稻纹枯病菌和其他菌种如镰刀霉引起的病害经常可以观察到。这些病菌主要发生在温室中，可以通过检疫监测、作物轮作等措施来对其进行控制。2.11.2地上部分真菌病害青霉病这些种类中对烟草影响最严重的是由烟草霜霉病菌“青霉病”。当出现附生现象时，青霉病会破坏大规模区域的烟草收获。此病害的症状随植株不同生育期而不同。在较小秧苗的直立干枯叶片上可以观察到斑点。在较大的秧苗上可以看到黄色圆形斑点，在大多数情况下我们可以看到菌类由灰色变为蓝色，正如其名“青霉病”。大田中，较大的植株上会出现黄色斑点并逐渐发展为坏疽，叶片变形，碎裂。青霉病会造成植株部分后整株损害。病菌存在不同的传播体类型，可以通过空气传播。空气湿度大、阴天都有利于病菌的传播。真菌具有变异性，对农药的抵抗力增强，并可以通过免疫屏障，因此，控制蓝霉病的发生，需要完整的病害控制体系。白粉病白粉病只发生在某些区域，很少影响黑烟草，但是其危害性却是很大的。白粉病发生后的病症为：叶片表面和茎杆上出现一层灰色的尘状物。进一步发展，下位叶片出现褐色斑点。遭受病害的叶片不能再用于加工，特别是卷烟业。褐斑病褐斑病是由链格孢引起的病害，是烟草叶片病害中最典型的病害。病菌首先影响烟草的下位叶片，在有利的气候环境下会沿茎杆向上部幼嫩叶片转移。此病害发生的典型症状是叶片上出现褐色小斑点，在有利的环境下斑点数量增加，面积增大。温暖、湿度大、有雾的气候条件有利于病菌的发展。病菌毒素的不断传播，就会导致叶片褐斑。必须采用系统的防御措施来抵御病菌的发展和传播。眼斑病烟草的另一个典型病害是由烟草香素尾孢菌引起的“眼斑病”。此病害在温室和大田中都会发生，典型症状是叶片上出现圆形褐斑或灰色损伤。目前主要使用化学方法来控制此病害的发生，但是使用无病原体种子进行栽培是控制此病害的基本方法。2.11.3细菌性病害烟草野火病菌是假单胞菌引起的细菌性病害。其典型症状是叶片尖缘出现斑点。斑点先是水渍状，后出现坏疽，接着变为褐色或黑色，最后干枯。个别斑点较小，但是它们会出现重叠或逐渐变大。最后叶片出现破损并完全失去其商业价值。控制烟草野火病菌应采取以下措施：完整的隔离检疫措施、利用抗体品种、化学控制措施。2.11.4病毒病烟草受到多种病毒的影响，其中在自然条件下受到20多种病毒的影响，在实验条件下受到100多种病毒的影响。这些病毒中只有为数不多的对烟草具有经济价值。尽管如此，很难对病毒造成的经济损失进行有效的评估。一般认为病毒造成的损失占到收获的1%到10%。烟草镶嵌病毒(TMV)美国中部和北部的传播的主要病害是烟草镶嵌病毒(TMV)。这种病毒对全球都有影响。种植易受感染的烟草品种会受到烟草镶嵌病毒的感染。种植受到烟草镶嵌病毒的感染后，其产量通常减少15%，但是对黑烟草影响较大。受到烟草镶嵌病毒感染后，叶片叶脉被损害、叶片萎黄、植株变形。控制烟草镶嵌病毒必须采取的措施有：隔离检疫措施、轮作和利用烟草抗性品种。黄瓜花叶病毒黄瓜花叶病毒也是影响烟草种植区的主要问题之一，尽管其产生的经济影响很小，但对亚洲和西班牙的影响较大。黄瓜花叶病毒易跟烟草镶嵌病毒症状有些类似。黄瓜花叶病毒主要通过蚜虫进行传播。控制病毒携带者和保持植株清洁是控制此病害的必要措施。卷叶镶嵌病毒卷叶镶嵌病毒也是全球性的病害，但是据目前的报道，此病毒只影响赤道烟草种植区。症状表现为叶片卷曲，植株矮小。卷叶镶嵌病毒主要通过白粉虱（烟粉虱）进行传播，控制卷叶镶嵌病毒的基本措施是控制其传播者。马铃薯Y病毒病烟草种植区也受到马铃薯Y病毒病的影响，在某些区域还会造成加大的经济影响。马铃薯Y病毒病主要通过蚜虫传播，控制的主要措施就是控制蚜虫的数量。3养分功能烟草生长快速，甚至是爆发性的，其对养分的吸收也呈现了相同的趋势。因此，烟草生长的整个生育期特别是移栽后第一周，需要大量的有效养分。因此只要通过平衡的养分管理措施才能保证烟草的优良品质。烟草生长周期中需要大量的养分供应，其吸收数量因不同的品种而呈现差异性。黑烟草吸收的养分高于维吉利亚和东方品种，对氮的吸收存在更大的差异。烟草组织中的养分含量高于其他作物。黑烟草组织中的养分含量占其干物质的20%-26%，维吉利亚是15% (Bennett et al,1954;Schmidt,1951)。3.1氮氮是植株和叶片生长和发育的必需元素，主要参与光合作用和某些化合物的合成，成为生命元素。1980年Hawks证实了氮是烟草生长的最重要元素。1996年，Jones报道了烟碱是伯雷烟草、黑烟草和烟熏烟草重要品质因素之一，而氮是烟碱分子的组成成分，使用氮对植株中烟碱含量具有直接影响。对烟草进行养分平衡管理是非常重要的，因为养分失衡会对烟草的品质和产量产生不良影响。缺氮，植株纤弱、浅白色、叶小、叶茎间角度变小。即使不足氮后，叶片仍然保持浅白，叶片薄，结构差，干叶易碎。相反地，氮过量将会引起植株发暗，叶片暗绿，植株徒长，茎和叶脉比例增加，茎杆韧性差，成熟迟缓，叶片中糖分含量少等。修复后的叶片仍然呈暗色，结构差，叶片少，烟碱含量过高，燃烧性差，气味差等(Akehurst,1973)。3.2磷光合作用、光合磷酸化及烟草其他所有重要的能量代谢都与磷有关。蛋白质代谢也依赖于磷。磷的主要功能是增加碳水化合物含量，促进成熟。磷可以加速烟草叶片成熟(Whitey et al,1966)。缺磷，成熟期延迟、诱导氮和镁缺乏(McEvoy,1951)和叶片脱落(Leggett et al,1971)。磷可以促进维吉利亚烟草着色，增加糖分含量(Merker,1959)。磷过量叶片呈现暗绿色，并出现萎缩，叶柄与茎杆间的角度变大。植株成熟期延迟，植株矮小。修复后，叶片仍然缺乏光泽，上部叶片出现褐色斑点。3.3钾钾是烟草的必需元素，吸收数量较大，但是我们已知钾的代谢功能仍不是很全面。钾是烟灰的主要组成成分，其功能于某些酶系统有关。与其他作物相比，钾缺乏烟草的根重和根系长度减少的更多(Agenda del Salitre, 2001)。缺钾影响叶片的颜色、结构、燃烧性和吸水性。非常肯定地是钾肥对烟草的品质和产量由很大的影响(Bowling，Bowman,1947)。研究者就钾对燃烧性的影响进行了探讨并达成了一致意见(Coolhas,1936;ChouteauJ.和A.Reinier,1959;Geus,de,1967;Jacob,A.及H.von Uexkull,1968;Llanosl,1983)。钾可以提高烟草抵抗真菌病害、干旱的能力，促进植株的良好生长(Akehurst,1973)。通过图30我们可以看出，钾还参与气孔的开合，也是保卫细胞中进行交换的主要阳离子。钾还参与糖分和淀粉的合成和运输。Figure保卫细胞中阳离子浓度资源:Langer et al,2004,植物学报,37:828-838.钾是细胞中最活跃的离子，可以减少冻害带来的损失，减少细胞溶液中冰点。钾还可以促进蛋白质的合成。作为阳离子，钾是硝态氮的伴随离子，二者协同从根部向叶片运输。此后钾以苹果酸钾的形式返回根部(Marschner,1995)。严重缺钾时，植株矮小、叶片黄化、叶片顶端和叶缘先变黄，并不断向叶脉发展，叶片上出现坏疽斑点，叶片易碎裂。轻度缺钾时，成熟前叶片表面出现黄色斑点，并逐渐向叶片顶端和叶缘发展。3.4钙钙存在于烟草植株中，主要以不溶性盐的有机酸盐形式存在于细胞壁中。事实上90%的钙存在于细胞壁的薄层中，成为胶质和液泡的一部份。钙参与很多代谢活动，是巩固支持组织和细胞分化的必需元素。一种假说认为:钙在其他离子积累(Chouteau J.及A.Reinier,1959)、酸碱度平衡调节、细胞代谢等方面扮演重要的角色(Wallace et al,1966;Wolts et al,1949)。钙在植物体内的移动性很差(Kasai and Konishi,1960)。1980年，Hawks指出，钙，其次是钾是植株体需求最多的中量和大量元素。也有人持不同意见，认为氮是烟草需求数量居第二位的元素。无论任何，不容置疑的是钾、氮和钙是烟草需求最多的元素。另外，钙可以促进水分渗透，提高土壤中透气性。严重缺钙时，上部叶片首先出现损害，新叶变形成心型，顶端缺失后叶片边缘受损。植株生长后期缺钙，叶片黄化，花期将会导致花冠坏疽和脱落。缺钙后植株体内蛋白质合成受限，代谢活动被破坏，的自由氨基酸含量增加。钙缺乏通常出现在植株旺长期，不同品种缺钙发生的时期、症状和严重程度不同(Peedin，McCant,1977)。3.5镁镁是叶绿素的组成成分，因此对光合作用及碳水化合物代谢具有重要影响。烟草叶片中镁含量增加2%，可以提高烟叶的燃烧性和烟灰的表观（色泽和结构）。镁可以提高烟叶的色泽度,提高燃烧性是烟灰更疏松(Anderson et al,1929)。叶面积的扩大和植株的快速生长都使得烟草对镁缺乏很敏感。缺镁修复后，叶片呈暗绿色，缺乏光泽、叶片变褐、厚薄不均匀、无弹性、看起来像纸一样(Hawks,1980)。镁供应充足，植株生长旺盛，而一旦缺镁，植株的生长发育将受影响，叶片褪色，组织中淀粉含量减少，相应的种子、茎杆、根系和叶片的重量也相应降低。使用镁肥可以提高种子中的脂肪含量(Matusiewicz,1964)。镁缺乏通常发生在轻壤中。缺镁时，组织中的绿色和黄色色素减少，从而导致叶片黄化。缺镁时先从叶片的顶点和边缘开始变黄，并逐渐向叶片中心发展，但是主要组织仍保持绿色。另外缺镁叶片不出现坏疽。缺镁修复后，叶片暗淡无光泽。3.6硫硫是必要氨基酸如胱氨酸、蛋氨酸的组成成分。另一方面，硫含量过高，会影响烟草的燃烧性，减少烟灰中的碱度指数(Oerti,1966)。不同品种的烟草对缺硫的敏感程度不同。硫过量会影响烟草的香味。正常植株一般不会缺硫，一旦缺硫上部叶片首先出现枯黄。缺硫时，烟草叶片组织中有机物质的正常含量都会受到影响(Gilmore,1954)。总结:如图31所示，维吉利亚烟草的氮、钾和钙吸收量占矿质元素的79%，剩余的大中量元素（磷、镁、硫）占21%。Figure维吉利亚烟草养分吸收利用率Source: Collins, W. and Hawks,Jr.1983.3.7微量元素硼使用硼可以提高产量、提高燃烧性、促进叶片着色、减少盐碱含量。土壤有机质含量低、酸性土壤、砂质土壤或降雨量较大的地区都易出现缺硼。干旱季节根系活力降低，植株的蒸腾作用减少，易导致缺硼。硼可以促进核酸代谢，缺硼会妨碍细胞生长和成熟。硼参与含氮化合物如尿嘧啶的合成。硼还参与生长素的代谢机制，缺硼会造成吲哚乙酸(IAA)的累积，妨碍植株生长。酸性土壤中铝含量过高会限制硼的吸收，导致硼缺乏，可以在生长期使用硼肥进行校正修复。这主要是因为作物与吸收硼的形式(H3BO3)一样，以铝酸的形式吸收(Al(OH)3)，从而产生离子竞争。严重缺硼时，烟草终端花序死亡，植株矮小，节间变短，生长迟缓。同时我们可以观察到烟草腋间有新芽发出。缺硼时，植株柔软，叶片少、面积小，组织易碎，叶片不规则。缺硼的一个典型症状是叶脉间失绿先从叶基部开始失绿逐渐向叶尖部发展。锌锌影响氮吸收和淀粉代谢。锌还可以促进细胞分裂、细胞伸长和生长素合成。缺锌首先影响老叶，叶片组织出现失绿斑点，随之产生坏疽，破坏叶片组织。铁铁是植物必需微量元素，使细胞色素和蛋白质的组成部分，参与氧化物还原反应。在叶片中，大多数的铁离子都参与叶绿体蛋白的形成。铁还是呼吸作用酶的重要组成部分，例如过氧化物酶、过氧化氢酶、铁氧化还原蛋白和细胞色素氧化酶。铁缺乏主要发生在pH超过7.5和酸性土壤中，通常并不是因为土壤总缺乏铁，而是因为锰过量。铜1983年Llanos认为,铜在叶片中类似催化剂的作用可以提高烟草的燃烧性。在种植期间，铜可以促进根系生长和根系活力，加快叶片成熟，色泽好。铜对感官特性的影响最为显著，对于维吉利亚烟草铜可以减少氮含量，提高糖分含量。锰适量的锰(酸性土壤通常会发生锰中毒)可以促进植株代谢、根系呼吸，减少叶片脉络、提高表皮弹性，提高烟灰色泽和烟的品质。锰过量会降低烟草的燃烧性，出现叶斑，补充锰后可以修复。氯化物氯对烟草的影响要比在文字中描述的好的多，事实上，氯是烟草生长和发育必不可少的元素。氯过量(烤烟种含量多于1%)严重影响了烟草的燃烧性，叶片边缘卷曲，成熟期延迟。氯的含量较好也会影响烟草的色泽，质地和气味。养分功能总结:氮(N)蛋白质合成(生长、发育、产量)。磷(P)细胞分裂、能量结果形成和促进成熟。钾(K)影响叶片的色泽、机构、燃烧性。钙(Ca)提高抗性和支撑组织强度。硫(S)硫是氨基酸、胱氨酸和蛋氨酸合成的必需元素。镁(Mg)更好的燃烧性和外观。提高色泽度，空隙度和烟灰疏松度。铁(Fe)叶绿素合成。参与氧化还原反应