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本试验于2012年在河南南阳金叶园科研示范基地内进行。通过盆栽试验,选用云烟87为试验材料,研究了不同土壤浓度镉(Cd)胁迫对烤烟生理特性、化学成分及其光谱特征的影响。本文主要研究结果如下:1. Cd胁迫对烤烟生理特性的影响随着Cd浓度的增大,伸根期和旺长期色素含量呈先增后降的趋势,采收期时则逐渐降低;高浓度Cd胁迫条件下(Cd>10mg·kg-1),各生育时期色素含量都显著低于对照。Cd胁迫下叶绿素a/b在三个生育时期表现出不同的变化趋势。各生育时期总叶绿素含量(叶绿素a+b)与叶片中Cd含量都呈极显著负相关,是烤烟Cd胁迫的理想生理指标。生理指标敏感性总体表现为:总叶绿素(叶绿素a+b)>丙二醛>类胡萝卜素>可溶性糖>脯氨酸。2. Cd胁迫对烤烟内重金属Cd积累特征及烤后烟叶常规化学成分、矿质元素的影响随着Cd胁迫浓度的增大,烟株各部位Cd显著高于对照;从营养器官来看,伸根期中、低浓度Cd胁迫(Cd≤10mg·kg-1)和旺长期各Cd胁迫条件下的Cd含量表现为:叶>根>茎,伸根期高浓度Cd胁迫(Cd>10mg·kg-1)和采收期Cd胁迫条件下的Cd含量表现为:根>叶>茎;从叶部位来看,烤烟叶片中Cd含量:下部叶>中部叶>上部叶。从生育时期来看,烟叶Cd含量都是在旺长期达到最高值。随着Cd胁迫浓度的增大,烤后烟叶中总糖、烟碱、钾、氯的百分含量呈现出先增后降的趋势,还原糖、总氮、钾氯比呈直线下降的趋势。按照Cd胁迫对矿质元素的效应划分,可以归纳为两类,一类是促进效应:Mn、Fe;另一类是抑制效应: P、B、Zn、Mg、Cu、Ca。随着Cd浓度的增大,Cd胁迫对化学成分的不利影响逐渐增大,并打破了烟叶内部矿质营养平衡,不利于优质烟叶的形成。3. Cd胁迫下烤烟叶片光谱特征本试验在综合考虑了敏感波段(551nm,672nm,760nm)下构建了归一化污染指数(CNDPI),随着Cd胁迫浓度的增大,CNDPI呈现逐渐增大的趋势,且随着生育期的推进,CNDPI逐渐增大。通过分析烟叶高光谱反射率及其复合归一化污染指数数据,实现了利用光谱数据区分烟叶Cd污染有无的定性目标。随着Cd胁迫浓度的增大,各生育时期的可见光区域反射率变化程度(A1)和“红边”蓝移强度(S)呈增大的趋势,与Cd胁迫浓度呈正相关,近红外光区域反射率变化程度(A2)则呈逐渐降低的趋势,与Cd胁迫浓度呈负相关。通过建立烟叶Cd含量与光谱特征因子A1、A2、S的线性回归方程,Cd含量与A1、A2、S之间复相关系数较大,模型拟合效果理想。