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镁对烤烟碳氮代谢途径有着重要影响,其不仅参与叶绿体的形成,还可促进植物体内诸多酶活性的提高,烤烟对镁较其他作物敏感。镁的缺乏会影响光合产物的形成、转化和积累,影响烟株对矿质营养元素的吸收、利用,制约优质烟叶产、质量的形成。为了明确在现有土壤条件和种植制度下镁对优质烟叶的贡献,探讨增施镁肥对烤烟产量和品质产生影响的机制,通过田间和盆栽试验研究了施镁量对烤烟碳、氮代谢的影响,取得如下结论:(1)伸根期烟叶叶绿素a和叶绿素总量与施镁量显著正相关,镁能促进伸根期烟叶叶绿素合成,且对叶绿素a的合成影响更大。烤烟生长旺盛期,适宜施镁能显著提高烟叶光合色素含量,在旺长中期表现最为明显。烤烟旺长中期叶绿素和类胡萝卜素含量随施镁量的增加先升后降,高镁、缺镁胁迫均会抑制团棵期烟叶光合色素的合成,但高镁胁迫的抑制小于缺镁胁迫。施镁量对现蕾期烟叶叶绿素含量影响不大,类胡萝卜素随施镁量递增先升后降,两色素含量随施镁量的增加呈下降趋势,施镁可促进现蕾期烟叶光合色素降解,有助于烟叶适时落黄。(2)镁对烟叶团棵期、旺长中期光合作用参数的影响较现蕾期大,能显著提高烟株光合作用,但不同生育期影响烤烟光合速率的最佳镁浓度略有差异。团棵期净光合速率、气孔导度与胞间二氧化碳浓度等光合作用参数随施镁量增加而增加,镁浓度越高烟株长势越好;旺长中期烟叶光合作用强度随施镁量增加表现出倒“V”型变化趋势,镁能促进旺长中期烟叶光合强度的提高,但当镁浓度超过8mmol/L时该促进作用开始减弱;现蕾期烟叶净光合速率随施镁量递增呈先增后减的变化趋势,但差异不显著。团棵期和旺长中期随着烟叶净光合速率增大,气孔导度与胞间二氧化碳浓度也增大,而现蕾期气孔导度不再随净光合速率的增加而增加,且胞间二氧化碳浓度急剧下降,表明镁对烟叶光合作用的影响主要是由气孔开度限制的。(3)施镁能明显提高烤烟生长发育过程中烟叶碳氮代谢相关酶活性强度。镁对烟叶碳代谢酶活性产生影响的关键时期是现蕾期,该时期施镁量与SS、SPS活性呈极显著正相关,与α-淀粉酶、β-淀粉酶及总淀粉酶活性呈显著正相关,与S-AI活性相关性不显著;镁对氮代谢影响的关键时期为烤烟生长中后期,能显著提高旺长中期NR和现蕾期GS活性,随施镁量的增加烟叶NR活性降低幅度逐渐加大,有助于烤烟适时地由氮代谢过渡到碳代谢,利于优质烟叶的形成。(4)适宜的施镁量可提高碳代谢产物的积累,调制后烟叶中还原糖、总糖含量均随施镁量的增加先增后减,3.6kg/667m~2用量下烟叶还原糖、总糖含量最高;烟叶淀粉含量随施镁量的增加而增加且与施镁量显著正相关,镁能显著提高烟叶淀粉含量,施镁量过大会导致烟叶品质受到影响。随施镁量的增多,调制后烟叶氮代谢产物含量整体上呈上升趋势,施镁量与各氮代谢产物含量均成正相关,并与蛋白质含量显著相关,镁能明显提高烟叶对氮素的同化、吸收能力从而增加烟叶总氮含量。(5)镁对烤烟株高、茎围和最大叶面积影响较大,对有效叶数影响较小。施镁量与烤烟伸根期、团棵期株高呈正相关,与伸根期茎围显著正相关。随施镁量增加团棵期、旺长中期烟株茎围增幅加大,现蕾期烟株茎围随施镁量增加其值先升后降,适宜施镁有助于促进烟株茎围增加,使烤烟长势粗壮。伸根期、团棵期烟叶最大叶面积与施镁量呈正相关,旺长中期、现蕾期烟叶最大叶面积与施镁量相关性较小,施镁能明显增加烤烟生长前期烟叶最大叶面积,有利于提高烟叶光合面积。(6)施镁量为1.8kg/667m~2、2.7kg/667m~2时,现蕾期烟株株高为101.09cm、109.60cm,茎围为8.31cm、8.35cm,最大叶面积为1026cm~2、1124.97cm~2,长势最好;调制后烟叶氮含量为2.32%、2.64%,蛋白质含量为8.88%、8.75%,还原糖含量20.31%、23.25%,总糖含量为23.27%、25.85%,碳氮代谢产物较为协调。即施镁量1.8~2.7kg/667m~2最有利于协调烤烟碳氮代谢,改善烟株长势,优化烟叶品质。