南方农业学报

作者：李贝贝, 王伟宁, 赵犇, 王泽楷, 焦敬华, 喻炳琴, 叶协锋, 张芊,

关键词：烤烟, 镁, 抗氧化酶, 光合作用, 高光谱反演,

【目的】探究不同镁浓度对烤烟品种云烟87不同叶位叶片生理特性的影响，并基于高光谱技术对相关指标进行反演分析，评估该技术用于烟叶生理指标快速检测的可行性，为烤烟镁营养的精准调控及烟叶品质提升提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87为试验材料，采用水培试验，设3个镁浓度处理，分别为正常供镁（CK，5 mmol/L）、缺镁处理（T1，0 mmol/L）和高镁处理（T2，25 mmol/L）。水培至第30、40和50 d时，选取代表性烟株，测定由下至上第3、8、13叶位叶片的光合指标、叶绿素含量、抗氧化酶活性及丙二醛（MDA）含量；并采集叶片高光谱数据，利用偏最小二乘法回归（PLSR）模型对相关指标进行反演。【结果】相较于CK，云烟87对缺镁和高镁的响应特征表现为烟株第3、8、13叶位叶绿素含量降低，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性及MDA含量升高，过氧化氢酶（CAT）活性降低，光合作用受到抑制，以缺镁处理的低叶位表现最为明显。不同镁浓度处理的叶片高光谱曲线整体表现趋势一致，但各波段反射率存在差异。基于光谱曲线差异，利用叶绿素含量、抗氧化酶活性、MDA含量和光合指标建立全波段PLSR模型，模型预测结果表明，叶绿素含量、POD活性和CAT活性的最优预处理方法为标准正态变换（SNV），SOD活性、净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）的最优预处理方法为S-G滤波平滑（S-G），MDA含量和气孔导度（Gs）的最优预处理方法为多元散射矫正（MSC），其中叶绿素含量的预测精度最高，预测集相关系数rp为0.7833。【结论】镁元素缺乏或过量均会影响烤烟生长发育，其中缺镁的影响更为显著，且以低叶位叶片对缺镁更敏感。基于高光谱技术建立的反演模型中，以叶绿素含量反演模型的预测精度最高，有望实现对烤烟镁营养状况的快速监测与评估。

来源：2025年第11期

《南方农业学报》期刊编辑部

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