Effects of a ridge-furrow rainfall harvesting system on the growth， development and quality of flue-cured tobacco

doi:10.11686/cyxb2021461

Abstract

Abstract:

The effects of a ridge-furrow rainfall harvesting system （RFRHS） on the growth， development， and quality of flue-cured tobacco were studied to develop a cultivation method for water storage and moisture preservation in the Shandong tobacco cultivation region. Two field experiments were carried out in the same year at different locations using the main local flue-cured tobacco varieties， Yunyan 87 and Zhongyan 100. The soil moisture content， agronomic traits， photosynthetic rate， dry matter accumulation， nitrogen content， nitrogen accumulation， chemical composition， and sensory quality of tobacco leaves were determined. It was found that， in comparison with the conventional cultivation method， the RFRHS increased the soil water content in the 20-60 cm soil layer. This system significantly increased leaf length and leaf width of Yunyan 87 at the budding stage and of leaf area at both budding and flat top crop growth stages. The RFRHS also increased the photosynthetic rate by 28.5% at the flat top growth stage. In addition， the dry matter accumulation， leaf nitrogen content， nitrogen accumulation， total nitrogen and total potassium contents were increased by RFRHS， while the total sugar and reducing sugar contents were decreased when compared with the conventional cultivation method in Yunyan 87. The RFRHS significantly increased the leaf length and leaf area of Zhongyan 100 at the budding stage， increased photosynthetic rate by 14.8% at the flat top stage， increased dry matter accumulation in the vigorous growth stage and nitrogen accumulation in the mature stage. The total alkaloid content in Zhongyan 100 was reduced by 12.7% by RFRHS compared with conventional cultivation but other chemical components were little affected. The RFRHS modified the soil moisture by making full use of rainwater and thus promoted the growth and development of flue-cured tobacco， improved the aroma， after-taste and reduced offensive odor， and improved the sensory quality of both varieties. In summary， the ridge-furrow rainfall harvesting system is a highly efficient， crop quality-enhancing cultivation method for the hilly and mountainous tobacco cultivation area in Shandong Province.

Key words: ridge-furrow rainfall harvesting system, flue-cured tobacco, growth and development, tabacco quality

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Figures/Tables 11

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地点 Location	品种 Variety	栽培模式 Cultivation method	叶片数 Number of leaf blade	株高 Plant height （cm）	茎围 Stem circumference （cm）	平均叶长 Average leaf length （cm）	平均叶宽 Average leaf width （cm）	单叶面积 Single leaf area （cm²）
双龙村 Shuanglong Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	23.3a	137.3a	8.9b	57.3b	24.2b	912.2b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	23.7a	140.7a	10.5a	62.1a	27.1a	1097.7a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	21.7a	121.7a	8.9a	56.6a	25.6a	944.1a
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	22.7a	124.7a	9.5a	56.7a	27.8a	1067.1a
赵北村 Zhaobei Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	24.3a	153.3a	9.9a	56.8b	24.1a	910.5b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	24.5a	163.0a	10.8a	59.9a	24.7a	1017.9a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	23.0a	121.5a	9.3a	54.3b	25.9a	933.2b
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	24.0a	138.0a	11.1a	58.1a	27.0a	1056.3a
品种 Variety （V）			ns	ns	ns	ns	ns	ns
栽培模式 Cultivation method （CM）			ns	ns	ns	ns	ns	ns
品种×栽培模式 V×CM			ns	ns	ns	ns	ns	ns

地点 Location	品种 Variety	栽培模式 Cultivation method	叶片数 Number of leaf blade	株高 Plant height （cm）	茎围 Stem circumference （cm）	平均叶长 Average leaf length （cm）	平均叶宽 Average leaf width （cm）	单叶面积 Single leaf area （cm²）
双龙村 Shuanglong Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	23.3a	137.3a	8.9b	57.3b	24.2b	912.2b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	23.7a	140.7a	10.5a	62.1a	27.1a	1097.7a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	21.7a	121.7a	8.9a	56.6a	25.6a	944.1a
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	22.7a	124.7a	9.5a	56.7a	27.8a	1067.1a
赵北村 Zhaobei Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	24.3a	153.3a	9.9a	56.8b	24.1a	910.5b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	24.5a	163.0a	10.8a	59.9a	24.7a	1017.9a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	23.0a	121.5a	9.3a	54.3b	25.9a	933.2b
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	24.0a	138.0a	11.1a	58.1a	27.0a	1056.3a
品种 Variety （V）			ns	ns	ns	ns	ns	ns
栽培模式 Cultivation method （CM）			ns	ns	ns	ns	ns	ns
品种×栽培模式 V×CM			ns	ns	ns	ns	ns	ns

地点 Location	品种 Variety	栽培模式 Cultivation method	茎围 Stem circumference （cm）	平均叶长 Average leaf length （cm）	平均叶宽 Average leaf width （cm）	单叶面积 Single leaf area （cm²）
双龙村 Shuanglong Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	10.0a	63.6b	26.0a	1049.5b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	12.0a	75.5a	29.9a	1434.1a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	9.8a	68.0a	30.7a	1326.0a
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	12.2a	70.4a	33.6a	1504.8a
赵北村 Zhaobei Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	11.1b	61.7a	25.3b	992.5b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	12.9a	69.1a	29.9a	1309.1a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	13.1a	68.0a	30.7a	1326.0a
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	13.0a	70.4a	33.6a	1504.8a
品种 Variety （V）			ns	ns	ns	ns
栽培模式 Cultivation method （CM）			ns	ns	ns	ns
品种×栽培模式 V×CM			ns	ns	ns	ns

地点 Location	品种 Variety	栽培模式 Cultivation method	茎围 Stem circumference （cm）	平均叶长 Average leaf length （cm）	平均叶宽 Average leaf width （cm）	单叶面积 Single leaf area （cm²）
双龙村 Shuanglong Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	10.0a	63.6b	26.0a	1049.5b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	12.0a	75.5a	29.9a	1434.1a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	9.8a	68.0a	30.7a	1326.0a
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	12.2a	70.4a	33.6a	1504.8a
赵北村 Zhaobei Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	11.1b	61.7a	25.3b	992.5b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	12.9a	69.1a	29.9a	1309.1a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	13.1a	68.0a	30.7a	1326.0a
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品种 Variety （V）			ns	ns	ns	ns
栽培模式 Cultivation method （CM）			ns	ns	ns	ns
品种×栽培模式 V×CM			ns	ns	ns	ns

地点 Location	品种 Variety	栽培模式 Cultivation method	旺长期Vigorous growth stage				现蕾期Budding stage				成熟期Mature stage
地点 Location	品种 Variety	栽培模式 Cultivation method	根Root	茎Stem	叶Leaf	单株Plant	根Root	茎Stem	叶Leaf	单株Plant	根Root	茎Stem	叶Leaf	单株Plant
双龙村 Shuanglong Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	9.5b	15.0b	62.5b	87.0b	36.4a	73.6a	125.2b	235.2b	48.0b	75.1b	136.3b	259.3b
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	17.4a	29.8a	104.2a	151.4a	42.3a	83.9a	159.2a	285.4a	80.6a	121.6a	212.2a	414.4a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	10.1b	12.2b	60.9b	83.2b	31.6a	65.5a	143.9a	241.1b	52.0a	78.8a	151.6a	282.4a
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	14.8a	24.8a	96.8a	136.5a	41.2a	75.1a	158.5a	274.9a	78.3a	135.4a	184.5a	398.2a
	品种 Variety （V）		ns	*	*	ns	ns	ns	**	ns	ns	*	ns	*
	栽培模式 Cultivation method （CM）		ns	ns	ns	ns	ns	ns	*	ns	ns	ns	ns	ns
	品种×栽培模式V×CM		ns	ns	ns	ns	ns	ns	**	ns	ns	ns	ns	ns
赵北村 Zhaobei Village	云烟87 Yunyan 87	常规CR	13.4b	22.4b	75.2b	111.0b	38.8a	86.8a	162.9a	288.4a	60.5a	110.6a	136.0a	307.0a
	云烟87 Yunyan 87	集雨RH	19.0a	30.2a	96.2a	145.5a	46.0a	105.5a	160.3a	311.8a	78.2a	143.7a	171.0a	392.9a
	中烟100 Zhongyan 100	常规CR	9.6a	12.6a	53.9b	76.0a	40.9a	59.4a	150.8a	251.0b	54.5a	81.0b	148.9a	284.4b
	中烟100 Zhongyan 100	集雨RH	12.5a	17.6a	72.9a	103.0a	50.5a	79.5a	176.4a	306.3a	56.3a	118.3a	161.4a	335.9a
	品种 Variety （V）		ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns
	栽培模式 Cultivation method （CM）		*	ns	ns	*	ns	*	ns	ns	ns	*	**	*
	品种×栽培模式V×CM		ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns