土壤水勢對烤煙生長及其耗水特性的影響

肖海強(qiáng)，劉學(xué)勇，3，龍懷玉，楊虹琦，趙百東，管恩森，王大海，岳現(xiàn)錄

土壤水勢對烤煙生長及其耗水特性的影響

肖海強(qiáng)1，2，劉學(xué)勇1，2，3，龍懷玉2*，楊虹琦1，趙百東4，管恩森5，王大海5，岳現(xiàn)錄2

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081；3.湖南湘西州煙草公司，湖南 吉首 416000；4.國家煙草專賣局辦公室，北京 100045；5.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 262200）

為篩選負(fù)壓灌溉條件下烤煙適宜的土壤水勢，于2012年在山東諸城市利用負(fù)壓灌溉裝置設(shè)置了3個不同的土壤水勢，在田間原位盆栽條件下考察了土壤水勢對烤煙生長、耗水特征、干物質(zhì)積累與分配、水分利用效率（WUE）的影響。結(jié)果表明，在負(fù)壓灌溉條件下，土壤水勢維持在-20～-10 kPa范圍內(nèi)，能使烤煙植物學(xué)性狀生長優(yōu)良；煙株耗水量、耗水強(qiáng)度、干物質(zhì)積累總量（DAM）及葉干重比例均隨土壤水勢增大而增加，但各生育期的耗水模數(shù)與灌溉方式無關(guān)；WUE隨土壤水勢降低而增大，在同一土壤水勢條件下隨生育期推移而增加。從潛在產(chǎn)量和水資源高效利用等角度綜合分析，提出基于負(fù)壓灌溉下不同生育期應(yīng)采用不同土壤水勢值進(jìn)行供水，具體為伸根期適宜的土壤水勢范圍為-30～-20 kPa，旺長期約為-10 kPa，成熟期約為-20 kPa。

負(fù)壓灌溉；土壤水勢；干物質(zhì)；水分利用效率；烤煙

采用合理、科學(xué)的灌溉方式提高有限水資源的利用是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的重要途徑之一，特別是在干旱及半干旱地區(qū)顯得尤為重要。目前，國內(nèi)外較先進(jìn)的農(nóng)業(yè)灌溉方式有噴灌［1］、滴灌［2］、痕量微灌［3］及半透膜節(jié)水灌溉技術(shù)［4］等，這些灌溉方式雖能在一定程度上提高作物對水分利用程度，但由于其供水頭壓力均為正壓，灌溉時易使部分土體達(dá)到水分飽和而導(dǎo)致養(yǎng)分被淋移出作物根區(qū)以外，造成水資源和養(yǎng)分的浪費(fèi)；且灌溉系統(tǒng)運(yùn)行時需要耗能，從而進(jìn)一步加劇了能源危機(jī)。負(fù)壓灌溉技術(shù)于1982年Kato Z等［5］首次被提出，其基本原理是針對土壤水分非飽和條件下，利用土壤張力特性和植物水分生理特性，采用滲水材料來自動補(bǔ)充根際土壤被消耗的水分［6］，這樣既可以極大提高作物對水分利用程度，也可以較大程度地防止養(yǎng)分流失，且整個灌溉過程不需耗能，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)水、節(jié)能的灌溉效果。目前，負(fù)壓灌溉技術(shù)已在大豆［7］、番茄［8］、菠菜［9］、天竺葵［10］及玉米［11］多種植物的水分盆栽試驗(yàn)中得到應(yīng)用，結(jié)果表明了負(fù)壓灌溉既能實(shí)現(xiàn)自動、高效、節(jié)水的灌溉效果，又能促進(jìn)植物生長，起到增產(chǎn)、提質(zhì)的效果。但已報道的研究所采用的負(fù)壓供水裝置能控制最低土壤水勢均較大，且大多數(shù)是針對生長周期較短的作物，而關(guān)于生長周期長、需水量大、耐旱性強(qiáng)的煙草作物的負(fù)壓灌溉研究鮮有報道。因此，本試驗(yàn)采用了負(fù)壓灌溉裝置控制土壤水勢，以烤煙為材料，研究了-30～-10 kPa范圍內(nèi)土壤水勢對烤煙生長及耗水特性、干物質(zhì)生產(chǎn)及分配規(guī)律、作物水分利用效率的影響，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出烤煙各生育期的適宜土壤水勢，為負(fù)壓灌溉技術(shù)推廣及應(yīng)用提供一定的水分參數(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

2012年5—9月在山東省諸城市賈悅鎮(zhèn)（位于119°08′E，36°01′N），人工防雨措施下，采用田間原位盆栽方式進(jìn)行試驗(yàn)，供試煙草為NC55，以土壤水勢為因素，設(shè)計3個處理：T1（-10 Kpa），T2（-20 Kpa），T3（-30 Kpa）；每個處理重復(fù)36次。煙株于5月7日移栽，還苗后采用負(fù)壓灌溉裝置（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所發(fā)明專利，專利號200710178527.3；其示意圖見圖1），按照試驗(yàn)設(shè)計要求自動控制并維持耕層土壤水勢（本研究采用負(fù)壓供水，土壤一直處于非飽和狀態(tài)，不存在壓力勢；土壤鹽分含量也非常低，溶質(zhì)勢也可忽略；各個處理的負(fù)壓供水器的埋設(shè)深度及埋設(shè)方式也相同，重力勢差異也可忽略。因此，本試驗(yàn)的土壤水勢實(shí)質(zhì)為土壤基質(zhì)勢）。盆（低部無孔）內(nèi)徑33.0 cm，高33.0 cm，裝土15.0 kg，按照施氮量為5.12 g/株，m（N）:m（P2O5）:m（K2O）=1:1.4:2.7要求施肥；移栽后，將盆埋入田間原位測坑，并在測坑上端覆蓋保鮮膜。煙株統(tǒng)一于7月16日進(jìn)行打頂。

土壤為0～30 cm耕層土壤，土壤類型為褐土，pH 6.8，有機(jī)質(zhì)14.6 mg/kg，堿解氮57.0 mg/kg，速效磷5.3 mg/kg，速效鉀82.0 mg/kg。試驗(yàn)地區(qū)5—9月總降水量為395.3 mm，其中7、8月降雨量分別為134.4、214.7 mm，移栽后日平均氣溫23.3 ℃，空氣相對濕度56.4%～65.7%。

圖1 負(fù)壓灌溉裝置示意圖Fig .1 Schematic diagram of the negative pressure irrigation device

1.2 測量項(xiàng)目及方法

農(nóng)藝性狀：移栽后，分別于團(tuán)棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期及成熟期參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［12］測定株高、莖圍、節(jié)距、有效葉片數(shù)及最大葉長寬等。

單株灌溉量：每隔7 d用精度0.1 kg的天平稱量供水水源重量，其與上一次稱量的差值即為灌溉量，用kg表示。

干物質(zhì)積累：采用殺青烘干稱重法，分別于團(tuán)棵期、旺長期及成熟期取樣，每處理選取3株有代表性的植株，并分別收集根、莖、葉，取其平均值表示該時期干物質(zhì)積累量（g）；干物質(zhì)增量為該時期干物質(zhì)積累量與前一時期干物質(zhì)積累量之差（g）。

1.3 耗水量及水分利用效率計算

單株耗水量采用水量平衡法計算［13］。其計算方程式為：

式中，SΔ為土壤水分變化量；P、I分別為生育期內(nèi)降雨量和灌溉量；Eg、ET分別為潛水蒸發(fā)量和蒸散量；Rg、D分別為地表徑流量和土層下邊界滲透量。

本試驗(yàn)為人工防雨條件下的盆栽試驗(yàn)，且移栽后用薄膜覆蓋表層土壤，既隔絕了降雨的入滲，又很大程度上減少土壤水分蒸發(fā)；負(fù)壓灌溉能夠?qū)崿F(xiàn)耕層土壤水分始終保持在一定范圍［7］，且穩(wěn)定后土壤含水量的波動幅度較小［14］，即土壤水分變化量可忽略不計。因此，SΔ、P、Eg、Rg和D都可視為“0”，灌溉量即為單株耗水量（IET=）。按照文獻(xiàn)［15］方法劃分生育期，并計算其耗水量。

單株水分利用效率為煙株消耗單位水量所積累的干物質(zhì)量，計算公式為：

式中：WUE為煙株水分利用效率（g/kg）；Y為煙株干物質(zhì)量（g）；ET為煙株耗水量（kg）。

2 結(jié) 果

2.1 土壤水勢對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

煙株生長發(fā)育過程中對土壤水分條件較為敏感。從表1中可以看出，農(nóng)藝性狀各指標(biāo)受土壤水分條件影響較大，并在不同土壤水勢處理下差異顯著（p＜0.05）。其中，株高及莖圍在各生育期與土壤水勢呈正相關(guān)趨勢，即隨土壤水勢的增大而增加；節(jié)距在各生育期以T2處理最大，均表現(xiàn)出T2＞T1＞T3；有效葉片數(shù)在團(tuán)棵期以T3最多，團(tuán)棵期以后則表現(xiàn)為T2＞T1＞T3。土壤水勢條件對最大葉長、寬與最大葉面積的影響模式基本一致；各指標(biāo)的數(shù)值在團(tuán)棵期與成熟期均以T2處理為最大，而在旺長期和現(xiàn)蕾期則表現(xiàn)出T1＞T2＞T3。說明土壤水勢維持在-20～-10 kPa范圍內(nèi)，能使烤煙長勢（株高、有效葉數(shù)及最大葉面積等）較好，為煙葉產(chǎn)量的形成奠定基礎(chǔ)。

2.2 土壤水勢對烤煙耗水特性的影響

2.2.1 烤煙全生育期的周耗水規(guī)律 圖2是烤煙全生育期內(nèi)單株周耗水量隨時間的變化動態(tài)。從整體上說，煙株全生育期內(nèi)周耗水量呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的規(guī)律。移栽后8周，周耗水量隨著時間延伸而增加，但各處理移栽后第1周的灌溉量明顯大于第2周，這是由于試驗(yàn)采用的負(fù)壓灌溉裝置壓力發(fā)生是從0 kPa開始，需要消耗一定水分，使裝置形成真空值與土壤水勢保持平衡而導(dǎo)致的，并不體現(xiàn)真正的烤煙耗水量。在移栽后7—8周煙株周耗水量達(dá)到峰值，之后又逐漸減少，直至采收完，但11周時單株耗水量反而比第10周大，這可能是受到了打頂?shù)挠绊?。圖2也清楚地表明，土壤水勢對烤煙耗水量有著明顯的影響，在相同時期內(nèi)單株周耗水量隨土壤水勢的增大而增加，即：T1＞T2＞T3。說明降低土壤水勢，可減少烤煙單株周耗水量。

表1 不同土壤水勢下的烤煙農(nóng)藝性狀Table1 The agronomic attributes of flue-cured tobacco under various soil water potentials

圖2 烤煙全生育期單株周耗水量變化動態(tài)Fig.2 The weekly water consumption of flue-cured tobacco

2.2.2 不同土壤水勢下烤煙不同生育期的耗水量和耗水強(qiáng)度 由表2可知，同一土壤水勢處理的單株耗水量及耗水強(qiáng)度均以旺長期最多、成熟期次之、伸根期最??；而不同處理間全生育期及各生育期的單株耗水量及耗水強(qiáng)度均隨土壤水勢的增大而增加，即T1＞T2＞T3，且在p＜0.05水平上差異顯著。其中，T1處理的全生育期單株耗水量、耗水強(qiáng)度分別為145.30 kg、1.30 kg/d，T3處理分別為60.50 kg、0.54 kg/d。各處理間煙株的耗水模數(shù)在同一時期則保持相對穩(wěn)定，其中伸根期為16.19%～19.69%，旺長期為45.28%～47.86%，成熟期為32.45%～37.96%。

2.3 煙株各生育期水分利用效率

烤煙具有分層落黃成熟、分部位采收的特性，為了方便取樣，在本試驗(yàn)中煙株干物質(zhì)積累量的取樣時間為移栽至腳葉采收（即成熟前期）。表3是負(fù)壓供水下煙株各生育期WUE的情況，從中可以看出，在移栽至成熟前期，WUE隨土壤水勢降低而增大，表現(xiàn)為T1＜T2＜T3，說明降低土壤水勢，增大了根系吸水的阻力，從而提高了煙株對水分的利用程度。

就不同生育期而言，相同負(fù)壓供水條件下的WUE均表現(xiàn)出成熟前期最大，旺長期次之，伸根期最?。ū?）。表明在負(fù)壓灌溉下烤煙對水分的利用效率隨煙株生育進(jìn)程的推移而增加。

同一生育期不同負(fù)壓供水條件下，WUE差異明顯。不同處理的烤煙各生育期WUE最大值與最小值之差分別為0.43、1.25和4.83 g/kg（表3）。說明在不同生育期降低供水負(fù)壓值能顯著提高作物WUE。

表2 烤煙不同生育期的耗水量和耗水強(qiáng)度Table2 The water consumption and its intensity in different growth periods of flue-cured tobacco

表3 不同土壤水勢下的煙株水分利用效率Table3 The water use efficiency of tobacco under various soil water potential

2.4 土壤水勢對煙株干物質(zhì)積累量的影響

干物質(zhì)的積累和分配趨勢直接影響作物的產(chǎn)量，是潛在產(chǎn)量的重要衡量指標(biāo)。從表4來看，團(tuán)棵期時，煙株干物質(zhì)積累總量、根干重及莖干重均以T2處理為最大，其值分別為11.98、2.86、1.57 g；而葉干重以T1處理為最大，其值為7.89 g；表明在伸根期時土壤水勢為-20 kPa時有利于煙株根系及莖干物質(zhì)積累，可有效促進(jìn)根系發(fā)生及形成。但土壤水勢下降到一定值時，土壤有效含水量降低，使根系吸水困難，降低了煙株耗水量（圖2、表2），從而影響了干物質(zhì)的產(chǎn)生和運(yùn)移。此時期T3處理的干物質(zhì)積累量小于T2、T1處理，且根干重較T2處理也有所減少，而T3處理根干物質(zhì)占有比例表現(xiàn)為最大（其值為27.23%），表明土壤水勢降低到-30 kPa時，不僅限制了同化物的供應(yīng)能力，也不利于地上部的干物質(zhì)積累。

表4 不同土壤水勢下煙株干物質(zhì)的積累與分配Table4 The dry matter accumulation and allocation of tobacco under various soil water potential

旺長期干物質(zhì)積累總量、莖干重及葉干重隨土壤水勢的增大而增加，即T1＞T2＞T3，T1處理以上3個指標(biāo)的數(shù)值分別為154.31、42.98、88.18 g；而根干重則表現(xiàn)出T1＜T2＜T3。說明旺長期較高的土壤水勢（-10 kPa）能增加干物質(zhì)積累總量及葉干重，有利于煙葉產(chǎn)量的形成。

成熟前期煙株干物質(zhì)積累總量及葉干重均以T2處理為最大、T1其次、T3處理最小。其中，T1的葉干重比T2的減少量小于T3比T2的減少量；莖干重則表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，而根干重則表現(xiàn)相反趨勢。說明在成熟前期保持-20～-10 kPa的土壤水勢，有利于地上部干物質(zhì)的積累。

2.5 土壤水勢對各器官干物質(zhì)分配的影響

從表4中可知，同一時期內(nèi)不同處理的烤煙根冠比均表現(xiàn)出T3＞T2＞T1，說明在高土壤水勢（-10 kPa）條件下有利于煙株干物質(zhì)向地上部分配，而較低土壤水勢（-30 kPa）時則有利于向根系分配。

在不同時期內(nèi)，煙株根系干物質(zhì)占全株干物質(zhì)積累量的百分比均表現(xiàn)為T1＜T2＜T3，而葉干物質(zhì)積累量則表現(xiàn)相反規(guī)律（表4）。莖干重對全株干物質(zhì)貢獻(xiàn)率在不同生育期內(nèi)表現(xiàn)不同，其中伸根期表現(xiàn)以T3最大，其值為14.46%；之后則表現(xiàn)出隨土壤水勢增大而增大，即T1＞T2＞T3。說明煙株干物質(zhì)向莖分配所適宜的土壤水勢在不同時期是不同的，具體表現(xiàn)為煙株生長前期低、中后期高的特點(diǎn)。

3 討 論

土壤水分條件是影響烤煙生長及耗水特性的重要因子［16］。本研究發(fā)現(xiàn)，在負(fù)壓灌溉下不同土壤水勢處理的煙株周耗水量及耗水強(qiáng)度隨土壤水勢的增大而增加，且在不同生育期內(nèi)均以旺長期最多、成熟期次之、伸根期最小，這與蔡寒玉［17］的試驗(yàn)結(jié)果類似。不同生育期內(nèi)耗水模數(shù)與汪耀富等［15］研究提出烤煙伸根期、旺長期與成熟期的耗水模數(shù)分別為34.8%、45.23%和34.8%的結(jié)果基本一致，這說明在滿足烤煙需水條件下各生育期的耗水模數(shù)是由作物本身的遺傳特性所決定的，土壤水勢對其影響輕微，但顯著影響了單株耗水量和耗水強(qiáng)度。

作物根系本身具有向水性，且烤煙在伸根期內(nèi)耗水量較少，此時期適宜減少土壤水分的供應(yīng)量，可促使根系細(xì)胞數(shù)目增多或體積增大，導(dǎo)致同化物優(yōu)先流向根系器官細(xì)胞［18］，供根系組織的構(gòu)建和細(xì)胞呼吸的消耗。本試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)土壤水勢為-20 kPa時，伸根期內(nèi)根系干物質(zhì)積累量較大，有利于根系組織的構(gòu)建，為烤煙的旺長奠定基礎(chǔ)；但土壤水勢降低到一定值時，限制了同化物的供應(yīng)能力［19］，不利于根系組織及整株干物質(zhì)的積累。研究結(jié)果表明，當(dāng)土壤水勢為-30～-20 kPa時，煙株有效葉片數(shù)顯著增加，促進(jìn)了煙葉光合面積的擴(kuò)增，為烤煙的產(chǎn)量提供了保障。煙株在旺長時耗水量明顯增加，可能原因是進(jìn)入旺長期后葉片生長速率加快、有效葉數(shù)增加，導(dǎo)致單株蒸散量（ET）也隨之增加。此時干物質(zhì)的分配在根、莖、葉等器官中存在較強(qiáng)的競爭關(guān)系［20］，當(dāng)土壤水勢為-10 kPa時，葉片中干物質(zhì)分配最多（88.18g/株，表4），且有效葉片數(shù)及整株干物質(zhì)積累量較其他處理明顯增加，這對煙葉產(chǎn)量的形成有積極意義?，F(xiàn)蕾時，煙株耗水量對土壤水勢的敏感度降低，從圖2中可以看出，T1處理與T2處理耗水量差異減少，且第10周T1耗水量接近T2處理，表明了土壤水勢為-20 kPa左右即可滿足烤煙現(xiàn)蕾期的耗水需求。

打頂后，煙株周耗水量呈現(xiàn)了先增加后降低的趨勢。這可能是打頂打破了煙株體內(nèi)原有的激素平衡，促使生長素向根部運(yùn)輸，激活了根系響應(yīng)機(jī)制，使根系細(xì)胞代謝活動得到增強(qiáng)，并促進(jìn)了次生根的生成，從而增加了水分吸收能力［21］；另外根系中細(xì)胞分裂素的分泌量增加，在一定時間內(nèi)抵消了脫落酸的部分作用，延緩了葉片衰老［22］，從而加大葉片氣孔導(dǎo)度，進(jìn)而增強(qiáng)了葉片的蒸騰耗水強(qiáng)度。之后煙葉開始分層成熟，脫落酸含量逐漸積累［23］，氣孔大小受到影響［24］，從而減少了成熟期后單株周耗水量逐漸減少煙株生理需水量。同時，當(dāng)土壤水勢為-20 kPa時，干物質(zhì)向莖、根等器官的轉(zhuǎn)移有增加趨勢，這在一定程度上可緩解成熟期內(nèi)因葉片干物質(zhì)的大量積累而對光合作用產(chǎn)生抑制的現(xiàn)象［18］，從而達(dá)到進(jìn)一步增加葉片干物質(zhì)積累的目的。本試驗(yàn)中煙株在全生育期內(nèi)均處于相對穩(wěn)定的土壤水勢環(huán)境中，莖占總干物質(zhì)量的幅度為32.77%～38.35%，較Mahadevaswamy M等［25］提出莖的貢獻(xiàn)率為26.8%～36.2%的結(jié)果偏高，表明了烤煙在同一土壤水勢條件下生長不利于干物質(zhì)向葉片的分配，不利于煙葉產(chǎn)量的形成。

水分利用效率（WUE）是衡量作物對水分利用的重要指標(biāo)之一［26］。研究結(jié)果表明，在負(fù)壓灌溉下，WUE隨土壤水勢的降低而增大，且相同土壤水勢下煙株在不同生育期內(nèi)對水分利用效率不同，表現(xiàn)為成熟前期＞旺長期＞伸根期。這可能一方面由于負(fù)壓灌溉技術(shù)是基于土壤張力特性，維持了土壤水分非飽和狀態(tài)［6］，當(dāng)土壤水勢越小，根系吸水越困難，導(dǎo)致葉片內(nèi)水勢梯度增大，氣孔蒸散越困難，單位時間內(nèi)蒸騰耗水量降低，從而增大了WUE；另一方面采用負(fù)壓灌溉可維持根際土壤含水量的相對穩(wěn)定，避免了作物因土壤水分過度波動而遭受的旱澇脅迫，使作物處于適宜的土壤水分環(huán)境中，為作物正常的生理機(jī)制進(jìn)行提供了條件，且灌溉時濕潤土層未達(dá)及土壤表面，在很大程度上減少了裸土蒸發(fā)而引起的無效耗水，從而實(shí)現(xiàn)了作物對水分的高效利用。

4 結(jié) 論

基于負(fù)壓灌溉，土壤水勢維持在-20～-10 kPa范圍內(nèi)，能使烤煙農(nóng)學(xué)性狀（株高、有效葉數(shù)及最大葉面積等）優(yōu)良，土壤水勢低于該范圍則不利于煙株的生長。

采用負(fù)壓灌溉能顯著降低煙株耗水量及耗水強(qiáng)度，且隨土壤水勢降低而明顯；但各生育期的耗水模數(shù)由作物本身的遺傳特性所決定，受灌溉方式影響不大。

在-20～-10 kPa范圍內(nèi)，采用負(fù)壓灌溉對烤煙進(jìn)行供水，WUE隨土壤水勢的降低而增加，在同一土壤水勢條件下WUE隨生育期推移而增加。

從煙株生長及耗水特性、干物質(zhì)積累及分配和水資源利用等角度綜合分析，提出基于負(fù)壓灌溉下不同生育期采用不同土壤水勢值進(jìn)行供水，具體為伸根期適宜的土壤水勢范圍為-20～-30 kPa，旺長期約為-10 kPa，成熟期約為-20 kPa。

［1］ Jianguo Man， Junsheng Yu， Philip J， et al. Effects of supplemental irrigation with micro-sprinkling hoses on water distribution in soil and grain yield of winter wheat［J］. Field Crops Research， 2014， 161: 26-37.

［2］ D Bilalis， A Karkanis， A Efthimiadou， et al. Effects of irrigation system and green manure on yield and nicotine content of Virginia （flue-cured） Organic tobacco（Nicotiana tabaccum）， under Mediterranean conditions［J］. Industrial Crops & Products， 2008， 292: 388-394.

［3］ 諸鈞，金基石，楊春祥. 痕量灌溉對溫室種植球莖茴香產(chǎn)量、干物質(zhì)分配和水分利用率的影響［J］. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2014，32（4）：338-342.

［4］ Qui?ones Bola?os E， Zhou H， Soundararajan R， et al. Water and Solute Transport in Pervaporation Hydrophilic Membranes to Reclaim Contaminated Water for Micro-irrigation［J］. Journal of membrane science， 2005，252（1）: 19-28.

［5］ Kato Z， Tejima S. Theory and fundamental studies on subsurface method by use of negative pressure［J］. Trans JSIDRE， 1982， 101: 46-54.

［6］ 鄒朝望，薛緒掌，張仁鐸，等. 負(fù)水頭灌溉原理與裝置［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2007，23（11）：17-22.

［7］ 耿偉，王春艷，薛緒掌，等. 負(fù)壓供水下盆栽大豆葉片的光合生理研究［J］. 節(jié)水灌溉，2007（1）：5-8，12.［8］ 李邵，耿偉，薛緒掌，等. 日光溫室負(fù)壓自動灌溉下番茄蒸騰規(guī)律研究［J］. 節(jié)水灌溉，2008（1） ：25-28.

［9］ 耿偉，萬克江，薛緒掌，等. 負(fù)壓供水下菠菜某些生理指標(biāo)的變化［J］. 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2006，22（4）:248-251.

［10］ Nalliah， V， R Ranjan， and F Kahimba， Evaluation of a plant-controlled subsurface drip irrigation system［J］. Biosystems engineering， 2009， 102（3）: 313-320.

［11］ 許高平，王璞，薛緒掌，等. 負(fù)壓控水下不同株型玉米水分利用效率和產(chǎn)量的盆栽試驗(yàn)［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，30（15）：148-156.

［12］ 中國煙草總公司青州煙草研究所. YC/T 142—2010煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法［S］. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［13］ Evett S R. Water and energy balances at soil-plant-atmosphere interfaces［J］. Soil physics companion， 2001: 127-188.

［14］ 李邵，薛緒掌，郭文善，等. 負(fù)水頭灌溉系統(tǒng)供水規(guī)律研究［J］. 灌溉排水學(xué)報，2008，27（5）：55-58.

［15］ 汪耀富，蔡寒玉，李進(jìn)平，等. 不同供水條件下土壤水分與烤煙蒸騰耗水的關(guān)系［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2007（1）：19-23.

［16］ Yan J， Wang J， Tissue D， et al. Photosynthesis and Seed Production under Water-Deficit Conditions in Transgenic Tobacco Plants That Overexpress an Ascorbate Peroxidase Gene［J］. Crop Science， 2003， 43（4）: 1477-1483.

［17］ 蔡寒玉. 烤煙耗水特性與節(jié)水灌溉技術(shù)研究［D］. 鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

［18］ Wison J B. A review of evidence on the control of shoot : root ratio， in relation to models［J］. Annals of Botany，1988， 61（4）: 433-449.

［19］ Adiku S G K， Renger M， Wessolek G， et al . Simulation of the dry matter production and seed yield of common beans under varying soil water and salinity conditions［J］. Agricultural Water Management ， 2001， 47: 55-68.

［20］ Wardlaw I F. The control of carbon partitioning in plants［J］. New Phytologist ， 1990， 116: 341-381.

［21］ Qi Yuancheng， GuoHongxiang， Li Ke， et al.Comprehensive analysis of differential genes and miRNA profiles for discovery of topping-responsive genes in flue-cured tobacco roots［J］. The FEBS journal，2012， 279（6）: 1054-1070.

［22］ Jordi W， Schapendonk A， Davelaar E， et al. Increased cytokinin levels in transgenic PSAG12-IPT tobacco plants have large direct and indirect effects on leaf senescence， photosynthesis and N partitioning［J］. Plant，Cell & Environment， 2000， 23（3）: 279-289.

［23］ Marschner H. Mineral nutrition of higher plant ［M］. London， Academic Press， 1986.

［24］ Hartung W， Wilkinson S， Davies W J. Factors that regulate abscisic acid concentrations at the primary site of action at the guard cell ［J］. Journal of Experimental Botany， 1998， 49（Special Issue）: 361-367.

［25］ Mahadevaswamy M， Mahadeva C， Sreenivas S S， et al. Growth characters and dry matter partitioning in Flue Cured Virginia tobacco （Nicotiana tabacum） cultivars under Karnataka light soil conditions［J］. Indian Journal of Agricultural Sciences， 2009， 79（4）: 321-323.

［26］ 張正斌，山侖. 作物水分利用效率和蒸發(fā)蒸騰估算模型的研究進(jìn)展［J］. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1997，15（1）：73-78.

The Effects of Soil Water Potential on the Growth and Water Consumption of Flue-cured Tobacco

XIAO Haiqiang1，2， LIU Xueyong1，2，3， LONG Huaiyu2*， YANG Hongqi1， ZHAO Baidong4， GUAN Ensen5，
WANG Dahai5， YUE Xianlu2
（1. Agricultural College of Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China； 2. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing， 100081， China； 3.Xiangxi Tobacco Company of Hunan Province， Jishou， Hunan 416000， China； 4.State Tobacco Monopoly Administration， Beijing 100053， China； 5.Weifang Tobacco Limited Company of Shandong Province， Weifang， Shandong 262200， China）

In this paper， the effect of soil water potential on the growth， water consumption characteristics， dry matter accumulation and distribution， water use efficiency （WUE） of flue-cured tobacco was studied. With 3 levels of soil water potential maintained by using a negative pressure irrigation device， pot experiments in situ field were carried out. The results showed that， the botanic traits of tobacco was well when soil water potential was in the range of -20～-10 kPa； Water consumption， water consumption intensity，total dry matter accumulation （DMA） and the ratio of leaf dry weight decreased when soil water potential increased， while water consumption modulus of different growth periods changed little with changed soil water potential； WUE increased when soil water potential decreased， and increased as the periods of flue-cured tobacco growing in the same soil water potential. For efficient utilization of irrigation water， different soil water potential should be maintained in the different growth periods， the suitable soil water potential for flue-cured tobacco at various growth stages as follows: the range of -30～-20 kPa at root stretch stage， about -10 kPa at fast growing stage， and about -20 kPa at mature stage.

negative pressure irrigation； soil water potential； dry matter； water use efficiency； flue-cured tobacco

S572.06

1007-5119（2015）01-0035-07

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.01.008

國家煙草專賣局特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)重大專項(xiàng)“低危害煙葉開發(fā)”［110201101006（ts-06）］

肖海強(qiáng)，男，碩士研究生，主要研究煙草栽培及生理。E-mail：xiaohaiqiang91@163.com。*通信作者，E-mail：hylong@caas.ac.cn

2014-09-22 修回日期：2015-01-25