不同灌水處理對(duì)盆栽烤煙生長影響的試驗(yàn)研究

趙文義，王 龍，楊 蕊，文 俊，王新博

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，昆明 650220)

烤煙的生長離不開水，水分既是烤煙一切代謝的介質(zhì)和光合作用的原料，又是烤煙吸收和運(yùn)輸物質(zhì)的溶劑，但是煙草的生長發(fā)育只有在土壤水分適宜的條件下才能順利進(jìn)行，水分不足對(duì)煙株生長指標(biāo)以及光合指標(biāo)都有很大影響，在缺水不嚴(yán)重或缺水時(shí)間不長的情況下,煙株有暫時(shí)調(diào)節(jié)體內(nèi)水分平衡的能力，但水分處理不當(dāng)或水分過大又會(huì)降低煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。根據(jù)煙草的需水規(guī)律合理灌水，可為煙田優(yōu)化灌溉，提高煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)措施[1-5]。在耗水方面，煙草的耗水形式以葉面蒸騰為主，在烤煙生長過程中，根系吸收的土壤水分大部分用于蒸騰消耗。因此研究土壤水分與烤煙蒸騰耗水之間的關(guān)系，對(duì)確定合理的灌水時(shí)期和灌水量具有重要意義。目前對(duì)于盆栽烤煙的蒸騰耗水的定量研究和生長指標(biāo)的測算方面尚不多見。本次試驗(yàn)對(duì)不同灌水處理下的烤煙生長影響及烤煙需水規(guī)律等理論問題進(jìn)行了初步研究，可為烤煙灌溉技術(shù)的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)[6]。

1 材料與方法

1.1 試區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)節(jié)水灌溉實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)度102.75°，緯度25.13°，海拔1 943 m，采用防雨棚隔絕降水。烤煙于2017年5月6號(hào)移栽，各生育期時(shí)段分別為移栽后還苗～團(tuán)棵(伸根期5月6日-6月6日)，團(tuán)棵～現(xiàn)蕾(旺長期6月6日-7月10日)，現(xiàn)蕾～采收結(jié)束(成熟期7月10日-8月16日)，全生育期102 d，土壤類型為紅壤，土壤容重為1.33 g/cm3，pH值介于5～7.5之間，采用室內(nèi)環(huán)刀法測定土壤田間持水量為33.69%。

1.2 試驗(yàn)方法

在烤煙各生育期每個(gè)處理選取3株測定株高、莖粗、葉片數(shù)、最大葉長和葉寬；在成熟期將烤煙分為根、莖、葉三部分，在105 ℃下殺青15 min，然后70 ℃下烘干，分別稱取各部分干物質(zhì)重量。

盆栽通過TZS-I型TDR土壤水分測定儀每天監(jiān)測土壤含水量，測定土層為0～10、10～20和20～35 cm，并定期用烘干法校核TDR土壤水分測定儀的數(shù)據(jù)。

土壤質(zhì)量含水量采用烘干法進(jìn)行測定，采樣取土深度分別為：0～10、10～25、25～40 cm。

采用簡化農(nóng)田水分平衡方程計(jì)算煙田耗水量，公式為：

(1)

式中：ET為一定時(shí)間內(nèi)的實(shí)際蒸散量，mm；n為取土層次；hi為第i層土層厚度，cm；di為第i層土壤容重，g/cm3；W0、Wt分別為時(shí)段開始和結(jié)束時(shí)第i層土壤含水率；P為同時(shí)段內(nèi)降水量，mm；I為同時(shí)段內(nèi)灌水量，mm。

盆栽試驗(yàn)在遮雨棚且單獨(dú)盆栽一盆一顆，故降雨量P以及地下水補(bǔ)給量，地表徑流量，滲漏量均忽略不計(jì)，而在大田里降雨量不可忽略。盆栽棵間蒸發(fā)用稱重法進(jìn)行測定，每3 d測一次。不同階段烤煙蒸騰量為相應(yīng)時(shí)段耗水量與棵間蒸發(fā)量的差值。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

盆栽供試品種為紅花大金元。盆規(guī)格為上徑42 cm，下徑38 cm，高40 cm，每盆裝土質(zhì)量為55 kg，每盆一株。試驗(yàn)處理前保持土壤含水率在田間持水率的80%左右，確保煙苗成活及試驗(yàn)處理前煙株的一致性。施肥統(tǒng)一為7∶14∶16(N∶P∶K)的復(fù)合肥80 g ，每株施肥量一致。根據(jù)《灌溉試驗(yàn)規(guī)范》(SL 13-2015)[7]確定試驗(yàn)灌水方案為：固定灌水次數(shù)和灌水時(shí)期，采用不同的灌水定額，并參考《云南省用水定額標(biāo)準(zhǔn)》(DB53T 168-2013 )[8]初步設(shè)定5個(gè)灌水梯度處理，3次重復(fù)。試驗(yàn)灌水處理設(shè)計(jì)見表1。全生育期病蟲害預(yù)防治采用人工防治。

表1 灌水處理設(shè)計(jì)表

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水條件下盆栽的耗水特征

盆栽條件下，地下水補(bǔ)給量、地表徑流量、滲漏量均可忽略，因此，每次灌水需要控制水量，通過少量多次完成一次灌水，以避免深層滲漏。前期試驗(yàn)表明，每株烤煙水分達(dá)到下限后灌水1 kg，可使土壤相對(duì)含水率上升5%左右，完成灌溉后，土壤水分回落到下限時(shí)段長度約為3～5 d，在各生長期，灌水量均隨著土壤含水量下限的降低而減小，階段灌水次數(shù)也相應(yīng)地減小[9]。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)定的灌水定額和實(shí)際灌溉量，盆栽試驗(yàn)每個(gè)處理灌水量數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。

表2 不同處理烤煙全生育期灌水和耗水

對(duì)于盆栽試驗(yàn)耗水量均隨灌水量的增加而增大[10]，但所有這種增減幅度都會(huì)趨于平緩，當(dāng)灌水量達(dá)到一定限度后，隨灌水量增加，耗水量雖有所增大，但增加幅度減小。不同灌水處理之間各生育時(shí)期耗水量和耗水強(qiáng)度均隨灌水量增加呈不顯著增加。

各處理耗水量以伸根期較低，旺長期最多，成熟期次之，但日均耗水強(qiáng)度各生育期差別較小，與“煙田耗水量和耗水強(qiáng)度都以伸根期較低，旺長期幾乎成倍增加，到成熟期又趨降低”的規(guī)律基本一致[7]；從充分供水條件下烤煙的蒸騰耗水特征表3可以看出，烤煙全生長期內(nèi)以旺長期蒸騰耗水最多但并不突出，平均蒸騰耗水強(qiáng)度3.87 mm/d，伸根期和成熟期日均蒸騰耗水強(qiáng)度分別為2.41和2.59 mm/d，旺長期蒸騰耗水是伸根期和成熟期日均蒸騰耗水強(qiáng)度的1.60和1.49倍，說明旺長期是烤煙蒸騰耗水最為集中的時(shí)段。

表3 充分供水條件下烤煙的蒸騰耗水特征

2.2 不同處理對(duì)盆栽烤煙生長指標(biāo)的影響

表4為各處理烤煙在成熟期后期的平均株高、葉片數(shù)、最大葉長、寬和莖粗的測量成果，由表4結(jié)合表2知，隨著灌水量的增加，烤煙株高、葉片數(shù)、最大葉長、寬和莖粗均有所增大趨勢。處理1除了平均株高最高，比處理2高7.7 cm，其他指標(biāo)都比處理2要小但并不明顯，其中處理3的生長比處理2較緩慢，株高也下降了10.6 cm，處理4、處理5的烤煙煙葉出現(xiàn)水分虧缺，使煙株矮小，節(jié)間短，葉片??；處理2的各項(xiàng)指標(biāo)比其他處理的差異明顯，一方面說明灌水量的增加可明顯提高烤煙生長的各項(xiàng)指標(biāo)，一方面可以看出處理2有著比較合適的灌水量和土壤水分。

表4 各處理烤煙在成熟期后期的平均株高、葉片數(shù)、最大葉長、寬和莖粗

2.3 不同灌水處理下盆栽烤煙干物質(zhì)重量的變化

由表5可以看出，不同處理對(duì)烤煙成熟期各部分干物質(zhì)的平均干重差異明顯，隨著灌水量的減少，處理2～5的葉比重逐漸減少，而莖比重逐漸增加；從處理4、5可以看出成熟期嚴(yán)重干旱脅迫可使烤煙根、莖、葉中干物質(zhì)的積累量明顯減少，單株總干重最小的是處理5為297 g，最大的是處理1為735 g，是處理4、5的2.3和2.5倍；處理1水分很充足，與處理2明顯的區(qū)別在于根干重上，結(jié)合生理形態(tài)來看，處理1的株高普遍較高，莖粗，但葉片大而質(zhì)薄，處理1根干重比處理2重52 g，而葉干重少24 g，處理2各部分干重都比處理3、4、5要大也因此說明處理2的灌水處理比較適合。

表5 不同處理烤煙成熟期各部分干物質(zhì)的均干重

分析全生育期的蒸散量與干物質(zhì)之間的關(guān)系，建立作物干物質(zhì)累積量與全生育期總蒸發(fā)蒸騰量的關(guān)系見圖1。

圖1 干物質(zhì)累積量與全生育期耗水關(guān)系

由圖1可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著烤煙耗水量的增加，烤煙干物質(zhì)累積量明顯增加，但烤煙不會(huì)無限制生長，當(dāng)耗水達(dá)到某一臨界值后，這種生長會(huì)趨于平緩。

依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行一元線型回歸分析，建立一元線性回歸方程，系數(shù)置信水平α=0.05，t統(tǒng)計(jì)量為4.816，p值為0.017<0.05，顯著性顯著，得到回歸方程為：

Y=6.876 5X-1 574.4

(2)

式中：Y為盆栽烤煙總的干物質(zhì)累積量，g；X為盆栽烤煙全生育期耗水量，mm。

3 結(jié) 語

(1)本次盆栽試驗(yàn)可以證實(shí)耗水量均隨灌水量的增加而增大，煙田耗水具有前期少、中期多、后期又少的規(guī)律性。

(2)盆栽條件下，隨著灌水量的增加，烤煙株高、葉片數(shù)、最大葉長、寬和莖粗等生理指標(biāo)均有所增大；通過分析各處理烤煙生理形態(tài)、干物質(zhì)重及結(jié)合耗水試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出盆栽最適灌水，單株烤煙伸根期、旺長期、成熟期灌水分別為：9.57、16.56和14.23 kg。

(3)不同處理對(duì)烤煙成熟期各部分干物質(zhì)的均干重差異顯著，隨著灌水量的減少，葉比重逐漸減少，而莖比重逐漸增加，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以建立作物總的干物質(zhì)累積量與全生育期總蒸發(fā)蒸騰量的函數(shù)關(guān)系，即Y=6.876 5X-1 574.4，R2=0.885 5。

本次試驗(yàn)在灌水方案處理上沒有考慮復(fù)水處理和不同灌水方式對(duì)耗水的影響，目前云南煙區(qū)烤煙灌溉方式已經(jīng)逐漸從傳統(tǒng)灌溉方式過渡到高效節(jié)水灌溉，對(duì)高效節(jié)水灌溉方式下的烤煙耗水規(guī)律進(jìn)行試驗(yàn)研究是值得進(jìn)一步研究的科學(xué)問題[11]。

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[7] DB53/T 168-2013，云南省用水定額[S].

[8] SL 13-2015,灌溉試驗(yàn)規(guī)范[S].

[9] 李繼新, 袁有波, 蘇賢坤,等. 土壤水分對(duì)烤煙耗水特征及煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2008,36(4):520-524.

[10] 汪耀富, 李廣安, 張新堂. 不同灌水條件下烤煙耗水特征和用水效率的研究[J]. 中國煙草科學(xué), 1995,(1):4-8.

[11] 劉銀迪, 王洪亮, 汝向文. 云南省高效節(jié)水灌溉現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 人民珠江, 2014,(2):22-24.