東南煙區(qū)煙葉水肥一體化技術(shù)發(fā)展策略

劉永來(lái)，李淮源，梁志雄，王 寒，文國(guó)宇，陳建軍

（1.廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，廣東 廣州 510310；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草研究室，廣東 廣州 510642；3.廣東煙草韶關(guān)市有限公司，廣東 韶關(guān) 512000）

烤煙是我國(guó)重要的高效經(jīng)濟(jì)作物之一，常年種植面積100萬(wàn)hm2左右，其中水田占27%，旱地占73%。水分和肥料是影響煙草生長(zhǎng)發(fā)育的兩大重要因素，直接關(guān)系到煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量以及煙農(nóng)的切身利益［1-2］。一方面，我國(guó)大農(nóng)業(yè)中淡水資源短缺，區(qū)域性和季節(jié)性干旱發(fā)生頻繁，肥料施用不合理所致浪費(fèi)現(xiàn)象普遍存在；另一方面，煙葉生產(chǎn)因肥料和水分利用率低而帶來(lái)生產(chǎn)成本高、土壤水體污染等問(wèn)題依然嚴(yán)峻，一直制約著烤煙生產(chǎn)可持續(xù)健康發(fā)展［3-4］。為此，國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局于2005年發(fā)布了《全國(guó)煙葉生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實(shí)施方案》，其兩大主要任務(wù)之一是建設(shè)基本煙田煙水配套設(shè)施，試圖提高煙田綜合生產(chǎn)能力和煙葉質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)煙農(nóng)持續(xù)增收。2016年，為響應(yīng)中央“一控兩減三基本”號(hào)召，國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局又適時(shí)將煙葉水肥一體化技術(shù)作為煙葉生產(chǎn)三項(xiàng)主推技術(shù)之一在煙區(qū)大力推廣應(yīng)用，取得了顯著成效［5］。隨著水肥一體化技術(shù)與設(shè)備的日趨完善以及其在其他作物上的成功實(shí)踐，煙葉水肥一體化技術(shù)對(duì)于保障我國(guó)烤煙生產(chǎn)穩(wěn)定性，特別是發(fā)揮旱地?zé)熑~增產(chǎn)增質(zhì)潛勢(shì)，進(jìn)一步推動(dòng)煙葉生產(chǎn)“減工降本、提質(zhì)增效”均具有重要的實(shí)踐意義。但是，由于煙區(qū)氣候和土壤、地形地貌、農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施復(fù)雜多樣，煙葉水肥一體化技術(shù)適用性仍存在諸多瓶頸，亟需深入研究和系統(tǒng)發(fā)展。東南煙草種植區(qū)包括海南、廣東、廣西、福建、浙江、江西、臺(tái)灣等?。ㄗ灾螀^(qū)）全部，江蘇、安徽的南部，湖南東南部，湖北的東部，是富有發(fā)展?jié)摿Φ臒熑~產(chǎn)區(qū)。該區(qū)常年種煙面積18萬(wàn)hm2，年產(chǎn)煙葉34萬(wàn)t，占全國(guó)烤煙種植面積和總產(chǎn)量的17%左右。區(qū)內(nèi)陸地以山地、丘陵為主，占陸地的70%以上。煙地交通不便，水肥一體化設(shè)備鋪設(shè)難度大；雨水充沛，但分布不勻，季節(jié)性干旱在烤煙成熟期發(fā)生頻繁。

綜上所述，本文以東南煙區(qū)為例，從分析水肥一體化技術(shù)原理和發(fā)展現(xiàn)狀角度出發(fā)，探討水肥一體化技術(shù)在烤煙生產(chǎn)上應(yīng)用難點(diǎn)及其發(fā)展方向，為加快傳統(tǒng)煙草農(nóng)業(yè)向資源節(jié)約、環(huán)境友好、優(yōu)質(zhì)高效型現(xiàn)代煙草產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變提供依據(jù)和借鑒。

1 作物水肥一體化技術(shù)發(fā)展回顧

1.1 作物水肥一體化和精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)的含義

作物水肥一體化是將施肥與灌溉有機(jī)融為一體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施肥灌溉技術(shù)。水肥一體化借助于壓力系統(tǒng)（或地形自然落差），將預(yù)先調(diào)兌好的肥液連同灌溉水一起，先后通過(guò)各級(jí)管道網(wǎng)絡(luò)，最后以滲灌、微噴灌或滴灌的方式將作物生長(zhǎng)所需的肥水準(zhǔn)確輸送到作物根系生長(zhǎng)的土壤區(qū)域［6-8］。因此，與傳統(tǒng)的灌溉和施肥方法相比，水肥一體化具有節(jié)約水資源［2,9-11］，提高肥料利用率［9,12-14］、改善作物土壤環(huán)境［15］和大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率［16］等優(yōu)勢(shì)。精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)則是在傳統(tǒng)水肥一體化的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入智能化自動(dòng)控制技術(shù)、墑情監(jiān)測(cè)與決策支持技術(shù)、作物生長(zhǎng)信息監(jiān)測(cè)與綜合管理技術(shù)等［17-18］，依據(jù)作物生育期的營(yíng)養(yǎng)和水分需求，同時(shí)結(jié)合土壤墑情［19-20］等信息，在人工或非人工控制條件下，通過(guò)灌溉與施肥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)作物水肥的精準(zhǔn)供應(yīng)。精準(zhǔn)水肥管理作為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，可以實(shí)現(xiàn)在每一操作單元上因土壤因作物預(yù)計(jì)產(chǎn)量和質(zhì)量的差異而按需灌溉與施肥，有效控制了物質(zhì)循環(huán)中的養(yǎng)分輸入和輸出，大幅度提高了水資源和肥料的利用率，促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境保護(hù)的建設(shè)，同時(shí)增加了農(nóng)民的收入［1,21-22］，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。

1.2 作物水肥一體化技術(shù)的起源與發(fā)展

水肥一體化的起源最初可以追溯到19世紀(jì)以前的實(shí)驗(yàn)室水培試驗(yàn)。17世紀(jì)后期，英國(guó)博物學(xué)家John Woodward于1699 年開(kāi)始利用不同來(lái)源的水或溶液如降水、河水、土壤提取液等進(jìn)行植物培養(yǎng)，這就是最原始的水肥一體化［23］。20世紀(jì)以后,由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展以及灌溉設(shè)備研發(fā)的突破［24］，以滴灌、噴灌等微灌模式為代表的水肥一體化技術(shù)開(kāi)始在全世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用和推廣。

國(guó)外的水肥一體化技術(shù)多用于棉花［25］、西紅柿［26］、辣椒［27］、馬鈴薯［28］和甜橙［29］等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的蔬菜和水果上。美國(guó)是目前世界上水肥一體化應(yīng)用面積最大的國(guó)家，滴灌應(yīng)用面積約為95萬(wàn)hm2，同時(shí)擁有完善的水肥一體化設(shè)施及服務(wù)體系，其灌溉農(nóng)業(yè)中60%的馬鈴薯、32.8%的果樹(shù)和25%的玉米均采用了水肥一體化技術(shù)，此外美國(guó)更是加強(qiáng)了新基于水肥一體化的新型水溶肥料和農(nóng)藥注入控制裝置的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，目前其肥料總量中有38%為水肥一體化專(zhuān)用肥料［30］。而作為世界上水肥一體化技術(shù)應(yīng)用程度最高的國(guó)家，以色列有25×104hm2的農(nóng)業(yè)灌溉面積已全面推行噴灌、滴灌化，水肥一體化已廣泛應(yīng)用在果園、溫室、大田和園林綠化等領(lǐng)域，并正朝著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展［31］。例如該國(guó)Netafim公司研發(fā)的水肥自動(dòng)化控制系統(tǒng)，由泵站、過(guò)濾中心、施肥灌溉系統(tǒng)和閥門(mén)管網(wǎng)等組成，通過(guò)計(jì)算機(jī)的集中管理與控制，自動(dòng)配置適宜濃度的肥液，與灌溉水經(jīng)過(guò)一定比例的混合后，再通過(guò)各級(jí)灌溉網(wǎng)絡(luò)，在電磁閥壓力的調(diào)節(jié)下實(shí)現(xiàn)對(duì)作物水肥供給的精確控制［31-32］。

我國(guó)水肥一體化技術(shù)應(yīng)用始于1974年節(jié)水灌溉技術(shù)研究，當(dāng)時(shí)是從墨西哥引進(jìn)了滴灌設(shè)備，并建立了3個(gè)面積共5.3 hm2的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)研究［9,33］。40余年的時(shí)間，從最開(kāi)始的設(shè)備引進(jìn)與消化吸收，再到后來(lái)的自主研發(fā)以及全國(guó)推廣等過(guò)程，我國(guó)的水肥一體化無(wú)論在推廣面積，還是技術(shù)設(shè)備或者控制理論方面，都得到了很大的發(fā)展［23］。在應(yīng)用范圍方面，水肥一體化技術(shù)已成功應(yīng)用在我國(guó)的蘋(píng)果、柑橘、香蕉、茶葉、棉花和馬鈴薯等作物的大面積生產(chǎn)上。尤其在新疆地區(qū)，其膜下棉花滴灌更是已經(jīng)具備了較為成熟的技術(shù)，與溝灌相比，能保證節(jié)水50%以上，增產(chǎn)18.4%～39.0%，同時(shí)籽棉單產(chǎn)增幅為58.0～94.1 kg/667m2［10,34］。其次，在滴灌技術(shù)方面，我國(guó)更是相繼成功開(kāi)發(fā)出壓差施肥罐、重力自壓施肥器，并發(fā)展出覆膜溝灌施肥技術(shù)、小白龍噴水帶微噴施肥技術(shù)、痕量灌溉施肥技術(shù)等［10］。此外，在水肥一體化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上，我國(guó)也有不少科研成果涌現(xiàn)，例如羅克勇等設(shè)計(jì)的耕作層水肥精準(zhǔn)智能調(diào)控系統(tǒng)，以作物生理需水肥量及土壤含水量和肥分為依據(jù)，對(duì)土壤耕作層水肥參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并通過(guò)無(wú)線電傳輸，系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制植物根部的水肥供給，實(shí)現(xiàn)耕作層微灌的自動(dòng)化［22,35-36］。聶晶等開(kāi)發(fā)的變量施肥輔助決策系統(tǒng)，在采集作物生長(zhǎng)土壤信息的基礎(chǔ)上，依據(jù)作物在不同生長(zhǎng)區(qū)域、階段對(duì)水肥的需求、水肥結(jié)合效應(yīng)和目標(biāo)產(chǎn)量等因素自動(dòng)配制肥液，同時(shí)調(diào)整肥液濃度、流量和酸性等，執(zhí)行精確的施肥過(guò)程［37］。

國(guó)際上作物水肥一體化技術(shù)在基礎(chǔ)理論、灌溉施肥的設(shè)備和肥料，水肥一體化系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和管理等方面都已經(jīng)相當(dāng)成熟，在西歐、美國(guó)、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家更是一種普遍應(yīng)用的實(shí)用技術(shù)。相對(duì)而已，我國(guó)在水肥一體化技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)、消化吸收以及推廣應(yīng)用方面都已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步，但是我國(guó)在水肥一體化技術(shù)的研究和推廣方面地區(qū)之間發(fā)展不平衡，總體還處于發(fā)展推廣階段［10-11］。

2 烤煙水肥一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 烤煙水肥一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

我國(guó)烤煙水肥一體化技術(shù)應(yīng)用研究最早可以追溯到2000年楊金樓在烤煙上進(jìn)行的滴灌試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果表明滴灌在烤煙的生產(chǎn)上具有顯著的節(jié)水、增產(chǎn)、增效和提高煙葉質(zhì)量效果，其產(chǎn)量和產(chǎn)值均比溝灌處理提高20%以上［38］。金文華等開(kāi)展的烤煙節(jié)水灌溉試驗(yàn)與示范研究也證實(shí)滴灌和噴灌的節(jié)水效果顯著，對(duì)煙田土壤結(jié)構(gòu)、煙株農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的作用效果顯著［39］。有關(guān)煙草水肥耦合技術(shù)研究和應(yīng)用也日益受到煙草研究者重視［1,21,40-41］。

隨著地膜在煙葉生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用，烤煙膜下滴灌技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，而相關(guān)的膜下滴灌試驗(yàn)更是進(jìn)一步顯現(xiàn)出滴灌在烤煙生產(chǎn)上的巨大優(yōu)勢(shì)。王洪云等采用大田對(duì)比試驗(yàn)方法研究了大理州烤煙膜下滴灌的效果，表明在單位面積上獲得同等煙葉條件下，膜下滴灌可以減少烤煙全生育期的灌溉量，同時(shí)在適宜的滴灌量范圍內(nèi)，較小的滴灌量可以提高水分的利用效率，40～50 m3/667m2的灌溉量適宜于大理州的自然生態(tài)條件［42］。國(guó)鴻薔等在膜下滴灌的條件下，對(duì)烤煙生產(chǎn)設(shè)計(jì)了不同的水肥處理，結(jié)果顯示12 mm/次的滴灌量，結(jié)合施用15 000 kg/hm2生物有機(jī)肥和3 g/株化肥，可使煙草獲得最大的葉面積（4.2 m2），同時(shí)單株葉片干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量也最高。雖然生物有機(jī)肥+化肥的水肥設(shè)計(jì)可以優(yōu)化煙草葉片干物質(zhì)分配比例，但卻不利于煙草的早期生長(zhǎng)［43］。此后，隨著人們對(duì)于烤煙水肥耦合機(jī)理認(rèn)識(shí)的逐步深入［44-48］，煙葉水肥一體化設(shè)計(jì)試驗(yàn)日益受到重視，在烤煙生產(chǎn)上陸續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用［48-51］。目前，煙草農(nóng)業(yè)形成了一些頗具特色的水肥一體化灌溉技術(shù)，如控制灌溉、非充分灌溉、膜上灌和噴、滴灌技術(shù)等，在煙葉生產(chǎn)中逐步推廣應(yīng)用并已經(jīng)取得了顯著的節(jié)水、節(jié)肥、省工效果［52-54］。

隨著水肥一體化技術(shù)與裝備的發(fā)展，現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正朝著機(jī)械化化、自動(dòng)化、智能化、成套化的方向發(fā)展，以遙感技術(shù)、人工智能、無(wú)線智能傳感器陣列等為特征的現(xiàn)代高科技開(kāi)始被應(yīng)用于灌溉、施肥、噴藥等煙葉生產(chǎn)環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)化程度大大提高［21-22,32,35,55］?？緹熕室惑w化通過(guò)適時(shí)、適量滿足煙株對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，實(shí)現(xiàn)了煙株?duì)I養(yǎng)的精準(zhǔn)調(diào)控，有助于進(jìn)一步提高煙葉品質(zhì)尤其是上部煙葉可用性［47,54］。雖然目前有關(guān)煙葉水肥一體化研究主要是探索水肥一體化下烤煙的水肥管理，但是也有部分前沿性的研究嘗試將基于水肥一體化的精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)上。如范藝寬在河南許昌的中華煙原料基地，實(shí)施了一套適宜于優(yōu)質(zhì)烤煙的水肥一體化精準(zhǔn)管理系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)煙田的土壤和氣象環(huán)境參數(shù)以及煙株的長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相，實(shí)現(xiàn)了煙田供水、施肥和施藥的自動(dòng)化精準(zhǔn)管理［22］。陳建軍等［36］和鄒勇等［21］2008年在廣東開(kāi)展了基于近紅外光譜的烤煙精準(zhǔn)水分管理研究與示范，依據(jù)烤煙氮、磷、鉀和干物質(zhì)的吸收規(guī)律和動(dòng)態(tài)營(yíng)養(yǎng)平衡原理制定理論施肥方案；運(yùn)用基于滴灌和SPAD儀的水肥一體化技術(shù)對(duì)烤煙水肥實(shí)時(shí)供應(yīng)，氮肥用量為9 kg/667m2，硝態(tài)氮與氨態(tài)氮比為50%∶50%，追肥氮鉀比為1∶1.5～2；利用自主研發(fā)的“優(yōu)質(zhì)煙葉精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)的規(guī)模應(yīng)用與示范項(xiàng)目智能化控制系統(tǒng)”對(duì)烤煙大田水分進(jìn)行自動(dòng)灌溉，同比產(chǎn)量提高10%，增收10%，省肥20%以上，省水45%以上，省工量3～4個(gè)/667m2，取得了顯著成效。

目前關(guān)于烤煙精準(zhǔn)水肥管理的相關(guān)技術(shù)研究及應(yīng)用正方興未艾，而有關(guān)的成果更是已經(jīng)投入到煙葉生產(chǎn)實(shí)際中，并取到了不錯(cuò)效果，表明精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)在烤煙的生產(chǎn)管理上具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.2 烤煙水肥一體化技術(shù)推廣應(yīng)用面臨的問(wèn)題

2.2.1 不同生態(tài)區(qū)烤煙精準(zhǔn)水肥管理體系尚未形成 水肥一體化技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)是可以按照既定的水肥設(shè)計(jì)適時(shí)、適量地滿足作物對(duì)于水分和養(yǎng)分的需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物營(yíng)養(yǎng)的精準(zhǔn)調(diào)控。因此，要想在烤煙生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)水肥一體化，同時(shí)最大限度地發(fā)揮精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)的作用，就一定要明確不同生態(tài)條件下煙株生育期的需水需肥規(guī)律，選擇合適的肥料種類(lèi)和肥料配方，并建立與之相適應(yīng)的烤煙水肥精準(zhǔn)高效供應(yīng)體系。優(yōu)質(zhì)烤煙的生產(chǎn)離不開(kāi)與之相配套的農(nóng)藝措施。而水肥一體化在烤煙上的應(yīng)用，更是對(duì)傳統(tǒng)植煙模式的變革。因此，有必要從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，進(jìn)行相關(guān)農(nóng)藝措施的探索，建立與水肥一體化相配套的農(nóng)藝措施體系。需要注意的是，我國(guó)幅員遼闊，煙區(qū)生態(tài)環(huán)境多樣，煙葉風(fēng)格各有特色。所以，烤煙精準(zhǔn)水肥管理體系的建立要充分考慮到各個(gè)地方的實(shí)際情況，因地制宜，合理設(shè)計(jì)。

2.2.2 基于優(yōu)質(zhì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育模型的水肥管理系統(tǒng)有待開(kāi)發(fā) 開(kāi)展基于水肥一體化的優(yōu)質(zhì)烤煙精準(zhǔn)水肥必須與基于優(yōu)質(zhì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育模型的控制系統(tǒng)相結(jié)合。從相關(guān)報(bào)道來(lái)看，雖然目前國(guó)內(nèi)有不少科研單位都開(kāi)發(fā)了類(lèi)似的控制系統(tǒng)，但普遍都欠缺實(shí)用性，因此有必要加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育模型控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)其可操作性。

2.2.3 農(nóng)民的接受程度仍需要提高 農(nóng)民是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)的主體，更是農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系運(yùn)行的核心部分。但我國(guó)農(nóng)村農(nóng)民普遍文化水平不高，對(duì)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)接受程度不強(qiáng)［47-48］。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民的宣傳推廣工作。同時(shí)，要充分發(fā)揮試點(diǎn)的示范作用，打造優(yōu)質(zhì)烤煙水肥一體化試點(diǎn)，一方面以實(shí)際效果提高農(nóng)民的接受程度，吸引一批有知識(shí)懂技術(shù)的社會(huì)精英參與煙葉的種植與經(jīng)營(yíng)，著力培育的新型職業(yè)煙農(nóng)。另一方面則以此作為培訓(xùn)推廣的基地，培養(yǎng)一批能夠系統(tǒng)掌握技術(shù)、獨(dú)立開(kāi)展工作的精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍。

2.2.4 前期投入大，需要建立長(zhǎng)效機(jī)制 烤煙精準(zhǔn)水肥管理的實(shí)施不僅需要建設(shè)水肥一體化水源與配套設(shè)施，同時(shí)還需要引入成套化的控制及生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，前期的投入對(duì)于煙農(nóng)而言相對(duì)較大（15 000～18 000元/hm2），不利于推廣應(yīng)用。因此，一方面有必要加強(qiáng)設(shè)備的研發(fā)，開(kāi)發(fā)出價(jià)格低廉、合適耐用的設(shè)備，降低投入成本；另一方面，則需要發(fā)揮基層煙葉生產(chǎn)管理部門(mén)的主導(dǎo)作用，建立投入長(zhǎng)效機(jī)制，協(xié)調(diào)多方的關(guān)系，為精準(zhǔn)水肥管理應(yīng)用于烤煙生產(chǎn)提供扶持政策與支持系統(tǒng)。

2.3 基于水肥一體化的烤煙精準(zhǔn)水肥管理的發(fā)展條件

（1）科學(xué)的田間水肥管理是實(shí)現(xiàn)高效特色優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的技術(shù)保障。傳統(tǒng)的煙葉水肥管理方式過(guò)于依賴經(jīng)驗(yàn)，帶有明顯的隨意性和粗放性。不合理的水肥管理方式一方面容易造成水分和肥料的浪費(fèi)，降低水分和肥料的利用效率，而另一方面則嚴(yán)重制約著煙葉生產(chǎn)的發(fā)展，導(dǎo)致烤煙質(zhì)量不穩(wěn)。再者，我國(guó)目前煙田的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施仍然比較薄弱，約有36%的煙田缺乏有效的灌溉施肥條件［46］，煙田基礎(chǔ)設(shè)施的薄弱制約著烤煙正常水肥管理的進(jìn)行。

（2）烤煙精準(zhǔn)水肥管理被列為煙草現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范點(diǎn)的三大主推技術(shù)，為水肥一體化技術(shù)普及應(yīng)用提供了硬件支持。2016年是煙草行業(yè)水肥一體化技術(shù)推廣工作的啟動(dòng)年，國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局在完成前期煙水配套工程和推動(dòng)“一基四化”煙葉生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基礎(chǔ)上大力開(kāi)展烤煙水肥一體化的試點(diǎn)工作，力圖將水肥一體化技術(shù)應(yīng)有到煙葉規(guī)?；a(chǎn)中去。其實(shí)，自2013年以來(lái)，農(nóng)業(yè)部先后印發(fā)了《水肥一體化技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)》《全國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃》和《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》等文件。2015年中央一號(hào)文件《關(guān)于加大改革創(chuàng)新力度加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的若干意見(jiàn)》中明確提出“大力推廣節(jié)水技術(shù)，全面實(shí)施區(qū)域規(guī)模化高效節(jié)水灌溉行動(dòng)”。應(yīng)該明確，水肥一體化是未來(lái)煙葉生產(chǎn)的發(fā)展方向，而基于水肥一體化的精準(zhǔn)水肥管理更是嘗試將智能化、自動(dòng)化等技術(shù)引入到水肥一體化中，打造水肥一體化技術(shù)升級(jí)版。因此，精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)在烤煙上的應(yīng)用不僅僅能夠大幅度提高煙田灌溉水和肥料的利用率，減少勞動(dòng)用工和勞動(dòng)強(qiáng)度，更能夠推動(dòng)現(xiàn)代煙葉生產(chǎn)方式的變革，為未來(lái)煙葉生產(chǎn)的規(guī)?；⒓s化、標(biāo)準(zhǔn)化提供現(xiàn)實(shí)途徑。

（3）煙葉生產(chǎn)規(guī)模化種植為基于水肥一體化的烤煙精準(zhǔn)水肥管理打造了實(shí)現(xiàn)平臺(tái)和技術(shù)發(fā)展空間。由于煙農(nóng)專(zhuān)業(yè)合作社的發(fā)展和家庭農(nóng)場(chǎng)的出現(xiàn)，我國(guó)煙葉的規(guī)模化種植已基本形成。規(guī)?；a(chǎn)是煙草現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要特征，不僅能夠帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)利益，更能為高新技術(shù)的在煙草上應(yīng)用提供有利的現(xiàn)實(shí)條件。目前戶均植煙面積已由2001年的0.20 hm2，增加到2017年的0.86 hm2。隨著我國(guó)煙葉種植規(guī)模的集中度增加和“小農(nóng)戶+大農(nóng)合”煙葉生產(chǎn)組織模式的發(fā)展，煙葉精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)將會(huì)更加普及，可以顯著提高作物的水分生產(chǎn)效率，大幅度地減輕農(nóng)民勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

3 烤煙精準(zhǔn)水肥管理發(fā)展策略

水肥一體化技術(shù)起源于設(shè)施農(nóng)業(yè)，是世界農(nóng)業(yè)公認(rèn)的可以提高水肥資源利用率的有效技術(shù)。東南煙區(qū)雖然年降雨量較大，但分布不均勻，季節(jié)性或難以預(yù)期的干旱時(shí)常發(fā)生，直接影響煙葉風(fēng)格特征、卷煙原料供給穩(wěn)定性以及煙農(nóng)增收。水肥一體化技術(shù)在煙葉生產(chǎn)上的應(yīng)用總體處于試點(diǎn)示范階段，烤煙精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)是今后現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展方向之一，主要從以下幾個(gè)方面入手。

（1）加強(qiáng)政府與煙草行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，充分利用“以工哺農(nóng)、以城帶鄉(xiāng)”的惠農(nóng)扶農(nóng)政策，將適用丘陵山地改造平整為基本煙地。東南煙區(qū)山地、丘陵占陸地的70%以上，紫色土旱地資源豐富，但植煙地塊不平整，田間道路曲折，交通不便，機(jī)械化作業(yè)水平低，水肥一體化設(shè)備鋪設(shè)難度大。廣東煙區(qū)對(duì)平整改造丘陵煙地進(jìn)行了嘗試，積累了成功的經(jīng)驗(yàn)。因此，應(yīng)加大煙草工業(yè)反哺煙葉生產(chǎn)力度，依照基本煙田數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”原則制定土地平整規(guī)劃，加大丘陵煙地平整改造力度，加強(qiáng)農(nóng)地水利基礎(chǔ)設(shè)施、路網(wǎng)建設(shè)，加大農(nóng)業(yè)機(jī)械的推廣力度，減少人工操作，發(fā)展經(jīng)濟(jì)適用移動(dòng)水肥一體化設(shè)備，降低設(shè)備成本，為煙農(nóng)提供農(nóng)機(jī)具與水肥設(shè)備補(bǔ)貼，并提供技術(shù)保障服務(wù)。

（2）大力選育水肥高效利用的新型煙草品種。當(dāng)前烤煙育種目標(biāo)主要是“高香、優(yōu)質(zhì)、多抗”，而有關(guān)品種水肥利用率并未引起重視和關(guān)注。選育水肥資源高效利用的烤煙品種顯得迫切和重要，也是解決淡水資源短缺和肥料利用率低等問(wèn)題最經(jīng)濟(jì)、最有效途徑之一。近期目標(biāo)可以考慮選育“水氮高效利用”型優(yōu)質(zhì)烤煙品種。

（3）深入開(kāi)展水肥一體化技術(shù)理論與應(yīng)用研究。一是繼續(xù)深入研究節(jié)水灌溉制度下烤煙水肥互作機(jī)理以及有效調(diào)節(jié)煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量途徑，建立動(dòng)態(tài)平衡水肥耦合作用理論，建立適合各煙區(qū)的精準(zhǔn)施肥指標(biāo)體系、土壤肥力數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄作物產(chǎn)量分布、土壤肥力分布，完善科學(xué)變量是非體系，將限灌溉、調(diào)虧灌溉、控制灌溉等節(jié)水灌溉技術(shù)和方法與精準(zhǔn)施肥引入煙葉生產(chǎn)并推廣運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)肥、增產(chǎn)增收、保護(hù)資源和生態(tài)環(huán)境目標(biāo)。二是加強(qiáng)近紅外光譜等高新技術(shù)在煙葉生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)、營(yíng)養(yǎng)監(jiān)控以及水肥狀況測(cè)控等方面的研究工作，探索技術(shù)參數(shù)，開(kāi)發(fā)基于優(yōu)質(zhì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育模型的水肥智能管理系統(tǒng)。三是因地制宜，加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)組裝與集成應(yīng)用研究。針對(duì)烤煙需水需肥規(guī)律、水源條件、設(shè)備特點(diǎn)、地形地貌等，集成和創(chuàng)新烤煙水肥一體化技術(shù)模式與管理方案，建立覆膜與露地結(jié)合、固定與移動(dòng)互補(bǔ)、加壓與自流配套的多種水肥一體化模式，形成區(qū)域烤煙主體的水肥一體化技術(shù)規(guī)程。

（4）大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)水肥一體化技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)，發(fā)展智能灌溉技術(shù)，開(kāi)發(fā)智能化、精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)與精準(zhǔn)施肥設(shè)備，借助國(guó)外成功的經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)國(guó)外適用技術(shù)，整體提升煙葉生產(chǎn)精準(zhǔn)灌溉與施肥水平。

4 展望

目前，水肥一體化技術(shù)是進(jìn)一步降低煙農(nóng)種煙成本、提高煙農(nóng)收入的新增空間，在煙葉生產(chǎn)上應(yīng)用總體尚處于試點(diǎn)推廣階段。全國(guó)各煙區(qū)目前的工作重點(diǎn)仍然是根據(jù)各自氣候條件、地形地貌、水資源分布等特點(diǎn)和實(shí)際需求興建水肥一體化基礎(chǔ)設(shè)施及引入合適的水肥一體化設(shè)備開(kāi)展示范試點(diǎn)，推廣應(yīng)用范圍和普及進(jìn)度有很大不同。北方煙區(qū)因地勢(shì)平坦等有利條件，其煙葉水肥一體化技術(shù)推廣應(yīng)用速度總體較快；南方煙區(qū)因丘陵山區(qū)地形復(fù)雜水肥一體化設(shè)備安裝鋪設(shè)難度大而推廣應(yīng)用相對(duì)慢些。因各煙葉產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境條件、地形地貌等不同，基于水肥一體化的精準(zhǔn)水肥管理在煙葉生產(chǎn)中推廣應(yīng)用所面臨的研究與應(yīng)用問(wèn)題也不同，特別是東南煙區(qū)，其陸地以山地、丘陵為主，紫色土旱地資源豐富，但植煙地塊不平整，交通不便，水肥一體化技術(shù)實(shí)施難度大，還需要深入探討技術(shù)模式，并積極開(kāi)展應(yīng)用嘗試。因此，有必要在煙葉水肥一體化應(yīng)用基礎(chǔ)上摸索和總結(jié)出因地制宜的水肥管理模式，提高技術(shù)適應(yīng)性，充分發(fā)揮煙葉水肥一體化優(yōu)勢(shì)，同時(shí)探索引入相關(guān)的智能化與自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)體系建設(shè)，為我國(guó)現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展提供支撐。