煙草膜下滴灌試驗研究

王洪云，王德勛，單沛祥，向鵬華，楊德海，趙國民，李世祥

（1.紅塔煙草集團大理卷煙廠，云南 大理 671000；2.大理州煙草公司，云南 大理 671000）

我國人均水資源量僅占世界平均的四分之一，而且降水年內分配很不均衡[1]。大理州年均降水量861 mm，為半豐水易旱區。煙株生長前期常遇階段性干旱，此對煙株生長發育和產質量有明顯的不利影響[2]。煙草膜下滴灌是一項新型節水灌溉技術，可根據煙株需水特征進行灌溉調節，其中壟臺平鋪式滴灌節水增收效果最為明顯，且比壟下埋管式滲灌更易于操作和推廣應用[3]。因此，開展烤煙膜下滴灌技術研究是構建大理特色優質煙葉開發的重要技術措施之一。

目前，關于滴灌技術的研究主要集中在滴灌與其他灌溉方式的比較方面[4-7]，膜下滴灌量主要根據溝灌量的40% ～ 60%左右推算，適宜的膜下滴灌量研究未見報道。本試驗基于大理州半豐水易旱區煙株不同生育期的降水條件和需水特征，探討40～70 m3/667m2滴灌補水范圍內不同滴灌量對烤煙煙葉生長發育及產質量的影響，為大理特色優質煙葉開發和水分合理運籌提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設備

由昆明蒼松節水灌溉公司提供的承壓0.6 MPa國產灌溉專用UPVC主管道，承壓1.0 MPa支管道、國產PE管副管道，滴灌帶使用美國ROERTSS滴灌帶，單滴頭流量1.0 L/h。

1.2 試驗基本條件

2009年試驗安排在大理州彌渡縣新街鎮新勝村大劉家莊組。該地海拔1 670 m，土壤類型為水稻土，質地中壤，前茬作物為啤酒大麥，供試品種為K326。試驗煙苗于5月12日移栽，采用啤酒瓶施肥定位移栽，每條壟面鋪設1條滴灌帶，種植密度為1 100株/667m2。底肥環形撒施，追肥隨滴灌在移栽后30 d內分3次施入，基追比為60∶40。肥料來源為云葉復合肥廠生產的煙草專用復合肥m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) = 10∶10∶25。

1.3 試驗設計

試驗為單因子試驗，設 4個處理。處理Ⅰ～Ⅳ分別按用水量為40、50、60、70 m3/667m2進行滴灌，其中處理Ⅳ為對照，對照參照了 2008年初步生產經驗滴灌量。3次重復，共12個小區，隨機區組排列，小區面積40 m2。根據煙葉生理需水、耗水和灌溉的指標要求[8-9]，移栽后立即進行第一次滴灌，灌水量為各處理的25%，旺長期灌水量為各處理的50%，成熟期灌水量為各處理的25%。滴灌量采用水表測量。

1.4 試驗調查及測定方法

每小區選取長勢均勻的 10株煙株掛牌定株觀察，分別于移栽后25、45、65 d，調查各小區煙株主要農藝性狀。選取有代表性煙株2株，于移栽后25、45、65、85 d測定煙葉干物質重量，采集的煙根、煙莖、煙葉樣品于 105 ℃殺青，65 ℃烘干，稱重法測定干物質重量。移栽后25 d選取有代表性煙株2株，以全株各葉片混合樣測定硝酸還原酶活性，以全株各葉片中葉綠素含量平均值作為葉綠素含量測定值。移栽后45、65、85 d選取代表性2株煙株第 11葉位鮮煙葉，以鮮煙葉葉尖、葉中、葉基3個位置混合均勻樣，用于測定硝酸還原酶活性，以鮮煙葉葉尖、葉中、葉基3個位置測定的葉綠素含量平均值作為葉綠素含量測定值。硝酸還原酶活性采用磺胺比色法測定[10]；葉綠素含量采用SPAD-502葉綠素計測定，以SPAD值表示；農藝性狀調查參照煙草農藝性狀調查方法（YC142—1998）。每小區煙葉按部位分 5次采收，密集烤房烘烤，統計各小區的產量、產值、均價及上中等煙比例。

滴灌條件下烤煙產量、產值和水分利用效率等參照彭世彰等[11]的方法測定，計算公式為：

式中：Ip為灌水生產率，單位為 kg/(667m2·m3)；y為煙葉產量，單位kg/667m2；i為生育期灌水量，單位m3；Iv為灌水產值率，單位為元/(667m2·m3)；m為煙葉產值，單位為元/667m2；△Ip為灌水增產率，單位kg/(667m2·m3)；△Iv為灌水增值率，單位為元/(667m2·m3)；yc為對照煙葉產量，kg/667m2；mc為對照煙葉產值，單位為元/667m2。

1.5 數據處理及分析

采用SAS 8.0進行方差分析和多重比較[12]。

2 結 果

2.1 煙株主要農藝性狀

由表1可見，移栽25 d后，各處理間差異不大，滴灌量為70 m3/667m2處理的煙株最高，有效葉片數比其他3個處理多1～2片。各項性狀表現最差的是滴灌量為40 m3/667m2的處理；移栽45 d后各處理間差異減小，煙株各項農藝性狀基本一致；移栽65 d后，滴灌量為50 m3/667m2處理株高表現最好，為91.9 cm，較其他處理高3～5 cm，其他測定項目各處理間差異不大。

表1 不同時期各處理主要農藝性狀調查Table 1 Main agronomic character of different treatments in different growth periods

2.2 煙株干物質積累

圖1可見，移栽后25～ 85 d，各處理的根、莖、葉干物質積累逐漸增加，根、莖、葉干物質積累具有同步性。旺長期煙葉增幅最大，達 58.37%～69.82%。葉干重占全株干重的比例由80%左右逐漸下降至55%左右，全株干物質積累主要受葉干重的影響，兩者變化趨勢一致。根、莖的干重相近，莖干重稍高于根干重。在不同滴灌量處理間，40 m3/667m2在移栽后45至65 d煙葉干物質積累速度最大，達 43.34%；50 m3/667m2處理移栽后 65至85 d煙葉干物質積累速度最大，達 38.86%；60 m3/667m2處理移栽后25至45 d煙葉干物質積累速度最大，達40.20%。

圖1 不同時期各處理煙株干物質積累動態Fig.1 Dry matter accumulation of tobacco plant for each treatment in various growth periods

2.3 煙株碳氮代謝主要生理指標

硝酸還原酶與植株吸收利用氮素有關，是植物氮素代謝中的關鍵酶之一。在移栽后25 ～ 85 d，各處理的硝酸還原酶活性呈先升后降拋物線型變化趨勢（表2），移栽后45 d（旺長期）活性最高，移栽后25 d、45 d和65 d之間無顯著差異，移栽后65 d和85 d之間差異極顯著。可見硝酸還原酶活性在成熟期之前差異不顯著，成熟期下降明顯。不同處理間方差分析表明（表2），移栽后25 d時無顯著差異；移栽后45 d至85 d，各處理硝酸還原酶活性排序交替。綜合分析表明，伸根期和旺長期 60 m3/667m2處理氮代謝最為旺盛；打頂后 40 m3/667m2處理氮代謝仍處于較高水平，60 m3/667m2處理相對最弱。

表2 不同滴灌量處理煙葉硝酸還原酶活性 (um NO3g-1?h-1)Table 2 Nitrate reductase activity in tobacco leaf of different drop irrigation treatments

葉綠素是植物光合作用的最重要的色素，反映了植株光合碳同化能力。隨著煙株的生長發育，葉綠素含量呈下降趨勢，在移栽后 65 d之后急劇下降，不同生育期葉綠素含量差異極顯著（表3）；各處理間葉綠素含量差異不顯著。

表3 不同滴灌量處理煙葉葉綠素含量變化Table 3 SPAD value changes of different drop irrigation amount treatments in tobacco leaf

2.4 煙葉經濟性狀

從表4可以看出，不同滴灌量處理間，煙葉產量和產值是 50 m3/667m2＞ 40 m3/667m2＞ 70 m3/667m2＞ 60 m3/667m2。均價和上中等煙比例是40 m3/667m2＞ 50 m3/667m2＞ 70 m3/667m2＞ 60 m3/667 m2，但方差分析結果表明，處理間各項經濟性狀指標差異不顯著。

2.5 煙葉水分利用率

由表5可見，隨著滴灌量的減少，煙葉水分利用率逐漸增加。40 m3/667m2、50 m3/667m2兩處理水分利用率均高于對照，且處理間差異達極顯著水準，其中40 m3/667m2滴灌量處理的水分利用率最高，在滴灌量基本適宜的范圍內，表明在較干旱條件下，較小的灌水量可以充分發揮灌溉水的作用。

表4 不同滴灌量處理煙葉經濟性狀Table 4 Economic attributes of tobacco leaf

表5 不同滴灌量對煙葉灌水生產率的影響Table 5 Effect of drop irrigation rate on water use efficiency

3 討 論

有研究表明[8,13-14]，伸根期在土壤水分供應充足的條件下，煙葉長勢較強而不利于根系生長，一般認為決定煙葉產量和品質的關鍵時期是旺長期，旺長期土壤水分適度虧缺，在適宜土壤水分含量的75%時，光合速率最高，成熟期適度供應水分可以促進頂葉的開片。本研究表明，膜下滴灌條件下，伸根期隨著滴灌量的增加，最大葉面積逐漸增加，但干物質積累卻以50 m3/667m2滴灌量處理表現最大，表明滴灌量偏大不利于干物質積累；旺長期以40 m3/667m2滴灌量處理的干物質積累最大，而60 m3/667m2滴灌量處理的硝酸還原酶活性最高，旺長期隨著滴灌量的減少，單位產量和產值有增加的趨勢，這可能與40 m3/667m2滴灌量處理的光合速率較高有關[8]；成熟期以 50 m3/667m2滴灌量處理的干物質積累最大，而以40 m3/667m2滴灌量處理的硝酸還原酶活性最高，這可能與滴灌量偏小阻礙了煙葉成熟期及時從氮代謝向碳代謝的轉移有關[15]。不同生育期滴灌量水分需求不同，伸根期、旺長期、成熟期分別以 50 m3/667m2、40 m3/667m2、50 m3/667m2滴灌量為宜，這與按國家煙草專賣局項目“烤煙優化灌溉理論和技術的研究和應用”推薦的灌溉量分配伸根期:旺長期:成熟期 = 1:2:1不一致[16]，這可能與大理州年內降水分配有關。不同生育期滴灌量的最優組合有待進一步研究。

大田栽培條件下每生產1 g干煙葉的蒸騰耗水量在500 g以上。由于受煙草內部條件和外界環境的制約，在土壤水分充足的條件下煙草的蒸騰系數可達1 000 g以上[17]，因此半豐水易旱區溝灌量約80 m3/667m2左右，滴灌量約30 ～ 50 m3/667m2。本研究表明，隨滴灌量逐漸降低，水分利用率逐漸增加，考慮到旺長期是決定煙葉產量和品質的關鍵時期，40 ～ 50 m3/667m2滴灌量效果較好，但由于試驗地受病毒病一定程度上的影響，煙葉上中等煙葉比例有所下降，因此，最適宜的滴灌量仍需進一步研究。

4 結 論

大理州膜下滴灌條件下，隨著煙株生長發育，干物質積累逐漸增加，以旺長期和成熟期干物質積累為主；硝酸還原酶均在旺長期活性最強，成熟期顯著下降；較適宜滴灌量區間內，較小的滴灌量有利于提高水分利用效率。建議大理煙區生產上以40～ 50 m3/667m2膜下滴灌量較為適宜，既促進了煙葉生長發育和產質量的形成，又可以避免水資源的不必要浪費。

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