貴陽市烤煙干旱判別指標的確定

2015-12-22 06:21:24汪圣洪莫建國汪義洋貴陽農業氣象試驗站貴州貴陽55005貴州省氣象局山地環境氣候研究所貴州貴陽55005貴州省開陽縣氣象局貴州開陽55000

安徽農業科學 2015年25期

汪圣洪，莫建國，汪義洋 (.貴陽農業氣象試驗站，貴州貴陽55005;.貴州省氣象局山地環境氣候研究所，貴州貴陽55005;.貴州省開陽縣氣象局，貴州開陽55000)

烤煙是貴陽市最主要的經濟作物。頻繁發生的干旱對烤煙的產量和品質形成影響很大。做好烤煙干旱監測預警對提高烤煙氣象服務尤為重要，而烤煙干旱判別指標的確定成為烤煙干旱監測預警的核心。圍繞農田土壤水分交換及水分消耗、墑情或旱情監測與預測等重點，國內科研工作者長期不懈地進行了大量的探索和研究工作［1－2］，其重點集中在土壤水分的監測，主要采用的方法有烘干法、中子儀法、TDR法、遙感監測等。

實時土壤墑情資料的獲取是開展作物土壤干旱監測預警和預測的基礎工作。近年來，氣象部門建設了大量的土壤墑情實時監測站點，土壤墑情監測的發展為土壤墑情預警的研究積累了大量的數據，利用動態的、實時的農田土壤水分觀測資料，結合農作物不同生育期需水規律，開展農作物干旱監測預警服務是氣象部門為農服務的重要技術。筆者在此利用近30年貴陽市(包含7個區縣市)降水及干旱發生資料，分析烤煙生長期水分資源分布，結合烤煙種植生育期需水規律確定不同生育期的需水指標;利用貴陽市歷史土壤墑情監測資料，采用土壤墑情指數判別法確定烤煙不同生育期干旱判別指標，為貴陽市烤煙干旱監測預警提供依據。

1 資料和方法

1.1 資料選取選取貴陽市本站及7個區縣市站點1981～2010年降水資料及近10年(2001～2010年)修文、開陽、息烽、花溪及清鎮等5個土壤墑情站點土壤墑情資料。

1.2 主要方法利用貴陽市30年降水資料，詳細分析烤煙生長期降水條件對烤煙生長的影響，結合烤煙不同生育期需水特性，研究烤煙干旱的關鍵時期及水分指標。考慮貴陽市喀斯特地形條件下土壤水分更能反映煙地干旱實際狀況，利用貴陽市歷史土壤墑情資料，采用土壤墑情指數判別法確定烤煙不同生育期干旱判別指標。

2 結果與分析

2.1 貴陽市烤煙生長期水分資源分析

2.1.1 移栽期。貴陽市烤煙移栽期在4月中旬～5月中旬，降雨總量為160～180 mm(表1)，按照烤煙前期生長對水分條件的要求是足夠的，如果降雨以連綿不斷的小雨形式出現，就會造成土壤濕度飽和、缺氧，影響養料的吸收，甚至使根系窒息死亡，造成爛根死苗。相反，移栽后的伸根期時晴時雨或輕度的干旱，有利于根系發育。

表1 貴陽市烤煙移栽期降水 mm

2.1.2 旺長期。貴陽市烤煙旺長期在5月下旬～7月上旬，降雨總量為300～400 mm(表2)。此時期也是烤煙生長需水最多的時期，充足的水分條件有利于烤煙的旺長。

表2 貴陽市烤煙旺長期降水 mm

2.1.3 成熟采收期。貴陽市烤煙成熟采收前期在7月中旬～9月中旬，總降雨量為300～340 mm，雨量有所減少，9月上旬～中旬降雨總量普遍減少至80 mm左右(表3)。

從圖1可以看出，貴陽市降水除4、9月在100 mm以下外，其他月份降水均大于100 mm，基本能滿足烤煙生長的正常需要。但由于喀斯特地形條件的影響，土壤保水性差，常發生季節性的干旱，對烤煙產量和品質形成帶來嚴重影響。

2.2 貴陽市干旱發生情況分析貴陽市是貴州省內中等夏旱區，據1981～2010年資料統計，未發生干旱的年數，3～5年的有息烽、貴陽、花溪，6～7年的有烏當、白云、修文，8～10年的有開陽和清鎮;在出現的干旱中以中、輕旱為主，總共有33～38年，機率為63% ～70%，即10年有6、7年發生中、輕旱;重旱和特重旱有11～15年，機率為20% ～28%，即10年有2～3年發生一次重旱和特重旱。夏旱出現的時間在6～8月，這時烤煙正處于旺長至成熟采收的前期，是烤煙生長發育階段中需水最關鍵的時期。這時若水分供應不足，煙葉植株生長緩慢、短小，蛋白質和煙堿含量相對增加，碳水化合物減少，減弱了有機養料的制造和輸送，容易引起早衰，造成“旱烘”。這是種植區內發展烤煙生產面臨的難題。

臺站名 7月中旬 7月下旬 8月上旬 8月中旬 8月下旬 9月上旬 9月中旬合計貴陽52.3 52.5 41.1 44.5 47.0 38.3 37.6 313.3白云 47.6 56.4 39.7 48.1 46.4 29.8 37.5 305.5烏當 55.2 48.2 42.2 48.7 47.3 31.8 39.9 313.3花溪 53.8 51.8 33.9 48.0 45.5 35.6 43.0 311.6息烽 50.5 54.3 39.5 45.7 38.9 32.3 49.0 310.2開陽 56.5 54.3 37.2 51.2 43.8 37.5 45.9 326.4修文 66.1 48.1 41.3 49.7 39.8 35.9 45.7 326.6清鎮57.0 60.1 42.0 53.7 49.9 31.9 44.3 338.9

2.3 煙草不同生長發育時期的需水特性烤煙在不同的生長發育階段對水分的反應和需要量是不一樣的，有關烤煙不同生育期需水規律的研究很多［3－4］，大量的研究表明，伸根期以前烤煙對水分的需要量較小;旺長期煙草對水分的需要量最大;反應也最敏感，此期干旱對煙葉產量的影響最大;成熟期煙草對水分的需要量又趨減少［5－6］。

2.3.1 移栽期。烤煙移栽期由于煙株營養體小，蒸發量少，煙田耗水量不大。但由于移栽時根系受損傷，吸收能力下降，而地上部分的蒸騰作用仍在進行，煙株體內水分易失去平衡導致煙株萎蔫。因此，在還苗期要有充足的水分供應，減少移栽苗的凋萎現象，促使煙苗還苗成活。此期土壤含水量應達最大田間持水量的70%左右。

2.3.2 旺長期。旺長期是煙草生長最旺盛和干物質積累最多的時期，煙株莖稈迅速長高增粗，葉片迅速增多擴大，根系進一步向縱深處生長。此期煙株生理活動旺盛，蒸騰量急劇增加，對水分的需要量最多，保持土壤含水量為最大田間持水量的80%左右，以滿足煙株旺長的需要。

2.3.3 成熟期。成熟期煙株自下而上陸續成熟，煙株的生理活動主要是干物質的合成、積累和轉化。隨著采收次數增加，田間葉面積系數逐漸減小，蒸騰強度相應下降，耗水量有所減少，但此期土壤水分狀況對煙葉成熟和煙葉質量有十分顯著的影響。為提高煙葉成熟度、改善煙葉烘烤特性，應保持土壤水分為最大田間持水量的60%～70%。近年來關于成熟期土壤適宜水分指標的研究結果是不同的，袁有波等［7］提出應保持70%為宜。

2.4 貴陽市烤煙干旱判別指標確定圍繞農田土壤水分交換及水分消耗［8－11］、土壤墑情或旱情監測與預測等重點，國內科研工作者長期不懈地進行了大量的探索和研究工作。近年來，氣象部門安裝了大量的土壤水分實時監測儀器，土壤墑情監測的發展為農作物干旱監測預警服務提供了數據保證。

農作物干旱預警技術的核心是干旱判別指標的確定。相對濕度指示法是目前采用最廣泛的方法，其特點是簡單、明了、不需要復雜的計算，所用的資料少;缺點是針對性不強，對沙性強的和粘性強的土壤干旱程度會出現不可避免的誤判。土壤墑情指數判別法是貴州首次采用的煙田干旱判別技術，其特點是生物學意義明確可靠，適用于各種類型的土壤;缺點是計算相對復雜，需要的資料多。

土壤墑情指數是表征作物耕作層土壤水分供應狀態的物理指標(無量綱)，是反映土壤水分自由度的重要參數，是由適宜有效水分貯存量、有效水分貯存量構建的連續函數。其計算公式為Sq=Wsy/(Wyx－Wsy)，式中，Sq為土壤墑情指數，Wsy為適宜有效水分貯存量(mm)，Wyx為土壤有效水分貯存量(mm)。Wsy=ρ(Rfc－g0)h×0.001、Wyx=ρ(Rfc－fw)h×0.001，其中，ρ為土壤容重(g/cm3);R為土壤相對濕度(%);g0為作物干旱臨界點時的土壤相對濕度(%);fc為田間持水量(%);fw為凋萎濕度(%);h為土層厚度(cm);0.001為換算系數。

由表4可知，煙田土壤墑情指數Sq≥0時，無旱;Sq=0時，是煙田干旱的預警點，如果未來幾天天氣預報無降水過程，煙田將出現不同程度的干旱;當－1.00≤Sq＜－0.67時，將確定為重旱。根據以上分析方法，考慮貴陽市土壤水文物理特性，最終確定貴陽市的烤煙干旱判別指標如表5所示。