不同灌水處理對盆栽烤煙生長影響的試驗研究

趙文義，王 龍，楊 蕊，文 俊，王新博

(1.云南農業大學水利學院，昆明 650201；2.云南農業職業技術學院，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和光合作用的原料，又是烤煙吸收和運輸物質的溶劑，但是煙草的生長發育只有在土壤水分適宜的條件下才能順利進行，水分不足對煙株生長指標以及光合指標都有很大影響，在缺水不嚴重或缺水時間不長的情況下,煙株有暫時調節體內水分平衡的能力，但水分處理不當或水分過大又會降低煙葉的產量和品質。根據煙草的需水規律合理灌水，可為煙田優化灌溉，提高煙葉的產量和品質提供理論依據和技術措施[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系，對確定合理的灌水時期和灌水量具有重要意義。目前對于盆栽烤煙的蒸騰耗水的定量研究和生長指標的測算方面尚不多見。本次試驗對不同灌水處理下的烤煙生長影響及烤煙需水規律等理論問題進行了初步研究，可為烤煙灌溉技術的優化提供科學依據[6]。

1 材料與方法

1.1 試區概況

試驗地點位于云南農業大學校內節水灌溉實驗室，經度102.75°，緯度25.13°，海拔1 943 m，采用防雨棚隔絕降水?？緹熡?017年5月6號移栽，各生育期時段分別為移栽后還苗～團棵(伸根期5月6日-6月6日)，團棵～現蕾(旺長期6月6日-7月10日)，現蕾～采收結束(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，采用室內環刀法測定土壤田間持水量為33.69%。

1.2 試驗方法

在烤煙各生育期每個處理選取3株測定株高、莖粗、葉片數、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重量。

盆栽通過TZS-I型TDR土壤水分測定儀每天監測土壤含水量，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據。

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

采用簡化農田水分平衡方程計算煙田耗水量，公式為：

(1)

式中：ET為一定時間內的實際蒸散量，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分別為時段開始和結束時第i層土壤含水率；P為同時段內降水量，mm；I為同時段內灌水量，mm。

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

1.3 試驗設計

盆栽供試品種為紅花大金元。盆規格為上徑42 cm，下徑38 cm，高40 cm，每盆裝土質量為55 kg，每盆一株。試驗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處理前煙株的一致性。施肥統一為7∶14∶16(N∶P∶K)的復合肥80 g ，每株施肥量一致。根據《灌溉試驗規范》(SL 13-2015)[7]確定試驗灌水方案為：固定灌水次數和灌水時期，采用不同的灌水定額，并參考《云南省用水定額標準》(DB53T 168-2013 )[8]初步設定5個灌水梯度處理，3次重復。試驗灌水處理設計見表1。全生育期病蟲害預防治采用人工防治。

表1 灌水處理設計表

2 結果與分析

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。前期試驗表明，每株烤煙水分達到下限后灌水1 kg，可使土壤相對含水率上升5%左右，完成灌溉后，土壤水分回落到下限時段長度約為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，階段灌水次數也相應地減小[9]。根據試驗設定的灌水定額和實際灌溉量，盆栽試驗每個處理灌水量數據結果如表2所示。

表2 不同處理烤煙全生育期灌水和耗水

對于盆栽試驗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趨于平緩，當灌水量達到一定限度后，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期耗水量和耗水強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，但日均耗水強度各生育期差別較小，與“煙田耗水量和耗水強度都以伸根期較低，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，烤煙全生長期內以旺長期蒸騰耗水最多但并不突出，平均蒸騰耗水強度3.87 mm/d，伸根期和成熟期日均蒸騰耗水強度分別為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 不同處理對盆栽烤煙生長指標的影響

表4為各處理烤煙在成熟期后期的平均株高、葉片數、最大葉長、寬和莖粗的測量成果，由表4結合表2知，隨著灌水量的增加，烤煙株高、葉片數、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的烤煙煙葉出現水分虧缺，使煙株矮小，節間短，葉片??；處理2的各項指標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指標，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、最大葉長、寬和莖粗

2.3 不同灌水處理下盆栽烤煙干物質重量的變化

由表5可以看出，不同處理對烤煙成熟期各部分干物質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可以看出成熟期嚴重干旱脅迫可使烤煙根、莖、葉中干物質的積累量明顯減少，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明顯的區別在于根干重上，結合生理形態來看，處理1的株高普遍較高，莖粗，但葉片大而質薄，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的均干重

分析全生育期的蒸散量與干物質之間的關系，建立作物干物質累積量與全生育期總蒸發蒸騰量的關系見圖1。

圖1 干物質累積量與全生育期耗水關系

由圖1可以看出，在一定范圍內，隨著烤煙耗水量的增加，烤煙干物質累積量明顯增加，但烤煙不會無限制生長，當耗水達到某一臨界值后，這種生長會趨于平緩。

依據數據進行一元線型回歸分析，建立一元線性回歸方程，系數置信水平α=0.05，t統計量為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累積量，g；X為盆栽烤煙全生育期耗水量，mm。

3 結 語

(1)本次盆栽試驗可以證實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、后期又少的規律性。

(2)盆栽條件下，隨著灌水量的增加，烤煙株高、葉片數、最大葉長、寬和莖粗等生理指標均有所增大；通過分析各處理烤煙生理形態、干物質重及結合耗水試驗數據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)不同處理對烤煙成熟期各部分干物質的均干重差異顯著，隨著灌水量的減少，葉比重逐漸減少，而莖比重逐漸增加，通過試驗數據可以建立作物總的干物質累積量與全生育期總蒸發蒸騰量的函數關系，即Y=6.876 5X-1 574.4，R2=0.885 5。

本次試驗在灌水方案處理上沒有考慮復水處理和不同灌水方式對耗水的影響，目前云南煙區烤煙灌溉方式已經逐漸從傳統灌溉方式過渡到高效節水灌溉，對高效節水灌溉方式下的烤煙耗水規律進行試驗研究是值得進一步研究的科學問題[11]。

[1] 劉樹杰. 土壤水分與煙草生長發育和產量品質的關系[J]. 中國煙草科學, 1985,(3)：9-12.

[2] 李繼新, 袁有波, 蘇賢坤,等. 土壤水分對烤煙耗水特征及煙葉產量和品質的影響[J]. 河海大學學報(自然科學版), 2008,36(4):520-524.

[3] 鄭盛華, 嚴昌榮. 水分脅迫對玉米苗期生理和形態特性的影響[J]. 生態學報, 2006,26(4):1 138-1 143.

[4] 饒梓云, 王安柱. 陜西省旱地烤煙農田土壤水分動態水分平衡水分利用效率研究[J]. 煙草科技, 1993,(1):36-39.

[5] 趙光偉, 劉德玉, 元 野,等. 黑龍江省烤煙大田灌溉技術研究[C]∥ 中國煙草學會2004年學術年會，2004.

[6] 汪耀富， 蔡寒玉， 李進平，等. 不同供水條件下土壤水分與烤煙蒸騰耗水的關系[J]. 農業工程學報， 2007，23(1):19-23.

[7] DB53/T 168-2013，云南省用水定額[S].

[8] SL 13-2015,灌溉試驗規范[S].

[9] 李繼新, 袁有波, 蘇賢坤,等. 土壤水分對烤煙耗水特征及煙葉產量和品質的影響[J]. 河海大學學報(自然科學版), 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, 1995,(1):4-8.

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