调亏灌溉对烤烟耗水特性的影响

第１卷　第2期2005年12月Vo1.1　No.2Dec.　2005烟草农业科学TobaccoAgriculturalScience调亏灌溉对烤烟耗水特性的影响*蔡寒玉1，2，张晓海2，汪耀富1，李进平3（1.河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地，河南郑州450002；2.云南省烟草科学研究所，云南玉溪653100；3.中国烟草白肋烟试验站，湖北武汉430030）摘要：采用防雨控水试验，研究了不同生育期调亏处理对烤烟形态和耗水特性的影响。结果表明：在烤烟生长发育的各个阶段，随土壤相对含水量升高，烟株的株高和叶面积明显增大，对叶数的影响较小，对干物质积累与分配的影响较为复杂。各处理组合均以W2的水分利用效率最高。随土壤含水量增加，烤烟各生育时期的耗水量和棵间蒸发量增大，全生育期内烤烟的耗水量呈单峰曲线，耗水量与烟叶产量呈二次曲线关系。关键词：烤烟；调亏灌溉；形态；耗水特性中图分类号：S572.01　　S31　　　　文献标识码：AStudyontheMechanismofWaterConsumptionofRegulatedDeficitIrrigationinFlue–CuredTobaccoCAIHan–yu1、2，ZHANGXiao–hai2，WANGYao–fu1，LIJin–ping3（1.NationalResearchCentreforTobaccoCultivation，PhysiologyandBiochemistry，HenanAgriculturalUniversity，Zhengzhou450002，China;2.YunnanTobaccoResearchInstitute，Yuxi653100，China；3.ChinaBurleyTobaccoExperimentStation，Wuhan430030，China）Abstract:Basedonexperimentandmeteorologicaldata，weanalyzedthecharacterofconfigurationandwaterconsumptionofflue–curedtobaccowithdifferentregulateddeficitirrigations.Theresultsshowedthatplantheightandleafareawereincreasedsignificantlywiththeincreaseofsoilrelativewatercontentatvariousgrowingstages.Distributionwereaffectedbysoilwater，whichhadaratherlittleeffectonleafnumbers.TreatmentW2hadthehighestwateruseefficiency（WUE）amongallthetreatments.Duringthewholegrowingperiodoftobaccoplant，thechangeofevapotranspirationshowedasingle–peakcurve.Theevapotranspirationandsoilevaporationincreased.assoilwatercontentincreased.Tobaccowaterconsumptionoftobaccowasrelatedtoyieldthroughabinomialfunction.Keywords:Flue–curedTobacco；RegulatedDeficitIrrigation；Configuration；CharacterofwaterConsumption收稿日期：2005–07–28，修回日期：2005–10–28基金项目：国家烟草专卖局科技项目（110200302009）；云南省烟草专卖局（公司）科技项目（04A27）作者简介：蔡寒玉（1979–），男，河南息县人，在读硕士，主要从事烟草栽培生理生化研究。水分是烟叶生产的主要生态因素之一，在烤烟各生育阶段由于水分的亏缺或过多使烤烟的生长受到胁迫，都会导致烟叶产量降低、品质下降。近年来，不少学者对烟田水分动态、水分利用效率、烤烟生长与水分的关系及调控技术等进行过大量研究［1–4］，但在土壤水分对烤烟耗水特性、以及耗水量与烤烟产量关系方面的研究尚不多见。澳大利亚持续灌溉农业研究所Tatura中心70年代中期提出调亏灌溉问题，并首先在桃树、梨树进行了可行性研究，1998年西北农业大学康绍忠等把调亏灌溉研究引伸到粮食作物玉米﹡烟草农业科学160第1卷上，研究了调亏灌溉对玉米生理指标及水分利用率的影响；烤烟调亏灌溉之前无人研究。本文在烤烟不同生育期采用不同程度的调亏灌水处理，研究了土壤水分对烤烟形态和耗水规律的影响，建立了烤烟产量与耗水量之间的数学模型，以期为烤烟灌溉技术的优化提供科学依据。1　材料与方法1.1　试验条件试验于2004年在中国烟草白肋烟试验站进行。该站海拔850m，光热资源丰富，年降雨量1400～1700mm。本试验在防雨棚内进行，试验地土壤为黄棕壤，质地为壤土，有机质含量3.45％，全氮0.19％，全磷0.09％，全钾1.57％；碱解氮201.43mg/kg，速效磷67.23mg/kg，速效钾260mg/kg，pH值7.8。0～40cm田间持水量为30.14%，凋萎湿度为9.01%，土壤容重1.26g/cm3。供试烤烟品种为K326，5月18日移栽，除水分因素外田间管理按优质烤烟管理规范进行。1.2　试验设计采用随机区组设计，分别在烟株的伸根期（S1）、旺长期（S2）、成熟期（S3）各设3个土壤水分处理（表1），共9个处理组合，每处理设三次重复。小区面积为6.48m2，小区四周均以4层塑料薄膜相隔，隔离深度为40cm，以防水分侧渗。从移栽之日起至5月28日开始试验这段时间，保证土壤水分充足，确保烟株成活和试验处理的一致性。各时期调亏处理时间分别为:移栽后10d至团棵，团棵至现蕾，现蕾至采收结束详见（表1）。计划湿润土层深度为40cm，土壤实际含水量用土钻法测定，每次灌溉使土壤含水量达到上限指标。处理前和复水后均保持土壤相对含水量70％～80％培养烟株。1.3　测定项目与方法土壤含水量用土钻法测定，每7d测定一次各处理0～40cm土层土壤湿度；烟草植物学性状用常规方法测定，处理前和处理后各测定一次烟株的株高、叶数、叶面积和干物质积累量；棵间蒸发用micro–lysimeter进行测定，每次每处理重复测定3次；烟田耗水量采用简化农田水分平衡方程进行计算，计算公式为：ET=0.1式中，ET为一定时间内的实际蒸散量（mm）；n为取土层次；hi为第i层土层厚度（cm）；di为第i层土壤容重（g•cm–3）；Wt，Wo分别为时段开始和结束时第i层土壤含水量（以土壤干重百分率的分子表示）；P为同时段内降水量（mm）；I为同时段内灌水量（mm）；G为同时段地下水补给量（mm）；Ro为地表径流量（mm）；Lg为渗透到计划层以下的水量（mm）。由于地下水位较深（10m以下），地表平整，试验在遮雨棚内且小区隔离，故Ro、P、G和Lg均处理生育期S1（伸根期）S2（旺长期）S3（成熟期）W1（重度调亏）45－5565－7565－75W2（中度调亏）55－6575－8575－85W3（丰水CK）65－7585－9585－95表1　试验处理（土壤含水量占田间持水量％）Table1Experimentdesign（soilrelativewatercontent%）gniiiLRGIPWoWtdh−−+++−∑=01)(忽略不计。气象资料用试验田附近气候观测站的测定结果进行计算。2　结果与分析2.1　调亏处理对烤烟植株形态的影响2.1.1　调亏处理对株高的影响在烤烟生长发育的各个阶段，随土壤相对含水量升高，烟株的株高明显增大，各处理均表现为W3W2W1（表2）。不同生育时期相比较，伸根期和旺长期各处理株高的差异均达到显著水平，成熟期处理W3和W2与W1的差异显著，而W2和W3的差异不显著，可见，土壤水分对伸根期和旺长期株高的影响较大，而对成熟期株高的影响较小。2.1.2　调亏处理对叶数和叶面积的影响表3为不同水分处理结束后烤烟叶数和叶面积的变化情况。可以看出，随土壤水分含量增加，烤烟叶数增多，叶面积增大。伸根期W1与W2和W3处理烟株的叶数差异显著，说明生长前期土壤水分含量高有助于烟株开片，而在其他各个时期烟株叶数差异不161第2期蔡寒玉等：调亏灌溉对烤烟耗水特性的影响处理S1S2S3W118.8c51.3c108.1bW221.7b64.7b115.9aW3（CK）23.5a69.9a118.4a表2　不同调亏水平对烤烟株高的影响（cm）Table2　Effectofwaterdeficitdegreeonplantheightofflue–cuedtobacco注：表中一列数字后有不同字母者表示在P=0.05水平上差异显著，下同。显著，说明在本试验中不同土壤水分处理对烤烟叶片数的影响不大，这与叶数受遗传性状的控制有关。由表3可以看出，各处理叶面积的动态变化趋势基本相同，表现为处理W3W2W1，这说明随土壤含水量增加，叶面积有增大的趋势，但增长幅度不同。伸根期叶长和叶宽随土壤含水量的增加均逐渐增大，叶面积变化也呈现相同趋势，以W3处理单株叶面积增长量最大，达到136.87％，并且各处理单株叶面积差异显著；旺长期和成熟期各处理单株叶面积差异也达到显著水平，当土壤水分由W2升至W3处理水平时，叶长和叶宽趋于稳定，单株叶面积虽有所增加，但增加幅度减小。2.1.3　调亏处理对烤烟光合产物积累和分配的影响从3个水分处理的根茎叶干重在不同生育期积累和分配的情况（表4）可以看出，伸根期W3处理的茎、叶干重最大，W2处理的根干重最大，W1处理的根、茎、叶干重均最小，分别比最大值低1.48g/株，8.11g/株，21.9g/株；此期根干重占总干物质重的百分比随水分增大而减小，茎、叶干重占总干物质重的百分比随水分增大而增加，说明伸根期干旱对地上部干物质生育期处理有效叶片数最大叶长×宽（cm）叶面积（cm2/株）S1W111.4b31.5×12.3437.5cW212.4a33.4×14.5484.7bW312.8a42.2×20.1558.6aS2W119.8a48.3×15.51022.4cW222.4a57.0×23.51164.1bW323.4a61.9×24.31211.5aS3W120.8a53.4×21.71189.4cW223.2a59.7×24.51274.3bW323.6a63.3×24.81307.8a表3　不同调亏水平对烟株各生育时期叶面积的影响Table3　Effectofwaterdeficitdegreeonleafareaofflue–curedtobacco表4　水分调亏下烤烟光合产物积累与分配Table4　Accumulationanddistributionofphotosyntheticproductsinflue–cuedtobaccounderRDI生育期处理根茎叶干重（g/株）占全株（％）干重（g/株）占全株（％）干重（g/株）占全株（％）S1W15.3114.507.9221.6223.4063.88W26.7712.9111.3621.6734.3065.42W35.728.5316.0323.9145.3067.56S2W127.0023.2819.0016.3870.0060.34W235.0021.1528.0016.92102.5061.93W333.5021.6826.0016.8395.0061.49S3W149.5021.4961.0026.75118.0051.75W256.0020.1886.5031.17135.0048.65W347.5021.6458.5026.65113.5051.71烟草农业科学1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