贵阳市烤烟干旱判别指标的确定

2015-12-22汪圣洪莫建国汪义洋贵阳农业气象试验站贵州贵阳55005贵州省气象局山地环境气候研究所贵州贵阳55005贵州省开阳县气象局贵州开阳55000

安徽农业科学 2015年25期

汪圣洪，莫建国，汪义洋 (.贵阳农业气象试验站，贵州贵阳55005;.贵州省气象局山地环境气候研究所，贵州贵阳55005;.贵州省开阳县气象局，贵州开阳55000)

烤烟是贵阳市最主要的经济作物。频繁发生的干旱对烤烟的产量和品质形成影响很大。做好烤烟干旱监测预警对提高烤烟气象服务尤为重要，而烤烟干旱判别指标的确定成为烤烟干旱监测预警的核心。围绕农田土壤水分交换及水分消耗、墒情或旱情监测与预测等重点，国内科研工作者长期不懈地进行了大量的探索和研究工作［1－2］，其重点集中在土壤水分的监测，主要采用的方法有烘干法、中子仪法、TDR法、遥感监测等。

实时土壤墒情资料的获取是开展作物土壤干旱监测预警和预测的基础工作。近年来，气象部门建设了大量的土壤墒情实时监测站点，土壤墒情监测的发展为土壤墒情预警的研究积累了大量的数据，利用动态的、实时的农田土壤水分观测资料，结合农作物不同生育期需水规律，开展农作物干旱监测预警服务是气象部门为农服务的重要技术。笔者在此利用近30年贵阳市(包含7个区县市)降水及干旱发生资料，分析烤烟生长期水分资源分布，结合烤烟种植生育期需水规律确定不同生育期的需水指标;利用贵阳市历史土壤墒情监测资料，采用土壤墒情指数判别法确定烤烟不同生育期干旱判别指标，为贵阳市烤烟干旱监测预警提供依据。

1 资料和方法

1.1 资料选取选取贵阳市本站及7个区县市站点1981～2010年降水资料及近10年(2001～2010年)修文、开阳、息烽、花溪及清镇等5个土壤墒情站点土壤墒情资料。

1.2 主要方法利用贵阳市30年降水资料，详细分析烤烟生长期降水条件对烤烟生长的影响，结合烤烟不同生育期需水特性，研究烤烟干旱的关键时期及水分指标。考虑贵阳市喀斯特地形条件下土壤水分更能反映烟地干旱实际状况，利用贵阳市历史土壤墒情资料，采用土壤墒情指数判别法确定烤烟不同生育期干旱判别指标。

2 结果与分析

2.1 贵阳市烤烟生长期水分资源分析

2.1.1 移栽期。贵阳市烤烟移栽期在4月中旬～5月中旬，降雨总量为160～180 mm(表1)，按照烤烟前期生长对水分条件的要求是足够的，如果降雨以连绵不断的小雨形式出现，就会造成土壤湿度饱和、缺氧，影响养料的吸收，甚至使根系窒息死亡，造成烂根死苗。相反，移栽后的伸根期时晴时雨或轻度的干旱，有利于根系发育。

表1 贵阳市烤烟移栽期降水 mm

2.1.2 旺长期。贵阳市烤烟旺长期在5月下旬～7月上旬，降雨总量为300～400 mm(表2)。此时期也是烤烟生长需水最多的时期，充足的水分条件有利于烤烟的旺长。

表2 贵阳市烤烟旺长期降水 mm

2.1.3 成熟采收期。贵阳市烤烟成熟采收前期在7月中旬～9月中旬，总降雨量为300～340 mm，雨量有所减少，9月上旬～中旬降雨总量普遍减少至80 mm左右(表3)。

从图1可以看出，贵阳市降水除4、9月在100 mm以下外，其他月份降水均大于100 mm，基本能满足烤烟生长的正常需要。但由于喀斯特地形条件的影响，土壤保水性差，常发生季节性的干旱，对烤烟产量和品质形成带来严重影响。

2.2 贵阳市干旱发生情况分析贵阳市是贵州省内中等夏旱区，据1981～2010年资料统计，未发生干旱的年数，3～5年的有息烽、贵阳、花溪，6～7年的有乌当、白云、修文，8～10年的有开阳和清镇;在出现的干旱中以中、轻旱为主，总共有33～38年，机率为63% ～70%，即10年有6、7年发生中、轻旱;重旱和特重旱有11～15年，机率为20% ～28%，即10年有2～3年发生一次重旱和特重旱。夏旱出现的时间在6～8月，这时烤烟正处于旺长至成熟采收的前期，是烤烟生长发育阶段中需水最关键的时期。这时若水分供应不足，烟叶植株生长缓慢、短小，蛋白质和烟碱含量相对增加，碳水化合物减少，减弱了有机养料的制造和输送，容易引起早衰，造成“旱烘”。这是种植区内发展烤烟生产面临的难题。

台站名 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月中旬合计贵阳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乌当 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开阳 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清镇57.0 60.1 42.0 53.7 49.9 31.9 44.3 338.9

2.3 烟草不同生长发育时期的需水特性烤烟在不同的生长发育阶段对水分的反应和需要量是不一样的，有关烤烟不同生育期需水规律的研究很多［3－4］，大量的研究表明，伸根期以前烤烟对水分的需要量较小;旺长期烟草对水分的需要量最大;反应也最敏感，此期干旱对烟叶产量的影响最大;成熟期烟草对水分的需要量又趋减少［5－6］。

2.3.1 移栽期。烤烟移栽期由于烟株营养体小，蒸发量少，烟田耗水量不大。但由于移栽时根系受损伤，吸收能力下降，而地上部分的蒸腾作用仍在进行，烟株体内水分易失去平衡导致烟株萎蔫。因此，在还苗期要有充足的水分供应，减少移栽苗的凋萎现象，促使烟苗还苗成活。此期土壤含水量应达最大田间持水量的70%左右。

2.3.2 旺长期。旺长期是烟草生长最旺盛和干物质积累最多的时期，烟株茎秆迅速长高增粗，叶片迅速增多扩大，根系进一步向纵深处生长。此期烟株生理活动旺盛，蒸腾量急剧增加，对水分的需要量最多，保持土壤含水量为最大田间持水量的80%左右，以满足烟株旺长的需要。

2.3.3 成熟期。成熟期烟株自下而上陆续成熟，烟株的生理活动主要是干物质的合成、积累和转化。随着采收次数增加，田间叶面积系数逐渐减小，蒸腾强度相应下降，耗水量有所减少，但此期土壤水分状况对烟叶成熟和烟叶质量有十分显著的影响。为提高烟叶成熟度、改善烟叶烘烤特性，应保持土壤水分为最大田间持水量的60%～70%。近年来关于成熟期土壤适宜水分指标的研究结果是不同的，袁有波等［7］提出应保持70%为宜。

2.4 贵阳市烤烟干旱判别指标确定围绕农田土壤水分交换及水分消耗［8－11］、土壤墒情或旱情监测与预测等重点，国内科研工作者长期不懈地进行了大量的探索和研究工作。近年来，气象部门安装了大量的土壤水分实时监测仪器，土壤墒情监测的发展为农作物干旱监测预警服务提供了数据保证。

农作物干旱预警技术的核心是干旱判别指标的确定。相对湿度指示法是目前采用最广泛的方法，其特点是简单、明了、不需要复杂的计算，所用的资料少;缺点是针对性不强，对沙性强的和粘性强的土壤干旱程度会出现不可避免的误判。土壤墒情指数判别法是贵州首次采用的烟田干旱判别技术，其特点是生物学意义明确可靠，适用于各种类型的土壤;缺点是计算相对复杂，需要的资料多。

土壤墒情指数是表征作物耕作层土壤水分供应状态的物理指标(无量纲)，是反映土壤水分自由度的重要参数，是由适宜有效水分贮存量、有效水分贮存量构建的连续函数。其计算公式为Sq=Wsy/(Wyx－Wsy)，式中，Sq为土壤墒情指数，Wsy为适宜有效水分贮存量(mm)，Wyx为土壤有效水分贮存量(mm)。Wsy=ρ(Rfc－g0)h×0.001、Wyx=ρ(Rfc－fw)h×0.001，其中，ρ为土壤容重(g/cm3);R为土壤相对湿度(%);g0为作物干旱临界点时的土壤相对湿度(%);fc为田间持水量(%);fw为凋萎湿度(%);h为土层厚度(cm);0.001为换算系数。

由表4可知，烟田土壤墒情指数Sq≥0时，无旱;Sq=0时，是烟田干旱的预警点，如果未来几天天气预报无降水过程，烟田将出现不同程度的干旱;当－1.00≤Sq＜－0.67时，将确定为重旱。根据以上分析方法，考虑贵阳市土壤水文物理特性，最终确定贵阳市的烤烟干旱判别指标如表5所示。