不同灌水处理对盆栽烤烟生长影响的试验研究

2018-03-21赵文义王新博

节水灌溉 2018年2期

赵文义，王龙，杨蕊，文俊，王新博

(1.云南农业大学水利学院，昆明 650201；2.云南农业职业技术学院，昆明 650220)

烤烟的生长离不开水，水分既是烤烟一切代谢的介质和光合作用的原料，又是烤烟吸收和运输物质的溶剂，但是烟草的生长发育只有在土壤水分适宜的条件下才能顺利进行，水分不足对烟株生长指标以及光合指标都有很大影响，在缺水不严重或缺水时间不长的情况下,烟株有暂时调节体内水分平衡的能力，但水分处理不当或水分过大又会降低烟叶的产量和品质。根据烟草的需水规律合理灌水，可为烟田优化灌溉，提高烟叶的产量和品质提供理论依据和技术措施[1-5]。在耗水方面，烟草的耗水形式以叶面蒸腾为主，在烤烟生长过程中，根系吸收的土壤水分大部分用于蒸腾消耗。因此研究土壤水分与烤烟蒸腾耗水之间的关系，对确定合理的灌水时期和灌水量具有重要意义。目前对于盆栽烤烟的蒸腾耗水的定量研究和生长指标的测算方面尚不多见。本次试验对不同灌水处理下的烤烟生长影响及烤烟需水规律等理论问题进行了初步研究，可为烤烟灌溉技术的优化提供科学依据[6]。

1 材料与方法

1.1 试区概况

试验地点位于云南农业大学校内节水灌溉实验室，经度102.75°，纬度25.13°，海拔1 943 m，采用防雨棚隔绝降水。烤烟于2017年5月6号移栽，各生育期时段分别为移栽后还苗～团棵(伸根期5月6日-6月6日)，团棵～现蕾(旺长期6月6日-7月10日)，现蕾～采收结束(成熟期7月10日-8月16日)，全生育期102 d，土壤类型为红壤，土壤容重为1.33 g/cm3，pH值介于5～7.5之间，采用室内环刀法测定土壤田间持水量为33.69%。

1.2 试验方法

在烤烟各生育期每个处理选取3株测定株高、茎粗、叶片数、最大叶长和叶宽；在成熟期将烤烟分为根、茎、叶三部分，在105 ℃下杀青15 min，然后70 ℃下烘干，分别称取各部分干物质重量。

盆栽通过TZS-I型TDR土壤水分测定仪每天监测土壤含水量，测定土层为0～10、10～20和20～35 cm，并定期用烘干法校核TDR土壤水分测定仪的数据。

土壤质量含水量采用烘干法进行测定，采样取土深度分别为：0～10、10～25、25～40 cm。

采用简化农田水分平衡方程计算烟田耗水量，公式为：

(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/cm3；W0、Wt分别为时段开始和结束时第i层土壤含水率；P为同时段内降水量，mm；I为同时段内灌水量，mm。

盆栽试验在遮雨棚且单独盆栽一盆一颗，故降雨量P以及地下水补给量，地表径流量，渗漏量均忽略不计，而在大田里降雨量不可忽略。盆栽棵间蒸发用称重法进行测定，每3 d测一次。不同阶段烤烟蒸腾量为相应时段耗水量与棵间蒸发量的差值。

1.3 试验设计

盆栽供试品种为红花大金元。盆规格为上径42 cm，下径38 cm，高40 cm，每盆装土质量为55 kg，每盆一株。试验处理前保持土壤含水率在田间持水率的80%左右，确保烟苗成活及试验处理前烟株的一致性。施肥统一为7∶14∶16(N∶P∶K)的复合肥80 g ，每株施肥量一致。根据《灌溉试验规范》(SL 13-2015)[7]确定试验灌水方案为：固定灌水次数和灌水时期，采用不同的灌水定额，并参考《云南省用水定额标准》(DB53T 168-2013 )[8]初步设定5个灌水梯度处理，3次重复。试验灌水处理设计见表1。全生育期病虫害预防治采用人工防治。

表1 灌水处理设计表

2 结果与分析

2.1 不同灌水条件下盆栽的耗水特征

盆栽条件下，地下水补给量、地表径流量、渗漏量均可忽略，因此，每次灌水需要控制水量，通过少量多次完成一次灌水，以避免深层渗漏。前期试验表明，每株烤烟水分达到下限后灌水1 kg，可使土壤相对含水率上升5%左右，完成灌溉后，土壤水分回落到下限时段长度约为3～5 d，在各生长期，灌水量均随着土壤含水量下限的降低而减小，阶段灌水次数也相应地减小[9]。根据试验设定的灌水定额和实际灌溉量，盆栽试验每个处理灌水量数据结果如表2所示。

表2 不同处理烤烟全生育期灌水和耗水

对于盆栽试验耗水量均随灌水量的增加而增大[10]，但所有这种增减幅度都会趋于平缓，当灌水量达到一定限度后，随灌水量增加，耗水量虽有所增大，但增加幅度减小。不同灌水处理之间各生育时期耗水量和耗水强度均随灌水量增加呈不显著增加。

各处理耗水量以伸根期较低，旺长期最多，成熟期次之，但日均耗水强度各生育期差别较小，与“烟田耗水量和耗水强度都以伸根期较低，旺长期几乎成倍增加，到成熟期又趋降低”的规律基本一致[7]；从充分供水条件下烤烟的蒸腾耗水特征表3可以看出，烤烟全生长期内以旺长期蒸腾耗水最多但并不突出，平均蒸腾耗水强度3.87 mm/d，伸根期和成熟期日均蒸腾耗水强度分别为2.41和2.59 mm/d，旺长期蒸腾耗水是伸根期和成熟期日均蒸腾耗水强度的1.60和1.49倍，说明旺长期是烤烟蒸腾耗水最为集中的时段。

表3 充分供水条件下烤烟的蒸腾耗水特征

2.2 不同处理对盆栽烤烟生长指标的影响

表4为各处理烤烟在成熟期后期的平均株高、叶片数、最大叶长、宽和茎粗的测量成果，由表4结合表2知，随着灌水量的增加，烤烟株高、叶片数、最大叶长、宽和茎粗均有所增大趋势。处理1除了平均株高最高，比处理2高7.7 cm，其他指标都比处理2要小但并不明显，其中处理3的生长比处理2较缓慢，株高也下降了10.6 cm，处理4、处理5的烤烟烟叶出现水分亏缺，使烟株矮小，节间短，叶片小；处理2的各项指标比其他处理的差异明显，一方面说明灌水量的增加可明显提高烤烟生长的各项指标，一方面可以看出处理2有着比较合适的灌水量和土壤水分。

表4 各处理烤烟在成熟期后期的平均株高、叶片数、最大叶长、宽和茎粗

2.3 不同灌水处理下盆栽烤烟干物质重量的变化

由表5可以看出，不同处理对烤烟成熟期各部分干物质的平均干重差异明显，随着灌水量的减少，处理2～5的叶比重逐渐减少，而茎比重逐渐增加；从处理4、5可以看出成熟期严重干旱胁迫可使烤烟根、茎、叶中干物质的积累量明显减少，单株总干重最小的是处理5为297 g，最大的是处理1为735 g，是处理4、5的2.3和2.5倍；处理1水分很充足，与处理2明显的区别在于根干重上，结合生理形态来看，处理1的株高普遍较高，茎粗，但叶片大而质薄，处理1根干重比处理2重52 g，而叶干重少24 g，处理2各部分干重都比处理3、4、5要大也因此说明处理2的灌水处理比较适合。