烟草膜下滴灌试验研究

王洪云，王德勋，单沛祥，向鹏华，杨德海，赵国民，李世祥

（1.红塔烟草集团大理卷烟厂，云南 大理 671000；2.大理州烟草公司，云南 大理 671000）

我国人均水资源量仅占世界平均的四分之一，而且降水年内分配很不均衡[1]。大理州年均降水量861 mm，为半丰水易旱区。烟株生长前期常遇阶段性干旱，此对烟株生长发育和产质量有明显的不利影响[2]。烟草膜下滴灌是一项新型节水灌溉技术，可根据烟株需水特征进行灌溉调节，其中垄台平铺式滴灌节水增收效果最为明显，且比垄下埋管式渗灌更易于操作和推广应用[3]。因此，开展烤烟膜下滴灌技术研究是构建大理特色优质烟叶开发的重要技术措施之一。

目前，关于滴灌技术的研究主要集中在滴灌与其他灌溉方式的比较方面[4-7]，膜下滴灌量主要根据沟灌量的40% ～ 60%左右推算，适宜的膜下滴灌量研究未见报道。本试验基于大理州半丰水易旱区烟株不同生育期的降水条件和需水特征，探讨40～70 m3/667m2滴灌补水范围内不同滴灌量对烤烟烟叶生长发育及产质量的影响，为大理特色优质烟叶开发和水分合理运筹提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设备

由昆明苍松节水灌溉公司提供的承压0.6 MPa国产灌溉专用UPVC主管道，承压1.0 MPa支管道、国产PE管副管道，滴灌带使用美国ROERTSS滴灌带，单滴头流量1.0 L/h。

1.2 试验基本条件

2009年试验安排在大理州弥渡县新街镇新胜村大刘家庄组。该地海拔1 670 m，土壤类型为水稻土，质地中壤，前茬作物为啤酒大麦，供试品种为K326。试验烟苗于5月12日移栽，采用啤酒瓶施肥定位移栽，每条垄面铺设1条滴灌带，种植密度为1 100株/667m2。底肥环形撒施，追肥随滴灌在移栽后30 d内分3次施入，基追比为60∶40。肥料来源为云叶复合肥厂生产的烟草专用复合肥m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O) = 10∶10∶25。

1.3 试验设计

试验为单因子试验，设 4个处理。处理Ⅰ～Ⅳ分别按用水量为40、50、60、70 m3/667m2进行滴灌，其中处理Ⅳ为对照，对照参照了 2008年初步生产经验滴灌量。3次重复，共12个小区，随机区组排列，小区面积40 m2。根据烟叶生理需水、耗水和灌溉的指标要求[8-9]，移栽后立即进行第一次滴灌，灌水量为各处理的25%，旺长期灌水量为各处理的50%，成熟期灌水量为各处理的25%。滴灌量采用水表测量。

1.4 试验调查及测定方法

每小区选取长势均匀的 10株烟株挂牌定株观察，分别于移栽后25、45、65 d，调查各小区烟株主要农艺性状。选取有代表性烟株2株，于移栽后25、45、65、85 d测定烟叶干物质重量，采集的烟根、烟茎、烟叶样品于 105 ℃杀青，65 ℃烘干，称重法测定干物质重量。移栽后25 d选取有代表性烟株2株，以全株各叶片混合样测定硝酸还原酶活性，以全株各叶片中叶绿素含量平均值作为叶绿素含量测定值。移栽后45、65、85 d选取代表性2株烟株第 11叶位鲜烟叶，以鲜烟叶叶尖、叶中、叶基3个位置混合均匀样，用于测定硝酸还原酶活性，以鲜烟叶叶尖、叶中、叶基3个位置测定的叶绿素含量平均值作为叶绿素含量测定值。硝酸还原酶活性采用磺胺比色法测定[10]；叶绿素含量采用SPAD-502叶绿素计测定，以SPAD值表示；农艺性状调查参照烟草农艺性状调查方法（YC142—1998）。每小区烟叶按部位分 5次采收，密集烤房烘烤，统计各小区的产量、产值、均价及上中等烟比例。

滴灌条件下烤烟产量、产值和水分利用效率等参照彭世彰等[11]的方法测定，计算公式为：

式中：Ip为灌水生产率，单位为 kg/(667m2·m3)；y为烟叶产量，单位kg/667m2；i为生育期灌水量，单位m3；Iv为灌水产值率，单位为元/(667m2·m3)；m为烟叶产值，单位为元/667m2；△Ip为灌水增产率，单位kg/(667m2·m3)；△Iv为灌水增值率，单位为元/(667m2·m3)；yc为对照烟叶产量，kg/667m2；mc为对照烟叶产值，单位为元/667m2。

1.5 数据处理及分析

采用SAS 8.0进行方差分析和多重比较[12]。

2 结 果

2.1 烟株主要农艺性状

由表1可见，移栽25 d后，各处理间差异不大，滴灌量为70 m3/667m2处理的烟株最高，有效叶片数比其他3个处理多1～2片。各项性状表现最差的是滴灌量为40 m3/667m2的处理；移栽45 d后各处理间差异减小，烟株各项农艺性状基本一致；移栽65 d后，滴灌量为50 m3/667m2处理株高表现最好，为91.9 cm，较其他处理高3～5 cm，其他测定项目各处理间差异不大。

表1 不同时期各处理主要农艺性状调查Table 1 Main agronomic character of different treatments in different growth periods

2.2 烟株干物质积累

图1可见，移栽后25～ 85 d，各处理的根、茎、叶干物质积累逐渐增加，根、茎、叶干物质积累具有同步性。旺长期烟叶增幅最大，达 58.37%～69.82%。叶干重占全株干重的比例由80%左右逐渐下降至55%左右，全株干物质积累主要受叶干重的影响，两者变化趋势一致。根、茎的干重相近，茎干重稍高于根干重。在不同滴灌量处理间，40 m3/667m2在移栽后45至65 d烟叶干物质积累速度最大，达 43.34%；50 m3/667m2处理移栽后 65至85 d烟叶干物质积累速度最大，达 38.86%；60 m3/667m2处理移栽后25至45 d烟叶干物质积累速度最大，达40.20%。

图1 不同时期各处理烟株干物质积累动态Fig.1 Dry matter accumulation of tobacco plant for each treatment in various growth periods

2.3 烟株碳氮代谢主要生理指标

硝酸还原酶与植株吸收利用氮素有关，是植物氮素代谢中的关键酶之一。在移栽后25 ～ 85 d，各处理的硝酸还原酶活性呈先升后降抛物线型变化趋势（表2），移栽后45 d（旺长期）活性最高，移栽后25 d、45 d和65 d之间无显著差异，移栽后65 d和85 d之间差异极显著。可见硝酸还原酶活性在成熟期之前差异不显著，成熟期下降明显。不同处理间方差分析表明（表2），移栽后25 d时无显著差异；移栽后45 d至85 d，各处理硝酸还原酶活性排序交替。综合分析表明，伸根期和旺长期 60 m3/667m2处理氮代谢最为旺盛；打顶后 40 m3/667m2处理氮代谢仍处于较高水平，60 m3/667m2处理相对最弱。

表2 不同滴灌量处理烟叶硝酸还原酶活性 (um NO3g-1·h-1)Table 2 Nitrate reductase activity in tobacco leaf of different drop irrigation treatments

叶绿素是植物光合作用的最重要的色素，反映了植株光合碳同化能力。随着烟株的生长发育，叶绿素含量呈下降趋势，在移栽后 65 d之后急剧下降，不同生育期叶绿素含量差异极显著（表3）；各处理间叶绿素含量差异不显著。

表3 不同滴灌量处理烟叶叶绿素含量变化Table 3 SPAD value changes of different drop irrigation amount treatments in tobacco leaf

2.4 烟叶经济性状

从表4可以看出，不同滴灌量处理间，烟叶产量和产值是 50 m3/667m2＞ 40 m3/667m2＞ 70 m3/667m2＞ 60 m3/667m2。均价和上中等烟比例是40 m3/667m2＞ 50 m3/667m2＞ 70 m3/667m2＞ 60 m3/667 m2，但方差分析结果表明，处理间各项经济性状指标差异不显著。

2.5 烟叶水分利用率

由表5可见，随着滴灌量的减少，烟叶水分利用率逐渐增加。40 m3/667m2、50 m3/667m2两处理水分利用率均高于对照，且处理间差异达极显著水准，其中40 m3/667m2滴灌量处理的水分利用率最高，在滴灌量基本适宜的范围内，表明在较干旱条件下，较小的灌水量可以充分发挥灌溉水的作用。

表4 不同滴灌量处理烟叶经济性状Table 4 Economic attributes of tobacco leaf

表5 不同滴灌量对烟叶灌水生产率的影响Table 5 Effect of drop irrigation rate on water use efficiency

3 讨 论

有研究表明[8,13-14]，伸根期在土壤水分供应充足的条件下，烟叶长势较强而不利于根系生长，一般认为决定烟叶产量和品质的关键时期是旺长期，旺长期土壤水分适度亏缺，在适宜土壤水分含量的75%时，光合速率最高，成熟期适度供应水分可以促进顶叶的开片。本研究表明，膜下滴灌条件下，伸根期随着滴灌量的增加，最大叶面积逐渐增加，但干物质积累却以50 m3/667m2滴灌量处理表现最大，表明滴灌量偏大不利于干物质积累；旺长期以40 m3/667m2滴灌量处理的干物质积累最大，而60 m3/667m2滴灌量处理的硝酸还原酶活性最高，旺长期随着滴灌量的减少，单位产量和产值有增加的趋势，这可能与40 m3/667m2滴灌量处理的光合速率较高有关[8]；成熟期以 50 m3/667m2滴灌量处理的干物质积累最大，而以40 m3/667m2滴灌量处理的硝酸还原酶活性最高，这可能与滴灌量偏小阻碍了烟叶成熟期及时从氮代谢向碳代谢的转移有关[15]。不同生育期滴灌量水分需求不同，伸根期、旺长期、成熟期分别以 50 m3/667m2、40 m3/667m2、50 m3/667m2滴灌量为宜，这与按国家烟草专卖局项目“烤烟优化灌溉理论和技术的研究和应用”推荐的灌溉量分配伸根期:旺长期:成熟期 = 1:2:1不一致[16]，这可能与大理州年内降水分配有关。不同生育期滴灌量的最优组合有待进一步研究。

大田栽培条件下每生产1 g干烟叶的蒸腾耗水量在500 g以上。由于受烟草内部条件和外界环境的制约，在土壤水分充足的条件下烟草的蒸腾系数可达1 000 g以上[17]，因此半丰水易旱区沟灌量约80 m3/667m2左右，滴灌量约30 ～ 50 m3/667m2。本研究表明，随滴灌量逐渐降低，水分利用率逐渐增加，考虑到旺长期是决定烟叶产量和品质的关键时期，40 ～ 50 m3/667m2滴灌量效果较好，但由于试验地受病毒病一定程度上的影响，烟叶上中等烟叶比例有所下降，因此，最适宜的滴灌量仍需进一步研究。

4 结 论

大理州膜下滴灌条件下，随着烟株生长发育，干物质积累逐渐增加，以旺长期和成熟期干物质积累为主；硝酸还原酶均在旺长期活性最强，成熟期显著下降；较适宜滴灌量区间内，较小的滴灌量有利于提高水分利用效率。建议大理烟区生产上以40～ 50 m3/667m2膜下滴灌量较为适宜，既促进了烟叶生长发育和产质量的形成，又可以避免水资源的不必要浪费。

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