凡久彬

(遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 沈陽 110003)

烤煙應(yīng)用微潤灌溉技術(shù)試驗(yàn)研究

凡久彬

(遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 沈陽 110003)

在微潤灌溉和漫灌灌溉條件下，進(jìn)行烤煙生長性狀、產(chǎn)量與效益差異對比分析。研究結(jié)果表明：微潤灌溉有利于烤煙植株生長，整個(gè)生育期內(nèi)，微潤灌溉條件下烤煙株高、葉片數(shù)和葉面積均大于漫灌。微潤灌溉顯著降低了烤煙日耗水量，全生育期微潤灌溉較漫灌節(jié)水23.88%。微潤灌溉有利于烤煙產(chǎn)量形成和WUE提高，與漫灌相比，增產(chǎn)9.55%，WUE提高43.92%，凈效益增加23.29%。

水分利用效率；微潤灌溉；烤煙；效益

微潤灌溉技術(shù)是一種新型節(jié)水灌溉技術(shù)，是利用特殊材質(zhì)導(dǎo)水芯的毛細(xì)浸潤作用，在水壓較低的條件下，向作物根部土體導(dǎo)水，以滿足作物生長需求。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，與滴灌技術(shù)相比，具有能耗小、抗堵塞能力強(qiáng)、成本低、易于操作和管理的優(yōu)點(diǎn)[1-2]。

烤煙是遼寧省的主要經(jīng)濟(jì)作物之一，種植區(qū)域主要集中在朝陽市、丹東市和鐵嶺市等地區(qū)，2013年遼寧省烤煙種植面積達(dá)到9800 hm2，產(chǎn)量達(dá)到27 960 t，單產(chǎn)達(dá)到2853 kg/hm2，烤煙比糧食作物的凈效益高，是種植區(qū)農(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)來源。目前，烤煙種植區(qū)的灌溉方式相對落后，多采用大水漫灌的方式，不僅造成了水資源的浪費(fèi)，而且易誘發(fā)病害，影響了烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致農(nóng)民的收益降低。因此，烤煙種植在節(jié)水增產(chǎn)方面有較大的發(fā)展空間，亟需實(shí)用性的節(jié)水灌溉技術(shù)[3]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)基本情況

試驗(yàn)區(qū)選擇在建平縣灌溉試驗(yàn)站，試驗(yàn)站位于建平縣西部，老哈河?xùn)|岸。處于海洋性季風(fēng)氣候向大陸性氣候過渡區(qū)境內(nèi)，屬于半濕潤半干旱季風(fēng)型大陸性氣候，多年平均降水量為410 mm，多年平均氣溫7.1 ℃，多年平均蒸發(fā)量為1800 mm，年均積溫為3200 ℃，作物生育期日照時(shí)數(shù)為1384 h，無霜期為133 d。試驗(yàn)田的土壤為砂壤土，土壤田間最大持水率為21%，容重為1.4 g/cm3，土壤有機(jī)質(zhì)含量為1.66%，適宜烤煙種植。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)區(qū)設(shè)2種灌溉形式，即膜下微潤灌溉(MI)和漫灌(FI)，兩個(gè)處理各3個(gè)重復(fù)，在同一塊田地中進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)面積為30 000 m2，劃分為6個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)尺寸為50 m×100 m，面積為5000 m2。1～3號小區(qū)采用膜下微潤灌溉，4～6號小區(qū)采用漫灌。相鄰小區(qū)中間設(shè)置1條空白壟作為隔離帶，每條壟的長度為50 m，寬度為0.8 m。

每個(gè)小區(qū)設(shè)置單獨(dú)的出水栓，并配備壓力表和水表，微潤灌的毛管采用雙向布置，每條壟鋪設(shè)一條毛管，每根毛管的長度為50 m，灌水器的間距為50 cm[4]。

1.3 土壤含水率控制上下限

灌水方式采用控制土壤含水率上下限的方式，以田間持水率的百分比為參考，兩種處理采用的控制上下限相同，當(dāng)小區(qū)內(nèi)土壤含水率達(dá)到控制下限時(shí)進(jìn)行灌溉，達(dá)到控制上限時(shí)停止灌溉[5]。各個(gè)生育期的土壤含水率控制上下限，詳見表1。

表1 各個(gè)生育期土壤含水率控制上下限 %

1.4 農(nóng)業(yè)措施

試驗(yàn)區(qū)采用先育苗后移栽的種植方式。四月份開始起壟臺，五月初刨坑，施用底肥，烤煙的株距為50 cm，行距為120 cm。兩種處理的施肥一致，其中，底肥：煙草專用肥400 kg/hm2，硫酸鉀220 kg/hm2，磷酸二銨140 kg/hm2；口肥：硝酸鉀115 kg/hm2，餅肥350 kg/hm2。地膜55 kg/hm2。

因?yàn)楣喔确绞綄?dǎo)致田間作業(yè)內(nèi)容有所差異，F(xiàn)I處理的田間作業(yè)量明顯增加，其中，MI處理：除草兩次，鏟蹚兩次，噴施農(nóng)藥病毒必克500～800倍兩次，噴施甲胺磷一次；FI處理：除草四次，鏟蹚四次，噴施農(nóng)藥病毒必克500～800倍三次，噴施農(nóng)藥甲胺磷兩次。成熟期依次打下煙葉進(jìn)行烘烤。

1.5 觀測內(nèi)容與觀測方法

灌水量：利用水表記錄每次的灌水量，灌水前后讀取水表數(shù)值。

土壤含水量：采用土鉆法測量，每隔10 d觀測一次，灌水前后和降雨前后加測。在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選擇三條壟，在每條壟中選取5株烤煙定株，以烤煙為中心，20 cm范圍內(nèi)選點(diǎn)測量土壤含水量。

植株性狀：在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選擇3條壟，從每條壟中選取5株烤煙定株，分別用卷尺和游標(biāo)卡尺測量株高和莖粗，利用方格法測定葉面積，各個(gè)生育期的開始階段觀測一次。

圖1 不同灌溉方式對烤煙株高的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉方式對植株生長性狀的影響

2.1.1 株高

由圖1可以看出，兩種處理的烤煙株高隨著生育期而持續(xù)增加，近似呈現(xiàn)線性。按照灌溉方式對比，從苗期開始，MI處理的株高一直高于FI處理。在旺長期兩種處理的株高差距最大，MI處理高于FI處理6 cm。在團(tuán)棵期、旺長期和成熟期，MI處理的株高較FI處理高8.89%、6.74%和3.57%[6]。

2.1.2 葉片數(shù)

由圖2可以看出，烤煙的葉片數(shù)隨著生長而增多，旺長期是葉片數(shù)增加的主要生育期，增長率超過60%。兩種處理之間，MI處理的葉片數(shù)與FI處理的葉片數(shù)基本相近，其中團(tuán)棵期、旺長期、成熟期僅比FI處理多1片。

圖2 不同灌溉方式對烤煙葉片數(shù)的影響

2.1.3 葉面積

對成熟期的烤煙葉面積進(jìn)行方差分析，其顯著性為0.048<0.05，說明灌溉方式對葉面積影響顯著。

由圖3可以看出，烤煙的葉面積均隨著生長而持續(xù)增加，旺長期是烤煙葉面積增加的主要生育期。對比兩種灌溉方式處理，MI處理的葉面積在各個(gè)生育期均多于FI，其中在團(tuán)棵期、旺長期和成熟期，MI處理的葉面積較FI處理多7.80%、11.96%和14.16%。

圖3 不同灌溉方式對烤煙葉面積的影響

2.2 不同灌溉方式對烤煙產(chǎn)量和水分利用效率的影響

2.2.1 日均耗水量

由圖4可以看出，旺長期是烤煙的生長關(guān)鍵期，兩種灌溉方式在烤煙旺長期的日耗水量最大，MI處理與FI處理的日均耗水量分別達(dá)到3.71 mm和5.58 mm。不同灌溉方式處理之間，MI處理烤煙各生育期的日耗水量均低于FI處理。在苗期、團(tuán)棵期、旺長期和成熟期，MI處理的日均耗水量分別為FI處理的74.64%、42.07%、66.49%、98.90%。MI處理烤煙全生育期的耗水量為367.3 mm，F(xiàn)I處理烤煙全生育期的耗水量為482.5 mm，MI處理較FI處理節(jié)水23.88%。一方面由于微潤灌溉是局部灌溉，灌溉濕潤面積約為漫灌的60%～80%；另一方面是因?yàn)槲櫣喔攘髁啃?、灌水時(shí)間長的特點(diǎn)減少了灌溉水的深層滲漏和蒸發(fā)散失。

圖4 不同灌溉方式對烤煙各生育期日耗水量的影響

2.2.2 產(chǎn)量和水分利用效率(WUE)

不同灌溉方式對烤煙耗水量、產(chǎn)量和WUE的影響見表2。由表2可以看出，MI處理的烤煙產(chǎn)量增產(chǎn)效果明顯，較FI處理增產(chǎn)9.55%；同時(shí)水分利用效率也有所提高，MI處理的WUE為9.04 g/kg，較FI處理提高43.95%。FI處理的WUE顯著低于MI處理，說明相同產(chǎn)量下，漫灌總耗水量大于微潤灌溉，浪費(fèi)水資源。

2.3 不同灌溉方式對烤煙經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表3可以看出，烤煙種植的成本主要包括購苗費(fèi)用、化肥費(fèi)用、農(nóng)藥費(fèi)用、水費(fèi)和人工費(fèi)。

MI處理的化肥費(fèi)用、農(nóng)藥費(fèi)用、水費(fèi)和人工費(fèi)分別比FI處理低13.33%、33.33%、60.00%和33.33%。MI處理的總成本比FI處理低2595.0元/hm2，節(jié)省25.18%。

由表4可以看出，MI處理的烤煙增產(chǎn)效果明顯，較FI處理增產(chǎn)9.55%。MI處理的凈效益比FI處理增收6069.0元/hm2，增加23.29%。

表3 不同灌溉方式下烤煙的投入成本

表4 不同灌溉方式下烤煙的產(chǎn)量及凈效益

3 結(jié) 論

通過分析不同灌溉方式下烤煙各生育期作物生長的動(dòng)態(tài)變化過程，以及對烤煙產(chǎn)量和水分利用效率的影響，可得到以下結(jié)論：

(1)微潤灌溉有利于烤煙植株生長，整個(gè)生育期內(nèi)，MI處理烤煙株高、葉片數(shù)和葉面積均大于FI處理，成熟期微潤灌溉株高和葉面積分別較漫灌灌溉高出3.57%和14.16%。

(2)微潤灌溉顯著降低了烤煙日均耗水量，全生育期MI處理較FI處理節(jié)水23.88%。

(3)微潤灌溉有利于產(chǎn)量形成和提高WUE，與漫灌相比，烤煙增產(chǎn)9.55%，WUE提高43.95%。說明微潤灌溉有利于提高烤煙產(chǎn)量，同時(shí)節(jié)水效果顯著。

(4)由于MI處理的植株形狀明顯優(yōu)于FI處理，其增產(chǎn)效果明顯，此外在節(jié)省成本方面也有較大優(yōu)勢，MI處理的凈效益較FI處理增收6069.0元/hm2，增加23.29%。

[1] 于國豐,王保澤,李春龍,等.微潤灌水器的研制及沙地灌溉試驗(yàn)[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,35(11):218-222,229.

[2] 竇超銀,李春龍,李光永,等.吸力式微潤灌水器水力特性試驗(yàn)研究[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2012,31(4):83-86.

[3] 師萍.建平縣烤煙生產(chǎn)存在的問題與對策探討[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，2011(11).

[4] 肖俊夫,劉戰(zhàn)東,南紀(jì)琴,等.不同水分處理對春玉米生態(tài)指標(biāo)、耗水量及產(chǎn)量的影響[J].玉米科學(xué),2010,18(6):94-97.

[5] 蔡煥杰.大田作物膜下滴灌的理論與應(yīng)用[M].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社,2003.

[6] 于秀琴,竇超銀,于景春.溫室微潤灌溉對黃瓜生長和產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2013,29(7):159-163.

凡久彬(1982-)，男，工程師，主要從事水土保持及農(nóng)田水利研究工作。E-mail：512116249@qq.com

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2096-0506(2015)06-0054-04