康 超，張 騰，汪 強(qiáng)*

(1．鄭州市土壤肥料工作站，河南鄭州450002;2．河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州450000)

煙草是我國重要經(jīng)濟(jì)作物之一，種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位［1］?？緹熓切杷枯^大的作物，整個生育期需水量為400～600 mm。然而我國水資源匱乏十分嚴(yán)重，不少煙區(qū)的灌溉條件較差，煙葉生產(chǎn)幾乎完全依賴自然降雨。此外，我國幅員遼闊，降水地域和時空分布不均，即使在雨量豐富的地區(qū)，階段性干旱也時有發(fā)生，嚴(yán)重制約著煙葉生產(chǎn)水平的提高［2］。因此，在煙葉生產(chǎn)過程中，推廣節(jié)水技術(shù)、科學(xué)合理利用水分、提高水分利用率十分必要。目前，烤煙灌溉方式仍以漫灌、溝灌和穴灌為主，近些年噴灌、滴灌、應(yīng)用保水劑等先進(jìn)灌溉理論和技術(shù)在其他作物生產(chǎn)上取得了較好的效果，并逐漸在烤煙生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

雖然我國的節(jié)水技術(shù)發(fā)展速度很快，農(nóng)田灌溉水利用率在不斷提高，但節(jié)水灌溉理論與技術(shù)在煙草上的研究還相對緩慢，該文通過綜述國內(nèi)外煙草節(jié)水技術(shù)的研究進(jìn)展，提出了其中存在的主要問題和可能的研究方向。

1 節(jié)水灌溉工程技術(shù)

節(jié)水灌溉工程技術(shù)主要通過減少輸配水過程中跑水和漏水損失以及田間灌水過程中的深層滲流損失提高灌溉效率［3］。目前，在煙草生產(chǎn)上應(yīng)用的新興節(jié)水灌溉工程技術(shù)主要是噴灌和微灌技術(shù)。

微噴灌溉可促進(jìn)煙株生長，具有顯著的節(jié)水、增產(chǎn)、增質(zhì)、增效作用。研究表明每次微噴24～36 mm可顯著促進(jìn)煙株生長，比傳統(tǒng)溝灌增產(chǎn)3．83% ～9．53%，水分生產(chǎn)率增加15% ～20%，灌水增產(chǎn)率提高200%以上［4］。相對于微噴，滴灌在煙草生產(chǎn)上效果更為突出，滴灌不僅能增加煙葉產(chǎn)量，還能有效降低初烤煙葉的煙堿、總氮等含氮化合物含量，提高煙葉的鉀含量和化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性，提高咀嚼煙草的咀嚼品質(zhì)［5－6］。

現(xiàn)在在滴灌的基礎(chǔ)上，又提出了膜下滴灌、增氧滴灌等灌溉新技術(shù)。膜下滴灌技術(shù)是滴管技術(shù)和覆膜技術(shù)相結(jié)合，在膜下應(yīng)用滴灌技術(shù)，已在棉花、土豆、番茄、花生等［7－11］作物上推廣應(yīng)用。研究表明，膜下滴灌較常規(guī)灌溉的產(chǎn)量、均價、產(chǎn)值、級指、上等煙率、中等煙率分別提高了93 kg/hm2、1．59 元/kg、4 798．5 元/hm2、0．066、0．66 個百分點、2．3 個百分點［12］。增氧滴灌是通過灌溉水中加氣，直接向作物根系輸氧的措施來實現(xiàn)根域氣體環(huán)境的優(yōu)化，促進(jìn)作物生長，從而獲取農(nóng)作物增產(chǎn)增收的極為節(jié)水、節(jié)能與利于環(huán)境的最新灌溉技術(shù)［13－15］。相對于常規(guī)滴灌，增氧滴灌增加煙草旺長期和現(xiàn)蕾期的根鮮重、總根數(shù)、主根數(shù)，使根系體積擴(kuò)大，冠鮮重得到提高，更有利于植株地上部分的發(fā)育，提高產(chǎn)量［16］。

2 農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)

2．1 耕作保墑技術(shù) 耕作可以改善土壤的結(jié)構(gòu)，中耕松土可有效降低土壤水分的蒸發(fā)，深松能有效打破犁底層，降低土壤容重，增加作物根長、根深及根重，增加作物產(chǎn)量及提高水分利用效率。耕作模式對煙葉產(chǎn)質(zhì)量有明顯影響，實施具有保墑蓄水作用的耕作方式，有利于節(jié)水、抗旱、提高煙葉產(chǎn)量，特別是在深耕、地膜覆蓋相結(jié)合的耕作措施下，增強(qiáng)了土壤的通透性，有利于微生物的活動和養(yǎng)分的釋放，煙株根系發(fā)達(dá)，活力強(qiáng)，代謝旺盛，生長狀態(tài)良好，落黃及時，產(chǎn)量和品質(zhì)也較其他耕作方式有所提高［17］。陳振國［18］、許靈杰等［19］研究表明，井窖式、膜下小苗移栽以及雙行凹形壟等栽培技術(shù)一定程度上能提高土壤蓄水、保墑、保溫能力，而且改善烤煙結(jié)構(gòu)和增加煙葉產(chǎn)量效果明顯。其中采用雙行結(jié)合壟保水、節(jié)水灌溉技術(shù)栽培可有效降低土壤水分的無效散失，提高壟體的平均含水量，有效提高烤煙的產(chǎn)量、外觀質(zhì)量及產(chǎn)值。

2．2 覆蓋保墑技術(shù) 覆蓋是保護(hù)性耕作栽培的一種方式，對土壤具有明顯的保水保溫作用，通過“少裸露”、保持“適度濕潤”和“適度粗糙”等土壤狀態(tài)，達(dá)到保土、培肥、節(jié)水、增產(chǎn)、增效，常見的方法有秸稈覆蓋、地膜覆蓋［18］?？緹煾采w能提高煙株農(nóng)藝性狀，促進(jìn)煙株生長;能調(diào)節(jié)土壤溫度，減小土壤溫差，提高土壤含水量;覆蓋使葉綠素相對含量提高，降低總糖、還原糖含量，提高總氮、煙堿、蛋白質(zhì)含量，此外煙草花葉病、黑脛病和赤星病等發(fā)病率和病情指數(shù)有所降低［20－22］。

不同覆蓋方式均能提高土壤含水量，改善煙草生理特性，提高產(chǎn)量及品質(zhì)，但效果存在一定差異。研究表明不同覆蓋方式效果變現(xiàn)為塑料地膜覆蓋＞液體地膜覆蓋＞秸稈覆蓋＞露地栽培。綜合比較，覆膜+全表面秸稈覆蓋的處理具有最高的經(jīng)濟(jì)效益，是最優(yōu)處理，且煙草生長前期以地膜覆蓋較好，后期以秸稈覆蓋較好［23－24］。秸稈覆蓋量對煙葉農(nóng)藝性狀及產(chǎn)質(zhì)量的影響為:秸稈覆蓋對前期煙株生長作用不大，到后期覆蓋量為7 500 kg/hm2處理的煙株農(nóng)藝性狀顯著優(yōu)于其他處理，煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好、經(jīng)濟(jì)性狀較佳，覆蓋量越大，根際土壤細(xì)菌、放線菌和纖維分解菌的數(shù)量越大［25－26］。

秸稈覆蓋效果雖好，但目前大部分秸稈歸還了農(nóng)田，而且覆蓋秸稈后不利于農(nóng)事操作，在煙草生產(chǎn)上應(yīng)用相對較少，主要以地膜覆蓋為主。董杏梅等［27］針對地膜的顏色，研究了黑膜、銀灰膜和透明膜3種地膜對烤煙農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀效應(yīng)的影響，結(jié)果表明3種地膜對煙苗的成活率無明顯影響，銀灰膜下移栽的煙株生育期最短，透明膜覆蓋的煙株氣候性斑點病顯著高于黑膜和銀灰膜，銀灰膜和黑膜處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例顯著高于透明膜。此外，黑色地膜還可以抑制雜草的生長，吸收更多熱量，有利于提高地溫，今后，銀灰膜或黑色地膜可能會取代現(xiàn)在普遍應(yīng)用的透明膜。

3 生物節(jié)水技術(shù)

生物節(jié)水技術(shù)包括優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)等。關(guān)于生物節(jié)水技術(shù)，目前的研究主要在選育抗旱品種和研發(fā)土壤保水劑兩個方面。

不同煙草品種的植株形態(tài)和生理指標(biāo)在干旱條件下存在明顯的差異，抗旱性強(qiáng)的品種表現(xiàn)出較高的葉片保水力、凈光合速率、生物量和脫落酸含量，以及較低的丙二醛含量，且除脫落酸含量外大多指標(biāo)的升降幅度較小［28］。近年全國各地選育篩選出的抗旱性較強(qiáng)的品種有豫煙6號、中NCl02、紅花大金元、NC71、MS 云煙 85、云煙 97、TN86-8、MSK326、TN90、NC55 等［29－32］。

國內(nèi)外對保水劑在農(nóng)業(yè)、林業(yè)方面的應(yīng)用研究有很多，保水劑保水作用主要表現(xiàn)在4方面:自身保水、改良土壤結(jié)構(gòu)增加土壤保水、促進(jìn)植物生長提高肥料利用率、緩慢釋水減少蒸發(fā)［33－34］。針對全國范圍內(nèi)煙草生育期內(nèi)均存在不同程度干旱的問題，土壤保水劑在煙草生產(chǎn)上的應(yīng)用在逐年上升。不同類型適度劑量的保水劑能促進(jìn)煙株生長，提高煙葉產(chǎn)量、上等煙的比例及產(chǎn)值。在30～60 kg/hm2用量范圍內(nèi)，施用量與煙葉產(chǎn)量呈正相關(guān)，以施用60 kg/hm2保水劑的增產(chǎn)效果最顯著［35－37］。由于許多保水劑呈弱酸或弱堿性，劉世亮等［38］指出保水劑的施用在煙草生長前期對其生長有一定的抑制作用，但隨著生長期的延長，抑制作用有所緩解，所以施用保水劑時要控制好劑量，高劑量的保水劑可能抑制煙葉的生長。保水劑的效果具有時效性，不同的施用方式發(fā)揮作用的時間不同，關(guān)于保水劑在煙草上的施用方法的研究還比較少，盧會文等［39］探討了在馬鈴薯上的施用方法，指出保水劑蘸種處理有利于提高出苗率，保證出齊苗;不同施用方式均能提高土壤含水量，其中穴施保水劑效果最好。

4 節(jié)水灌溉管理技術(shù)

節(jié)水灌溉管理技術(shù)是指根據(jù)農(nóng)作物的需水、耗水規(guī)律來控制、調(diào)配水源，以最大限度地滿足作物對水分的需求，實現(xiàn)區(qū)域效益最佳的農(nóng)田水分調(diào)控管理，包括土壤墑情監(jiān)測與預(yù)報技術(shù)、節(jié)水高效灌溉制度、以區(qū)域總效益最大為目標(biāo)的灌溉預(yù)報技術(shù)、輸配水與灌水水量的測量和流量調(diào)節(jié)控制技術(shù)等［40］。長期以來，中國農(nóng)民灌溉農(nóng)田主要采用大水漫灌，一次灌多少水全憑經(jīng)驗，灌水量遠(yuǎn)大于作物需求量，造成了水資源的大量浪費。近年開展的農(nóng)田土壤墑情檢測就是為灌溉提供數(shù)據(jù)支撐，根據(jù)土壤含水量，結(jié)合作物需水規(guī)律，實行精準(zhǔn)灌溉，提高水分的利用效率。目前土壤墑情檢測的方法主要有傳統(tǒng)烘干稱重法、射線法、土壤介電特性法、遙感法、土壤水分傳感器法，其中土壤水分傳感器法近幾年發(fā)展迅速，已研發(fā)出了眾多產(chǎn)品，已經(jīng)成為今后土壤墑情檢測的發(fā)展趨勢。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出了多種土壤墑情檢測系統(tǒng)，有基于Zig-Bee傳感器網(wǎng)絡(luò)和GPRS的土壤墑情檢測系統(tǒng)、基于S3C2410的土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)、基于RS和GIS的土壤墑情檢測系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確檢測影響土壤墑情的水分和溫度，根據(jù)土壤溫濕度，結(jié)合電磁閥和流量傳感器，可以實現(xiàn)智能自動化灌溉［41－43］。不過，自動化灌溉想要達(dá)到精準(zhǔn)灌溉的水平，關(guān)鍵是土壤水分傳感器檢測的數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確，這就需要研發(fā)高精準(zhǔn)度的水分傳感器，同時傳感器的埋設(shè)位置和深度也很關(guān)鍵。

5 討論與展望

5．1 因地制宜，合理應(yīng)用 過去幾十年，烤煙節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展還是相對緩慢的，近些年由于干旱在全國范圍內(nèi)不斷發(fā)生，干旱地區(qū)范圍不斷擴(kuò)大、干旱發(fā)生的頻率和嚴(yán)重程度也在增加，嚴(yán)重影響了烤煙的生產(chǎn)，這也加速了烤煙節(jié)水理論和技術(shù)的研究進(jìn)展。但不同地區(qū)氣候、水源條件、基礎(chǔ)水利設(shè)施差異懸殊，決定了各煙區(qū)烤煙節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，因地制宜，推廣符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的節(jié)水技術(shù)，才能真正達(dá)到節(jié)水、高產(chǎn)、高效的目標(biāo)。在嚴(yán)重干旱缺水的地區(qū)，行之有效的方法應(yīng)該是篩選抗旱高效用水的烤煙品種，通過使用土壤保水劑，提高土壤的固水能力，保障煙草正常生長的最低水分需求;在灌溉條件相對較好的地區(qū)，可以推廣先進(jìn)的節(jié)水灌溉工程和管理技術(shù)，如滴灌技術(shù)，大的農(nóng)場可以考慮應(yīng)用自動化灌溉系統(tǒng)，降低日益增加的用工成本。

5．2 確立新型節(jié)水技術(shù)下的煙田灌溉管理制度 在技術(shù)推廣的過程中，往往存在管理理念滯后于技術(shù)發(fā)展的問題，例如滴灌的推廣應(yīng)用中，煙農(nóng)依舊用大水漫灌的灌水經(jīng)驗應(yīng)用滴灌技術(shù)，使滴灌發(fā)揮不了自身的優(yōu)勢，這就需要科研人員研究滴灌條件下的灌溉管理制度，為煙草生產(chǎn)科學(xué)利用滴灌技術(shù)提供理論依據(jù)，相關(guān)部門在推廣新技術(shù)時，要注重宣傳新技術(shù)下的灌溉管理方式。

5．3 節(jié)水技術(shù)的綜合應(yīng)用 目前烤煙各節(jié)水技術(shù)的研究和應(yīng)用都是獨立的，如何將工程節(jié)水技術(shù)、農(nóng)藝、生物節(jié)水技術(shù)等和灌溉管理技術(shù)結(jié)合起來，綜合應(yīng)用，實現(xiàn)烤煙高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)水的目標(biāo)，是將來烤煙節(jié)水技術(shù)發(fā)展的方向之一。

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