不同水利措施對烤煙生長的影響及其經(jīng)濟效益分析

王燕+彭劼

摘要：為尋找煙田較優(yōu)的供水方式，在大田設計溝灌、滴灌、微噴灌、滲灌和漫灌等不同的水利措施，并對不同處理烤煙葉面積和葉面積指數(shù)（LAI）、光合特性和干物質(zhì)累積進行了跟蹤觀測。結(jié)果表明：滴灌處理烤煙單株葉面積和LAI增幅最大，LAIM值達到6.364。各水利措施均有利于提高烤煙Pn值并降低了烤煙Tr值，其中滴灌和微噴灌更符合烤煙生長規(guī)律，有利于成熟期煙葉的落黃成熟?？緹煾晌镔|(zhì)累積情況以滴灌處理較優(yōu)，而經(jīng)濟系數(shù)以CK和溝灌處理較優(yōu)。滴灌工程造價較高，但經(jīng)濟效益較好，EIRR、ENPV和EBCR值分別為30.6%、3 640.74元和2.19，可優(yōu)先考慮作為煙田供水選擇。

關(guān)鍵詞：水利；烤煙；生長；經(jīng)濟效益；葉面積

中圖分類號： S572.07 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）09-0122-04

烤煙是我國重要的經(jīng)濟作物，對促進西南地區(qū)國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高有十分重要的作用。然而，部分煙區(qū)出現(xiàn)水資源短缺、降水分布不均、水資源供需不平衡、工農(nóng)業(yè)用水相互擠占等問題，嚴重制約了煙草農(nóng)業(yè)的發(fā)展[1]。如貴州煙區(qū)，降雨主要集中在烤煙生長的前期和中期，后期時常出現(xiàn)階段性干旱，導致上部煙葉無法正常成熟，經(jīng)濟產(chǎn)量受到影響[2]。因此，開展節(jié)水灌溉研究和水利基礎(chǔ)設施建設對煙草農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有積極的意義。

目前，噴滴灌等水利措施主要應用于番茄[3]、棉花[4]、玉米[5]、葡萄[6]等作物的栽培中，在烤煙生產(chǎn)上的應用還不多見，不同水利措施對烤煙生理生長影響方面的研究則更為匱乏。本試驗設計5種不同的水利措施，比較和分析烤煙葉面積、光合作用和干物質(zhì)累積對不同水利措施的響應情況，以期為現(xiàn)代化水利措施在優(yōu)質(zhì)烤煙栽培中的應用提供理論和實踐依據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2014年在浙江省寧波市象山縣定塘鎮(zhèn)田洋湖片進行（121.80°E，29.48°N）。該片區(qū)屬于典型的亞熱帶季風氣候區(qū)，雨量充沛，年降水量約為1 284 mm，降水主要集中在5—7月。試驗區(qū)四季分明，溫暖濕潤，年平均氣溫約為16.9 ℃，年蒸發(fā)量低于降水量。土壤主顆粒均勻，粉沙含量較高，土壤肥力較好。供試土壤pH值5.93，有機質(zhì)含量12.29 g/kg，堿解氮101.24 mg/kg，速效磷含量11.28 mg/kg，速效鉀含量147.76 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗共設計5種水利措施：溝灌、滴灌、微噴灌、滲灌及漫灌（CK）。上述處理均在同一塊大田中進行，其中溝灌和CK處理的設計面積20 m×60 m，滴灌、微噴灌和滲灌處理的設計面積為50 m×60 m，處理之間不設重復，各處理試驗區(qū)內(nèi)設3次重復。不同水利處理之間配設0～80 cm深的縱向塑料薄膜，以隔絕處理之間水分的橫向入滲。

不同水利措施中，滴灌采用固定式，毛管間距1 m，滴頭間距0.5 m，流量3.5 L/（h·m）；微噴灌采用固定式，支管間間距2 m，噴頭間距1 m，流量 40 L/（h·m）；滲灌采用壟下埋管的方法，每隔50 cm打1個滲水孔，滲水孔孔徑1 mm，壟下埋深20 cm。

試驗選取烤煙K326為材料，當幼苗達到6片新葉時將其移栽至大田。將烤煙生育期劃分為伸根期、旺長期和成熟期分別進行土壤水分灌溉下限控制，控制條件為土壤相對含水量占田間持水量的60%、80%和70%。各處理施純氮8 g/株，K2O 15 kg/667 m2，P2O5 10 kg/667 m2。肥料按照基肥 ∶追肥=7 ∶3施用，基肥在烤煙移栽前一次性穴施，追肥時間為移栽后30 d。不同處理除灌溉方式不同外，其余田間管理方式均保持一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 烤煙葉面積與葉面積指數(shù)（LAI） 烤煙移栽一段時間后，每隔7 d測定煙株的株高，莖圍，最大葉長與葉寬，烤煙單株葉面積和LAI的計算方法如下[7]：

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件進行顯著性分析[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水利措施對烤煙葉面積和LAI的影響

圖1所示為不同水利措施對旺長期（42 d）和成熟期（77 d）烤煙葉面積的影響。由圖1可看出，旺長期烤煙單株葉面積由大到小依次為：滴灌>微噴灌>溝灌>滲灌>CK，其中滴灌處理烤煙單株葉面積顯著（P<0.05）高于其他處理，滲灌和CK處理烤煙單株葉面積差異并不顯著（P>0.05）。進入成熟期后，不同水利措施下烤煙單株葉面積達到較高水平，仍以滴灌處理最高，達到26 263.67 cm2；微噴灌次之，為23 849.67 cm2；而CK顯著低于其他處理（P<0.05）。

圖2所示為不同水利措施下烤煙LAI的動態(tài)變化。由圖2中可看出，LAI的增長分為2個主要階段：0～35 d為緩慢增長期，不同處理LAI差異不大；35～77 d為快速增長期，不同處理LAI的差異相對明顯。這與汪耀富等的研究結(jié)果[12]一致。采用作物生長模型對不同水利措施下烤煙理論最大葉面積指數(shù)LAIM進行計算，結(jié)果如表1所示。由表1可看出，模型模擬的相關(guān)系數(shù)達到0.922 0～0.993 7，體現(xiàn)了較高的擬合精度。不同水利措施以滴灌處理LAIM值最大，達到6.364；微噴灌次之，為5.865；溝灌處理最低，僅為4.488，這暗示采用滴灌處理可獲得更高的理論產(chǎn)量。

2.2 不同水利措施對烤煙光合特性的影響

表2所示為不同水利措施對烤煙光合特性的影響。由表2可看出，不同處理烤煙Pn達到峰值的時間有所不同，其中CK、溝灌和滲灌處理均在成熟期達到峰值，而滴灌和微噴灌處理在旺長期達到峰值?？緹熒L后期光合作用的減弱有利于煙葉正常落黃成熟，說明滴灌和微噴灌處理為較優(yōu)水利措施。相同生育階段，不同水利措施均提高了烤煙Pn值（與CK相比），其中滴灌處理使得烤煙Pn值提高了14.81%～39.24%，這對烤煙植株光合物質(zhì)的累積十分有利。

由于不同水利措施改變了土壤水分狀況及空氣濕度，烤煙Gs值發(fā)生了差異。CK、溝灌和滲灌處理烤煙Gs值隨生育期的推進不斷上升；滴灌和微噴灌處理烤煙Gs值在旺長期達到峰值，成熟期時有所下降。這說明CK、溝灌和滲灌處理烤煙生長后期生理代謝仍較為旺盛。

CK和滲灌處理烤煙Ci值隨生育期的推進不斷增加，而溝灌、滴灌和微噴灌均在旺長期達到峰值，這主要由于CK和滲灌處理在成熟期Pn有所上升，這需要更多的CO2來用于光合作用。旺長期滴灌處理烤煙Pn值最高，然而其Ci值與其他處理相比并無顯著差異（P>0.05），這可能由于進入細胞間隙的CO2量較多，其合成能力有限故略有盈余[9]。

各處理蒸騰速率在成熟期達到較高水平，其中滴灌和微噴灌處理烤煙Tr值顯著（P<0.05）低于其他處理，但該時期滴灌和微噴灌處理烤煙Pn值略高于其他處理，這說明在不影響烤煙光合作用及植株礦物質(zhì)合成的同時，滴灌和微噴灌降低了烤煙葉片的無謂耗水。

2.3 不同水利措施對烤煙干物質(zhì)累積的影響

表3所示為不同水利措施對烤煙干物質(zhì)累積的影響。由表3可看出，烤煙根、莖和葉的干物質(zhì)累積量均以滴灌處理最高，分別達到59.43、66.21、158.92 g/株；微噴灌處理次之，與滴灌處理差異并不顯著（P>0.05）；CK處理烤煙各器官干物質(zhì)累積總體處于較低水平。然而，雖然滴灌處理烤煙器官干物質(zhì)累積情況較優(yōu)，但其經(jīng)濟系數(shù)處于較低水平，僅為0.558；CK和溝灌處理經(jīng)濟系數(shù)較高，分別為0.584和0.578。

滴灌處理烤煙根冠比最高，為0.264；微噴灌處理次之，為0.259；CK最低，為0.224，說明滴灌處理對烤煙根系的生長發(fā)育有利，這與楊軍的研究結(jié)果[13]一致。

2.4 不同水利措施的經(jīng)濟效益分析

表4所示為不同水利措施的經(jīng)濟效益分析。下述水利工程年運行費均按照總概算的5%計算，烤煙收購價按照4.24元/kg計算，增產(chǎn)量按照不同水利措施烤煙產(chǎn)量與CK處理產(chǎn)量的差值計算。工程運行后，預計每年每667 m2可節(jié)省勞力3工（一般情況下，試驗區(qū)一季烤煙栽培需要用30～35工），每工50元，可節(jié)工150元/（667 m2×年）[14]。

由表4可看出，不同水利措施建設工程的造價為1 771～2 281元/667 m2，其中滴灌工程造價最高，微噴灌工程次之，滲灌工程最低。當EIRR、ENPV和EBCR值分別大于12%、0和1.0時，說明工程在經(jīng)濟上可行，具有較好的經(jīng)濟效益。由此可見，本試驗中滴灌、微噴灌和滲灌3種水利措施經(jīng)濟效益均處于較優(yōu)水平，以滴灌工程經(jīng)濟效益最佳，EIRR、ENPV和EBCR值分別為30.6%、3 640.74元和2.19，而滲灌工程經(jīng)濟效益不如滴灌和微噴灌工程。

3 結(jié)論

與CK相比，各水利措施均提高了烤煙單株葉面積和LAI值，其中滴灌處理增幅最大。利用作物生長模型[15]模擬烤煙LAI的動態(tài)變化，精度較高，相關(guān)系數(shù)達0.922 0～0.993 7。模型計算結(jié)果表明，滴灌處理烤煙理論最大LAI值最高，達到6.364。

滴灌、微噴灌和滲灌等水利措施均提高了烤煙Pn值，并降低了烤煙Tr值，其中滴灌和微噴灌更符合烤煙生長規(guī)律，有利于成熟期煙葉的落黃成熟。不同水利措施下烤煙干物質(zhì)累積情況以滴灌處理較優(yōu)，經(jīng)濟系數(shù)以CK和溝灌處理較優(yōu)。

試驗中不同水利工程的造價約為1 771～2 281元/667 m2，滴灌工程造價相對較高，但經(jīng)濟效益顯著，EIRR、ENPV和EBCR值分別為30.6%、3 640.74元和2.19，可優(yōu)先考慮作為煙田供水選擇。

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