煙草水肥一體化發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景

夏建華++王川++趙錦超++謝強(qiáng)++張永輝++彭勇++謝云波++顧勇++徐傳濤

摘要 通過(guò)分析我國(guó)煙草水肥一體化技術(shù)現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題，展望發(fā)展前景，以期為水肥一體化技術(shù)在煙草上的推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 煙草；水肥一體化；現(xiàn)狀；前景

中圖分類號(hào) S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）19-0063-02

Abstract In this paper，we analyzed the domestic situation，problems and the prospect of water and fertilizer integration technologies on tobacco，in order to provide reference for the application of water and fertilizer integration technology on tobacco.

Key words tobacco；integration of water and fertilizer；status quo；prospect

在煙草生產(chǎn)過(guò)程中，為了追求高產(chǎn)高收益，部分煙農(nóng)通常采用大量的化肥，導(dǎo)致煙葉的品質(zhì)明顯下降，通常表現(xiàn)為煙葉含氮量偏高、顏色過(guò)綠、葉片過(guò)厚、不宜烘烤。除此之外，施肥過(guò)多會(huì)造成土壤環(huán)境迅速惡化、肥力迅速下降，過(guò)量的化肥隨著雨水流入周邊水體中，容易帶來(lái)水體富營(yíng)養(yǎng)化等污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害，化學(xué)殘留物將直接給人體健康帶來(lái)危害[1]。

水肥一體化技術(shù)又可稱為微灌施肥技術(shù)，是一項(xiàng)將微灌與施肥相結(jié)合的技術(shù)。具體體現(xiàn)為借助壓力系統(tǒng)或者地形的自然落差，將水作為載體，在灌溉的同時(shí)完成施肥，進(jìn)行水肥一體化管理利用。水體一體化技術(shù)可以根據(jù)不同的土壤環(huán)境、不同作物對(duì)肥料需求量的不同，以及不同時(shí)期作物對(duì)水需求的差異進(jìn)行需求設(shè)計(jì)，優(yōu)化組合水和肥料之間的配比，為作物提供更好的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境[2]。

與傳統(tǒng)的生產(chǎn)水肥管理相比，采用水肥一體化技術(shù)具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥以及節(jié)工的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)水肥的高效利用及精準(zhǔn)管理[3-5]；此外，還可以降低病蟲害發(fā)生幾率、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全[6-8]，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染[9]；與此同時(shí)，水體一體化化技術(shù)還能夠提高微量元素的施用效率，改善土壤微環(huán)境[10]等。因此，水肥一體化技術(shù)為發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)提供了有力的技術(shù)支撐，符合當(dāng)今世界農(nóng)田水肥管理的發(fā)展趨勢(shì)，已成為我國(guó)大農(nóng)業(yè)主推技術(shù)，也是現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

1 煙草水肥管理現(xiàn)狀

在煙草的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，水分和養(yǎng)分兩大生態(tài)因素將直接影響煙草的生長(zhǎng)及品質(zhì)，為了獲得煙草的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，需要根據(jù)煙草對(duì)水肥的需求規(guī)律，合理調(diào)控水分及養(yǎng)分供給，為其創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境[11]。

縱觀我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)，我國(guó)煙草生產(chǎn)過(guò)程中存在一系列問(wèn)題，如水肥協(xié)調(diào)性較差、水肥利用率偏低等問(wèn)題普遍存在，嚴(yán)重影響我國(guó)煙草的產(chǎn)量及品質(zhì)。具體而言，雖然我國(guó)大部分煙草種植區(qū)雨量相對(duì)充沛，但水量分布不均勻，通常情況下生長(zhǎng)發(fā)育中期降水較多，前后期反而較為干旱，因此生長(zhǎng)中期常常出現(xiàn)煙田漬水，進(jìn)而對(duì)煙苗的根系生長(zhǎng)帶來(lái)影響，在生長(zhǎng)前后期由于干旱影響煙葉發(fā)育，常常出現(xiàn)開片不良、上部葉貪青晚熟等問(wèn)題。與此同時(shí)，雨水過(guò)多容易造成養(yǎng)分過(guò)分流失，且病蟲害侵染傳播嚴(yán)重，對(duì)煙草的產(chǎn)量及品質(zhì)也將直接造成影響[12]。

目前，我國(guó)已在煙草水肥一體化領(lǐng)域取得了較豐富的科研成果，但研究?jī)?nèi)容仍然較為單一，多為水氮研究，且研究因子較為單一，即在控制灌水條件或施肥水平前提下，通過(guò)改變施肥水平或者灌水條件，分析對(duì)煙草生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量情況及品質(zhì)情況的影響[13]。在今后的研究方向上，可以側(cè)重于煙草生產(chǎn)的水肥一體化量化指標(biāo)體系研究，及根據(jù)不同產(chǎn)區(qū)煙草對(duì)水肥的需求情況，通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合，制定科學(xué)合理的水肥比例、供給次數(shù)和供給時(shí)間量化參數(shù)，建立水肥一體化量化指標(biāo)。

2 水肥一體化技術(shù)對(duì)煙葉生產(chǎn)的影響

2.1 提高灌溉用水利用率

煙草生產(chǎn)的傳統(tǒng)灌溉通常采用大水漫灌或者畦灌方式，用水量大、利用率不高，在運(yùn)輸途中以及非根系區(qū)域浪費(fèi)較多水量，而水肥一體化技術(shù)將水肥管理有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)管道滴狀浸潤(rùn)煙株根系，有效提高了灌溉用水利用率，實(shí)際數(shù)據(jù)表明，通過(guò)水肥一體化技術(shù)可以有效節(jié)水30%～40%[14]。

煙草水肥一體化技術(shù)灌水速率低于土壤入滲速度，可避免徑流損失。同時(shí)，滴灌無(wú)水分漂移損失和輸送及噴灑的蒸發(fā)損失，比傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)水。另一方面，從滴灌輸水系統(tǒng)來(lái)看，從水源引水開始，灌溉水就進(jìn)入一個(gè)全程封閉的輸水系統(tǒng)，經(jīng)多級(jí)管道傳輸，將水送到煙草根系附近，用水效率高，從而節(jié)省灌水量[10]。

2.2 提高肥料利用率

水分作為養(yǎng)料運(yùn)輸與吸收的重要載體，將養(yǎng)料溶解其中并輸送到煙草根系表面，為其所吸收利用，可以說(shuō)，土壤中水分條件在某種程度上決定了煙草肥料的吸收與利用情況[15]。

通過(guò)水肥一體化技術(shù)進(jìn)行施肥，可以有效提高肥料的利用率，不僅可以減少肥料的流失、揮發(fā)，還可以實(shí)現(xiàn)集中施肥、平衡施肥，根據(jù)實(shí)地?cái)?shù)據(jù)顯示，水肥一體化技術(shù)能夠節(jié)約30%～50%的肥料[16]。

2.3 提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量

水、肥作為影響煙草生長(zhǎng)的重要因素，其田間管理的優(yōu)劣將直接影響煙草的產(chǎn)量與品質(zhì)，不良的田間管理將直接影響水肥資源的利用情況，甚者還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)污染。任 亞[17]研究表明，在我國(guó)河南西部，通過(guò)灌水與施用氮肥可以有效促進(jìn)煙草生長(zhǎng)，兩者最佳的用量為灌水225～450 m3/hm2、施氮肥45.0～67.5 kg/hm2，此時(shí)兩者的耦合效應(yīng)顯著，促進(jìn)煙草生長(zhǎng)效果較佳。焦學(xué)梅等[18-19]通過(guò)研究表明，當(dāng)施氮量控制在90 kg/hm2時(shí)，通過(guò)灌溉補(bǔ)水可以有效提高氮肥的利用率。汪耀富等[20-21]研究顯示，通過(guò)灌水與施氮互作可以有效提高煙葉的品質(zhì)，在用氮量相同的條件下，可以通過(guò)灌水方式降低煙葉中N、Fe、Mn、Cu、Zn含量，提高其中P、K、Ca、Mg含量，對(duì)煙葉品質(zhì)提升促進(jìn)明顯。汪耀富等[22]和宋世旭等[23]研究指出，當(dāng)增加灌水量的同時(shí)，適當(dāng)增加鉀元素的施用，煙草的植株高度、葉片大小、莖圍以及干物質(zhì)積累量將呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)，由此表明，水、鉀互作有利于煙草中鉀含量的提高，進(jìn)而提升煙草的品質(zhì)與產(chǎn)量。

2.4 改善煙葉內(nèi)在化學(xué)質(zhì)量

研究表明[24]，水肥條件將對(duì)烤后煙葉的化學(xué)成分產(chǎn)生一定影響，因此，將直接影響煙葉的品質(zhì)。羅 慧等[11]研究結(jié)果顯示，灌水方式對(duì)不同施肥水平烤煙的質(zhì)量將帶來(lái)一定程度的影響，具體表現(xiàn)為通過(guò)交替隔溝灌水的方式，烤后煙葉的總糖、還原糖、氮、鉀元素以及粗蛋白的含量明顯提升，與常規(guī)溝灌相比，在低肥情況下，上述元素的含量分別提升了4.0%、1.9%、3.8%、23.8%、2.2%，在高肥情況下，則分別提升了4.0%、6.6%、5.0%、40.1%、9.7%。因此，可以看出，合理的水肥耦合效應(yīng)利于提升烤煙產(chǎn)量，也將一定程度上提升外觀及品質(zhì)。

3 水肥一體化技術(shù)利弊分析

3.1 具有節(jié)水、節(jié)肥、省工等優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)上述分析，可以看出煙草水肥一體化技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)煙草生產(chǎn)方式的變革，從根本上改變了用水方式、施肥方式，從根本上變革了煙草農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，從而大幅提升了水肥資源的利用率，提高了煙草業(yè)的總體競(jìng)爭(zhēng)力，增加了農(nóng)民的收入，提升了綜合經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)水肥一體化技術(shù)，結(jié)合煙草長(zhǎng)勢(shì)及土壤墑情等因素，借助科學(xué)方法進(jìn)行灌水量與施肥量的準(zhǔn)確計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)按需灌水、按需施肥，實(shí)現(xiàn)水肥資源利用最大化，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)水肥管理方法所做不到的，是一種對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)水肥管理的突破，也是一種從未知農(nóng)業(yè)向可知農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。

3.2 設(shè)備成本高，推廣制約因素多

不同于傳統(tǒng)灌溉技術(shù)，水肥一體化技術(shù)需要合理的工程設(shè)計(jì)、專業(yè)的灌溉設(shè)備以及完善的相關(guān)制度。因此，在未取得明顯經(jīng)濟(jì)效益之前便需要投入較大資金，這容易使農(nóng)民產(chǎn)生懷疑態(tài)度并保持觀望態(tài)度。山區(qū)受地形地貌限制，煙田地塊零散，滴灌材料成本明顯高于平原和丘陵；加上部分煙田水源匱乏、水利設(shè)施不完善，易出現(xiàn)水源不足，影響了滴灌的推廣。

烤煙滴灌水肥一體化用肥可選配液體肥料、固體可溶性肥料、液體生物菌肥和發(fā)酵肥濾液等。盡量選擇溶解度高、溶解速度較快、肥效好、穩(wěn)定性好、兼容性強(qiáng)、腐蝕性小的煙草專用全水溶性肥料。在多種肥料搭配使用時(shí)，為了避免多者之間相互反應(yīng)出現(xiàn)拮抗作用或者產(chǎn)生沉淀，應(yīng)當(dāng)在使用前充分考慮多者之間的相容性，混合后易產(chǎn)生沉淀的肥料應(yīng)當(dāng)單獨(dú)施用。此外，為了防止肥料與水中成分產(chǎn)生反應(yīng)，建議肥料現(xiàn)配現(xiàn)用。其次，建議不能使用顆粒狀煙草專用肥。

4 發(fā)展前景展望

烤煙水肥一體化技術(shù)提高了水肥利用率，實(shí)現(xiàn)對(duì)烤煙生產(chǎn)灌溉和施肥過(guò)程的精準(zhǔn)控制，在煙草生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，充分發(fā)揮水肥之間互作效應(yīng)，充分利用水肥資源。但從總體推廣情況看目前還存在部分問(wèn)題。在今后的工作中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。

4.1 因地制宜地開展水肥一體化技術(shù)推廣應(yīng)用

我國(guó)煙區(qū)范圍廣闊，不同煙區(qū)氣候條件差異顯著，不同煙區(qū)之間光照、溫度和降水等生態(tài)條件存在差異，因此應(yīng)根據(jù)本地生產(chǎn)實(shí)際情況合理開展水肥一體化技術(shù)推廣應(yīng)用，明確煙田土壤、煙株長(zhǎng)勢(shì)、需肥規(guī)律等因素計(jì)算灌溉用水量和肥料濃度，隨灌溉水準(zhǔn)確地把所需水量和施肥量輸送到煙草根部。

4.2 建立高效的煙田水肥信息化平臺(tái)

通過(guò)將信息化技術(shù)融入到水肥一體化技術(shù)當(dāng)中，提升其自動(dòng)化、信息化、智能化能力，可以充分發(fā)揮其節(jié)水、節(jié)肥的優(yōu)勢(shì)。具體而言，可以將管理信息系統(tǒng)技術(shù)（MIS）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）以及根據(jù)不同生態(tài)環(huán)境的煙區(qū)、土壤質(zhì)地情況，將煙草生長(zhǎng)環(huán)境、水肥條件以及環(huán)境狀況緊密結(jié)合起來(lái)，搭建起煙草生產(chǎn)水肥一體化信息化平臺(tái)，將其提升到新的高度。

4.3 與現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)相結(jié)合

煙草水肥一體化技術(shù)將成為現(xiàn)代化煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向之一，其具備高效的水肥利用特性，不僅降低了煙草的生產(chǎn)成本、提高了煙草的產(chǎn)量與品質(zhì)，還能夠?qū)崿F(xiàn)勞動(dòng)力的節(jié)約。因此，各煙區(qū)應(yīng)當(dāng)大力支持與推廣煙草水肥一體化技術(shù)，并借此契機(jī)，大力推進(jìn)現(xiàn)代化煙草農(nóng)業(yè)相關(guān)建設(shè)，如灌溉設(shè)施的研發(fā)與生產(chǎn)以及灌溉配套電子信息自動(dòng)化手段的建設(shè)，進(jìn)而充分發(fā)揮水肥一體化的優(yōu)勢(shì)。

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