保水劑粒徑對(duì)秦巴山區(qū)土壤水分及烤煙生長(zhǎng)的影響

杜社妮， 郭勝利， 王百群，白崗栓， 何登峰， 耿 偉， 閆超超， 趙洋洋

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水土保持研究所， 陜西 楊凌 712100； 2.中國(guó)科學(xué)院 水利部 水土保持研究所，陜西 楊凌 712100； 3.陜西省煙草公司， 陜西 西安 710065； 4.安康市煙草公司旬陽(yáng)分公司， 陜西 旬陽(yáng)725700； 5.商洛市煙草公司洛南分公司， 陜西 洛南 726100； 6.寶雞市煙草公司隴縣分公司， 陜西 隴縣 721200)

秦巴山區(qū)位居漢江南北，為亞熱帶與暖溫帶分界線及中國(guó)南北分界線。秦巴山區(qū)以山地丘陵為主，海拔較高且光照充足，為陜西省優(yōu)質(zhì)烤煙(Nicotianatabacum)生產(chǎn)基地[1]。秦巴山區(qū)煙田多為坡地，土層薄，蓄水保水能力差且無(wú)灌溉設(shè)施，在烤煙團(tuán)棵期到現(xiàn)蕾期易出現(xiàn)季節(jié)性干旱，嚴(yán)重影響烤煙的產(chǎn)量與質(zhì)量[2]。合理調(diào)控土壤水分，可提高烤煙產(chǎn)量與質(zhì)量，提高單位面積烤煙產(chǎn)值[3-5]。保水劑(super absorbent polymers， SAP)是利用強(qiáng)吸水性樹脂或淀粉等合成的一種具有超高吸水、保水能力的高分子聚合物，能吸收大量的土壤水分并在土壤中形成大量的“小水庫(kù)”，增強(qiáng)土壤蓄水保墑能力，且吸收的水分可緩慢釋放，供作物生長(zhǎng)發(fā)育[6-9]。保水劑可促進(jìn)降水入滲，減少地表徑流[10-12]，并在吸水、釋水的過(guò)程中改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤通氣性及土壤水分和養(yǎng)分的利用效率[13-17]，減少環(huán)境污染[18-19]，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[20-24]，是繼農(nóng)藥、化肥和地膜之后最有可能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用的化學(xué)制品[25-27]。保水劑的應(yīng)用效果與其種類、粒徑、土壤質(zhì)地及施用方法等密切相關(guān)[28-33]，施用不當(dāng)會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生不良影響[34]。保水劑在烤煙生產(chǎn)中應(yīng)用較多[35-41]，但在季節(jié)性干旱明顯，土壤多為黃棕壤和黃褐土的秦巴山區(qū)則未見報(bào)道。為了緩解季節(jié)性干旱，特別是春夏交際時(shí)期的干旱對(duì)烤煙產(chǎn)量、質(zhì)量及產(chǎn)值的影響，提高土壤的蓄水保水能力，2016年在秦巴山區(qū)開展了不同粒徑聚丙烯酸鉀保水劑對(duì)土壤水分及烤煙生長(zhǎng)的影響研究，旨在促進(jìn)秦巴山區(qū)烤煙產(chǎn)業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于秦巴山區(qū)東段的旬陽(yáng)縣神河鎮(zhèn)豐家?guī)X村，東經(jīng)109°27′，北緯32°42′，海拔605 m，為漢江以南的大巴山區(qū)。試驗(yàn)地年均降雨量851 mm，年均氣溫15.4 ℃，最高月26.9 ℃，最低月3.3 ℃，年均日照時(shí)數(shù)1 790.4 h，無(wú)霜期236 d，年均蒸發(fā)量1 252.8 mm，為北亞熱帶溫暖濕潤(rùn)氣候區(qū)。試驗(yàn)地為坡地，坡度7°左右，前茬作物為玉米(ZeaMays)。試驗(yàn)地土壤為黃棕壤，厚度60—70 cm。試驗(yàn)地耕層(0—20 cm土層)土壤pH值6.4左右，有機(jī)質(zhì)1.81%，速效氮60.24 mg/kg，速效磷22.46 mg/kg，速效鉀134.24 mg/kg，物理性黏粒47.90%，黏粒17.30%。試驗(yàn)地?zé)o灌溉設(shè)施，為雨養(yǎng)煙田。

1.2 供試材料

供試保水劑為丙烯酸鉀保水劑，購(gòu)于山東省唯信農(nóng)業(yè)科技有限公司，分別為粉末狀(粒徑<0.18 mm)、細(xì)粒狀(粒徑0.18～2.25 mm)和顆粒狀(粒徑2.25～3.25 mm)，均含丙烯酸鉀23%～26%，去離子水的吸水倍數(shù)為300～500，0.9%NaCL溶液的吸水倍數(shù)為100～150。

供試烤煙為云煙105，五葉一心，采用井窖式移栽。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以不施保水劑為對(duì)照，起壟前條施基肥時(shí)將粉末狀、細(xì)粒狀和顆粒狀的聚丙烯酸鉀保水劑均以60 kg/hm2的施用量與適量干細(xì)土攪拌均勻后均勻撒施于地表，然后整地起壟，等待降雨，當(dāng)降過(guò)透雨后(降水量超過(guò)25 mm)及時(shí)對(duì)壟體進(jìn)行地膜覆蓋以供移栽烤煙。供試烤煙采用單行起壟栽培，壟高30 cm左右，壟面寬20 cm，壟距(行距)110 cm，株距55 cm。試驗(yàn)小區(qū)寬4.4 m，長(zhǎng)11.0 m(每小區(qū)有4行烤煙，每行20株)，每小區(qū)定植烤煙80株。不同小區(qū)均采用隨機(jī)排列，重復(fù)3次。供試烤煙于4月25日移栽，煙苗為5葉1心。不同處理的施肥量與當(dāng)?shù)乜緹熞?guī)范化栽培相同，即N 65 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=12∶12∶18，基肥于起壟前條施，氮肥60%作為基肥，40%作為追肥，磷肥全部作為基肥，鉀肥30%作為基肥，70%作為追肥，追肥在烤煙旺長(zhǎng)初期進(jìn)行，即移栽后30 d 左右降雨后及時(shí)施入。其他各項(xiàng)田間生產(chǎn)管理均按當(dāng)?shù)乜緹熞?guī)范化措施進(jìn)行。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

降水量 試驗(yàn)地旁空地設(shè)有自動(dòng)雨量計(jì)，監(jiān)測(cè)起壟至烤煙采收后期間的降水量。

土壤水分 起壟整地前和烤煙還苗期、團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、打頂期、成熟期和采收后，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇3個(gè)點(diǎn)，在兩株烤煙中部的壟面上(起壟前為平地)，以10 cm土層為一層，分層采取0—60 cm土層土壤，烘干法測(cè)定土壤含水率(w/%)。

土壤容重 起壟前、還苗期、旺長(zhǎng)期和烤煙采收后，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇3個(gè)點(diǎn)，在兩株烤煙中部的壟面上(起壟前為平地)，環(huán)刀法測(cè)定耕層(0—20 cm)土壤和20—40 cm土層土壤容重。

農(nóng)藝性狀 按照《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法(YC/T142-2010標(biāo)準(zhǔn))》，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的5株烤煙掛牌標(biāo)定，在烤煙團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期和打頂期測(cè)量最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、株高、莖圍及有效葉數(shù)[42]；每次測(cè)定烤煙農(nóng)藝性狀時(shí)選取與掛牌標(biāo)定的烤煙長(zhǎng)勢(shì)相同的烤煙5株，分層剝離土壤并收集根系并將根系沖洗干凈，將根系、莖稈、葉分別在105 ℃下殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，稱取根系、莖稈和葉片生物量。

最大葉面積(cm2)=葉長(zhǎng)(cm)×葉寬(cm)×0.634 5

經(jīng)濟(jì)性狀 以試驗(yàn)小區(qū)烤煙株數(shù)為基礎(chǔ)，按照16 529株/hm2換算出單位面積烤煙產(chǎn)量。依照國(guó)家烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB2635-1992國(guó)標(biāo))及2016年當(dāng)?shù)乜緹熓召?gòu)原則及價(jià)格，計(jì)算出不同等級(jí)烤煙均價(jià)和產(chǎn)值等，折算出最終產(chǎn)量和產(chǎn)值。

烤煙品質(zhì) 成熟期采收不同小區(qū)烤煙植株中部的葉片，烘烤后選擇C3F(中桔三)粉碎后過(guò)40目篩，分析不同處理烤煙化學(xué)品質(zhì)，即煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀及氯含量。其中煙堿采用紫外分光光度法測(cè)定，總糖用蒽酮比色法測(cè)定，還原糖用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定，總氮用凱氏定氮法測(cè)定，鉀含量用火焰光度計(jì)法測(cè)定，氯含量用莫爾法測(cè)定，根據(jù)測(cè)試結(jié)果計(jì)算氮堿比、糖堿比和鉀氯比[43]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007制作圖表，SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析；如果差異顯著則采用Duncan多重比較進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)期間的降水量

從整地起壟(3月25日)至烤煙采收后(10月30日)共計(jì)降水520 mm，其中烤煙團(tuán)棵期至旺長(zhǎng)期降水強(qiáng)度較大，20 d內(nèi)降水111.0 mm，平均5.55 mm/d，其次是起壟期至移栽期，32 d降水75.6 mm，平均2.36 mm/d，采收期(第1次采收)至采收后平均降水2.20 mm/d，而移栽期至還苗期、還苗期至團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期至打頂期、打頂期至采收期(第1次采收)降水較少，分別為1.73，1.74，1.62，1.57 mm/d(圖1)，移栽期至還苗期、還苗期至團(tuán)棵期降水偏少，對(duì)烤煙產(chǎn)量影響較大。

圖1 試驗(yàn)監(jiān)測(cè)期間的降水量

2.2 不同處理對(duì)土壤水分的影響

受降水及烤煙生長(zhǎng)的影響，烤煙生長(zhǎng)發(fā)育期的土壤水分表現(xiàn)為還苗期到旺長(zhǎng)期較高，采收期較低，采收后最高，不同處理不同生長(zhǎng)期的土壤水分存在一定差異(圖2)。

圖2 不同處理烤煙不同生長(zhǎng)期的土壤水分

起壟前不同處理的土壤水分基本一致且無(wú)顯著差異。還苗期土壤水分表現(xiàn)為:粉末狀>細(xì)顆粒狀>顆粒狀>對(duì)照，其中0—40 cm 土層土壤水分差異相對(duì)較大，40—60 cm差異相對(duì)較小，但不同處理之間無(wú)顯著差異。團(tuán)棵期0—40 cm 土層土壤水分和0—60 cm 土層土壤水分均表現(xiàn)為:細(xì)顆粒狀>顆粒狀>粉末狀>對(duì)照，其中細(xì)顆粒狀0—40 cm 土層土壤水分顯著高于(p<0.05)對(duì)照，其他處理之間無(wú)顯著差異。旺長(zhǎng)期0—40 cm 土層土壤水分和0—60 cm 土層土壤水分均表現(xiàn)為:細(xì)顆粒狀>對(duì)照>顆粒狀>粉末狀，其中細(xì)顆粒狀和對(duì)照0—40 cm 土層土壤水分顯著高于(p<0.05)粉末狀，其他處理之間無(wú)顯著差異。打頂期0—40 cm和0—60 cm 土層土壤水分均表現(xiàn)為細(xì)顆粒狀>顆粒狀>對(duì)照>粉末狀，其中細(xì)顆粒狀、顆粒狀和對(duì)照0—40 cm土層和0—60 cm 土層土壤水分均顯著高于(p<0.05)粉末狀，其他處理之間無(wú)顯著差異(圖2)。采收期不同處理的土壤水分較低，0—40 cm和0—60 cm土層土壤水分表現(xiàn)為:細(xì)顆粒狀≈顆粒狀>粉末狀>對(duì)照，不同處理間無(wú)顯著差異。采收后0—40 cm和0—60 cm 土層土壤水分表現(xiàn)為:細(xì)顆粒狀>顆粒狀>粉末狀>對(duì)照，不同處理間無(wú)顯著差異(圖2)。

2.3 不同處理對(duì)土壤容重的影響

圖3—4表明，不同處理的土壤容重均表現(xiàn)為起壟前最高，還苗期最低，還苗期到成熟期緩慢上升，且0—20 cm 土層土壤容重低于20—40 cm土層。起壟前不同處理0—20 cm及20—40 cm 土層土壤容重?zé)o顯著差異。

注：柱狀圖上部的不同小寫字母表示不同處理之間存在p<0.05的顯著差異。下同。

圖4 不同處理不同生長(zhǎng)期的20-40 cm土層土壤容重

還苗期不同處理0—20 cm和20—40 cm 土層土壤容重表現(xiàn)為:對(duì)照>顆粒狀>粉末狀>細(xì)顆粒狀，其中對(duì)照顯著高于(p<0.05)細(xì)顆粒狀。旺長(zhǎng)期和采收后不同處理0—20 cm土層土壤容重均表現(xiàn)為:對(duì)照>顆粒狀>粉末狀>細(xì)顆粒狀，20—40 cm土層表現(xiàn)為對(duì)照>粉末狀>顆粒狀>細(xì)顆粒狀，其中對(duì)照0—20 cm和20—40 cm 土層土壤容重均顯著高于(p<0.05)細(xì)顆粒狀。

2.4 不同處理對(duì)烤煙生長(zhǎng)的影響

由表1可知，團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期和打頂期不同處理的株高均處于同一水平，無(wú)顯著差異；不同處理的莖圍表現(xiàn)為:細(xì)顆粒狀>粉末狀>顆粒狀>對(duì)照，其中細(xì)顆粒狀顯著高于(p<0.05)對(duì)照。不同處理的葉片數(shù)表現(xiàn)為:細(xì)顆粒狀>粉末狀>顆粒狀>對(duì)照，團(tuán)棵期細(xì)顆粒狀顯著高于(p<0.05)對(duì)照，旺長(zhǎng)期顯著高于(p<0.05)對(duì)照、顆粒狀和粉末狀，打頂期不同處理則無(wú)顯著差異。不同處理的最大葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積均表現(xiàn)為:細(xì)顆粒狀>粉末狀>顆粒狀>對(duì)照。團(tuán)棵期細(xì)顆粒狀的最大葉長(zhǎng)、葉寬顯著高于(p<0.05)對(duì)照；細(xì)顆粒狀、粉末狀和顆粒狀的最大葉片葉面積均極顯著高于(p<0.01)對(duì)照，細(xì)顆粒狀顯著高于(p<0.05)粉末狀和顆粒狀。旺長(zhǎng)期細(xì)顆粒狀的最大葉長(zhǎng)顯著高于(p<0.05)對(duì)照和顆粒狀，不同處理的最大葉寬無(wú)顯著差異，但細(xì)粒狀的最大葉面積顯著高于(p<0.05)對(duì)照和顆粒狀，粉末狀顯著高于(p<0.05)對(duì)照。打頂期細(xì)顆粒狀的最大葉長(zhǎng)和葉面積顯著高于(p<0.05)對(duì)照，其他處理之間無(wú)顯著差異。不同處理的冠幅表現(xiàn)為細(xì)顆粒狀>粉末狀>顆粒狀>對(duì)照，團(tuán)棵期細(xì)顆粒狀顯著高于(p<0.05)顆粒狀和對(duì)照，粉末狀和顆粒狀顯著高于(p<0.05)對(duì)照；旺長(zhǎng)期和打頂期細(xì)顆粒狀顯著高于(p<0.05)顆粒狀和對(duì)照，粉末狀顯著高于(p<0.05)對(duì)照。

表1 不同處理不同生長(zhǎng)期的烤煙生長(zhǎng)狀況

注：同列不同小寫和大寫字母分別表示不同處理同一生長(zhǎng)期存在顯著(p<0.05)和極顯著(p<0.01)差異。下同。

不同處理的根系、葉片和整株生物量表現(xiàn)為:細(xì)顆粒狀>粉末狀>顆粒狀>對(duì)照，但莖稈生物量在團(tuán)棵期為:顆粒狀>粉末狀>細(xì)顆粒狀>對(duì)照，在旺長(zhǎng)期為:顆粒狀>細(xì)顆粒狀>粉末狀>對(duì)照，在打頂期為:粉末狀>顆粒狀>細(xì)顆粒狀>對(duì)照，不同時(shí)期的變化規(guī)律不相同。不同處理的根系、莖稈、葉片及整株生物量之間的差異隨著烤煙的生長(zhǎng)逐漸降低，如莖稈生物量在團(tuán)棵期存在極顯著差異，旺長(zhǎng)期存在顯著差異，打頂期則無(wú)顯著差異(表1)。

2.5 不同處理對(duì)烤煙品質(zhì)的影響

烤煙品質(zhì)與氣候、土壤及栽培措施密切相關(guān)[2]，優(yōu)質(zhì)烤煙的氮堿比、糖堿比等均處于一定的適宜范圍[41-42,46]。試驗(yàn)地烤煙鉀含量低于優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)，鉀氯比高于優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)，粉末狀保水劑和細(xì)顆粒狀保水劑的總糖高于優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)，粉末狀、細(xì)顆粒狀和顆粒狀保水劑的還原糖高于優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)，其他品質(zhì)含量符合優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)。施用保水劑提高了烤煙中的煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀及氯含量，其中粉末狀保水劑對(duì)烤煙中的總糖、還原糖含量影響較大，細(xì)顆粒狀保水劑對(duì)烤煙中的煙堿、總氮、鉀及氯含量影響較大，不同處理之間存在顯著或極顯著差異。不同處理的氮堿比為:對(duì)照>粉末狀=顆粒狀>細(xì)顆粒狀，其中對(duì)照顯著高于(p<0.05)細(xì)顆粒狀。不同處理的糖堿比為:粉末狀>對(duì)照>顆粒狀>細(xì)顆粒狀，其中粉末狀顯著高于(p<0.05)顆粒狀和細(xì)顆粒狀，對(duì)照顯著高于(p<0.05)細(xì)顆粒狀。不同處理的鉀氯比為:細(xì)顆粒狀>顆粒狀>粉末狀>對(duì)照，其中細(xì)顆粒狀顯著高于(p<0.05)對(duì)照(表2)。

表2 不同處理的烤煙品質(zhì)

2.6 不同處理對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

粉末狀、細(xì)顆粒狀和顆粒狀的烤煙平均價(jià)格分別比對(duì)照高2.02%，1.55%和0.33%，與對(duì)照無(wú)顯著差異；產(chǎn)量分別比對(duì)照高4.51%，6.84%和1.51%，其中細(xì)顆粒狀顯著高于(p<0.05)對(duì)照；產(chǎn)值分別比對(duì)照高6.63%，8.50%和1.90%，其中細(xì)顆粒狀顯著高于(p<0.05)顆粒狀和對(duì)照，粉末狀顯著高于(p<0.05)對(duì)照。粉末狀的上等煙比例略高于對(duì)照，細(xì)顆粒狀和顆粒狀則略低于對(duì)照；粉末狀、細(xì)顆粒狀和顆粒狀中等煙的比例均略高于對(duì)照，但粉末狀和細(xì)顆粒狀的下等煙的比例均顯著低于(p<0.05)對(duì)照(表3)。

表3 不同處理的烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值及等級(jí)比例

3 討 論

3.1 不同粒徑保水劑對(duì)土壤水分及土壤容重的影響

土壤水分是烤煙生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量形成的基礎(chǔ)，烤煙不同生育期個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育、群體大小等不同，特別是蓮座期，干旱脅迫會(huì)迫使烤煙產(chǎn)生一系列非正常的生理生化變化，影響烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)[3,44-46]。保水劑是一類遇水膨脹的聚合物，具有一個(gè)龐大的聚合物“骨架”并攜帶大量的-COOH,-OH,-NH2等極性親水基團(tuán)，可吸附自身質(zhì)量數(shù)百倍甚至更高的水分[9]，可緩解土壤干旱脅迫，促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育，但保水劑的應(yīng)用效果與土壤質(zhì)地、土壤pH值、土壤離子濃度、土壤溫度和保水劑的顆粒大小、施用方法、施用量等密切相關(guān)[9-15]。相同質(zhì)量的保水劑，粒徑越小，比表面積越大，吸水速率越高，吸水飽和所需的時(shí)間越短，且粒徑越小，當(dāng)土壤水分處于脅迫時(shí)向土壤釋放水分的速率也越高，但保水劑粒徑越小，吸水膨脹越完全，越不能形成較大的合力吸附更多的水分；保水劑粒徑越大，其比表面積越小，與土壤水溶液的接觸面積減小，土壤抑制保水劑膨脹的阻力越大，越易造成保水劑不能達(dá)到完全飽和吸附狀態(tài)，吸水量則越小；只有適宜粒徑的保水劑與所施土壤合理配合，才可吸附較多的土壤水分[9,29]。保水劑的吸水能力易受土壤水溶液離子濃度的影響，特別是土壤中的Na+,K+等陽(yáng)離子，會(huì)置換-COOH,-OH的H+離子，降低保水劑的吸水能力[48]。保水劑粒徑越小，比表面積越大，吸水膨脹后對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)離子基團(tuán)的吸引力越大，越易抑制凝膠網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張甚至收縮，越易導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)發(fā)生體積相變而失去吸水保水能力；保水劑顆粒越大，含有的高分子量越多，凝膠網(wǎng)絡(luò)的抵抗力越強(qiáng)，凝膠網(wǎng)絡(luò)相變出現(xiàn)的幾率越少，因而保水劑粒徑越大，失去吸水保水的能力越緩慢。隨著保水劑吸水次數(shù)的增多及反復(fù)的吸水膨脹與釋水收縮，導(dǎo)致土壤中的細(xì)小顆粒進(jìn)入保水劑顆粒內(nèi)部，保水劑粒徑越小，土壤中的細(xì)小黏粒進(jìn)入保水劑內(nèi)部的幾率越多，對(duì)保水劑本身結(jié)構(gòu)的影響力越大，導(dǎo)致保水劑喪失吸水膨脹的功能越強(qiáng)，且溫度會(huì)促使小粒徑的保水劑相對(duì)較快的速率失去吸水保水能力，因而隨著保水劑吸水次數(shù)的增多，保水劑粒徑越小，吸水能力降低的幅度越大[29-30,47-48]。保水劑施入土壤后，保水劑吸水膨脹、釋水收縮過(guò)程中土壤中的固、液、氣三相組成發(fā)生不同程度的變化，土壤液相組成比例(相當(dāng)于毛管孔隙度)相對(duì)增加，固相、氣相組成比例則相對(duì)減少，即土壤孔隙增加，利于降水入滲，增加土壤水分[11-12]，降低土壤容重[29-30,47-48]。供試的3種不同粒徑保水劑，粉末狀的粒徑偏小，前期吸水速率高，吸水量較大，因而在烤煙還苗期土壤水分較高，由于易受到土壤離子及本身結(jié)構(gòu)等的影響，故隨著吸水膨脹、釋水收縮次數(shù)的增多，吸水保水的能力逐漸減弱，對(duì)土壤水分、土壤容重的影響力降低，土壤水分在烤煙打頂期略低于對(duì)照，0—20 cm及20—40 cm土層土壤容重略低于對(duì)照并與對(duì)照無(wú)顯著差異；顆粒狀的粒徑偏大，不易發(fā)生凝膠網(wǎng)絡(luò)體積相變，抗土壤離子等的干擾能力較強(qiáng)，因而顆粒狀保水劑在烤煙采收后的土壤水分較高，但由于顆粒狀保水劑的粒徑偏大，吸收水分膨脹后易堵塞土壤部分大孔隙，降低降水入滲且保存的土壤水分有限[8,35]，且粒徑較大，吸水膨脹度易受土壤顆粒的擠壓，吸水保水量相對(duì)較少，因而顆粒狀保水劑的土壤水分在烤煙生長(zhǎng)前期處于較低水平且土壤容重與對(duì)照無(wú)顯著差異(略低于對(duì)照)；細(xì)顆粒狀保水劑的粒徑較適中，除在還苗期的土壤水分略低于粉末狀外，土壤水分一直處于較高水平且土壤容重顯著低于對(duì)照，這與馬鑫等人的研究結(jié)果相一致[29]。

3.2 不同粒徑保水劑對(duì)烤煙生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響

烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)由遺傳因素、生態(tài)環(huán)境和栽培因素共同決定。其中生態(tài)環(huán)境是影響烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，氣候、土壤等生態(tài)環(huán)境因素的變化均會(huì)對(duì)烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生較大影響[2,50]。生物堿和糖含量是煙葉的重要質(zhì)量要素，直接影響煙草的生理強(qiáng)度、煙氣特征和安全性[50]?？緹煹谝欢渲行幕ㄩ_時(shí)根系開始合成煙堿，煙堿的大量合成和積累主要出現(xiàn)在打頂之后[51]。根系是烤煙吸收土壤水分、養(yǎng)分及合成植物激素、煙堿和部分氨基酸的主要器官，影響烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)[52]。與溫度、光照等氣候因子相比，土壤水分對(duì)烤煙煙堿含量的影響最大[51]。蓮座期和旺長(zhǎng)期保持良好的土壤水分，烤煙才能健康生長(zhǎng)發(fā)育[4-5]。團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期，施用保水劑提高了土壤中的水分，降低了土壤容重，改善了土壤的通透環(huán)境，特別是細(xì)粒狀保水劑，對(duì)土壤水分及土壤通透性影響較大，利于促進(jìn)烤煙根系生長(zhǎng)和植株發(fā)育，提高烤煙總糖、還原糖的含量，降低煙堿、總氮和氯離子的含量，促進(jìn)化學(xué)成分協(xié)調(diào)，改善煙葉品質(zhì)[50]。成熟期適度干旱對(duì)烤煙品質(zhì)有很大的促進(jìn)作用[4-5]，粉末狀保水劑在烤煙生長(zhǎng)前期提高土壤水分，在烤煙生長(zhǎng)后期則對(duì)土壤水分影響較弱，而顆粒狀保水劑在烤煙生長(zhǎng)后期對(duì)土壤水分影響較強(qiáng)，且顆粒狀保水劑顆粒較大，吸水膨脹后影響土壤通透性，不利于作物根系生長(zhǎng)[8,35,53]，故粉末狀保水劑上等煙的比例高于對(duì)照，顆粒狀保水劑則略低于對(duì)照且其烤煙產(chǎn)量略低于細(xì)顆粒狀保水劑。

4 結(jié) 論

(1) 不同粒徑保水劑均可提高秦巴山區(qū)坡地黃棕壤煙田的土壤水分，除還苗期粉末狀保水劑0—40 cm土層土壤水分略高于細(xì)顆粒狀保水劑外，從團(tuán)棵期到采收后，細(xì)顆粒狀保水劑的土壤水分均高于顆粒狀、粉末狀保水劑及對(duì)照。不同粒徑保水劑均可降低煙田0—20 cm土層及20—40 cm 土壤容重，其中細(xì)顆粒狀保水劑降低幅度較大。

(2) 不同粒徑保水劑均可促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)，提高烤煙產(chǎn)量與產(chǎn)值，其中細(xì)顆粒狀保水劑對(duì)烤煙最大葉片、根系生長(zhǎng)、產(chǎn)量及產(chǎn)值影響較大，但粉末狀保水劑對(duì)上等煙的比例影響較大。

(3) 不同粒徑保水劑均可提高烤煙中的煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀及氯的含量，并使糖堿比、氮堿比處于適宜水平。不同粒徑保水劑中，細(xì)顆粒狀保水劑對(duì)煙堿、總氮、鉀及氯的影響較大，粉末狀保水劑對(duì)總糖和還原糖影響較大。

秦巴山區(qū)黃棕壤煙田施用聚丙烯酸鉀保水劑應(yīng)選用細(xì)顆粒狀的聚丙烯酸鉀保水劑，不但可提高土壤水分，降低土壤容重，而且可提高烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值及品質(zhì)。