保水劑施用量對秦巴山區(qū)土壤特性及烤煙生長的影響

白崗栓，耿偉，何登峰

（1.西北農林科技大學水土保持研究所，陜西 楊凌 712100；2.中國科學院水利部水土保持研究所，陜西 楊凌 712100；3.安康市煙草公司旬陽分公司，陜西 旬陽 725700；4.陜西省煙草公司，西安 710065）

秦巴山區(qū)位居漢江南北，為亞熱帶與暖溫帶的分界線及中國南北分界線。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)質烤煙（Nicotiana tabacumL.）生產基地[1]。秦巴山區(qū)煙田多為坡地，土層薄且蓄水保水能力差，在烤煙團棵期到現(xiàn)蕾期易出現(xiàn)季節(jié)性干旱，嚴重影響烤煙的質量與產量[2]。而合理調控土壤水分，可提高烤煙質量與產量，從而提高烤煙產值[3-5]。保水劑（super absorbent polymers,SAP）是利用強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”，增強土壤的蓄水保墑能力，且其吸收的水分可緩慢釋放，供作物生長發(fā)育[6-7]。保水劑可促進降水入滲，減少地表徑流[8-10]，并在吸水、釋水的過程中改善土壤團粒結構，提高土壤通透性及土壤水分和養(yǎng)分的利用效率[11-13]，減少環(huán)境污染[14-15]，促進作物生長[16-18]，是繼農藥、化肥和地膜之后最有可能在農業(yè)生產中大面積推廣應用的化學制品[19-20]。保水劑的應用效果與其粒徑、施用量、施用方法及土壤質地等密切相關[21-25]，施用不當會對土壤產生不良影響[26]。保水劑可減少干旱對烤煙生長的不良影響，提高烤煙的光合能力，從而提高烤煙質量與產量[27-32]。杜社妮等的研究結果表明，在季節(jié)性干旱明顯、土層薄、土壤為黃棕壤的秦巴山區(qū)，施用粒徑為0.18～2.25 mm聚丙烯酸鉀保水劑可提高土壤水分含量，降低土壤體積質量（容重），提高烤煙產量及產值[33]。但有關秦巴山區(qū)保水劑的適宜施用量尚未見報道。為了提高土壤的蓄水保水能力，緩解季節(jié)性干旱，特別是緩解在烤煙團棵期到現(xiàn)蕾期的季節(jié)性干旱對烤煙生長帶來的不良影響，我們于2017年在秦巴山區(qū)監(jiān)測了不同施用量的聚丙烯酸鉀保水劑對土壤水分、土壤體積質量及烤煙生長的影響，旨在為秦巴山區(qū)的烤煙生產和保水劑的適宜施用量提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地位于秦巴山區(qū)東段的陜西省旬陽縣神河鎮(zhèn)黑溝村（32°43′N，109°26′E），海拔537 m左右，為漢江以南的大巴山區(qū)。試驗地年均降雨量851 mm，年均氣溫15.4℃，最高月氣溫26.9℃，最低月氣溫3.3℃，年均日照時數(shù)1 790.4 h，無霜期236 d，年均蒸發(fā)量1 252.8 mm，為北亞熱帶溫暖濕潤氣候區(qū)。試驗地為坡地，坡度8o，前茬作物為玉米（Zea mays）。試驗地土壤為黃棕壤，厚度60～70 cm。試驗地耕層（0～20 cm土層）土壤pH 6.4，有機質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%。試驗地無灌溉設施，為雨養(yǎng)煙田。

1.2 供試材料

供試保水劑為細粒狀（粒徑0.18～2.25 mm）的聚丙烯酸鉀保水劑，購于山東省唯信農業(yè)科技有限公司，含丙烯酸鉀23%～26%，對去離子水的吸水倍數(shù)為300～500，對0.9%NaCl溶液的吸水倍數(shù)為100～150，價格為18.0元/kg。

供試烤煙品種為云煙87，5葉1心，采用井窖式移栽。

1.3 試驗設計

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。試驗設置的聚丙烯酸鉀保水劑施用量分別為45、60和75 kg/hm2，以不施保水劑為對照。試驗重復3次，共12個小區(qū)，不同小區(qū)隨機排列。每個小區(qū)寬4.4 m，長11.0 m（每小區(qū)定植4行烤煙，每行20株）。

保水劑采用壟施，在起壟前（2017年4月1日）條施基肥時將不同施用量的保水劑分別與適量干細土攪拌均勻，分別均勻撒施于不同小區(qū)，然后整地起壟，促使保水劑均勻混施于壟體土壤中。4月24—25日連續(xù)降水，降水量達35 mm，4月28日對壟體進行地膜覆蓋。

供試烤煙于5月1日移栽，煙苗為5葉1心。不同處理的施肥量與當?shù)乜緹熞?guī)范化栽培的施肥量相同，即施N量65 kg/hm2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)＝12∶12∶18。起壟前條施基肥；60%氮肥作為基肥，40%作為追肥；磷肥全部作為基肥；30%鉀肥作為基肥，70%作為追肥。追肥在烤煙旺長初期進行，即移栽后40 d降雨后及時施入。其他各項田間生產管理均按當?shù)乜緹熞?guī)范化措施進行。

1.4 測定項目

1）降水量。通過試驗地旁設有的自動雨量監(jiān)測器監(jiān)測試驗期間的降水量。

2）土壤水分。在起壟整地前和烤煙還苗期（5月8日）、團棵期（6月1日）、旺長期（6月21日）、打頂期（7月5日）、采收期（第2次采收，7月20日）和采收后（9月22日），每個小區(qū)隨機選擇3個點，在相鄰2株烤煙中部的壟面上（起壟前為平地），以10 cm土層為一層，分層采集0～60 cm土層土壤（每次取樣后進行標記，以免下次在同一處采樣），用烘干法測定土壤含水率（w/%）。

3）土壤體積質量。在起壟整地前、還苗期、旺長期和烤煙采收后，于每個小區(qū)隨機選擇3個點，在相鄰2株烤煙中部的壟面上（起壟前為平地），用環(huán)刀法測定0～20 cm土層和＞20～40 cm土層的土壤體積質量（每次取樣后進行標記，以免下次在同一處采樣）。

4）農藝性狀。按照《煙草農藝性狀調查測量方法》（YC/T 142－2010），監(jiān)測不同處理烤煙的物候期，并在烤煙團棵期、現(xiàn)蕾期（6月27日）和圓頂期（7月13日），每個小區(qū)隨機選取長勢一致的3株烤煙，測量植株上部、中部和下部最大葉長、最大葉寬和株高、莖圍及有效葉數(shù)，并計算最大葉面積[34]。其中，最大葉面積/cm2＝葉長/cm×葉寬/cm×0.634 5。

5）經濟性狀。以試驗小區(qū)烤煙株數(shù)為基礎，按照16 529株/hm2換算出單位面積烤煙產量。依照國家烤煙分級標準（GB 2635—1992）及2017年當?shù)乜緹熓召徳瓌t及價格，計算不同等級烤煙均價和產值等，折算烤煙產量、產值和凈增產值。

6）烤煙常規(guī)化學成分。于成熟期采收不同小區(qū)烤煙植株的中部葉片，烘烤后選擇中桔三（C3F）等級的煙葉粉碎后過40目篩，分析不同處理烤煙常規(guī)化學成分，即煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀及氯含量。煙堿含量用紫外分光光度法測定，總糖含量用蒽酮比色法測定，還原糖含量用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，總氮含量用凱氏定氮法測定，鉀含量用火焰光度計法測定，氯含量用莫爾法測定；根據(jù)測試結果計算氮堿比、糖堿比和鉀氯比[35]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

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

2 結果與分析

2.1 試驗期間的自然降水量

從起壟至烤煙采收后（175 d）共計降水784.4 mm，日均降水4.48 mm；從烤煙移栽期至采收期（81 d）降水374.0 mm，日均降水4.62 mm。試驗期間的降水量與往年基本持平。還苗期至團棵期是烤煙幼根、幼苗生長發(fā)育的關鍵時期，是烤煙生長發(fā)育的基礎；旺長期至打頂期是烤煙生長最快的時期，決定著烤煙產量的高低及品質的優(yōu)劣，但還苗期至團棵期日均降水1.35 mm，旺長期至打頂期日均降水2.10 mm（圖1），不利于烤煙生長，導致烤煙產量與品質降低。

2.2 不同處理對土壤水分的影響

圖1 試驗監(jiān)測期間烤煙不同生長期的日均降水量Fig.1 Daily precipitation at different growth stages of fluecuredtobaccoduringthemonitoringperiod

土壤水分是烤煙生長發(fā)育的基礎，影響著烤煙的質量與產量[1-5]。起壟前不同處理均未施用保水劑且未擾動土壤，故不同處理的土壤水分基本一致（表1）。移栽期至還苗期日均降水量達4.68 mm，還苗期不同處理的土壤水分均高于起壟前，且保水劑施用量越大土壤水分越高，土層越深不同處理之間的差異越小，其中施用量為75 kg/hm2處理的0～10 cm土層土壤水分顯著高于對照（P＜0.05），其他處理不同土層之間無顯著差異（表1）。

還苗期至團棵期日均降水量僅1.35 mm，團棵期不同處理的土壤水分均低于還苗期，表現(xiàn)為保水劑施用量越大土壤水分越高，土層越深不同處理之間的差異越小，其中施用量為75 kg/hm2處理的0～10 cm土層和＞10～20 cm土層土壤水分顯著高于對照（P＜0.05），其他處理不同土層之間無顯著差異（表1）。

團棵期至旺長期日均降水量為6.61 mm，為烤煙生長期降水最多的時期，但土壤水分含量除0～10 cm土層外，其他土層均低于團棵期，這首先是該期烤煙生長量大，葉面積指數(shù)高，消耗的土壤水分多；第二是該期烤煙株間已經郁閉，受烤煙葉片遮擋，大量降水被分流到行間；第三是該期降水多為暴雨，試驗地為坡地且順坡筑壟，行間地面徑流量大，壟體土壤蓄水少導致的。旺長期不同處理不同土層的土壤水分由高到低依次為60、45、75 kg/hm2和對照，但不同處理不同土層的土壤水分未形成顯著差異（表1）。施用量為75 kg/hm2處理的土壤水分略低于施用量為60 kg/hm2處理，這與保水劑施用量偏大，吸水膨脹后阻塞土壤孔隙，不利于降水入滲，導致土壤蓄水量降低有一定的關系[20,26,36]。

旺長期到打頂期是烤煙生長最快的時期，也是烤煙水分消耗最多的時期，此期烤煙蒸騰量大而日均降水量僅為2.10 mm，因而不同處理的土壤水分降低到最低值。不同處理的土壤水分表現(xiàn)為施用量為60 kg/hm2的略高，施用量為75和45 kg/hm2的居中，對照略低，不同處理不同土層之間無顯著差異（表1）。

打頂期到采收期日均降水量為3.13 mm，采收期不同處理的土壤水分較打頂期略有上升?？傮w上，不同處理不同土層的土壤水分由高到低依次為60、75、45 kg/hm2和對照，不同處理不同土層之間無顯著差異（表1）。

采收期到采收后日均降水量為6.41 mm，土壤水分得到恢復，但由于降水強度大，徑流量大，因而不同處理的土壤水分低于起壟前至旺長期?？傮w上，不同處理的土壤水分表現(xiàn)為施用量60 kg/hm2的較高，其次為75和45 kg/hm2，對照較低，不同處理之間無顯著差異（表1）。

2.3 不同處理對土壤體積質量的影響

土壤體積質量可反映土壤的物理結構、透氣性、透水性及土壤的保水保肥能力[6-9]。起壟前不同處理的土壤未進行耕作及施用保水劑，土壤體積質量較高且處于同一水平。受土壤質地與前茬作物生長及耕作的影響，土壤體積質量表現(xiàn)為0～20 cm土層的較輕，＞20～40 cm土層較重（表2）。保水劑施入土壤后，保水劑在吸水膨脹、釋水收縮過程中會減少土壤固相、氣相組成比例，增加土壤毛管孔隙，降低土壤體積質量，但保水劑對土壤體積質量的影響與保水劑施用量密切相關。當保水劑施用量較小時，對土壤孔隙及土壤體積質量影響不大；當保水劑施用量過大，保水劑則會堵塞土壤孔隙，增加土壤體積質量。從表2可以看出：從還苗期至采收后，不同處理0～20 cm土層和＞20～40 cm土層土壤體積質量均表現(xiàn)為對照較高，45和75 kg/hm2處理居中，60 kg/hm2處理較低且顯著低于對照（P＜0.05）?？梢?，在保水劑施用量為60 kg/hm2時，土壤體積質量最優(yōu)。隨著保水劑不斷地吸水膨脹、釋水收縮及雨滴擊打、人為耕作的影響，保水劑對土壤體積質量的影響能力逐漸減弱，因而從還苗期到采收后，不同處理的土壤體積質量均緩慢上升。

2.4 不同處理對烤煙物候期的影響

當保水劑施用量為60和75 kg/hm2時，烤煙的團棵期和旺長期較對照提早了1 d，60 kg/hm2時現(xiàn)蕾期較對照延后了1 d，60和75 kg/hm2時打頂期較對照提早了1 d，75 kg/hm2時圓頂期較對照提早了1 d，而施用量為45 kg/hm2對烤煙物候期無影響（表3）。說明施用一定量的保水劑改善了土壤的水分供給及土壤通透狀況，從而影響了烤煙的生長。

表1 不同處理不同生長期的土壤水分含量Table 1 Soil moisture content at different growth stages of flue-cured tobacco under different treatments %

2.5 不同處理對烤煙生長的影響

團棵期施用量為60和75 kg/hm2的烤煙株高顯著高于對照（P＜0.05），現(xiàn)蕾期和圓頂期不同處理的株高則無顯著差異。團棵期不同處理的烤煙莖圍無顯著差異，現(xiàn)蕾期均顯著高于對照（P＜0.05），圓頂期60和75 kg/hm2處理極顯著高于對照（P＜0.01）且顯著高于45 kg/hm2處理（P＜0.05），而45 kg/hm2處理顯著高于對照（P＜0.05）。團棵期、現(xiàn)蕾期及圓頂期不同處理的葉片數(shù)均一致，無顯著差異（表4）。團棵期、現(xiàn)蕾期及圓頂期不同處理上部、中部及下部的最大葉長、最大葉寬和最大葉面積之間的差異表現(xiàn)不一致，總體表現(xiàn)為施用量為60 kg/hm2的葉片較大，其次為75和45 kg/hm2，對照較小，不同處理間存在顯著（P＜0.05）或極顯著差異（P＜0.01）（表4）。

表2 不同處理不同生長期的土壤體積質量Table 2 Soil bulk density at different growth stages of fluecured tobacco under different treatments g/cm3

2.6 不同處理對烤煙常規(guī)化學成分的影響

烤煙常規(guī)化學成分與氣候、土壤及栽培措施密切相關[2]，優(yōu)質烤煙的氮堿比、糖堿比等均處于一定的適宜范圍[32-34,37]。試驗地烤煙鉀含量低于優(yōu)質烤煙，鉀氯比高于優(yōu)質烤煙（表5）。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，其中施用量為60 kg/hm2的煙堿含量顯著高于施用量為45和75 kg/hm2（P＜0.05），極顯著高于對照（P＜0.01）。不同施用量的總糖、還原糖、總氮、鉀及氯含量均處于同一水平且無顯著差異。但不同施用量的還原糖含量均顯著高于對照（P＜0.05）。施用量為45和60 kg/hm2的總糖含量顯著高于對照（P＜0.05）。施用量為60 kg/hm2的總氮、鉀和氯含量顯著高于對照（P＜0.05），但其氮堿比、糖堿比卻顯著低于對照（P＜0.05）。不同施用量的鉀氯比均與對照處于同一水平，無顯著差異（表5）。

2.7 不同處理對烤煙經濟性狀的影響

2017年烤煙從還苗期至團棵期、旺長期至采收期降水偏少，烤煙產量及上等煙的比例僅為常年的70%左右。保水劑施用量為45、60和75 kg/hm2的烤煙產量較對照分別提高了2.00%、4.34%和－0.34%，與對照無顯著差異；平均價格提高了3.50%、5.25%和2.96%，其中60 kg/hm2顯著高于對照（P＜0.05）；產值分別提高了5.52%、9.77%和8.54%，均顯著高于對照（P＜0.05）。施用量為75 kg/hm2的保水劑費用最高，而施用量為60 kg/hm2的凈增產值最大。保水劑施用量為45、60和75 kg/hm2的上等煙比例較對照分別提高了6.99%、10.33%和8.51%，均顯著高于對照（P＜0.05）；中等煙比例分別降低了1.83%、2.84%和3.25%，與對照處于同一水平；下等煙比例分別降低了7.87%、11.24%和6.74%，其中施用量為60 kg/hm2的下等煙比例極顯著低于對照（P＜0.01）且顯著低于施用量75 kg/hm2，施用量45和75 kg/hm2的下等煙比例顯著低于對照（P＜0.05）（表6）。

表3 不同處理的烤煙物候期Table 3 Phenological phase of flue-cured tobacco under different treatments

表4 不同處理不同生長期的烤煙生長狀況Table 4 Growth status of flue-cured tobacco at different growth stages under different treatments

表5 不同處理的烤煙常規(guī)化學成分Table 5 Conventional chemical constituents of flue-cured tobacco under different treatments

3 討論

3.1 不同保水劑施用量對土壤水分及土壤體積質量的影響

土壤水分是烤煙生長發(fā)育、質量和產量形成的基礎，不同生育期烤煙的群體大小、個體發(fā)育等不同，對土壤水分、養(yǎng)分的需求也不同，特別是從蓮座期至旺長期，土壤干旱會致使烤煙在生長發(fā)育過程中產生一系列非正常的生理、生化變化，影響烤煙品質與產量[3,37-39]。保水劑是一類遇水膨脹的高分子聚合物，具有龐大的“骨架”結構并攜帶大量的—COOH、—OH、—NH2等極性親水基團，可吸附比自身質量多數(shù)百倍甚至上千倍的水分，并可緩慢釋放供作物根系吸收利用，促進作物生長發(fā)育[7]。保水劑與土壤黏粒之間可相互吸附，抑制土壤黏粒的膨脹、水化、分散和轉移，并可把分散的土壤顆粒黏結成團塊狀，增加土壤團粒結構，提高土壤孔隙度，降低土壤體積質量，增強土壤通透性及土壤蓄水、保水能力[6,20,26,36]，但保水劑的應用效果與其施用量、粒徑、作物種類、土壤質地、土壤pH值、土壤離子濃度等密切相關[7-11]。保水劑施入土壤后在其吸水膨脹、釋水收縮過程中會改變土壤中的固相、液相、氣相組成比例。當保水劑施用量適宜時，土壤中的液相組成比例（相當于毛管孔隙度）會相對增加，固相、氣相組成比例則會相對減少，土壤液相比例增加相當于增加了土壤孔隙度，有利于自然降水及灌溉水分入滲到土壤，進一步增加土壤水分含量[9-10]，降低土壤體積質量[21-22,36,40-41]；當保水劑施用量過大時，保水劑吸水膨脹后會阻塞土壤孔隙，降低土壤通透性，不利于降水入滲，易導致土壤板結，增加土壤體積質量[20,26,36]。因此，只有當保水劑的施用量與所施入的土壤配比合理，保水劑才可吸附較多的土壤水分，才能增加土壤的保水、蓄水能力[26,36]。在本試驗中，保水劑施用量45 kg/hm2偏小，對土壤水分及土壤體積質量的影響力小；施用量75 kg/hm2在烤煙還苗期及蓮座期對土壤水分影響較大，但由于保水劑施用量偏大，隨著烤煙的生長，阻塞了土壤孔隙，降低了土壤通透性，因而旺長期至采收期對土壤水分及土壤體積質量影響較小；施用量60 kg/hm2與黃棕壤配合比較合理，故從烤煙還苗期至采收期對土壤水分影響較大且相對穩(wěn)定。保水劑的吸水、保水能力除與保水劑結構、粒徑等有關外，還易受土壤水溶液離子濃度的影響，特別是土壤中的Na+、K+等金屬陽離子，會置換—COOH、—OH的H+離子，降低保水劑的吸水、保水能力[6,36]；且隨著保水劑吸水次數(shù)的增多及反復的吸水膨脹與釋水收縮，在吸水膨脹與釋水收縮過程中會導致土壤中的細小顆粒進入保水劑顆粒內部，影響保水劑的結構，降低保水劑的吸水、保水能力[6,26,39]，因而隨著烤煙的生長，不同施用量的保水劑對土壤水分、土壤體積質量的影響逐漸降低。保水劑不同施用量在烤煙不同生長期對土壤水分的影響均未達到顯著差異，主要是烤煙生長前期該區(qū)域降水較多，土壤中含有大量的水分，造成保水劑的吸水、保水能力不易體現(xiàn)；后期烤煙生長量較大，消耗土壤水分較多而降水量偏少，保水劑難以吸收、保持足夠的土壤水分。

表6 不同處理的烤煙產量、產值及等級比例Table 6 Yield,output value and grade ratio of flue-cured tobacco under different treatments

3.2 不同保水劑施用量對烤煙生長及常規(guī)化學成分的影響

土壤顆粒是土壤養(yǎng)分貯存及吸附的場所，土壤孔隙是土壤空氣傳導通道和土壤水分貯存的場所，土壤物理性質往往決定了土壤的保肥、保水性，影響著植物生長所需的水、肥、氣、熱等土壤微環(huán)境[42]。保水劑不但可提高土壤水分和養(yǎng)分的利用效率，增加土壤團粒結構，增強土壤通氣性[11-13]，而且保水劑的“骨架”是一個適度交聯(lián)的網狀框架結構，可以讓一些離子或小分子如NH4+、NO3－和CO(NH2)2擴散進入，被溶脹的保水劑分子暫時包裹起來，然后緩慢釋放于土壤，減少土壤養(yǎng)分流失；保水劑也可通過范德華力、離子交換、離子吸附、靜電引力、螯合等機制及與土壤顆粒表面的活性基團或離子發(fā)生相互作用，創(chuàng)建和穩(wěn)定水穩(wěn)性團粒結構，吸附、保持土壤養(yǎng)分，延緩土壤養(yǎng)分釋放，抑制土壤養(yǎng)分流失[11-13,42]。崔保偉等的研究結果表明，烤煙從團棵期、旺長期、現(xiàn)蕾期到成熟期最適宜的土壤相對含水量分別為65%、80%、80%和65%[3]，旺長期干旱對煙葉產量的影響較大[4-5]。試驗地烤煙旺長期至采收期降水偏少，施用保水劑后，土壤的蓄水、保水及保肥能力增強，土壤通氣性得到改善，為烤煙生長提供了相對良好的土壤環(huán)境[11-15]，促進烤煙生長[27-32]。在不同施用量中，45 kg/hm2施用量偏小，對土壤水分及土壤體積質量的影響能力弱，緩解干旱的能力較差，而75 kg/hm2施用量偏大，隨著烤煙的生長易堵塞土壤孔隙，造成土壤板結，且由于施用量偏大易提高土壤液相比例，降低土壤氣相和固相比例，造成土壤缺氧，不利于根系生長及對土壤養(yǎng)分、水分的吸收[20,26,36]，只有60 kg/hm2施用量與秦巴山區(qū)的黃棕壤配合比較合理，不但吸附、保持較多土壤水分，而且可顯著改善土壤的通氣性，有效提高烤煙的根系活力，緩解土壤干旱對烤煙生長的影響，促進烤煙生長發(fā)育，提高烤煙品質、產量及產值。

烤煙的生長發(fā)育、品質、產量由生態(tài)環(huán)境、遺傳因素和栽培措施等共同決定。生態(tài)環(huán)境是影響烤煙生長發(fā)育、品質及產量形成的重要因素，氣候、土壤等立地環(huán)境的變化均會對烤煙的品質和產量產生較大的影響[2,42]。糖含量和生物堿是煙葉的重要質量要素，直接影響煙草的煙氣特征、生理強度和安全性[42]。根系是烤煙合成植物激素、煙堿和部分氨基酸的主要器官，同時也是烤煙吸收土壤水分、養(yǎng)分的主要器官，根系的生長發(fā)育顯著影響烤煙的品質與產量[43-44]。與光照、溫度等氣候因子相比，土壤水分對烤煙煙堿含量的影響強度最大[43-44]。蓮座期至旺長期只有當土壤水分適宜，烤煙才能健康生長發(fā)育[4-5]。當烤煙頂生的圓錐花序第一朵中心花開放時根系才開始合成煙堿，大量合成和積累則主要出現(xiàn)在烤煙打頂之后[43-44]。施用保水劑改善了土壤的通透環(huán)境，特別是施用量為60 kg/hm2時，對土壤水分含量及土壤通氣狀況影響較大，促進了烤煙根系生長和植株發(fā)育，提高了烤煙煙堿、總糖、還原糖、總氮和氯離子的含量，促進了烤煙化學成分協(xié)調，進而改善了煙葉品質[42]。成熟期適度的土壤干旱對烤煙品質有顯著的促進作用[4-5]，不同施用量在烤煙生長后期對土壤水分影響較弱，因而提高了上等煙的比例。

保水劑不但可包裹Cl－、NO3－等陰離子，而且可吸附Mg2+、Ca2+、K+等陽離子，提高、保持土壤養(yǎng)分含量，減少土壤養(yǎng)分淋溶及流失，因而施用保水劑提高了煙葉中鉀、氯及總氮含量。施用保水劑改善了土壤的水分及土壤通氣環(huán)境，減少土壤養(yǎng)分淋溶及流失，促進烤煙根系生長發(fā)育，而煙堿合成與根系生長發(fā)育密切相關[42-43]，因而施用保水劑提高了烤煙總糖、還原糖和煙堿含量，并促使氮堿比、糖堿比等處于適宜的范圍內。施用量為60 kg/hm2對土壤水分、土壤體積質量等影響較大，故提高總氮、鉀、氯和煙堿的能力較強。不同處理烤煙的氯、鉀含量較低，鉀氯比較高，主要是由當?shù)赝寥乐新取⑩浐枯^低造成的[45]。

4 結論

1）烤煙從還苗期至團棵期，聚丙烯酸鉀保水劑施用量為75 kg/hm2的處理對土壤水分影響相對較大，旺長期到采收后，施用量為60 kg/hm2的處理對土壤水分影響相對較大。不同施用量的聚丙烯酸鉀保水劑在烤煙不同生長期均未對土壤水分產生顯著影響，但施用量為60 kg/hm2的處理在烤煙不同生長期均降低了0～20 cm土層和＞20～40 cm土層土壤體積質量。

2）不同施用量的聚丙烯酸鉀保水劑均可提高烤煙常規(guī)化學成分含量，并使糖堿比、氮堿比處于適宜水平，其中施用量為60 kg/hm2的處理對烤煙常規(guī)化學成分影響較大。

3）不同施用量的聚丙烯酸鉀保水劑均可促進烤煙生長，提高烤煙產量與產值，其中施用量為60 kg/hm2的處理顯著提高了上等煙比例，顯著降低了下等煙比例，且顯著提高了烤煙凈增產值。

綜上表明，秦巴山區(qū)黃棕壤煙田聚丙烯酸鉀保水劑施用量以60 kg/hm2為宜，不但可降低土壤體積質量，而且可提高烤煙產量，改善烤煙常規(guī)化學成分組成，提高上等煙比例和烤煙產值。