地溫年際變化對河南煙草根莖類病害影響及其生態(tài)調(diào)控

李文峰，王海濤，汪可可

（1許昌市氣象局，河南許昌 461000；2河南省農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所，河南許昌 461000；3洛陽市氣象局，河南洛陽 471000）

0 引言

河南是中國最早種植烤煙的省份，種煙歷史長導致病蟲害危害也相對較重[1]。近年來河南省氣候因素變化大，尤其是地溫的波動以總體呈明顯上升趨勢等特點[2-4]，煙草黑脛病、鐮刀菌根腐病等根莖類病害的危害大幅上升[5-10]，主要表現(xiàn)在：一是鐮刀菌根腐病由以前的次要病害，逐漸發(fā)展成為危害最大的根莖病害，二是煙草黑脛病危害仍然較大，導致以前較抗黑脛病的烤煙品種抗性下降，如目前豫中煙區(qū)種植面積最大的‘中煙100’，由較抗黑脛病變?yōu)橹懈泻诿劜?，造成了煙草黑脛病危害加重；三是原來河南未見報道的煙草青枯?。?012 年前后開始在信陽、駐馬店等煙區(qū)局部發(fā)生。多種根莖類病害經(jīng)?；旌习l(fā)生，藥劑防治困難，往往造成煙株死亡。土壤作為根莖類病害病原存活的載體，地溫是對根莖類病害的發(fā)生、發(fā)展最重要的氣象因子。目前氣候因素對病害的影響研究，除煙草黑脛病的研究相對較多外，鐮刀菌根腐病、青枯病受氣候因素的影響研究較少，尤其是地溫方面的研究較少。因此，有必要對造成煙草根莖類病害危害上升的地溫因素進一步研究，明確煙株在不同生育期對地溫因素的適應范圍以及有利于根莖類病害發(fā)生危害的地溫條件，通過采取調(diào)整移栽期、覆膜、揭膜、灌水等針對性措施進行生態(tài)調(diào)控，以期為煙株正常生長發(fā)育創(chuàng)造有利的生態(tài)環(huán)境，幫助煙農(nóng)實現(xiàn)降害增收的目標。

1 材料與方法

1.1 氣象數(shù)據(jù)來源

2011—2020 年河南省重點產(chǎn)煙縣市（建安區(qū)、襄城、禹州、郟縣、寶豐、泌陽、確山、羅山、平橋、鄧州、方城、內(nèi)鄉(xiāng)、陜州、盧氏、澠池、靈寶、宜陽、洛寧等18個縣市）的0、5、10、20 cm 等不同土層地溫數(shù)據(jù)，來自各市氣象局；河南省目前主要有三大煙葉生態(tài)區(qū)，即是豫南煙區(qū)包括南陽、駐馬店、信陽，豫中煙區(qū)包括許昌、平頂山、漯河，豫西煙區(qū)包括三門峽、洛陽及濟源。

1.2 烤煙病害數(shù)據(jù)來源

2011—2021 年烤煙根莖類病害數(shù)據(jù)來自襄城縣煙草公司的普查結(jié)果，每年8 月底對全縣烤煙根莖類病害進行普查，普查面積不低于植煙面積的10%。

1.3 統(tǒng)計方法

利用襄城縣2011—2020年根莖類病普查數(shù)據(jù)，與當年不同生育期、不同土層的地溫進行相關分析、灰色理論分析[11-13]，以根莖類病害的病情指數(shù)為因變量，分別以不同生育期、不同土層地溫為自變量，分析不同生育期、不同土層地溫對根莖類病害的作用。統(tǒng)計軟件為Excel 2003、SPSS 26.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 河南省三大煙葉生態(tài)區(qū)生育期地溫的統(tǒng)計分析

2.1.1 豫南煙區(qū)生育期地溫的描述性分析 由表1 可知，豫南煙區(qū)土壤5 cm 處地溫以方城縣最低為25.72℃，鄧州市最高為26.95℃，豫南煙區(qū)5 cm地溫均值為26.46℃，各個產(chǎn)區(qū)間的溫度較為接近；5 cm處地溫數(shù)據(jù)的變異幅度不大，屬于低強度變異。土壤10 cm處地溫以方城縣最低為25.42℃，羅山縣最高為26.56℃，豫南煙區(qū)10 cm 地溫均值為26.10℃，溫差相距較??；10 cm 處地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)小于15，屬于低強度變異。土壤20 cm 處地溫以方城縣最低為24.81℃，羅山縣最高為25.96℃，溫差較小，豫南煙區(qū)20 cm地溫均值為25.49℃；20 cm處地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)相較于10 cm處有明顯降低，變異系數(shù)越小說明數(shù)據(jù)越集中。由上述分析可得，豫南煙區(qū)地溫最低處全部分布在南陽市的方城縣內(nèi)，地溫最高處主要集中在信陽市羅山縣內(nèi)，5 cm 處地溫最高區(qū)域在鄧州市。豫南煙區(qū)土壤生育期地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)較小均為低強度變異，說明生育期內(nèi)各個煙區(qū)土壤在相同土壤深度間的地溫較為接近，差距較小。

表1 豫南煙區(qū)生育期不同土層地溫描述性統(tǒng)計

2.1.2 豫中煙區(qū)生育期地溫的描述性分析 由表2 可知，豫中煙區(qū)土壤5 cm 地溫以建安區(qū)最低為25.33℃，寶豐縣最高為26.36℃，豫中煙區(qū)5 cm 地溫均值為25.94℃，各個產(chǎn)區(qū)間的溫度較為接近；5 cm 處地溫數(shù)據(jù)的變異幅度不大，屬于低強度變異。土壤10 cm 處地溫以建安區(qū)最低為25.13℃，寶豐縣最高為25.96℃，豫中煙區(qū)10 cm 地溫均值為25.60℃，溫差相距較小；10 cm 處地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)小于15，屬于低強度變異。土壤20 cm 處地溫以建安區(qū)最低為24.56℃，寶豐縣最高為25.32℃，溫差較小，豫中煙區(qū)20 cm地溫均值為25.03℃；20 cm處地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)相較于10 cm處有明顯降低，變異系數(shù)越小說明數(shù)據(jù)越集中。由上述分析可得，豫中煙區(qū)地溫最低處全部分布在建安區(qū)內(nèi)，地溫最高處全部分布在寶豐縣內(nèi)。豫中煙區(qū)土壤生育期地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)較小均為低強度變異，說明生育期內(nèi)各個煙區(qū)土壤在相同土壤深度間的地溫較為接近，差距較小。

表2 豫中煙區(qū)成熟期不同土層地溫描述性統(tǒng)計

2.1.3 豫西煙區(qū)生育期地溫的描述性分析 由表3 可知，豫西煙區(qū)土壤5 cm 處地溫以盧氏縣最低為22.98℃，靈寶縣最高為24.58℃，豫西煙區(qū)5 cm地溫均值為23.90℃；5 cm 處地溫數(shù)據(jù)的變異幅度不大，屬于低強度變異。土壤10 cm 處地溫以盧氏縣最低為22.74℃，靈寶縣最高為24.39℃，豫西煙區(qū)10 cm 地溫均值為23.65℃；10 cm處地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)小于15，屬于低強度變異。土壤20 cm處地溫以盧氏縣最低為22.20℃，靈寶縣最高為23.83℃，溫差較小，豫西煙區(qū)20 cm地溫均值為23.07℃；20 cm處地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)相較于10 cm 處有明顯降低，變異系數(shù)越小說明數(shù)據(jù)越集中。由上述分析可得，豫西煙區(qū)地溫最低處全部分布在三門峽市的盧氏縣內(nèi)，地溫最高處主要集中在三門峽市靈寶縣內(nèi)。豫西煙區(qū)土壤生育期地溫數(shù)據(jù)的變異系數(shù)較小均為低強度變異，說明生育期內(nèi)各個煙區(qū)土壤在相同土壤深度間的地溫較為接近，差距較小。

表3 豫西煙區(qū)生育期不同土層地溫描述性統(tǒng)計

2.2 河南煙區(qū)2011—2020 年地溫年際變化趨勢分析——以襄城縣為例

襄城是河南濃香型煙葉產(chǎn)區(qū)的典型代表，有著“煙葉王國”的盛譽，因此以襄城縣為例，分析烤煙不同生育期的0（地表）、5、10、20 cm土層溫度的變化趨勢，以探究地溫的變化情況及其對土壤病蟲害發(fā)生程度的影響。

2.2.1 煙草伸根期地溫的線性趨勢 對襄城縣土壤地表以及5、10、20 cm深度的溫度測量，并做出線性圖。由表4可知，襄城縣煙區(qū)伸根期地表溫度在2015年處于近10年最低值25.5℃，在2020年時最高，為29.6℃；5 cm地溫在2016 年時最低為23.0℃，在2020 年最高為26.1℃；10 cm 地溫在2016 年時最低為22.7℃，在2020年最高為25.7℃；20 cm 地溫在2016 年時最低為22.1℃，在2020 年最高為25.3℃。綜合可知，襄城縣2011—2020 年間伸根期土壤地表溫度在2015 年處于最低值，但不同深度的地溫在2016 年處于最低值，地表溫度和不同土層地溫的最高值均在2020年。

表4 襄城縣2011—2020年間煙草伸根期不同土層地溫 ℃

由圖1 可知，襄城縣烤煙伸根期地溫自2011—2020年間總體呈上升趨勢，土壤溫度在2011年開始呈波動狀態(tài)，但總體趨勢不變，在2015 年達到地變溫度最低值后，氣溫開始逐步回升，地表溫度和土壤溫度的趨勢變化大致相同，地表溫度相對于不同土層地溫間的地溫更高，且差距十分顯著，地表溫度相對波動更劇烈，不同土層地溫波動較平緩，且根據(jù)土壤深度的增加，地溫有明顯降低，如5 cm 地溫>10 cm 地溫>20 cm地溫，但總體來看3種土層間的溫度變化基本相同。

圖1 襄城2011—2020年間烤煙伸根期不同土層地溫的線性趨勢

2.2.2 煙草旺長期地溫的線性趨勢 由表5 可知，襄城縣烤煙旺長期地表溫度在2020 年處于最低值28.4℃，在2017年時地表溫度最高為34.0℃；5 cm地溫在2020年時最低為27.5℃，在2013 年最高為30.7℃；10 cm 地溫在2020年時最低為27.4℃，在2013年最高為30.0℃；20 cm 地溫在2020 年時最低為27.2℃，在2013 年最高為29.4℃。綜合可知，襄城縣2011—2020 年間旺長期土壤地表溫度在2020年處于最低值，地表溫度在2017年最高，不同土層的地溫在2013年最高。

表5 襄城縣2011—2020年間旺長期不同土層地溫 ℃

由圖2 可知，襄城縣烤煙旺長期地溫自2011—2020年間總體呈降低趨勢，地表溫度于2013年達到較大值后開始下降，于2016年達到一個較低值后地溫驟升，并于2017 年達到地表溫度最高值，往后地溫逐漸下降，在2020 年達到地表和深層土壤溫度的最低值，且地表溫度和土層溫度的趨勢變化大致相同，地表溫度相對于不同土層地溫間的地溫更高，且差距十分顯著，地表溫度相對波動更劇烈，不同土層地溫波動較平緩，且根據(jù)土壤深度的增加，地溫有明顯降低，但總體來看3種土層間的溫度變化基本相同。

圖2 襄城2011—2020年間烤煙旺長期不同土層地溫的線性趨勢

2.2.3 煙草成熟期地溫的線性趨勢 由表6 可知，襄城縣烤煙成熟期地表溫度在2011 年處于近10 年最低值28.4℃，在2013 年時襄城縣地表溫度最高為34.2℃。土壤5 cm地溫在2011年時最低為27.6℃，在2013年最高為31.8℃。土壤10 cm 地溫在2011 年時最低為27.4℃，在2013 年最高為31.4℃。土壤20 cm 地溫在2011 年時最低為27.1℃，在2013 年最高為30.6℃。綜合可知，襄城縣2011—2020年間成熟期土壤地表溫度和不同土層地溫在2011年處于最低值，地表溫度和不同土層地溫在2013年處于最高值。

表6 襄城縣2011—2020年間成熟期不同土層地溫 ℃

由圖3 可知，襄城縣成熟期地溫自2011—2020 年間總體呈先升高后降低趨勢，在2011年成熟期地溫處于最低值，后低地溫逐漸升高，于2013 年達到最高值且溫度變化較為平緩，但在2020 年地溫降低趨顯著。地表溫度和不同土層的地溫趨勢變化大致相同，地表溫度相對于不同土層地溫間的地溫更高，且差距十分顯著，地表溫度相對波動更劇烈，不同土層地溫波動較平緩，且根據(jù)土壤深度的增加，地溫有明顯降低，但總體來看3種土層間的溫度變化基本相同。

圖3 襄城縣2011—2020年間烤煙成熟期不同土層地溫的線性趨勢

2.2.4 生育期地溫的線性趨勢 由表7 可知，襄城縣生育期地表溫度在2011年處于近10年最低值27.2℃，在2013 年時襄城縣地表溫度最高為30.4℃。土壤5 cm地溫在2011 年時最低為25.7℃，在2013 年最高為28.3℃。土壤10 cm地溫在2011年時最低為25.4℃，在2013年最高為27.9℃。土壤20 cm地溫在2011年時最低為25.0℃，在2013年最高為27.3℃。綜合可知，襄城縣2011—2020 年間生育期土壤地表溫度和不同土層地溫在2011年處于最低值，地表溫度和不同土層地溫在2013年處于最高值。

表7 襄城縣2011—2020年間生育期不同土層地溫 ℃

由圖4 可知，襄城縣生育期地溫自2011—2020 年間總體呈上升趨勢，并于2013 年達到最高值，往后逐步趨于平緩，且地表溫度和不同土層溫度的趨勢變化大致相同，地表溫度相對于不同土層地溫間的地溫更高，且差距十分顯著，地表溫度相對波動更劇烈，不同土層地溫波動較平緩，且根據(jù)土壤深度的增加，地溫有明顯降低，但總體來看3 種土層間的溫度變化基本相同。

2.3 河南煙區(qū)2011—2021年根莖類病害發(fā)生趨勢分析——以襄城縣為例

襄城縣的煙草根莖類病害以黑脛病、鐮刀菌根腐病為主，根結(jié)線蟲病、根黑腐病零星發(fā)生，未發(fā)現(xiàn)煙草青枯病，因此以黑脛病和鐮刀菌根腐病為普查對象。

不同年份襄城縣根莖類病發(fā)生程度存在較大差異，少數(shù)年份發(fā)生較重，甚至存在部分絕收煙田。從普查結(jié)果（圖5）來看，2011、2015、2016、2018 年4 年發(fā)病相對較輕，平均病情指數(shù)在2以下，其次是2012、2014、2019、2020年等4個年份，病情指數(shù)在2～4之間，2013、2017、2021（7 月20 日特大洪水期間出現(xiàn)澇災）年3 年發(fā)病較重，平均病指分別為7.93、5.78、15.89，造成煙葉損失相對較大。

圖5 襄城縣2011—2020年間烤煙根莖類病害普查結(jié)果

2.4 根莖類病害發(fā)生程度與地溫的相關性分析

不同生育期、不同土層地溫與烤煙根莖類病害病情指數(shù)的相關分析結(jié)果表明，根莖類病害的病情指數(shù)與伸根期地表溫度(0 cm)、5、10、20 cm 地溫的相關系數(shù)分別為0.36、0.539*、0.539*、0.629*；根莖類病害的病情指數(shù)與旺長期地表溫度、5、10、20 cm地溫的相關系數(shù)分別為0.2、0.289、0.27、0.315；根莖類病害的病情指數(shù)與成熟期地表溫度、5、10、20 cm地溫的相關系數(shù)分別為0.111、0.111、0.111、0.18。除伸根期5、10、20 cm地溫與根莖類病害的相關系數(shù)達到顯著水平(t0.05)外，其他因素均未達到顯著水平。說明伸根期地溫對根莖類病害的影響較大，其中20 cm 地溫影響最大，而5、10 cm地溫的作用相當，而旺長期、成熟期地溫對病害的影響相對較小。

2.5 根莖類病害發(fā)生程度與地溫的灰色理論分析

灰色理論分析結(jié)果表明，不同時期的地溫中，對根莖類病害的影響伸根期＞旺長期＞成熟期，不同地層地溫中，一般20 cm>5 cm、10 cm>地表溫度。5、10 cm地溫對根莖類病害的影響差異不明顯，這與煙株根系主要分布在20 cm左右的土層有關。

3 結(jié)論與討論

（1）2011—2020 年河南地溫年際間變化較大，總呈上升趨勢，與氣溫變化趨勢基本一致。從烤煙不同生育期來看，同一土層地溫均表現(xiàn)為豫南煙區(qū)＞豫中煙區(qū)＞豫西煙區(qū)；

（2）對不同土層、不同生育期地溫與烤煙根莖類病害發(fā)生程度的相關分析表明，伸根期多個土層地溫對根莖類病害病情指數(shù)顯著相關，其中以20 cm 地溫的相關系數(shù)最大，其次是5、10 cm地溫，而與伸根期地表溫度(0 cm)以及旺長期、成熟期的不同土層地溫均無明顯相關性。烤煙伸根期（移栽后40 d內(nèi)）地溫越高，根莖類病害造成危害的風險越大，尤其是伸根期地溫在30℃以上的天數(shù)越多，對煙株根系造成的危害越大。

（3）同大多數(shù)農(nóng)作物一樣，煙株根系生長發(fā)育的最適宜溫度在25～28℃[1]，溫度過低或過高均不利于煙株根系生長發(fā)育，抗病抗逆性就弱。從前述根莖類病害與不同生育期、不同土層地溫的相關分析可知，烤煙根莖類病害主要與伸根期地溫有關，與其他時期的地溫相關性相對較小，因此，通過對地溫的生態(tài)調(diào)控主要在烤煙伸根期進行。

（4）推廣小苗膜下移栽、井窖式移栽技術(shù)[14-20]。河南煙區(qū)一般在4 月下旬—5 月上旬豫南、豫中、豫西先后完成移栽。移栽前后容易出現(xiàn)低溫、寒潮天氣，減少低溫或地溫較低對煙苗的影響是重點，因此，因地制宜采取膜下小苗移栽、井窖式移栽技術(shù)，提高地溫，減少低溫天氣或溫差過大對煙苗的不利影響。

（5）及時破膜、揭膜培土。地溫在超過30℃以后，地膜覆蓋保溫的作用已不需要，膜下高溫特別在灌水或降雨條件下可能導致膜下地溫過高，導致對根系的傷害。因而需要及時破膜或揭膜培土。

（6）推廣秸稈覆蓋技術(shù)，平抑地溫。秸稈覆蓋是一種比較有效的栽培模式[21-23]，前期在低溫時，有一定的增溫作用，對煙苗的根系生長有一定促進作用；后期氣溫上升，秸稈覆蓋不存在地膜下的高溫空氣環(huán)境，對煙株的根系傷害較小，同時還有一定的保墑作用，因而有條件的可以推薦代替地膜使用，多個研究結(jié)果表明，秸稈覆蓋有較好的增產(chǎn)、防病作用。

（7）適時灌水、優(yōu)先采用滴灌技術(shù)。雖然烤煙在伸根期需水量相對較少，煙苗存活后較長的時間內(nèi)，不用澆水，有利于煙苗根系的下扎。伸根期內(nèi)澆水，易造成土壤板結(jié)，根系僅在土壤表層生長造成根系較淺，反倒塌不利于煙株后期的生長發(fā)育。河南煙區(qū)普遍存在春旱情況，因此移栽時盡量澆足穴水，滿足煙苗在40 d左右的伸根期的存活需水[24-26]，伸根期末期在氣溫、地溫較高時，如地溫穩(wěn)定在30℃以上時，可以揭膜、灌水。滴灌有著節(jié)水、保持地溫波動不大以及可實現(xiàn)水肥一體化的優(yōu)勢，應該優(yōu)先使用。