| |  | | 烤烟对控制性分根交替灌水的适应性研究 | | 来源：烟草在线专稿 作者： 蔡寒玉 汪耀富 发表时间：2005-8-16 | 烟草在线专稿 摘 要：针对我国干旱烟区水资源供需矛盾的现状，采用盆栽试验，研究分析了控制性分根交替灌水对烤烟生长发育和水分利用效率的影响及应用的可行性。
关键词：烤烟；控制性分根交替灌水；适应性
康绍忠和张建华等[1]根据作物光合作用、蒸腾失水与叶片气孔开度的关系以及根系对作物水分利用效率的生理功能，提出了控制性分根交替灌溉（CRAI）。这种新型灌溉方法通过不同区域根系的交替干湿锻炼，提高根系吸收功能，增加其对水分和养分的利用率，以不牺牲作物的光合产物积累而达到节水的目的。为了探明烤烟对这种灌溉方式的适应状况，我们于2004年在中国烟草白肋烟试验站采用分根交替灌水方式，研究了CRAI对盆栽条件下的烤烟生长发育的影响及其节水效应，以期为我国干旱烟区提供一条解决水资源供需矛盾的新途径。
1.材料与方法
1.1试验条件
采用防雨控水盆栽试验，品种为K326，移栽期为5月20日。试验用盆高30cm、内径35cm，每盆装干土12.5kg。试验用土为黄棕壤，田间持水量35.58%，容重1.26g/cm3。试验设5个供水处理：对照（CK）盆内土壤不分区，每次灌水时对盆内土壤充分均匀灌水，每次灌水量达到田间持水量的95%；围灌处理（A）和控制固定1/2（B）区域交替灌水处理，每次灌水量为对照灌水量的2/3； 围灌处理（C）和控制固定1/2（D）区域交替灌水处理，每次灌水量为对照灌水量的1/2。交替灌水处理的盆用塑料布分根，以阻止水分侧向交换，每次灌水轮流灌各区土体。每处理20盆，共60株。在烟草的伸根期、旺长期和成熟期对照的土壤水分控制下限指标分别为田间持水量的60%、75%和70%。灌水处理前保证土壤水分充足，确保烟株成活和试验处理的一致性。5月30日所有试验盆土都达到预计含水量后即开始控水，每天18：00称取盆重，补充当天失去的水分，使各处理保持设定的含水量，控水10后测定各项生理生态指标。
1.1测定项目与方法
土壤含水量用称重法测定，每天测定一次各盆不同分区的实际含水量，当其低于设计的土壤下限时，用量杯加水，记录每次灌水量，由水量平衡方程计算各时期总的耗水量。农艺性状用常规法测定，每10d测定一次烟株的株高、叶数、叶面积和干物质积累量。叶绿素测定采用邹琦的方法[2]，每10d取各处理烟株自上而下第八片展开叶为测定材料。根系活力用改良TTC法[3]，每10d取各处理烟株根系测定。水分利用效率（WUE）用各处理叶片烘干重与总耗水量的比值表示。
2.结果与分析
2.1不同灌水处理对烤烟地上部生长的影响
由表1可以看出，各处理株高按如下顺序呈下降趋势：CK>A>B>C>D。方差分析表明，对照与其他处理呈显著性差异，处理A与B差异不明显，处理C与D差异不明显，而处理A、B与处理C、D差异达到显著性水平，说明相同灌水量的1/2交替灌水处理与围灌处理其株高无明显差异。茎围测定结果表明，相同灌水量的1/2交替灌水处理比围灌处理明显增粗，且灌水量高的1/2交替灌水处理比灌水量低的1/2交替灌水处理更有助于增加茎围，这可以使烟株生长健壮且防倒伏，方差分析结果同上。从烟株最大叶长×宽测定结果可以看出，对照开片最大，处理B比A开片大，处理C比D开片大但都比处理A和B小。 说明灌水量高的1/2交替灌水处理比围灌处理有助于烟叶开片。对各处理的叶片数和叶片含水量（以鲜重计，下同）分析表明，各处理叶片数差异不大，叶片数量由21减少到18个；对照的叶片含水量最大，其次分别为处理C，D和A，最小为处理B，说明相同灌水量的1/2交替灌水处理比围灌处理有叶片含水量下降的趋势。对各处理叶片数和叶片含水量进行方差分析表明，各处理均未达到显著性差异。
2.2不同处理对烤烟地下部生长和根冠比的影响
试验结果（表2）表明，灌水量高的控制1/2区域交替灌水具有促进根系生长的作用，处理B的根系干重比全部均匀灌水的对照增加；而灌水量低的控制1/2区域交替灌水，其根系干重比对照减少。相同灌水量的处理比较表明，处理B较A根系干重增加，处理D较C根系干重减少。对根冠比结果分析表明，控制1/2区域交替灌水处理均比对照提高了根冠比，且各时期都以B处理最大，D处理其次，对照最小。
相同灌水量的处理比较表明，1/2区域交替灌水比围灌能更好的增加根冠比。不仅如此，试验中发现控制1/2区域交替灌水处理的烟株侧根系较其它处理发达。表明灌水量高的控制1/2区域交替灌水处理通过对根系的干、湿交替锻炼对根系生长具有促进作用，同时有助于侧根系的生长。
2.3 不同处理对烤烟叶片叶绿素含量的影响
由图1可以看出各处理全生育期的叶绿素含量均呈先上升后下降的变化趋势，但各处理达到峰值的时间不同，对照大约在移栽后63d而其他处理在73d左右达到最大值。移栽后63d以前对照的叶绿素含量在各时间段均最大，其次为处理B、A和D，最小为处理C。63d后对照叶绿素含量的下降幅度较其他处理变大，其值迅速下降为最小，处理B的叶绿素含量上升为最大。相同灌水量的处理比较表明， 1/2交替灌水处理比围灌处理的叶绿素含量在各生育期均高。交替灌水处理比较表明，灌水量大的处理比灌水量小的处理其叶绿素含量在各生育期均高。不同处理在各个生育阶段的叶绿素a/b比较表明，其值无明显差异。
表1不同处理叶绿素含量的变化
2.4 不同处理对烤烟根系活力的影响
根系的生长状况和活力水平直接影响地上部分的生长[4]。图2表明，不同处理全生育期的根系活力均呈先上升后下降的变化趋势，且以处理D的峰值最大。与对照相比，处理B和D的根系活力最大值分别比其增加了52ug/（g·h）和74 ug/（g·h）。相同灌水量的处理比较表明，控制1/2区域交替灌水处理较围灌处理的根系活力在各时期的测定值都大。说明，控制1/2区域交替灌水在各生育时期均能明显增加烤烟根系活力。
表2不同处理根系活力的变化
2.5分根交替灌溉节水效益及用水效率
由试验结果（表3）可以看出，不同处理的WUE变化情况如下：处理B>处理A>处理C>对照>处理D。处理B的WUE最大为5.51g/kg，比对照高1.19 g/kg；处理D的WUE仅为4.19 g/kg，低于对照的4.32 g/kg。相同灌水量处理的WUE比较，处理B高于处理A，而处理D低于处理C，说明低灌水量的1/2区域交替灌水方式较围灌方式难以提高水分利用效率，而高灌水量的1/2区域交替灌水方式较围灌方式能提高水分利用效率。相对于对照而言，1/2区域交替灌水的处理B其叶片干物质下降了15%，而耗水量下降了33.3%，水分利用效率大幅度提高，节水效果明显。
表3不同处理的耗水量与水分利用效率
3.结果与讨论
本试验结果表明，控制性分根交替灌水的灌水量达到对照灌水量的2/3处理，叶片干物质重减少15%，而耗水量下降了33.3%，水分利用效率大幅度提高，节水效果明显；而灌水量为对照灌水量的1/2时，节水效果不好，其水分利用效率低于对照的0.13 g/kg，这与粱宗锁等[5]在玉米上的研究结果不一致。可能是由于位于干旱区的根系产生一种根信号，主要是ABA，供给地上叶片，以调节叶片气孔保持最适开度[6]以及不同作物对分根交替灌水的反应不同引起的。试验中高供水量的控制性分根交替灌水处理植株生长健壮，根系干重和根冠比增加，叶绿素含量和根系活力峰值出现时间比对照较晚。
控制性分根交替灌溉突破了传统的充分、均匀湿润作物根层的灌溉概念，作为一种新型的灌溉技术，尽管已有一定的理论基础和实践方案，但对于烤烟的大田效果及根系生长与吸收机理等问题还需进一步研究。
参考文献：
[1] 康绍忠，张建华，粱宗锁，等。控制性分根灌溉－一种新的农田节水调控思路[J]。干旱地区农业研究，1997，15（1）：1-6。
[2]邹琦。植物生理生化实验指导[M]。北京:中国农业出版社，1995。
[3]白宝璋，金锦子，白菘，等。玉米根系活力TTC测定法的改良[J]。玉米科学，1994，2（4）：44-47。
[4] 左天觉著，朱尊权等译。烟草的生产、生理和生物化学[M]。上海：上海远东出版社，1993。
[5]粱宗锁，康绍宗，胡炜，等。控制性分根交替灌水的节水效应[J]。农业工程学报，1997，13（4）：58-63。
[6] Daives W J and Zhang J .Root signals and the regulation of growth and development of plants in drying soil，Annu Rev[J] .Plant Physiol，1991，42:55-76.
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