烤烟节水灌溉制度与优化灌溉指标研究

摘要

2004～2005年在江苏省南京市采用蒸渗仪控制试验，以烤烟(NicotianatobacumL.)品种中烟100为试验材料，深入研究了土壤水分的时空动态变化，并系统研究了不同灌溉制度对烤烟耗水特性、叶面积指数与叶片数的消长动态、生理指标、烤烟干物质积累、叶片矿质养分含量、烤烟产量、品质及水分利用效率的影响。主要研究结果如下： 1、蒸渗仪控制下烟田土壤水分时空变化动态。烤烟全生育期0～20cm土层水分含量变化最为活跃，20～40cm土层次之，40～60cm土层较为稳定；并建立了不同土层土壤含水量随时间变化的数学模型，以此来推测烤烟土壤水分随时间的变化动态；烤烟伸根、旺长、成熟期计划湿润层深度分别以20～30cm、50～60cm、30～40cm较佳；各时期适宜的土壤相对含水量以60％-80％-70％和60％-80％-60％优于其它组合。 2、烟田不同土层土壤含水量与0～40cm及0～60cm土体水分含量的相关关系。烟田0～40cm土层土壤含水量与0～60cm土体水分含量间呈显著直线相关关系，全生育期的数学模型为y=3.9710+0.8468x0-40，旺长期为y=5.5433+0.7810x0-40，据上述方程可用0～40cm土层土壤水分含量估测0～60cm土体含水量，适宜于指导烤烟旺长期灌溉。烟田0～20cm耕层土壤含水量与0～40cm土层土壤含水量间也呈显著直线相关关系，全生育期的数学模型为y=6.4859+0.7094x0-20，成熟期为y=6.9930+0.6480x0-20，据上述模型可用0～20cm耕层土壤含水量估测0～40cm土层的水分含量，适用于指导烤烟成熟期灌溉。 3、不同灌溉制度对烤烟耗水特性的影响。烤烟的耗水特性受灌溉制度的制约，烤烟全生育期的耗水量在3000m3/hm2左右，其中伸根期500m3/hm2左右、旺长期1500m3/hm2左右、成熟期小于1000m3/hm2。烤烟伸根期耗水主要集中在0～20cm土层，旺长期0～20cm、20～40cm、40～60cm三个土层消耗比例基本一致；成熟期耗水主要集中在0～40cm土层。因此烤烟伸根期灌溉计划湿润层深度以20cm为宜，旺长期应大于40cm，成熟期以40cm较为适宜。 4、不同灌溉制度下烤烟叶面积指数和叶片数的消长动态。不同灌溉制度下烤烟叶面积指数和叶片数的变化均呈“S”型曲线，建立了不同灌溉制度下烤烟叶面积指数和叶片数消长的普适增长模型和指数增长模型，用普适增长模型可较好地模拟叶面积指数和叶片数变化动态，但用修正的指数增长模型模拟的效果更好，模拟值与实测值间的相关系数高于普适增长模型，可作为模拟烤烟叶面积指数和叶片数消长的优化模型。 5、不同灌溉制度对烤烟光合特性及叶片细胞液浓度的影响。烤烟伸根期土壤含水量控制下限指标为田间持水量的60％、旺长期80％、成熟期70％或60％，能提高烤烟叶片的气孔导度、净光合速率，降低蒸腾速率，并可提高烤烟叶片的水分利用效率。叶片细胞液浓度随土壤含水量的变化而变化，建立了叶片细胞液浓度与不同土层土壤含水量间的关系模型，椐此可以预测不同土层的土壤含水量。 6、不同灌溉制度对烤烟干物质积累及矿质养分含量的影响。烤烟伸根、旺长、成熟期水分组合为60％-80％-70％或60％-80％-60％，可增加成熟期烤烟全株干物质积累量，提高干物质在根和叶片中的分配比例，干物质在各器官中的分配比例比较协调。烤烟各时期以60％-80％-70％的组合可在一定程度上降低成熟期烤烟叶片中总氮含量，提高叶片中全钾含量。 7、不同灌溉制度对烤烟产量、品质及水分利用效率的影响。烤烟伸根、旺长、成熟期土壤含水量下限指标分别控制在田间持水量的60％、80％、70％，烟叶化学成分含量适宜，比例协调，各项经济性状较好，水分利用效率较高，可作为烤烟较优的灌溉制度。烟叶的产量及水分利用效率随全生育期需水量的增加先增加后降低，出现“报酬递减”现象。分析了烤烟叶面积指数对烟叶产量的影响，并讨论了各主要时期的适宜模式。 8、综合分析提出了蒸渗仪控制下烤烟的节水灌溉制度和优化灌溉指标模型。烤烟伸根、旺长、成熟期土壤含水量控制下限分别为60％、80％、70％，灌水量分别为560m3/hm2、1245m3/hm2、1060m3/hm2；灌水次数为每时期灌水2次；各生育阶段土壤计划湿润层深度依次为20cm、60cm、40cm；每次的灌水时间视土壤水分下限指标而定。烟田土壤含水量的时间动态模型，0～20cm土层为W=aebt，20～40cm土层为W=aebt和W=a+bt+ct2；烤烟灌溉计划湿润层土壤含水量估测的线性模型，0～40cm土层为y=a+bx0-20，0～60cm土体为y=a+bx0-40；烤烟叶片细胞液浓度估测土壤含水量的指数递减模型为W=aebC。

目录

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致谢

摘要

1文献综述

2引言

3材料与方法

4结果与分析

5结论与讨论

参考文献

附录：攻读硕士学位期间发表及投稿论文