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摘要 [目的]为了掌握贵阳市烟田主要土壤水分变化动态,为烟田灌溉提供理论依据。[方法] 分别对自然条件下不同季节、不同土层深度和坡度的自然降雨土壤水分动态进行研究。[结果]贵阳烟区在烤烟旺长期和成熟前期阶段性的土壤含水量是亏缺的,将限制烟叶产质量提高;成熟后期0~40 cm土层土壤含水量最高,伸根期变幅最小,旺长期各土层的土壤含水量最低;受烤烟根系吸水综合作用的影响,层深15 cm的土壤受地表蒸发的影响强烈,而层深30 cm的土层正是烤烟根系密集区域,受根系的吸水影响较大;坡度可加大地表径流的作用,减少雨水的就地入渗量,降低烟地的蓄水量、保水量。 [结论] 自然雨养烟田土壤含水量呈浅“V”型,控水烟田土壤含水量呈倒“V”型,说明烟田抗旱能力随坡度增加而减低,在干旱季节旺长期和成熟期适量补水有利于烤烟产量的形成和品质的提升。
关键词 烤烟;水分;土壤;动态;特征
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)17-05437-03
Abstract [Objective] The research aimed to grasp moisture dynamics in the main tobacco field soil, and provide a theoretical basis for the tobacco field irrigation. [Method] Under natural conditions in different seasons, different soil depth and slope,natural rainfall and soil moisture dynamic were studied. [Result] Guiyang soil moisture was deficient in vigorous growing period and the mature stage, which would limit the tobacco leaf production and quality improvement. Soil moisture was the highest in the late stage of maturation late in 0-40 cm, that in root extending stage was the smallest, and soil moisture content in the period of vigorous growth was the lowest. Affecting by the comprehensive effect of water uptake of flue cured tobacco root, soil in the layer 15 cm was influenced strongly by surface evaporation, and 30 cm deep soil layer was the tobacco root dense regions, which was affected strongly by the absorption of root. Slope could increase the surface runoff, reduce rainfall infiltration,and reduce smoke water storage and water holding capacity. [Conclusion] The natural rained tobacco field soil water content showed shallow “V” type, and control water content showed inverted “V” type. The drought resistance of tobacco field decreased with the increase of the slope. During the dry season, water in growing and mature period of fluecured tobacco was favorable for the formation and the enhancement of the quality.
Key words Fluecured tobacco; Water; Soil; Dynamic; Characteristic
所有雨水只有进入土壤才能转化为土壤水,才能被植物吸收利用。土壤水是作物吸水的最主要来源。烤烟生长所需要的水分是由根系从土壤中获取的[1-2]。喀斯特山区雨养农业的特点决定了降雨是土壤水分的唯一直接来源。接触土壤的雨水有2个主要的去向,一部分通过地表径流而流失,另一部分入渗土壤[3-5]。入渗土壤的水分表现出渗漏、保持在土壤、地面蒸发、植物蒸腾等去向。在向下渗漏水分的过程中将导致土壤垂直梯度上表现出不同的水分容量。因此,土壤含水量影响烤烟生长。在烤烟雨水的时空变异中,在烤烟优化灌溉技术中烟田土壤水分动态变化是重要的研究特征之一[6-7]。
1 材料與方法
在自然降雨条件下,测定不同时段土壤含水量,研究烟田土壤水分的季节变化。设定不同的土壤层次,测定土壤含水量,研究烟田土壤水分垂直梯度变化。
设烟田不同坡度:处理①坡度0~5°,处理②坡度5°~10°,处理③坡度10°~15°,处理④坡度15~20°,研究烟田不同坡度土壤水分变化。同时,采用遮雨塑料大棚下的盆栽试验与田间简易遮雨棚下的田间试验。
2 结果与分析
2.1 贵阳烟区烤烟生长季内烟田土壤含水量变化特征 通过对烟田土壤水分的实际定点观测,得到烤烟大田生育期土壤水分变化(0~40 cm)的基本数据,依据观测数据绘制烟田土壤水分季节动态变化图。
图1表明,雨水作为唯一的土壤水分表现出与降雨量有很好的相关性。在烤烟伸根期(移栽后14~28 d)土壤水分含量大,平均高出适宜水分含量值十多个百分点,水分过多对烤烟前期的根系发育十分不利,此期应做好烟田的排水工作;在旺长期(移栽后35~63 d)烤烟需水量急剧增加,而此时的降雨不能相应地同步满足烤烟的需求,水分亏缺较严重;在成熟前期(移栽后150~171 d)降水与烤烟的需水在总量上与旺长期相比虽较适宜,但因降雨的时空分配不均,阶段性缺水也较突出,表明土壤水分在烤烟旺长期和成熟前期的阶段性是亏缺的,将限制烟叶产质量的进一步提高,因此这2个时期是烟田补水的关键时期;在成熟后期(移栽178 d以后)烟田水分常常多于烤烟的需求量,应注意田间的排水情况,以免发生淹渍造成后期烟叶贪青晚熟。
2.2 贵阳烟区烟田土层垂直梯度土壤含水量变化
根据供试烟地土壤水分的分层测定结果,绘制烟田土壤水分垂梯度变化图。图2表明,烟田土壤水分垂直梯度变化表现为增长型,即土壤含水量的垂直梯度变化基本表现为随着土壤深度的增加而增加。这主要是降雨入渗分布与土壤水分向上蒸发综合作用的结果。
图2还表明,0~45 cm土壤含水量的变化较大,反映出降雨和烤烟需水、蒸发对表层土壤含水量的影响较大;而45 cm以下土层土壤含水量变化较稳定,说明降雨和烤烟需水、蒸发对下层土壤含水量的影响较小。图3表明,以成熟后期0~40 cm土层土壤含水量最高,伸根期变幅最小。这一结果与同期当地的降雨情况以及烟田腾发量密切相关,成熟后期降雨多过需求,而伸根期降雨较均匀且需水量不大。旺长期各土层的土壤含水量最低,这可能是由于烤烟进入旺长期后需水量急剧增加而此期较干旱综合作用的结果。成熟期0~40 cm土壤含水量增加主要是7月中下旬降雨补充的结果,也说明降雨对土壤水分的影响主要是在0~45 cm土层。采收完毕后,烟田各土层土壤含水量稍有升高,主要是由于烤烟停止吸水,同时气温回落,蒸发减小。
2.3 贵阳区烟田耕层土壤含水量变化
根据供试烟地土壤耕层水分的分层测定结果,绘制烟田土壤水平梯度变化图。图4表明,层深15、30 cm 的烟田土壤变化较大,层深45、60 cm 的烟田土壤变化幅度较小,层深15 cm的烟田土壤含水量明显比层深30 cm及以下要小。这主要是同期降雨、地表蒸发、烤烟根系吸水综合作用的结果。层深15 cm的土壤受地表蒸发的影响强烈,而层深30 cm的土层正是烤烟根系密集区域,根系的吸水影响较大。
2.4 烟田坡度变化对土壤含水量的影响
喀斯特地貌下烟田大量分布在不同坡度的地块上。不同坡度下土壤容纳雨水的能力必然有较大的差异。根据不同坡度烟田土壤水分的定位观测数据,在烟田的缺水时期,坡度大可以明显降低土壤水分含量,并且这种作用有随坡度增加而递增的趋势。3种样地中以坡度为20°样地对土壤含水量的影响最为明显,10°样地次之,0°样地最高。3种样地土壤含水量0~30 cm是增加的,30~60 cm样地变化不明显,但是10°和20°样地是不断减少的,20°样地变化较快。到层深60 cm时10°和20°样地差异不大,但明显低于0°样地。主要原因是坡度增加了地表径流的作用,减少了雨水的就地入渗量,同时烟地的蓄水量、保水量降低。由此可知,抗旱能力随坡度的增加而减低。
2.5 烤烟生育期内降水、径流的特征 根据对试验田径流小区的测定,得到烤烟不同生育阶段降雨量、径流量和有效降雨量。图5表明,在整个生育期内降雨呈单峰型,以旺长期降雨最多,多达206.7 mm,其次是伸根期126.1 mm,成熟前期和成熟后期分别为108.2、91.5 mm。但是,由于各个时期内的连续降雨或单次降雨强度大,烟田径流也比较严重。
4个时期伸根期没有发生径流,旺长期径流量为16.8 mm;成熟前期和后期均达到10 mm以上。除径流之外的有效降雨总体趋势仍呈单峰型。与生育期内实际降雨量趋势类似,稍有不同的是,成熟后期比伸根期稍低。这可能是由于伸根期之前由于该区的春旱而造成土壤含水量低,土壤可以容纳较多的水分,同时土壤比较疏松,不易发生径流;而到了烤烟成熟后期,土壤含水量已经有了较大的提高(相比伸根期),而且烟田随着烟叶采收工作的进行发生不同程度的板结,径流较严重。
2.6 不同水分处理对土壤含水量的影响
结合烤烟需水和水分影响烤烟生长发育的研究,测定了不同土壤水分控制条件下的土壤水分含量。
图6表明,在伸根期自然降雨处理烟田含水量高于控水处理烟田,而旺长期含水量明显低于控水处理。2种处理的
水分动态变化趋势也是不同的,即自然雨养烟田呈浅“V”型,
控水烟田则呈倒
“V”型。相同之处是2种处理下的烟田成熟期的趋势是类似的,呈现一种缓慢上升的趋势。相比较而言,自然雨养烟田后期的含水量稍高于控水处理。
3 讨论
贵阳市是典型的喀斯特山区,烟区地势、地质、地貌和土壤类型较为复杂。该研究只对贵阳市开阳县龙岗片区植烟土地进行了分析和研究,其代表性有待进一步研究和验证。
参考文献
[1]汪耀富,李广安. 不同灌水条件下烤烟耗水特征和用水效率的研究[J].中国烟草,1995(1):4-8.
[2] 何健,陈江华,宫长荣. 河南省中壤烟区烤烟需水指标与需水模型研究[D].郑州:河南农业大学,2004:44-45.
[3] 张秋英,刘晓冰,金剑,等.水肥耦合对大豆光合特性及产量品质的影响[J].干旱地区农业研究,2003(1):47-50.
[4] 王力,邵明安,侯慶春.水、氮、磷对杨树生物量的耦合效应[J].北京林业大学学报,2000(3):19-22.
[5] 于亚军,李军,贾志宽,等.旱作农田水肥耦合研究进展[J].干旱地区农业研究,2005(3):220-224.
[6] 姚维传.作物节水研究进展[J].安徽技术师范学院学报,2001(4):13-16.
[7] 郑险峰,翟丙年,韩建刚,等.水肥耦合对冬小麦不同生育期质膜透性的影响[J].西北植物学报,2002(2):221-228.
关键词 烤烟;水分;土壤;动态;特征
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)17-05437-03
Abstract [Objective] The research aimed to grasp moisture dynamics in the main tobacco field soil, and provide a theoretical basis for the tobacco field irrigation. [Method] Under natural conditions in different seasons, different soil depth and slope,natural rainfall and soil moisture dynamic were studied. [Result] Guiyang soil moisture was deficient in vigorous growing period and the mature stage, which would limit the tobacco leaf production and quality improvement. Soil moisture was the highest in the late stage of maturation late in 0-40 cm, that in root extending stage was the smallest, and soil moisture content in the period of vigorous growth was the lowest. Affecting by the comprehensive effect of water uptake of flue cured tobacco root, soil in the layer 15 cm was influenced strongly by surface evaporation, and 30 cm deep soil layer was the tobacco root dense regions, which was affected strongly by the absorption of root. Slope could increase the surface runoff, reduce rainfall infiltration,and reduce smoke water storage and water holding capacity. [Conclusion] The natural rained tobacco field soil water content showed shallow “V” type, and control water content showed inverted “V” type. The drought resistance of tobacco field decreased with the increase of the slope. During the dry season, water in growing and mature period of fluecured tobacco was favorable for the formation and the enhancement of the quality.
Key words Fluecured tobacco; Water; Soil; Dynamic; Characteristic
所有雨水只有进入土壤才能转化为土壤水,才能被植物吸收利用。土壤水是作物吸水的最主要来源。烤烟生长所需要的水分是由根系从土壤中获取的[1-2]。喀斯特山区雨养农业的特点决定了降雨是土壤水分的唯一直接来源。接触土壤的雨水有2个主要的去向,一部分通过地表径流而流失,另一部分入渗土壤[3-5]。入渗土壤的水分表现出渗漏、保持在土壤、地面蒸发、植物蒸腾等去向。在向下渗漏水分的过程中将导致土壤垂直梯度上表现出不同的水分容量。因此,土壤含水量影响烤烟生长。在烤烟雨水的时空变异中,在烤烟优化灌溉技术中烟田土壤水分动态变化是重要的研究特征之一[6-7]。
1 材料與方法
在自然降雨条件下,测定不同时段土壤含水量,研究烟田土壤水分的季节变化。设定不同的土壤层次,测定土壤含水量,研究烟田土壤水分垂直梯度变化。
设烟田不同坡度:处理①坡度0~5°,处理②坡度5°~10°,处理③坡度10°~15°,处理④坡度15~20°,研究烟田不同坡度土壤水分变化。同时,采用遮雨塑料大棚下的盆栽试验与田间简易遮雨棚下的田间试验。
2 结果与分析
2.1 贵阳烟区烤烟生长季内烟田土壤含水量变化特征 通过对烟田土壤水分的实际定点观测,得到烤烟大田生育期土壤水分变化(0~40 cm)的基本数据,依据观测数据绘制烟田土壤水分季节动态变化图。
图1表明,雨水作为唯一的土壤水分表现出与降雨量有很好的相关性。在烤烟伸根期(移栽后14~28 d)土壤水分含量大,平均高出适宜水分含量值十多个百分点,水分过多对烤烟前期的根系发育十分不利,此期应做好烟田的排水工作;在旺长期(移栽后35~63 d)烤烟需水量急剧增加,而此时的降雨不能相应地同步满足烤烟的需求,水分亏缺较严重;在成熟前期(移栽后150~171 d)降水与烤烟的需水在总量上与旺长期相比虽较适宜,但因降雨的时空分配不均,阶段性缺水也较突出,表明土壤水分在烤烟旺长期和成熟前期的阶段性是亏缺的,将限制烟叶产质量的进一步提高,因此这2个时期是烟田补水的关键时期;在成熟后期(移栽178 d以后)烟田水分常常多于烤烟的需求量,应注意田间的排水情况,以免发生淹渍造成后期烟叶贪青晚熟。
2.2 贵阳烟区烟田土层垂直梯度土壤含水量变化
根据供试烟地土壤水分的分层测定结果,绘制烟田土壤水分垂梯度变化图。图2表明,烟田土壤水分垂直梯度变化表现为增长型,即土壤含水量的垂直梯度变化基本表现为随着土壤深度的增加而增加。这主要是降雨入渗分布与土壤水分向上蒸发综合作用的结果。
图2还表明,0~45 cm土壤含水量的变化较大,反映出降雨和烤烟需水、蒸发对表层土壤含水量的影响较大;而45 cm以下土层土壤含水量变化较稳定,说明降雨和烤烟需水、蒸发对下层土壤含水量的影响较小。图3表明,以成熟后期0~40 cm土层土壤含水量最高,伸根期变幅最小。这一结果与同期当地的降雨情况以及烟田腾发量密切相关,成熟后期降雨多过需求,而伸根期降雨较均匀且需水量不大。旺长期各土层的土壤含水量最低,这可能是由于烤烟进入旺长期后需水量急剧增加而此期较干旱综合作用的结果。成熟期0~40 cm土壤含水量增加主要是7月中下旬降雨补充的结果,也说明降雨对土壤水分的影响主要是在0~45 cm土层。采收完毕后,烟田各土层土壤含水量稍有升高,主要是由于烤烟停止吸水,同时气温回落,蒸发减小。
2.3 贵阳区烟田耕层土壤含水量变化
根据供试烟地土壤耕层水分的分层测定结果,绘制烟田土壤水平梯度变化图。图4表明,层深15、30 cm 的烟田土壤变化较大,层深45、60 cm 的烟田土壤变化幅度较小,层深15 cm的烟田土壤含水量明显比层深30 cm及以下要小。这主要是同期降雨、地表蒸发、烤烟根系吸水综合作用的结果。层深15 cm的土壤受地表蒸发的影响强烈,而层深30 cm的土层正是烤烟根系密集区域,根系的吸水影响较大。
2.4 烟田坡度变化对土壤含水量的影响
喀斯特地貌下烟田大量分布在不同坡度的地块上。不同坡度下土壤容纳雨水的能力必然有较大的差异。根据不同坡度烟田土壤水分的定位观测数据,在烟田的缺水时期,坡度大可以明显降低土壤水分含量,并且这种作用有随坡度增加而递增的趋势。3种样地中以坡度为20°样地对土壤含水量的影响最为明显,10°样地次之,0°样地最高。3种样地土壤含水量0~30 cm是增加的,30~60 cm样地变化不明显,但是10°和20°样地是不断减少的,20°样地变化较快。到层深60 cm时10°和20°样地差异不大,但明显低于0°样地。主要原因是坡度增加了地表径流的作用,减少了雨水的就地入渗量,同时烟地的蓄水量、保水量降低。由此可知,抗旱能力随坡度的增加而减低。
2.5 烤烟生育期内降水、径流的特征 根据对试验田径流小区的测定,得到烤烟不同生育阶段降雨量、径流量和有效降雨量。图5表明,在整个生育期内降雨呈单峰型,以旺长期降雨最多,多达206.7 mm,其次是伸根期126.1 mm,成熟前期和成熟后期分别为108.2、91.5 mm。但是,由于各个时期内的连续降雨或单次降雨强度大,烟田径流也比较严重。
4个时期伸根期没有发生径流,旺长期径流量为16.8 mm;成熟前期和后期均达到10 mm以上。除径流之外的有效降雨总体趋势仍呈单峰型。与生育期内实际降雨量趋势类似,稍有不同的是,成熟后期比伸根期稍低。这可能是由于伸根期之前由于该区的春旱而造成土壤含水量低,土壤可以容纳较多的水分,同时土壤比较疏松,不易发生径流;而到了烤烟成熟后期,土壤含水量已经有了较大的提高(相比伸根期),而且烟田随着烟叶采收工作的进行发生不同程度的板结,径流较严重。
2.6 不同水分处理对土壤含水量的影响
结合烤烟需水和水分影响烤烟生长发育的研究,测定了不同土壤水分控制条件下的土壤水分含量。
图6表明,在伸根期自然降雨处理烟田含水量高于控水处理烟田,而旺长期含水量明显低于控水处理。2种处理的
水分动态变化趋势也是不同的,即自然雨养烟田呈浅“V”型,
控水烟田则呈倒
“V”型。相同之处是2种处理下的烟田成熟期的趋势是类似的,呈现一种缓慢上升的趋势。相比较而言,自然雨养烟田后期的含水量稍高于控水处理。
3 讨论
贵阳市是典型的喀斯特山区,烟区地势、地质、地貌和土壤类型较为复杂。该研究只对贵阳市开阳县龙岗片区植烟土地进行了分析和研究,其代表性有待进一步研究和验证。
参考文献
[1]汪耀富,李广安. 不同灌水条件下烤烟耗水特征和用水效率的研究[J].中国烟草,1995(1):4-8.
[2] 何健,陈江华,宫长荣. 河南省中壤烟区烤烟需水指标与需水模型研究[D].郑州:河南农业大学,2004:44-45.
[3] 张秋英,刘晓冰,金剑,等.水肥耦合对大豆光合特性及产量品质的影响[J].干旱地区农业研究,2003(1):47-50.
[4] 王力,邵明安,侯慶春.水、氮、磷对杨树生物量的耦合效应[J].北京林业大学学报,2000(3):19-22.
[5] 于亚军,李军,贾志宽,等.旱作农田水肥耦合研究进展[J].干旱地区农业研究,2005(3):220-224.
[6] 姚维传.作物节水研究进展[J].安徽技术师范学院学报,2001(4):13-16.
[7] 郑险峰,翟丙年,韩建刚,等.水肥耦合对冬小麦不同生育期质膜透性的影响[J].西北植物学报,2002(2):221-228.