不同灌溉方式对烟草生长、产量与水分利用效率的影响

樊　毅，王君勤，崔宁博，张宽地，康小平，，周　芸

(1 四川省水利科学研究院，四川 成都 610072；2 四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 水利水电学院，四川 成都 610065；3 西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100)



不同灌溉方式对烟草生长、产量与水分利用效率的影响

樊毅1，王君勤1，崔宁博2，张宽地3，康小平1，2，周芸1

(1 四川省水利科学研究院，四川 成都 610072；2 四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 水利水电学院，四川 成都 610065；3 西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100)

[摘要]【目的】 确定烟草节水灌溉适宜的推广模式, 促进烟草生产节水增产和提质增效。【方法】 根据烟草需水特性设置了沟灌、穴灌和滴灌(即G、X、D)3种灌水方式及低、中、高(即L、M、H)3个灌水水平与对照(雨养，即CK)共10个处理，每个处理3次重复，研究不同灌水处理对烟草生长、光合特性、产量及水分利用效率的影响。【结果】 滴灌、穴灌和沟灌各处理的烟草株高、茎围和单叶面积均明显优于CK，且以DM、DH处理最优，差异达极显著水平(P<0.01)；滴灌、穴灌在显著提高烟草叶片净光合速率(Pn)的同时降低了蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)，使叶片羧化速率(CE)与瞬时水分利用效率(WUEi)显著提高，以DM、XH处理效果最明显；不同灌水处理中，XH处理与GM、GH处理产量无显著差异(P>0.05)，但XH处理水分利用效率(WUEy)极显著高于GM和GH处理(P<0.01)；DM和XH处理的烟叶产量、上等烟叶比例、WUEy较为理想，分别为2 628.47 kg/hm2、63.5%、5.69 kg/(hm2·mm)和2 389.85 kg/hm2、62.1%、5.03 kg/(hm2·mm)。【结论】 以实现烟草生产节水高产增效为目的，DM(滴灌中水)处理(灌水定额4.8 mm、全生育灌水6次、灌溉定额28.8 mm)和XH(穴灌高水)处理(灌水定额3.2 mm、全生育灌水6次、灌溉定额19.2 mm)均是较适宜的推广模式，后者更适合在经济条件较差的干旱缺水地区推广。

[关键词]烟草；灌溉方式；光合特性；水分利用效率

烤烟是中国、印度、巴西等国家的重要经济作物[1]。中国是世界第一烟叶生产大国，目前烟叶产量约占世界总产量的41.5%，2012年全国种植烤烟141.2万hm2，产量达273.7万t，约占世界烤烟总产量的59.9%[2]。目前，我国烤烟生产集中在云南、贵州、四川、河南、重庆等地的贫困山区，而且已经成为当地农民脱贫的重要途径。然而这些区域在烟草主要生长期由于降雨量不足或分布不均匀，不能满足烟草全生育期需水，烟草生育期内阶段性季节性干旱时有发生，严重影响烟叶的产量和品质，因此适时适量地补充灌溉是烟草生产的重要环节。当前我国烟草灌溉主要采取大水漫灌的方式，不仅造成水资源的严重浪费与土壤养分大量淋失，还使土壤理化性状受到破坏[3]。有关不同灌溉方式控水处理对烟草生长、光合特性、产量与水分利用效率的影响已有部分报道。刘永贤等[4]发现，水分调控处理能有效调节烟叶气孔开度，降低气孔导度和蒸腾速率，减少蒸腾耗水和灌水量，有效提高水分利用效率(WUE)。刘国顺等[5]研究发现，沟灌、滴灌处理的烟草在旺长期的光合能力最强，其中沟灌的蒸腾速率高于其他处理，但沟灌不仅造成水资源浪费，破坏土壤理化性质，还导致土壤养分大量流失，对烤烟的生长也造成不利影响。周宽余等[6]研究发现，合理控水穴灌有利于水分的吸收和利用，可以促进烟株正常生长发育，对改善烟叶香气、 吃味及降低刺激性有一定作用，缺点是费工费时。Bilalis等[7]认为，滴灌用水量较小, 水分利用效率及烟草产量高于喷灌，而且滴灌时水分能少量缓慢地分配到烟草根区土壤，使根区土壤含水率更为均匀，同时灌溉系统的选择对于提高灌溉水利用效率也具有重要作用。Cakir等[8]认为，不同灌溉制度下不同生育期的水分胁迫会影响弗吉尼亚烟草的成熟期，适宜的土壤含水率可明显降低危害人体健康的烟叶尼古丁与氮含量。Ruiz等[9]发现，在充分灌溉条件下烟叶中尼古丁含量为0.85%～1.14%，Bilalis等[7]发现，滴灌或喷灌可使烟叶尼古丁含量降低到0.6%～0.9%。但有关不同节水灌溉方式下烟草生长需水特性对烟草不同生育期水分调控影响的研究还少见报道。因此，本试验在不同节水灌溉条件下，对烟草不同生育时期进行控制水量灌溉，探讨不同灌水处理对烟草的生长、生理特性、产量与水分利用效率的影响，以期寻找不同灌溉方式下烟草节水高效灌溉方式，为实施烟田水分精量供给提供理论指导。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2013年4-8月在四川省凉山州冕宁县回龙乡石古烟草种植基地(N28°29′，E102°07′)进行。试验区海拔1 800 m，多年平均降雨量1 150 mm，无霜期275 d，平均气温14.5 ℃,日照时数2 035 h，试验期间降水量为480.6 mm，具体分布详见表1。试验地土壤为红黄壤土，土壤pH值为5.54，速效氮83 mg/kg，速效磷36.5 mg/kg，速效钾176 mg/kg，田间持水量21.56%，土壤体积质量1.41 g/cm3。

表 1　烟草试验期间降水量

注：烟草各生育期降水量分别为伸根期41.3 mm，旺长期118.8 mm，成熟期320.5 mm，合计480.6 mm。

Note：Rainfall at each stage: root spreading stage 41.3 mm，vigorous growing stage 118.8 mm and maturing stage 320.5 mm,and total 480.6 mm.

1.2试验设计与处理

试验供试烟草品种为云烟87，于2013年2月上旬进行漂浮育苗，04-27移栽，还苗期后生育阶段可具体划分为：伸根期(05-04-06-01)、旺长期(06-02-07-05)和成熟期(07-05-08-30)。试验全生育期设置沟灌、穴灌和滴灌3种灌水方式，每种灌溉方式设低(L)、中(M)、高(H)3个灌水处理，另设一个对照处理(雨养，CK)，每处理设3个重复，采用单因素随机区组设计。小区面积为30 m×4.5 m(长×宽)，行株距为1.2 m×0.55 m，各小区间以塑料薄膜相互隔离，隔离深度为60 cm，以防止水分和养分互相渗透。移栽后至还苗期所有处理灌水均控制在田间持水量的80%～90%，伸根期、旺长期及成熟期各灌溉处理分别按田间持水量(土壤含水量)的55%，70%和60%为下限进行灌溉，使用TDR水分监测仪(AZS-100，德国)随时监测土壤水分含量，当土壤水分低于下限时开始灌水，灌溉水量以伸根期土壤含水量≤75%，旺长期≤85%和成熟期≤80%为准，分低(L)、中(M)和高(H)3个灌水水平进行。不同灌溉方式下烟草各生育期灌水量见表2。

试验地施肥参照当地优质烤烟施肥标准，移栽时一次性施用烟草专用复合肥375 kg/hm2，发酵油枯300 kg/hm2和普钙375 kg/hm2，全部用作基肥，移栽10～15 d后统一追施钾肥(硝酸钾含K2O45%)225 kg/hm2和烟草专用复合肥75 kg/hm2，移栽后30 d施用烟草专用复合肥225 kg/hm2和钾肥225 kg/hm2。 烟田管理除灌水外其他农艺措施均按优质烟管理规范进行。

表 2　不同灌溉方式下烟草各生育期灌水量

注：GL、GM和GH分别代表沟灌低水、中水和高水处理；XL、XM和XH分别代表穴灌低水、中水和高水处理；DL、DM和DH分别代表滴灌低水、中水和高水处理。下表同。

Note：GL，GM and GH represent furrow irrigation with low,media and high water levels;XL，XM and XH represent hole irrigation with low,media and high water levels;DL，DM and DH represent drip irrigation with low，media and high water levels.The same below.

1.3测定项目及方法

烟草农艺性状测定：每小区选取长势均一的5个植株挂牌定位观察，分别在旺长期和成熟期测定株高、茎围、最大叶长、最大叶宽和有效叶片数等农艺性状,同时通过公式LA=0.634 5×(最大叶长×最大叶宽) 计算单叶面积(LA)指标。

烟叶光合参数测定：采用LCPro+全自动便携式光合仪在烟草旺长中期(移栽后50 d)选晴朗天气09:00-11:00测定，测定指标为烟叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)等；羧化速率CE=Pn/Ci，单叶瞬时水分利用效率(WUEi)由WUEi=Pn/Tr计算确定。

烟草产品灌溉质量(效益)确定：所有处理的成熟烟叶按小区分别采收和烘烤，并统计烤后烟叶产量，各项处理均按国家标准分级，确定上等、中等烟叶比例；作物耗水量采用水量平衡法计算；烟叶水分利用效率(WUEy)由烟叶产量Y(干质量)与耗水量ETC的比值确定，即WUEy=Y/ETC。

1.4数据处理

试验数据表示为“平均值±标准误”。采用Microsoft Excel 2003和DPS14.50统计软件进行试验数据处理和统计分析，并用Duncan法进行样本间多重比较。

2结果与分析

2.1不同灌溉方式对烟草农艺性状的影响

由于各处理在伸根期对农艺性状的影响相对有限，结果差别较小，因此只对旺长期和成熟期的数据进行分析说明。

2.1.1株高从表3可以看出，烟草旺长期，除XL和XM处理外其他不同灌溉方式处理的株高均显著高于CK(P<0.05)，其中GH处理最大，达 43.10 cm，较CK提高75.9%；同一灌溉方式下各处理株高相比，沟灌以GH处理最大，GL与GH处理间差异显著(P<0.05)，穴灌和滴灌分别以XH、DH处理最大，但各处理间差异不显著(P>0.05)；不同灌溉方式之间，以沟灌处理的株高均值最大，滴灌次之，穴灌最小。烟草成熟期，与CK相比，不同灌溉方式处理的株高均显著高于CK(P<0.05)，其中DH处理株高最大，达到136.68 cm，较CK提高94.1%；同一灌溉方式下，沟灌、滴灌各处理间差异显著(P<0.05)，GH处理的最大值为96.16 cm，DH处理的最大值为136.68 cm；穴灌XH和XM处理间差异不显著(P>0.05)；不同灌溉方式之间，滴灌对株高的影响最明显，均值达122.61 cm，穴灌次之，沟灌最小。由旺长期到成熟期，对株高影响最为显著的灌溉方式由沟灌变化为滴灌，且达到了极显著水平(P<0.01)，对株高影响最小的灌溉方式则由穴灌变化为沟灌；同时，旺长期各灌溉方式间的株高均值差异相对较小，为8.51 cm;成熟期各灌溉方式间的株高均值差异明显，达到38.37 cm，这表明从旺长期至成熟期进行合理的灌水处理能明显提高烟草株高指标。

表 3　不同灌溉方式对烟草农艺性状的影响

注：同列数据后标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),标不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同。

Note：Different lowercase letters represent significant difference atP<0.05 level,different capital letters represent very significant difference atP<0.01 level.The same below.

2.1.2茎围由表3可以看出，烟草旺长期，不同灌溉方式处理茎围均高于CK，除XL处理外，其他处理均达显著性水平(P<0.05)，其中最大值为沟灌GH达7.55 cm，较CK提高81.9%；同一灌溉方式下，各灌溉处理中仅高水与低水处理间差异显著(P<0.05)，并分别以GH、XH和DH处理最大；不同灌溉方式之间，沟灌处理对茎围的影响最大，滴灌次之，穴灌最小。烟草成熟期，不同灌溉方式处理的茎围均显著高于CK(P<0.05)，其中以DH处理最大，达到9.22 cm，较CK提高37.0%；同一灌溉方式下，沟灌以GL、GH处理间差异显著(P<0.05)，穴灌、滴灌各处理间均达到差异显著性水平(P<0.05)，最大分别为XH处理9.11 cm、DH处理9.22 cm；不同灌溉方式之间，沟灌、穴灌、滴灌处理的茎围均值分别较CK提高15.92%，20.87%和22.96%。从旺长期到成熟期，滴灌和穴灌对茎围的影响明显强于沟灌。因此，合理的灌水处理对烟草茎围增加有明显效果。

2.1.3有效叶片数由表3可见，烟草旺长期和成熟期，与CK相比，各处理有效叶片数之间差异均不明显。由旺长期到成熟期，叶片数从11.5片增加到21.7片，2个生育期各灌溉处理间叶片数差异均不显著。

2.1.4单叶面积(LA)由表3可见，烟草旺长期，除GL、XL处理外，其他不同灌溉方式处理的LA均显著大于CK(P<0.05)，其中DH处理最大值为 0.132 m2，较CK提高83.3%；同一灌溉方式下，沟灌、穴灌和滴灌处理中均以高水处理的LA最大，且高水与低水处理间差异显著(P<0.05)；不同灌溉方式之间，沟灌、滴灌处理的LA均值相等，都是 0.110 m2，穴灌为0.100 m2。烟草成熟期，不同灌溉方式处理的LA均显著高于CK(P<0.05)，且DM、DH处理极显著高于CK(P<0.01)，以DH处理最大，达到0.275 m2，较CK提高55.80%；同一灌溉方式下，沟灌GM处理(0.194 m2)、穴灌XM处理(0.208 m2)均显著高于其他2个处理(P<0.05)，滴灌各处理间差异显著(P<0.05)；不同灌溉方式对LA影响从沟灌、穴灌和滴灌逐渐增强，各处理均值分别为0.180，0.200和0.240 m2。叶面积在旺长期不同处理间差异较小，但成熟期差异较大，其中滴灌各处理LA均值成熟期较旺长期增加0.130 m2。因此，烟草成熟期采取合理的灌水处理较不灌水处理均能有效改善烟叶LA，其中以滴灌效果最为明显。

2.2不同灌水处理对烟叶光合特性的影响

2.2.1净光合速率Pn由表4可以看出，与CK相比，各灌水处理Pn值均高于CK，除GL和XL处理外，其他处理均有显著差异(P<0.05)，其中DM处理较CK提高20.28%，差异达极显著水平(P<0.01)。同一灌溉方式下，沟灌GH处理Pn值最大，较CK提高9.15%，与GL处理间差异显著(P<0.05)；穴灌各处理间Pn值差异较显著(P<0.05)，XM处理最大，较CK提高11.73%；滴灌DM处理的Pn值最大，较CK处理提高20.28%。不同灌溉方式间以滴灌对Pn值影响最大，均值为5.74 μmol/(m2·s)，较CK提高14.12%，沟灌与穴灌Pn均值分别为5.33,5.32 μmol/(m2·s)。因此，3种灌溉方式都可不同程度地提高烟草旺长期的净光合速率，有利于烟草光合产物的形成与干物质积累，且以滴灌提高最为明显。

2.2.2蒸腾速率Tr由表4可以看出，与CK相比，除沟灌GM、GH处理外，其他处理Tr值均低于CK，且差异显著(P<0.05)，其中穴灌XH处理最小，较CK降低22.44%。同一灌溉方式下，沟灌随灌水量增加Tr依次增大，且GL与GM、GH处理间差异显著(P<0.05)，穴灌和滴灌Tr值以XH、DH处理最低，分别较CK降低22.44%和14.77%，且XM处理与XL、XH处理间差异显著(P<0.05)。不同灌溉方式下穴灌、滴灌3个处理Tr均值分别为2.43和2.67 mmol/(m2·s)，较CK降低19.80%和11.88%，沟灌3个处理Tr均值基本维持CK水平。因此，在旺长期穴灌和滴灌均能不同程度降低烟叶蒸腾速率。

2.2.3气孔导度Gs由表4可以看出，与CK相比，除XH、DM处理外，其他处理Gs值差异均达显著水平(P<0.05)，其中沟灌全部处理以及XM和DH处理较CK增加，而XL和DL处理较CK降低，且达到极显著水平(P<0.01)，其中XL处理较CK降低33.34%。同一灌溉方式下，沟灌各处理Gs值均显著大于CK，其中GM处理较CK提高26.32%，GL处理与GM、GH处理间差异显著(P<0.05)；穴灌各处理间Gs差异显著(P<0.05)；滴灌各处理随灌水量的增加Gs值依次增大，且处理间差异显著(P<0.05)。不同灌溉方式间以穴灌各处理Gs均值的降低幅度最大，为339.63 mmol/(m2·s)，较CK降低10.62%，滴灌次之,为364.18 mmol/(m2·s)，沟灌为459.21 mmol/(m2·s)，高于CK。因此，穴灌和滴灌均不同程度降低了烟叶气孔导度。

2.2.4胞间CO2浓度和羧化速率由表4可以看出，与CK相比，不同处理对烟草Ci的影响较小，差异不显著(P>0.05)，但GM处理的烟草Ci显著高于XM、DM处理(P<0.05)；沟灌、穴灌和滴灌各处理的Ci均值依次为315.99，282.29和278.79 mmol/mol，其中沟灌处理Ci均值大于CK。与CK相比，XM、DL、DM处理叶片CE值显著高于CK(P<0.05)，其他处理与CK差异不显著(P>0.05)；同一灌溉方式下，沟灌各处理间叶片CE值差异不显著(P>0.05)，穴灌、滴灌叶片的CE值XM、DM处理分别显著大于其他2种灌水处理(P<0.05)，同时随灌水量的增加沟灌CE值依次增加，穴灌和滴灌叶片CE值则按低-高-低趋势变化；沟灌、穴灌、滴灌的叶片CE均值依次为0.017，0.019和0.020 mmol/(m2·s)，其中沟灌处理与CK接近。因此，穴灌和滴灌各灌水处理明显降低了烟草胞间CO2浓度，并明显提高了烟草叶片的羧化速率。

2.2.5瞬时水分利用效率由表4可以看出，不同灌水处理烟草的WUEi均显著大于CK，其中XM、XH及DM处理与CK差异达到极显著水平(P<0.01)，以DM处理最大，达到2.25 μmol/mmol，较CK提高35.54%。同一灌溉方式下，沟灌GM处理与其他2个处理间差异达显著水平(P<0.05)，随灌水量增加穴灌处理WUEi依次增加，XH处理最大，达到2.23 μmol/mmol；随灌水量增加，滴灌处理WUEi值呈现低-高-低的变化趋势。不同灌溉方式下，穴灌、滴灌和沟灌处理的均值依次为2.16，2.08 和 1.76 μmol/mmol， 分别较CK提高 23.15%，20.19%和5.68%。因此，各灌水处理均能有效提高烟草旺长期水分利用率，且穴灌和滴灌效果更为显著。

表 4　不同灌溉方式对烟叶光合参数的影响

2.3不同灌水处理对烟草产量及水分利用效率的影响

表5结果显示，各灌水处理烟草产量均明显高于CK，且均达到极显著水平(P<0.01)，其中DM处理产量最高，较CK提高47.19%。滴灌、沟灌和穴灌3个处理的产量均值分别较CK提高38.64%，32.01%和23.31%。同一灌溉方式下，沟灌的GL处理与其他2个处理及穴灌和滴灌各处理间差异均达显著水平(P<0.05)；沟灌、穴灌随灌水量增加产量依次递增，3种灌溉方式分别以GH、XH、DM处理产量最高，滴灌的增产效果较明显。表5表明，穴灌、沟灌和滴灌处理的上等烟比例分别较CK提高40.73%，41.81%和49.25%，均达到显著水平(P<0.05)。同一灌溉方式下不同灌水处理间差异不显著(P>0.05)，除GH处理外，其余处理产量均随灌水量增加而依次提高。

表5显示，不同灌水处理烟草耗水量明显高于CK(P<0.05)；沟灌、穴灌和滴灌的耗水量分别较CK提高30%，18.07%和20.07%；同一灌溉方式下3个处理间差异均不显著(P>0.05)。表5表明，滴灌各灌水处理及穴灌XH处理WUEy均显著高于CK(P<0.05)，且DM、DH及XH处理与CK差异均达极显著水平(P<0.01)；不同灌溉方式间滴灌DM、DH处理WUEy显著高于沟灌和穴灌各处理，差异均达显著水平(P<0.05)，最高值达到5.69 kg/(hm2·mm)，较CK提高23.97%。沟灌、穴灌和滴灌的WUEy均值分别较CK提高1.53%，4.36%和15.47%。因此，各灌水处理均可提高烟草产量水平的水分利用效率，且以滴灌效果最为明显。

综上所述，在烟叶伸根中后期及旺长前中期干旱情况下，进行合理灌水可显著促进烟叶产量、上等烟比例增加及水分利用效率提升；3种灌溉模式中滴灌对烟叶的增产节水效果最明显，穴灌次之，沟灌较差，不同灌溉方式下以沟灌GM处理、穴灌XH处理和滴灌DM处理效果较为理想，其中DM处理最优。

表 5　不同灌溉方式对烟草产量及水分利用效率的影响

3讨论

研究表明，科学的水分调控能促进烟草快速生长，增大叶面积与茎围、增加茎秆高度[10]。本研究中，不同灌溉方式下各生育期株高、茎围和单叶面积等生长指标变化表现为滴灌最好,穴灌次之，沟灌最差，以DH处理效果较好；同一灌溉方式下各处理的生长指标也随灌水量的增加依次递增。从烟草移栽后38 d(旺长期)到移栽后82 d(成熟期)，这一阶段是烟草生长最旺盛、光合能力最强和干物质积累最关键的时期，同时也是需水量较高、对水分调控最敏感的阶段；在此阶段通过不同灌溉方式下水分调控处理，使影响烟草生长的重要生物学指标——植物细胞壁扩展蛋白(Expansis， EXP)活性在水分调控与复水过程中得到提升[11-12]，促使其积极参与细胞增大、果实发育、花粉管形成、根系生长以及植物细胞衰老等活动过程[13]，从而促进烟草叶片迅速增厚、叶面积增大，对烟叶光合能力提高、植株生长与产量形成也产生了积极影响。因此，通过不同灌溉方式下适度的水分调控处理能够使烟草EXP活性得到提升，有效促进烟草健康快速生长。本研究发现，同一灌溉方式，低水处理的烟草叶面积等生长指标有一定降低，这是由于水分胁迫时植物可产生激素降低生长速率以应对根际水分亏缺[14]，并通过自身生理过程与形态特征的调节以适应生长环境中水分的变化[15]。

不同灌溉方式对烟草光合特性的影响比较复杂。光合作用是植物通过叶片叶绿素利用CO2和水将光能转变成化学能的生理生化过程，水分胁迫是植物光合作用抑制的最关键的环境因子，同时，作物对水分的吸收利用与灌溉方式和灌水量密切相关，而作物根系对灌溉水的吸收利用直接影响其光合等生理特性。本研究发现，滴灌处理的烟叶Pn有明显提高，WUEi总体较高；沟灌虽随灌水量增加Pn也显著提高，但WUEi较低；穴灌由于灌溉水量相对较少，Gs总体较低，一定程度上抑制了光合等生理代谢过程，这与张正斌[16]的研究结论一致，因为气孔是植物叶片与外界气体进行交换的主要通道，通过气孔开闭可以达到控制光合作用过程中CO2吸收和蒸腾作用中水分的散失[17]。气孔导度大小一定程度上决定着叶片光合作用和蒸腾作用的强弱。本研究结果表明，水分调控会诱导气孔导度变化，水分亏缺越严重，气孔导度越小，也证实了Chernyadev[18]提出的“水分胁迫条件下植物通过调节气孔导度、细胞结构和关联蛋白的合成增加对干旱胁迫进行抵御”的观点。本研究发现，各灌水处理Gs与Tr总体上变化趋势较为一致，佐证了汪耀富等[19]“干旱胁迫时水分调控引发烟草叶片Gs和Tr减弱，以维持体内水分平衡”的观点；张恒嘉等[20]也认为，水分胁迫会诱导Gs降低，且水分胁迫程度越大Gs越小。本研究发现，穴灌、滴灌各灌水处理的Pn和Gs变化与Ci变化相反，说明叶片净光合速率下降是受非气孔因素限制[21-23]，Pn下降并不是由Gs下降使CO2供应减少所致，而是由非气孔因素阻碍CO2利用，造成Ci的积累，这与Robredo等[24]、Ghobadi等[25]的结论相一致。本研究发现，不同灌溉方式对烟叶WUEi的影响均呈现出显著差异，其中沟灌由于水分胁迫程度较低，使得叶片Tr降幅较小，而在Pn下降较少的情况下明显提高了烟叶WUEi，滴灌和穴灌的Tr下降显著，这与刘永贤等[4]、蔡寒玉等[26]、汪耀富等[27]和梁宗锁等[28]的结论相近。

产量和水分利用效率是决定烟草栽培经济效益的重要指标。本研究发现，穴灌高水处理(XH)产量与沟灌高水处理(GH)无显著差异，滴灌中水、高水处理(DM、DH)产量较高且高于GH处理，WUEy也显著提高。因此，适宜的高效节水灌溉模式在节约灌溉用水的同时可使产量与WUEy明显提高。这主要是因为沟灌灌水量相对较大,土壤含水率较高，根区土壤通气性降低，抑制了根系活性, 使得根系分布较浅且吸水性降低, 不利于根系对土壤深层水分、养分的吸收利用。李建明等[29]发现，番茄叶片净光合速率、产量随灌溉上限的增加而先上升后降低，与本研究结果相近。水分精准供给是影响烟草产量与水分利用效率的重要因素，且对促进“以水调肥”具有积极作用[30-32]，而滴灌更有利于促进水肥耦合的协同作用，促进增产增收和水分利用效率的提高。Biglouei等[33]证实，灌溉的频率和水量不仅与烟叶产量有关，也与烟叶等级评价指数 (GRI)产值关系密切[34]。同时，烟草进入成熟期打顶后，叶片自下而上陆续成熟，其生理活动主要是光合产物与干物质的形成、转化和积累，在施肥水平一定的情况下，滴灌中水、高水处理的水分调控可有效促进烟叶诱发复水后的生长超补偿效应[35]，使复水后烟草生理活动旺盛，茎秆迅速增高变粗，叶面积增大，光合产物与干物质更多地向叶片转移分配，为增产奠定了良好基础。

4结论

1)不同灌溉方式下合理的水分调控能有效提升烟草生长特性与光合能力。滴灌各灌水处理对烟草株高、茎围和叶面积的提升最明显，以DM、DH处理最优，与对照差异达极显著水平(P<0.01)；滴灌、穴灌在显著提高烟草叶片净光合速率的同时降低了蒸腾速率和气孔导度，使得叶片羧化速率与瞬时水分利用效率显著提高，以XH、DM处理效果最明显。

2)不同灌溉方式下滴灌处理烟草的产量和水分利用效率优于沟灌和穴灌。沟灌对于烟草生长特性和产量均有较大提升，其中GM处理效果相对较优，但耗水量较高，WUEy较低；滴灌各处理在产量、上等烟叶比例和水分利用效率等方面均优于穴灌和沟灌，其中DM处理产量、上等烟比例及WUEy分别达到2 628.47 kg/hm2，63.5%和5.69 kg/(hm2·mm)，较CK提高47.19%，49.41%和23.97%；穴灌各处理虽在产量上略低于沟灌，但上等烟比例、WUEy均高于沟灌，其中XH处理的产量、上等烟比例及WUEy分别达到2 389.85 kg/hm2，62.1%和5.03 kg/(hm2·mm)。

3)滴灌、穴灌对烟草生长、光合、产量和水分利用效率各项指标的影响明显优于沟灌，其中，滴灌最佳灌溉模式为DM(中水)处理，即成熟期灌水定额4.8 mm、全生育期灌水6次、灌溉定额28.8 mm，为最适宜的推广模式；穴灌最佳灌溉模式为XH(高水)处理，即成熟期灌水定额3.2 mm、全生育期灌水6次、灌溉定额19.2 mm，在经济条件较差的缺水地区具有良好的推广潜力。

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Effects of different irrigation methods on physiological characteristics,yield and water use efficiency of flue-cured tobacco

FAN Yi1，WANG Jun-qin1,CUI Ning-bo2,ZHANG Kuan-di3,KANG Xiao-ping1，2,ZHOU Yun1

(1SichuanProvincialWaterConservancyResearchInstitute,Chengdu,Sichuan610072,China；2CollegeofWaterResource&Hydropower,SichuanUniversity,Chengdu,Sichuan610065,China；3CollegeofWaterResourcesandArchitecturalEngineering,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

Abstract:【Objective】 Effects of different irrigation methods on tobacco growth,photosynthetic characteristics,yield and water use efficiency (WUE) were studied to find suitable extension pattern for saving water and increasing yield and quality.【Method】 According to tobacco water-requiring characteristics and precipitation during crop growth stage,10 irrigation treatments including three irrigation methods (furrow irrigation G,hole irrigation X,and drip irrigation D) by three levels (low L,medium M,and high H) and one control (no irrigation,CK) were conducted.Each treatment was irrigated for 3 times.Then,the effects on growth,photosynthetic characteristics,yield and WUE were analyzed. 【Result】 Drip irrigation,hole irrigation and furrow irrigation had significant effect on tobacco plant height,stem circumference and LA.Especially,drip irrigation with medium level (DM) and high level (DH) had significant difference (P<0.01) compared to CK.Drip irrigation and hole irrigation significantly increased tobacco photosynthetic rate (Pn), while reduced transpiration rate (Tr) and stomatal conductance (Gs),which significantly increased leaf carboxylation rate (CE) and instantaneous water use efficiency (WUEi) with the best effects in hole irrigation with high level (XH) and drip irrigation with medium level (DM). Under different irrigation treatments,hole irrigation with high level (XH),and furrow irrigation with medium level (GM) and high level (GH) had no significant effects (P>0.05) on yield,but XH had extremely significant higher water use efficiency (WUEy) than GM and GH (P<0.01).DM and XH treatments obtained ideal yields (2 628.47 and 2 389.85 kg/hm2),ratios of high quality leaves (63.5% and 62.1%) and WUEy (5.69 and 5.03 kg/(hm2·mm)).【Conclusion】 DM treatment (irrigation quota 4.8 mm each time,6 times,and total irrigation quota 28.8 mm) and XH treatment (irrigation quota 3.2 mm each time,6 times,and total irrigation quota 19.2 mm) were suitable for wide application,especially XH was good for water scarce areas with poor economic condition.

Key words:flue-cured tobacco;irrigation methods;photosynthetic;water use efficiency

DOI：网络出版时间:2016-04-0709:0010.13207/j.cnki.jnwafu.2016.05.007

[收稿日期]2014-09-19

[基金项目]水利部公益性行业科研专项(201101039)；国家自然科学基金项目(51009101)；2014年四川省省级财政专项；2015年省级公益性科研院所基本科研业务费项目(2060302-210)

[作者简介]樊毅(1982-)，男，四川简阳人，工程师，硕士，主要从事节水灌溉理论与技术研究。E-mail:scskyfy@126.com[通信作者]崔宁博(1981-)，男，陕西凤翔人，副教授，博士，主要从事节水灌溉理论与技术研究。E-mail:cuiningbo@126.com

[中图分类号]S275；S572

[文献标志码]A

[文章编号]1671-9387(2016)05-0045-10

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160407.0900.014.html