我国烟草优化灌溉技术发展的策略与措施_汪耀富.pdf

6 中国烟草科学 2007 28 1 6 9 39 我国烟草优化灌溉技术发展的策略与措施 汪耀富 1 2 蔡寒玉3 张晓海4 杨天旭1 1 河南农业大学农学院 郑州 450002 2 长沙卷烟厂博士后工作站 长沙 410007 3 云南省烟草丽江市公司 云南 丽江 674100 4 云南省烟草科学研究所 云南 玉溪 653100 摘 要 本文概述了我国烟草灌溉的现状及存在的问题 从节水工程技术 农艺节水措施 烟草灌溉管理等方面 对我国 烟草优化灌溉技术进行了评述与分析 并就烟区开展烟水配套工程建设提出了相应的策略和建议 关键词 烟草 优化灌溉 策略 措施 中图分类号 S572 07 文献标识码 A 文章编号 1007 5119 2007 01 0006 04 Progress in Strategy and Measure on Optimized Irrigation of Tobacco in China WANG Yaofu1 2 CAI Hanyu3 ZHANG Xiaohai4 YANG Tianxu1 1 Agronomy College of Henan Agricultural University Zhengzhou 450002 2 Postdoctoral Workstation of Changsha Cigarette Factory Changsha 410007 3 Lijiang Tobacco Company Yunnan Lijiang 674100 4 Yunnan Tobacco Research Institute Yunan Yuxi 653100 Abstract The current situation and existing problems of tobacco irrigation in China were reviewed Optimized irrigation of tobacco in China was evaluated and analyzed in view of water saving engineering technique water saving agronomic measure and tobacco irrigation management The strategies and suggestions on irrigation supporting projects of tobacco field were also proposed Key words tobacco optimized irrigation strategy measure 在大田生长阶段 烟株体内含水量高达 80 以 上 要维持体内水分平衡 促进烟株正常生长 提 高烟叶产质量 就必须根据烟草的需水规律合理调 控烟田水分供应 1 在我国北方烟区 由于降雨量 年际间变幅大 季间分配不匀 经常会因干旱而使 烟叶产量和品质降低 南方烟区虽然雨量充沛 但 往往在烟株生长前中期阶段降雨过多 常造成烟田 渍水 影响烟株根系发育 后期阶段性干旱时常发 生 导致上部烟叶不能正常成熟 严重影响上部叶 的质量和可用性 2 因此 无论在北方烟区还是南 方烟区 都应加强烟田水利设施建设 确保烟田旱 能灌 涝能排 这是进一步提高我国烟叶产质量的 重要措施 自 2003 年国家烟草专卖局立项开展烟 草优化灌溉理论和技术研究以来 全国烟区均采取 了切实有效的措施来改善烟田水利设施条件 研究 和应用烟草节水灌溉技术 为烟叶生产的可持续发 展奠定基础 本文以烟草节水灌溉技术及配套设施 建设为重点 以合理调控烟田水分供应 提高烟草 水分利用效率为核心 以节水 增产 增效为目标 探讨适用于我国不同烟区的优化灌溉技术体系 1 我国烟草灌溉现状分析 我国是世界上 12 个贫水国之一 人均淡水资 源占有量仅为世界人均的 1 4 不少烟区的灌溉条 件较差 烟叶生产几乎完全依赖自然降雨 制约着 烟叶生产水平的提高 目前我国烟区可灌溉面积约 64 7 万 hm2 占总植烟面积的 64 左右 主要灌溉 方式有水库灌溉 河流灌溉 井水灌溉 以及水窖 灌溉或水池集水灌溉 在不少有灌溉条件的烟区 灌溉水资源浪费相当严重 存在的主要问题 一是 基金项目 国家烟草专卖局资助项目 110200302009 作者简介 汪耀富 1964 男 副教授 博士后 主要从事烟草栽培生理生化研究工作 E mail yaofuwang 收稿日期 2006 09 04 第 1 期 汪耀富等 我国烟草优化灌溉技术发展的策略与措施 7 水利工程老化 设施配套不足 输水渠渗漏严重 布局不合理 烟田灌溉水的有效利用系数低 二是 技术落后 多以沟灌为主 其投入产出比为 8 9 1 仅是滴灌和喷灌的 13 和 16 3 加剧了用水不足 的矛盾 三是烟田灌溉用水管理落后 一些烟区存 在重工程建设不重用水管理的做法 尚有 50 以上 的节水潜力没被挖掘出来 四是灌溉技术模式选择 存在一定的盲目性 个别烟区不考虑当地条件 盲 目提高节水灌溉示范区建设标准 667 m2投资达数 千元 若无高产出为基础 难以保证工程建设的可 持续发展 2 水利设施建设和烟草优化灌溉策略 我国各烟区水资源紧缺表现分为工程性缺水 和资源性缺水 对于工程性缺水的烟区 应依据本 地区人口增长速率以及工农业生产水平和发展趋 势 对未来的水资源供求状况进行科学预测 在此 基础上制定节水灌溉发展规划 通过工程和管理措 施 提高烟田灌溉水利用系数 尽可能避免水的浪 费 对资源性缺水的烟区 一方面积极推广集雨补 灌 地膜和秸秆覆盖节水保墒灌溉技术 提高水分 生产效率 另一方面主要在工程和管理上采取措 施 通过加强用水管理 制定合理的灌水制度 对 输水渠道进行防渗衬砌 采用管道输水 发展喷灌 和滴灌 长畦改短畦等方式 提高灌溉水利用率 我国烟区烟田水利设施建设和烟草优化灌溉 的策略 一是要以科学的态度 合理开发利用水资 源 建立优化灌溉制度 加强和改善用水管理 减 少水的浪费 提高烟田灌溉效益 二是要根据各地 经济发展水平和经济承受能力 因地制宜 量力而 行 逐步搞好烟田水利设施建设 要结合地区水资 源特点 兴建集水 蓄水 引水骨干工程 增加水 源和水量 三是要开源节流并举 适度发展喷灌 滴灌和渗灌 大力推广调亏灌溉 分根灌溉及管灌 穴灌 注灌 膜下和膜上灌溉等烟田节水灌溉技术 提高水分利用效率 四是要树立烟叶生产可持续发 展的观念 制订合理的经济政策 调动政府 烟草 企业和烟农的积极性 争取领导重视 社会支持 烟农参与 共同建设和维护烟田水利设施 使其能 持续发挥作用 这是烟草优化灌溉健康发展的根本 保证 总之 发展烟草优化灌溉 既要用科学的方 法 又要有实事求是 因地制宜 量力而行的态度 要按照多方投入 共同建设的原则 完善烟叶生产 的基础设施建设 3 我国烟草优化灌溉措施 我国烟草优化灌溉应从水源开发 输配水工程 和节水灌溉等方面综合考虑 优化烟田灌溉系统的 功能 从建设小水窖 小水池 小水坝 三小 水 利工程入手 增加可利用水资源总量 从水利设施 配套管网 管路入手 降低灌溉输水损失 从制定 优化灌溉制度入手 降低烟田灌溉定额 从采用喷 灌 滴灌等先进灌水设施入手 减少灌溉用水量 从运用膜上灌溉 膜下灌溉 调亏灌溉 分根灌溉 等多种节水灌溉方法入手 提高灌溉水利用率 从 应用烟田耕作蓄水 覆盖栽培 化学保水剂等先进 农艺技术入手 充分利用土壤水分 从实施示范项 目入手 全面推广各类节水技术措施 3 1 节水灌溉技术 3 1 1 滴灌和喷灌 目前烤烟生产中示范应用的 节水灌溉工程技术主要有滴灌和喷灌 它们先进实 用 对地面的适应性强 节水和增产效果显著 据 报道 滴灌和喷灌与地面灌溉相比可节水 20 30 烟叶产量提高 15 20 4 其中以垄台平 铺式滴灌的节水增收效果最明显 节水量可达 1 200 1 350 m3 hm2 烟叶增收 3 750 4 500 元 hm2 比垄下埋管式渗灌更易于操作和推广应用 5 3 1 2 调亏灌溉 根据作物的生理特性 使其某 一生育阶段水分亏缺 结合其它措施调节光合产物 在群体和个体间的分配 提高水分利用效率 6 7 在 水资源较为缺乏的地区 灌溉方式应从传统的丰水 高产型灌溉转向调亏灌溉 初步研究表明 旺长期 调亏对烤烟的产量 产值影响最大 成熟期次之 伸根期最小 因此烤烟的调亏灌溉时期应在伸根期 和成熟期 但要在烟叶生产中应用该项技术 尚需 对调亏灌溉的亏水度 亏水历时和最佳调亏时段等 问题进行系统研究 3 1 3 分根灌溉 分根灌溉又称控制性交替灌 溉 其原理是利用水分胁迫产生的根源信号对气孔 的调节功能 控制蒸腾耗水 刺激根系的补偿功能 8 中国烟草科学 提高根系对水分的吸收和传导能力 减小棵间蒸发 和根区深层渗漏 提高灌溉水的利用率 8 9 烟草根 系较宽大 且采用宽行距垄作种植 更适宜于分根 交替灌溉 研究表明 控制性分根交替灌溉可使烤 烟的耗水量减少 1 3 而烟草水分利用率大幅度提 高 10 但有关不同生态类型烟区烟草分根灌溉的灌 溉指标 灌水时期 灌水次数 灌水定额等问题尚 需进一步研究 3 2 农艺节水技术 3 2 1 地膜覆盖 近年来 我国旱区烟叶生产上 通过改变垄形 在垄面开沟或留凹槽覆盖地膜 对 小强度降雨的集流效果明显 同时在烟株团棵期揭 膜 中耕培土促进根系发育 充分利用深层土壤水 分 可以减少灌水次数和灌水量 节水效果十分显 著 地膜覆盖后还可以采用膜上灌溉或膜下滴灌等 节水灌溉方法 膜上灌溉是在槽型垄上覆盖地膜 灌溉水在膜上流动 到烤烟长出孔处渗入土壤 这 样灌水效率高 可节水 25 35 增产 15 20 11 膜下滴灌将滴灌毛管布置在地膜下面 可 充分发挥滴灌的优点 不仅能克服铺盖地膜后灌水 的困难 而且还可以大大减少地面蒸发损失 在豫 西旱区采用膜下滴灌技术 烤烟的灌水量在 225 450 m3 hm2范围内可显著提高土壤水分利用效率 12 3 2 2 秸秆覆盖 秸秆覆盖可以抑制土壤蒸发 减少地表径流 蓄水保墒 提高水分利用率 可节 水 15 20 增产 10 20 13 据报道 沙壤 和中壤土连续覆盖后 土壤水分利用率提高 0 48 0 85 kg m3 其效果随覆盖秸秆量的增加而增加 秸 秆覆盖与抗旱剂相结合可以改善烟株农艺性状 提 高烟叶的产量和产值 秸杆覆盖量以 6 000 hm2 并喷洒抗旱剂 420 g hm2最为理想 14 王丽萍等指 出 垄下栽烟 垄上覆膜 烟行覆盖秸秆是适宜于 干旱地区烤烟生产的集水覆盖栽培技术 15 3 2 3 化学制剂节水技术 研究表明 在豫西旱 区烟田施用聚丙烯酰胺 用黄腐酸灌根或叶面喷施 可以降低烤烟的蒸腾速率 改善其光合特性 提高 水分利用率 增强烟株的抗旱性 能显著提高烟叶 的产量 产值 均价和上等烟比例 改善烟叶化学 成分 16 17 3 3 节水灌溉管理技术 3 3 1 节水灌溉制度 节水灌溉管理技术是根据 烟草的需水规律调配水资源 最大限度地满足烟株 对水分的需求 实现最佳区域效益的烟田水分调控 管理技术 其重要内容之一就是确定烟草在不同生 育期和不同生长条件下灌溉开始点 灌溉频率和灌 溉水量 即烟草的灌溉制度 这是进行合理灌溉的 基础和保证 烟草灌溉制度的制定除需要通过试验 获得数据外 还需要考虑土壤计划湿润层深度 烟 草生长各阶段适宜的土壤水分指标和干旱指标 降 雨入渗量以及地下水补给量等因素 其核心是确定 烟草总灌水量及其在烟株全生长期时程上的分配 烟草的需水量在 400 600 mm 之间 因不同生态条 件而异 在烟草不同生育期供应不同量的水分 烟 株生长及烟叶产量和品质的反应各不相同 可根据 这些表现调控灌溉制度 并根据烟草的生长特性和 需水规律 烟田土壤水分状况确定适宜的灌溉定 额 烟草节水灌溉定额的制订通常从两方面来考 虑 一是灌溉面积和可供水量一定时 确定灌溉定 额及供水量 二是供水量和最大可能的灌溉面积一 定时 确定灌溉定额及相应的灌溉面积 目前我国 烟草节水灌溉制度的研究尚处于起步阶段 还需从 不同生态类型区烟草的需水量和耗水量 耗水强 度 土壤墒情预测预报 节水灌溉定额确定等方面 进行深入研究 3 3 2 烟田土壤墒情监测与灌水预报技术 烟田 土壤墒情预报为烟草管理部门和烟农提供灌水时 间和灌水量方面的预报 做到适时适量灌溉 有效 控制土壤含水量 为节水灌溉提供科学依据 对于 区域性的土壤墒情预报 可以采用卫星遥感监测技 术监测土壤墒情 数据经分析处理后结合天气预 报 由省 市级气象部门通过广播 电视或网络公 之于众 对于县 乡一级土壤墒情预报 可以采用 土壤水分测试仪器进行大面积 远距离定点测量土 壤水分含量 也可以采用移动式土壤水分测量系统 进行随时随地检测 对于小范围土壤墒情预报 可 以用土钻采集田间土样 烘干称重法测定土壤水分 含量 监测过程主要包括监测点的选择 土壤水分 第 1 期 汪耀富等 我国烟草优化灌溉技术发展的策略与措施 9 测定设备的配置 土壤墒情监测数据库的建立等 其内容包括对降雨量 土壤含水量的监测与预报 以及对耕层土壤水分动态变化规律的分析等 3 3 3 灌区输配水的量测与自动监控技术 采用 先进的量水设备对灌区用水量进行测量是搞好灌 区经营管理 提高经济效益 实行按用水量收费 促进节约用水的重要手段 常用的量水设备有量水 堰和水表等 随着电子技术 计算机技术的发展 可以将天气 土壤含水量 水源的水位 流量等技 术参数进行采集 输入计算机 利用编制好的软件 对数据进行处理 按照最优方案 制定出灌区内烟 草在各个生育阶段的灌溉计划 用无线或有线传输 方式 控制闸门的开启或调节水泵和控制阀的运行 数量 实现自动化监测控制 4 建 议 综上所述 烟草优化灌溉是一个从水源到田间 再到土体的复杂过程 涉及农学 水利 气象 生 态 信息等多个学科 并受社会 经济 环境等诸 多因素的影响 因此 要做到烟草优化灌溉是一项 长期而艰巨的任务 根据 烤烟优化灌溉理论和技术 的研究与应用 项目研究进展情况 结合各生态烟区 多年的降水特征 初步提出我国主要烟区烟田水利设 施建设形式及其配套节水灌溉方法 供各地参考 4 1 西南丰水烟区 以云南 贵州 四川 重庆为代表的西南烟区 烟叶生产季节降雨充足 能满足烤烟正常生长的需 求 但降雨年际间变异较大 年份内相对集中 烟 叶生产季节阶段性干旱问题比较突出 由于该区降 雨较多 在应对烟叶生产中的阶段性干旱问题时 可采取兴建集水窖 蓄水池 山坪塘等微水利工程 增加水源的数量 采用穴灌 滴灌 喷灌 膜上灌 溉或膜下灌溉 分根灌溉等配套节水灌溉方法 提 高灌溉水利用率 确保烟叶产量和质量的稳定 4 2 华南温暖易涝烟区 以湖南 广东 福建为代表的华南烟区降雨丰 富 大田期降水充沛 完全能满足烟叶生产需要 但在伸根期和旺长期发生涝渍的频率较高 影响烟 草根系发育 在烟叶成熟期易发生阶段性干旱 造 成上部烟叶 高温逼熟 影响上部叶质量 因此 该区烟田水利设施的功能应以排水为主 兼顾灌 溉 水利设施建设可采用输水沟渠与大型集水池塘 相结合的方式 涝时排出烟田积水蓄存于池塘中 旱时从池塘提水灌溉 其配套灌水方法可采用喷 灌 沟灌 分根灌溉等形式 依各地水源条件而定 4 3 黄淮旱作烟区 以河南和山东烟区为代表的黄淮烟区降雨量 偏少 且降雨较为集中 多数烟区烟草生育期内的 降雨都能满足烟叶生产的需要 但豫西烟区的降雨 较少 烟叶生产季节性干旱的发生频率较高 尤其 在烟草生长的前中期易发生旱灾 严重影响年际间 烟叶产量和质量的稳定性 该区烟田水利设施建设 应以集水补灌为主 水源开发工程应满足因地制 宜 保障蓄灌的要求 临近库区或有较大山塘的烟 区 可利用已有水库 山塘等蓄水设施引水灌溉 在缓岗丘陵区 可利用沟壑或小溪 建小水坝截水 灌溉 水坝高低 蓄水量多少要因地制宜 在干旱 缺水烟区 可以利用缓岗 坡地建造水窖集水灌溉 水窖的形式 容积 数量要根据种烟面积 土壤理 化性状 烟田地势以及当地降雨量综合考虑 一般 单窖容量以 20 50 m3为宜 在烟田蓄水设施建设 方面 可采取大小结合 靠近烟地的方法建造蓄水 池或储水窖 将水源之水引入蓄水池或水窖 遇旱 灌溉 灌水方式可采用穴灌 管灌 滴灌 喷灌 膜上灌溉 膜下灌溉 分根灌溉等节水灌溉方法 同时 积极推广秸秆覆盖 秸膜集水 水肥耦合等 农艺节水技术 进一步提高烟叶产量 品质和烟草 水分利用率 参考文献 1 韩锦峰 汪耀富 钱晓刚 等 烟草栽培生理 M 北京 中国农业出版社 2003 2 高华军 汪耀富 邵孝侯 烤烟节水灌溉的研究进展 J 节水灌溉 2005 5 33 35 3 金文华 刘金海 鲁家鑫 等 烤烟节水灌溉试验与示 范 J 烟草科技 2002 11 39 41 下转第 39 页 第1期 焦玉生等 植烟土壤速效磷含量及变化规律的研究 39 5 表明土壤磷含量达到一定水平后 是可以满足 烟株磷养分需求的 因此 目前 烤烟生产要考虑 如何提高土壤磷的利用效果 使土壤磷维持在适当 的水平 因此 在一定含磷量土壤上种植烤烟 要 对磷肥施用量 施用时间和方法 以及磷的利用率 等需要进行进一步研究 参考文献 1 左天觉 烟草的生产 生理和生物化学 M 上海 上海 远东出版社 1991 206 207 2 刘贯山 杨火炎 地膜覆盖 水分供应 磷肥种类和用量 对烤烟早发的影响 J 中国烟草科学 1998 2 35 38 3 袁家富 杨林波 邹焱 等 烤烟体内氮磷钾的浓度和 积累 分配特征 J 中国烟草科学 1998 4 27 29 4 曹志洪 优质烤烟生产的土壤与施肥 M 南京 江苏科 学技术出版社 1993 167 174 5 王鹏 烤烟磷素营养状况与施用技术研究 M 土壤肥 料 1994 4 30 32 6 鲁如坤 土壤农业化学 M 北京 中国农业科技出版社 2000 179 181 7 胡蔼堂 植物营养学 M 北京 中国农业大学出版社 2003 8 鲁如坤 土壤 植物营养学原理和施肥 M 北京 化学 工业出版社 1998 9 潘艳华 胡靖 杨树明 等 土壤氮磷钾肥量比对烤烟 产量和品质的影响 J 西南农业大学学报 2000 4 2 120 122 责任编辑 徐秋萍 上接第 9 页