控制性分根交替灌水對(duì)烤煙生長(zhǎng)和水分利用效率的影響

控制性分根交替灌水對(duì)烤煙生長(zhǎng)和水分利用效率的影響

康先忠和張建華在植物間植物交換、蒸發(fā)和失水之間的關(guān)系，以及根系對(duì)植物水分利用效率的生理功能方面提出了控制單元的交替灌溉（crai）。這種新型灌溉方法通過(guò)不同區(qū)域根系的交替干濕鍛煉,提高根系吸收功能,增加其對(duì)水分和養(yǎng)分的利用率,以不犧牲作物的光合產(chǎn)物積累而達(dá)到節(jié)水的目的。為了探明烤煙對(duì)這種灌溉方式的適應(yīng)狀況,作者于2004年在中國(guó)煙草白肋煙試驗(yàn)站采用分根交替灌水方式,研究了CRAI對(duì)盆栽條件下的烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的影響及其節(jié)水效應(yīng),以期為我國(guó)干旱煙區(qū)提供一條解決水資源供需矛盾的新途徑。1材料和方法1.1土壤水分試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用防雨控水盆栽試驗(yàn),烤煙品種為K326,移栽期為2004年5月20日。試驗(yàn)用盆高30cm、內(nèi)徑35cm,每盆裝干土12.5kg,栽煙1株。試驗(yàn)地土壤為黃棕壤,質(zhì)地為壤土,有機(jī)質(zhì)含量3.45%,全氮0.19%,全磷0.09%,全鉀1.57%;堿解氮201.43mg/kg,速效磷67.23mg/kg,速效鉀260mg/kg,pH值7.8。土壤田間持水量35.58%,容重1.26g/cm3。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)供水處理:常規(guī)灌水處理(CK),每次灌水充分均勻,土壤水分下限在烤煙的伸根期、旺長(zhǎng)期和成熟期分別為田間持水量的60%、75%和70%,低于下限時(shí)灌水使其達(dá)到田間持水量的95%,每次灌水量計(jì)為m;圍灌處理(A),每次灌水以煙株莖部為中心,小范圍近莖基部灌水;控制固定1/2區(qū)域交替灌水處理(B)(即上次灌過(guò)水的1/2區(qū)下次不灌水,濕潤(rùn)與干燥交替進(jìn)行),每次灌水量為2/3m;圍灌處理(C)和控制固定1/2區(qū)域交替灌水處理(D),每次灌水量為1/2m。交替灌水處理的盆用塑料布分根,以阻止水分側(cè)向交換。每處理20株,共栽煙100株。灌水處理前保證土壤水分充足,確保煙株成活和試驗(yàn)處理的一致性。5月30日所有試驗(yàn)盆土都達(dá)到預(yù)計(jì)含水量后開(kāi)始控水,每天18:00稱(chēng)取盆重,每次用量杯記錄加水量,補(bǔ)充失去的水分,使各處理保持設(shè)定的含水量,控水10d后測(cè)定各項(xiàng)生理生態(tài)指標(biāo)。1.2農(nóng)藝性狀及根系活力測(cè)定每天定時(shí)稱(chēng)盆重,由于測(cè)盆下部已與外界土壤隔絕,無(wú)上下水分交換,又有遮雨棚遮蓋自然降水,故可以不必考慮地下水及降水對(duì)作物的供水補(bǔ)給,在排除土壤蒸發(fā)和苗重的增量后,以盆重的減少量即為煙株的當(dāng)日耗水量;總耗水量為整個(gè)生育期每次加水量與移栽煙苗之前和起苗后土壤含水量變化之和?？緹煹闹旮?、葉數(shù)、葉面積和干物質(zhì)積累量等農(nóng)藝性狀用常規(guī)法測(cè)定。葉綠素測(cè)定采用鄒琦的方法,以各處理煙株自上而下第8片展開(kāi)葉為測(cè)定材料。根系活力用改良TTC法測(cè)定。各指標(biāo)均10d測(cè)定一次,每次2～3個(gè)重復(fù)。水分利用效率(WUE)用各處理葉片干物質(zhì)重與總耗水量的比值表示。2結(jié)果與分析2.1不同灌排處理對(duì)煙株高的影響由表1可以看出,各處理株高表現(xiàn)為CK>A>B>C>D。方差分析表明,CK與其他處理間差異顯著,處理A與B差異不明顯,處理C與D差異不明顯,而處理A、B與處理C、D差異達(dá)到顯著性水平,說(shuō)明相同灌水量的1/2交替灌水處理與圍灌處理的株高無(wú)明顯差異。莖圍測(cè)定結(jié)果表明,相同灌水量的1/2交替灌水處理比圍灌處理明顯增粗,且灌水量高的1/2交替灌水處理比灌水量低的1/2交替灌水處理更有助于增加莖圍,這可以使煙株生長(zhǎng)健壯且防倒伏。從煙株最大葉長(zhǎng)×寬測(cè)定結(jié)果可以看出,CK開(kāi)片程度最好,處理B較處理A開(kāi)片程度好,處理C較處理D開(kāi)片好,但二者都比處理A和B開(kāi)片程度小,說(shuō)明灌水量高的1/2交替灌水處理比圍灌處理有助于煙葉開(kāi)片。對(duì)各處理的葉片數(shù)和葉片含水量(以鮮重計(jì),下同)分析表明,各處理葉片數(shù)和葉片含水量差異不大。2.2不同混交方式對(duì)煙株側(cè)根系生長(zhǎng)的影響試驗(yàn)結(jié)果(表2)表明,灌水量高的控制1/2區(qū)域交替灌水(處理B)具有促進(jìn)根系生長(zhǎng)的作用,根系干重較全部均勻灌水的CK增加;而灌水量低的控制1/2區(qū)域交替灌水(處理D),其根系干重比CK減少。相同灌水量的處理比較表明,處理B較處理A根系干重增加,處理D較處理C根系干重減少。對(duì)根冠比結(jié)果分析表明,控制1/2區(qū)域交替灌水處理均比CK提高了根冠比,且各時(shí)期都以B處理最大,D處理其次,CK最小。相同灌水量的處理比較,1/2區(qū)域交替灌水比圍灌能更好的增加根冠比。而且試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),控制1/2區(qū)域交替灌水處理的煙株側(cè)根系較其他處理發(fā)達(dá)。表明灌水量高的控制1/2區(qū)域交替灌水處理通過(guò)對(duì)根系的干、濕交替鍛煉對(duì)根系生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用,同時(shí)有助于側(cè)根系的生長(zhǎng)。2.3對(duì)土壤中克氏原螯蝦葉綠素含量的影響由圖1可以看出,各處理全生育期的葉綠素含量均呈先上升后下降的變化趨勢(shì),但各處理達(dá)到峰值的時(shí)間不同,CK大約在移栽后63d,而其他處理在73d左右達(dá)到最大值。移栽后63d以前,CK的葉綠素含量在各時(shí)間段均最高,其次為處理B、A和D,最低為處理C。63d后CK葉綠素含量的下降幅度較其他處理大,其值迅速下降為最小,處理B的葉綠素含量上升為最高。相同灌水量的處理相比,1/2交替灌水處理比圍灌處理的葉綠素含量在各生育期均高。交替灌水處理相比較,灌水量大的處理比灌水量小的處理其葉綠素含量在各生育期均高。不同處理在各個(gè)生育階段的葉綠素a/b比值無(wú)明顯差異。2.4根系活力的變化根系的生長(zhǎng)狀況和活力水平直接影響地上部分的生長(zhǎng)。圖2表明,不同處理全生育期煙株的根系活力均呈先上升后下降的變化趨勢(shì),且以處理D的峰值最大。與CK相比,處理B和D的根系活力最大值分別增加了52TTCμg/(gFW·h)和74TTCμg/(gFW·h)。相同灌水量處理,控制1/2區(qū)域交替灌水處理較圍灌處理的根系活力在各時(shí)期的測(cè)定值都大。說(shuō)明控制1/2區(qū)域交替灌水在各生育時(shí)期均能明顯提高烤煙根系活力。2.5不同灌排方式對(duì)水分利用效率的影響由表3可以看出,不同處理WUE的變化趨勢(shì)為B>A>C>CK>D。處理B的WUE最大為5.51kg/m3,比對(duì)照高1.19kg/m3;處理D的WUE僅為4.19kg/m3,低于CK的4.32kg/m3。相同灌水量處理的WUE比較,處理B高于處理A,而處理D低于處理C,說(shuō)明低灌水量的1/2區(qū)域交替灌水方式較圍灌方式難以提高水分利用效率,而高灌水量的1/2區(qū)域交替灌水方式較圍灌方式能提高水分利用效率。相對(duì)于CK而言,1/2區(qū)域交替灌水的處理B的葉片干物質(zhì)下降了15%,而耗水量下降了33.3%,水分利用效率大幅度提高,節(jié)水效果明顯。3外灌精液的節(jié)水效果試驗(yàn)結(jié)果表明:控制性分根交替灌水的灌水量達(dá)到對(duì)照灌水量的2/3處理,烤煙葉片干物質(zhì)重減少15%,而耗水量下降了33.3%,水分利用效率大幅度提高,節(jié)水效果明顯;灌水量為對(duì)照灌水量的1/2時(shí),節(jié)水效果不好,其水分利用效率低于對(duì)照0.134