不同水利措施对烤烟生长的影响及其经济效益分析

材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2014年在浙江省宁波市象山县定塘镇田洋湖片进行（121.80°E，29.48°N）。该片区属于典型的亚热带季风气候区，雨量充沛，年降水量约为1 284 mm，降水主要集中在5—7月。试验区四季分明，温暖湿润，年平均气温约为16.9 ℃，年蒸发量低于降水量。土壤主颗粒均匀，粉沙含量较高，土壤肥力较好。供试土壤pH值5.93，有机质含量12.29 g/kg，碱解氮101.24 mg/kg，速效磷含量11.28 mg/kg，速效钾含量147.76 mg/kg。

1.2 试验设计

试验共设计5种水利措施：沟灌、滴灌、微喷灌、渗灌及漫灌（CK）。上述处理均在同一块大田中进行，其中沟灌和CK处理的设计面积20 m×60 m，滴灌、微喷灌和渗灌处理的设计面积为50 m×60 m，处理之间不设重复，各处理试验区内设3次重复。不同水利处理之间配设0～80 cm深的纵向塑料薄膜，以隔绝处理之间水分的横向入渗。

不同水利措施中，滴灌采用固定式，毛管间距1 m，滴头间距0.5 m，流量3.5 L/（h·m）；微喷灌采用固定式，支管间间距2 m，喷头间距1 m，流量 40 L/（h·m）；渗灌采用垄下埋管的方法，每隔50 cm打1个渗水孔，渗水孔孔径1 mm，垄下埋深20 cm。

试验选取烤烟K326为材料，当幼苗达到6片新叶时将其移栽至大田。将烤烟生育期划分为伸根期、旺长期和成熟期分别进行土壤水分灌溉下限控制，控制条件为土壤相对含水量占田间持水量的60%、80%和70%。各处理施纯氮8 g/株，K2O 15 kg/667 m2，P2O5 10 kg/667 m2。肥料按照基肥 ∶追肥=7 ∶3施用，基肥在烤烟移栽前一次性穴施，追肥时间为移栽后30 d。不同处理除灌溉方式不同外，其余田间管理方式均保持一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 烤烟叶面积与叶面积指数（LAI） 烤烟移栽一段时间后，每隔7 d测定烟株的株高，茎围，最大叶长与叶宽，烤烟单株叶面积和LAI的计算方法如下[7]：

1.4 数据处理

采用SPSS 17.0软件进行显著性分析[11]。

2 结果与分析

2.1 不同水利措施对烤烟叶面积和LAI的影响

图1所示为不同水利措施对旺长期（42 d）和成熟期（77 d）烤烟叶面积的影响。由图1可看出，旺长期烤烟单株叶面积由大到小依次为：滴灌>微喷灌>沟灌>渗灌>CK，其中滴灌处理烤烟单株叶面积显著（P<0.05）高于其他处理，渗灌和CK处理烤烟单株叶面积差异并不显著（P>0.05）。进入成熟期后，不同水利措施下烤烟单株叶面积达到较高水平，仍以滴灌处理最高，达到26 263.67 cm2；微喷灌次之，为23 849.67 cm2；而CK显著低于其他处理（P<0.05）。

图2所示为不同水利措施下烤烟LAI的动态变化。由图2中可看出，LAI的增长分为2个主要阶段：0～35 d为缓慢增长期，不同处理LAI差异不大；35～77 d为快速增长期，不同处理LAI的差异相对明显。这与汪耀富等的研究结果[12]一致。采用作物生长模型对不同水利措施下烤烟理论最大叶面积指数LAIM进行计算，结果如表1所示。由表1可看出，模型模拟的相关系数达到0.922 0～0.993 7，体现了较高的拟合精度。不同水利措施以滴灌处理LAIM值最大，达到6.364；微喷灌次之，为5.865；沟灌处理最低，仅为4.488，这暗示采用滴灌处理可获得更高的理论产量。

2.2 不同水利措施对烤烟光合特性的影响

表2所示为不同水利措施对烤烟光合特性的影响。由表2可看出，不同处理烤烟Pn达到峰值的时间有所不同，其中CK、沟灌和渗灌处理均在成熟期达到峰值，而滴灌和微喷灌处理在旺长期达到峰值。烤烟生长后期光合作用的减弱有利于烟叶正常落黄成熟，说明滴灌和微喷灌处理为较优水利措施。相同生育阶段，不同水利措施均提高了烤烟Pn值（与CK相比），其中滴灌处理使得烤烟Pn值提高了14.81%～39.24%，这对烤烟植株光合物质的累积十分有利。

由于不同水利措施改变了土壤水分状况及空气湿度，烤烟Gs值发生了差异。CK、沟灌和渗灌处理烤烟Gs值随生育期的推进不断上升；滴灌和微喷灌处理烤烟Gs值在旺长期达到峰值，成熟期时有所下降。这说明CK、沟灌和渗灌处理烤烟生长后期生理代谢仍较为旺盛。

CK和渗灌处理烤烟Ci值随生育期的推进不断增加，而沟灌、滴灌和微喷灌均在旺长期达到峰值，这主要由于CK和渗灌处理在成熟期Pn有所上升，这需要更多的CO2来用于光合作用。旺长期滴灌处理烤烟Pn值最高，然而其Ci值与其他处理相比并无显著差异（P>0.05），这可能由于进入细胞间隙的CO2量较多，其合成能力有限故略有盈余[9]。

各处理蒸腾速率在成熟期达到较高水平，其中滴灌和微喷灌处理烤烟Tr值显著（P<0.05）低于其他处理，但该时期滴灌和微喷灌处理烤烟Pn值略高于其他处理，这说明在不影响烤烟光合作用及植株矿物质合成的同时，滴灌和微喷灌降低了烤烟叶片的无谓耗水。

2.3 不同水利措施对烤烟干物质累积的影响

表3所示为不同水利措施对烤烟干物质累积的影响。由表3可看出，烤烟根、茎和叶的干物质累积量均以滴灌处理最高，分别达到59.43、66.21、158.92 g/株；微喷灌处理次之，与滴灌处理差异并不显著（P>0.05）；CK处理烤烟各器官干物质累积总体处于较低水平。然而，虽然滴灌处理烤烟器官干物质累积情况较优，但其经济系数处于较低水平，仅为0.558；CK和沟灌处理经济系数较高，分别为0.584和0.578。

滴灌处理烤烟根冠比最高，为0.264；微喷灌处理次之，为0.259；CK最低，为0.224，说明滴灌处理对烤烟根系的生长发育有利，这与杨军的研究结果[13]一致。

2.4 不同水利措施的经济效益分析

表4所示为不同水利措施的经济效益分析。下述水利工程年运行费均按照总概算的5%计算，烤烟收购价按照4.24元/kg计算，增产量按照不同水利措施烤烟产量与CK处理产量的差值计算。工程运行后，预计每年每667 m2可节省劳力3工（一般情况下，试验区一季烤烟栽培需要用30～35工），每工50元，可节工150元/（667 m2×年）[14]。

由表4可看出，不同水利措施建设工程的造价为1 771～2 281元/667 m2，其中滴灌工程造价最高，微喷灌工程次之，渗灌工程最低。当EIRR、ENPV和EBCR值分别大于12%、0和1.0时，说明工程在经济上可行，具有较好的经济效益。由此可见，本试验中滴灌、微喷灌和渗灌3种水利措施经济效益均处于较优水平，以滴灌工程经济效益最佳，EIRR、ENPV和EBCR值分别为30.6%、3 640.74元和2.19，而渗灌工程经济效益不如滴灌和微喷灌工程。

3 结论

与CK相比，各水利措施均提高了烤烟单株叶面积和LAI值，其中滴灌处理增幅最大。利用作物生长模型[15]模拟烤烟LAI的动态变化，精度较高，相关系数达0.922 0～0.993 7。模型计算结果表明，滴灌处理烤烟理论最大LAI值最高，达到6.364。

滴灌、微喷灌和渗灌等水利措施均提高了烤烟Pn值，并降低了烤烟Tr值，其中滴灌和微喷灌更符合烤烟生长规律，有利于成熟期烟叶的落黄成熟。不同水利措施下烤烟干物质累积情况以滴灌处理较优，经济系数以CK和沟灌处理较优。

试验中不同水利工程的造价约为1 771～2 281元/667 m2，滴灌工程造价相对较高，但经济效益显著，EIRR、ENPV和EBCR值分别为30.6%、3 640.74元和2.19，可优先考虑作为烟田供水选择。

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