分根交替灌溉及亏缺灌溉对烟草氮吸收比较探究

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1、分根交替灌溉及亏缺灌溉对烟草氮吸收比较探究摘要：本研究选用烤烟K326为试验材料，通过盆栽试验研究在分根交替灌溉、亏缺灌溉和全灌溉下对烟草氮吸收的影响。探讨分根交替灌溉提高烤烟氮吸收水平的生理基础。结果表明：分根交替灌溉的烤烟氮素利用率比亏缺灌溉和全灌溉的有所提高。叶干重、株高和干物质积累量均比亏缺灌溉和全灌溉的增加。关键词：烟草；氮吸收；分根交替灌溉；亏缺灌溉1.前言水分对烟草的生长有着重要的作用。水分胁迫是烟草生长后期造成影响的重要环境因素之一。水分会影响烟草的植株生长，根系发育，以及产量与品质［1,2］。然而，由于各地烟区的降雨不均

2、，总有一些烟区因土壤干旱而影响烤烟的生长发育［3］。而在各个烟草种植区，大水漫灌仍旧是主要的灌溉方式，这使得灌溉的耗水量远远大于烟草生长的实际需水量，造成了水资源的极大浪费和生产投入的不必要增加。为了解决全球水资源紧缺和水环境恶化问题，国内外研究者打破常规的工程节水概念（如渠道衬砌、管道输水和微喷灌、滴灌等等），从考虑作物本身生理特性出发，提出了许多全新而真实的节水灌溉技术，如限水灌溉、非充分灌溉、调亏灌溉和局部灌溉等等［4-8］o但是这些灌溉方式由于单单考虑到在灌溉时间上进行优化和重新配置，并没有从划分根区的角度来考虑优化灌溉方式节约水

3、量。1997年康绍忠等从根区的角度出发，提出了分根交替灌溉这一项新型的节水技术［9］。这种灌溉方法旨在通过不同区域根系交替灌水，以此来提高根系对土壤中养分以及有机物质的吸收功能，提高作物对水分和养分的利用率，以期达到既不影响作物的质量与品质，同样也能够提高植株对水分的利用效率。氮素是烟草生长过程中必不可少的营养因素，对烟草的生长有显著影响，氮在烟叶的产量、产值形成中具有重要作用，是左右烟叶产量和品质的最主要因素。人们可以通过对水分和氮素的调节来控制烤烟产量和品质。1.1国内外研究现状分根交替灌溉（PRD）是作物在生长期内其根区两侧交替灌溉

4、，以刺激植物根系吸水功能和改变根区剖面土壤湿润方式为核心，调节气孔开度，减少植株“奢侈”蒸腾，提高水分利用效率，从而达到节水、高产、优质的目的［10］。分根交替灌溉技术在于早半干旱地区的试验研究和应用已有较多报道，试验研究已较为系统和深入对作物生长发育、作物产量与提高水分利用效率等方面影响的研究已取得较大的进展。如韩艳丽和康绍忠［12］研究分根交替灌溉对玉米养分吸收的影响，结果表明交替供水方式能提高单位耗水量、氮利用效率和水分利用效率。杜太生等［14-15］进行大田棉花试验也有类似结果。Li等［16］研究分根交替灌溉对盆栽甜玉米水分及氮素

5、利用的影响，结果表明分根交替灌溉既能节水，又能分别提高水分利用效率和氮肥表观利用率。［12-15］o但该项节水灌溉技术在烤烟技术生产上面研究起步较晚，阿吉艾克拜尔等［16］研究结果表明：适当的缺水灌溉对烤烟的植物生理特性影响不大，但是在烤烟植株的团棵期、旺长期和成熟期土壤含水量对提高烟叶产量效果明显；刘玉青等［17］结果表明：烟草光合作用受土壤水分影响较大，在旺长期，土壤含水量控制到田间持水量的四分之三时,光合作用最强。汪耀富等［18］结果表明：分根交替灌溉可明显增强烤烟植株的地下部分的根系活力，保持较高且稳定的光合速率，降低无效且不重要

6、的蒸腾速率，提高叶片的平均水分利用效率；使烟株的株高明显变大，叶片内的糖类物质提高显著。1.1.1分根交替灌溉节水的基本机理分根交替灌溉是指人为地保持根系活动层的土壤在水平或垂直的剖面的某个区域干燥，是的作物根系始终有一部分生长在干燥或者较为干燥的土壤区域，限制该部分根系对水分的吸收，并通过人工控制的方法使干燥区域交替出现。首先，分根交替灌溉会影响植物根系的生长，影响根系活力。交替灌溉可促进作物根系生长、提高根冠比［19,20］、增加根密度［21,22］、促进根系系统的生长发育oMackey等［24］研究发现，如果一部分根放置于湿润的土壤

7、中，则接近或达到永久萎薦的另一部分根仍能正常生长，在一般供水条件适宜的情况下，根长随着深度而下降，如果供水停止，上层土壤的含水量瞬间减少，则处于较深较湿部位的根就不断进入生长阶段，不同的灌溉方式对浅层根的生长有不同的影响效果。交替灌溉有利于促进作物对土壤中养分的吸收，提高作物产量和水分利用效率。烟草只一种较为高大的作物，由于在夏季种植，气温较高，水分的多少会直接对烟草对土壤中养分的利用造成影响［25-27］o植物蒸腾耗水与气孔导度为线性关系，而光合作用与气孔导度为渐趋饱和关系，如果适当降低气孔导度，可以显著降低蒸腾耗水，同时对光合作用没有

8、影响或影响很小［18］,采用控制性根系分区交替灌溉，可以达到不牺牲作物光合产物积累，减少棵间蒸发和作物蒸腾耗水而节水的目的［29］。节水灌溉技术设计时，节水与产量稳定是两个基本的要求，而产量稳