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1、烟草水分关系,龙怀玉中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,讲义提纲水分对于烟草的重要性土壤水分的基础知识烟草水分生理简介烟田水分管理我国烤烟需水量的空间分布特征目前我国烟草水分关系研究应该注意的几个问题,有收无收在于水，收多收少在于肥！,水分对于烟草的重要性,毛主席亲自主持制定的农业八字宪法：土、肥、水、种、保、管、工、密,水分过少,水分适当,灌溉是调控烟草的产量与品质的重要手段；烟草比一般农作物对水分更加敏感；水分不足会绝产，水分过多也会片烟无收,水分过多,水分对于烟草的重要性,水分对于烟草的重要性,中国烟草栽培学，陈瑞泰主编。,烟草栽培生理，韩锦峰主编,淹水显著地降低了生物产量、烟碱、还
2、原糖含量,水肥是调控烟草产量和质量的手段,光、热、水、养、气（空气）是作物必需的基本生活要素。气象范畴中的光、热、气，现在还无法大范围调控，只能监测它们、适应它们。水、肥，则可以通过灌排、施肥等手段进行调控。代农业种植生产过程，主要就是对水肥土的调控，获得适宜产量和品质的过程。,水分对于烟草的重要性,水分是烟草生产过程消耗对多的资源,在目前生产水平下，我国烤烟大田耗水量大约为30万50万公斤/亩（300500方/亩）。按目前1.5元/方的水价，相当于450750元/亩,水分对于烟草的重要性,土壤水分的基础知识,一、土壤水的基本含义二、土壤水的类型及其有效性三、土壤水分含量的表示方法四、土壤水贮
3、量五、土水势六、土壤水运动七、土壤水常数八、土壤水分特征曲线九、土壤-植物-大气水分连续体,一、土壤水的基本含义是指在一个大气压下，在105条件下能从土壤中分离出来的水分。与次生矿物结合的水不属于土壤水分的范围。土壤水分是烟草水分的直接来源，不管是灌溉水、还是降雨都必须转化成土壤水之后才能被烟草吸收、利用！土壤水的主要来源有降雨、灌溉、地下水、以及侧渗,土壤水分的基础知识,土壤含水量的测定方法-重量法（gravimetric method）经典烘干法快速烘干法-中子法（neutron scattering）-TDR法 时域反射仪（time-domain reflectometry）,TDR,中
4、子仪,一、土壤水的基本含义,二、土壤水的类型及其有效性,根据土壤水分所受的作用力，可以把土壤水分分为如下几个类型：1、吸湿水,干燥土粒通过分子引力和静电引力的作用，从空气中吸持汽态水，使之在土粒表面形成一或数分子层厚的水膜，称为吸湿水。没有溶解溶质的能力，不能呈液态自由移动，只有加热到105以上时，才呈气态扩散。不能被植物吸收利用。,土壤水分的基础知识,2、膜状水：当土壤含水量达到最大吸湿量时，土粒对周围水分子还有剩余引力，可以在吸湿水外层又吸附一层新的液态水膜。这层新的水膜就称为膜状水。,基本性质与液态水相似，但粘滞性较大，无溶解性。可以沿土粒从水膜厚处想薄处移动。当根接触膜状水时，膜状水可
5、以被吸收。但膜状水对植物而言是供不应求的。但膜状水尚未完全被利用之前，植物就会出现凋萎状态。,二、土壤水的类型及其有效性,土壤水分的基础知识,3、毛管水,当土壤含水量超过最大分子持水量时，水分子不再受土粒表面引力的作用，而是靠毛管引力而保持在土壤的毛管孔隙中，这部分的水就称为毛管水。毛管水具有自由水的特点，能溶解溶质，移动速度快，可以满足作物的需要，是作物可以利用的土壤水分的主要形态。,二、土壤水的类型及其有效性,土壤水分的基础知识,地下水随毛管孔隙上升而被毛管力保持在土壤中的水份，称为毛管上升水。当地下水位适当时，毛管上升水是作物所需水份的重要来源。毛管上升水的高度与孔隙的半径成反比。但当孔
6、隙过细时，管壁对水份运动的阻力增加，因而上升高度反而变小。,降雨或灌溉以后，由于毛管力的作用而保留在土壤上层的水分，称为毛管悬着水。,3、毛管水,二、土壤水的类型及其有效性,土壤水分的基础知识,4、重力水,当土壤水份超过田间持水量时，多余的水份不能为毛管所保持而在重力作用下沿着大孔隙向下渗漏，这部分水就称为重力水。重力水对作物是有效的，但由于它渗漏很快，不能被保持，所以对旱作而言是无效的。,二、土壤水的类型及其有效性,土壤水分的基础知识,1、质量含水量。指土壤中水分的质量与干土质量的比值，一般用m 表示。m=土壤水质量/干土质量*1002、容积含水量。指土壤总容积中水所占的容积分数,一般用v表
7、示 v=（土壤水容积/土壤总容积）*100 v=m.；=土壤容重3、相对含水量。土壤含水量占田间持水量的百分数=土壤含水量/田间持水量。可以说明土壤水的含量、有效性和水、气的比例等，是农业生产上常用的土壤含水量的表示方法。,三、土壤水分含量的表示方法,土壤水分的基础知识,四、土壤水贮量,指一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量。,1、水深（Dw）：指在一定厚度（h）和一定面积土壤中所含水量相当于同面积水层的厚度。单位可以用cm或mm Dw=v.h2、绝对水体积（容量）：指一定面积一定厚度土壤所含水量的体积，量纲为L3。如每亩多少方、每公顷多少方,土壤水分的基础知识,与自然界其它物体一样，土壤水具有
8、不同数量和形式的能量。所谓土水势，就是指土壤水的势能与纯自由水的能量之差。土水势是除温度以外的所有的能够影响土壤水化学势的各种因素之和。因此，土水势由各种分势组成：=m+p+s+g.,五、土水势,土壤水分的基础知识,1、基质势（基模势，m）,由于土壤的基质吸力对水份的吸持而引起的水份势值的降低，成为基质势。一般以纯自由水的水势为零作为参比标准，所以基质势是负值。含水量越高，基质势的绝对值越低。当土壤水分处于饱和状态时，基质势趋于零。因此，基质势对非饱和土壤的水势运动和保持有极其重要的作用。,五、土水势,土壤水分的基础知识,2、压力势（p）,在饱和状态下，土壤水份所承受的压力与参照水面的差值，称
9、为压力势。不饱和土壤水的压力势等于零。只有在饱和土壤中，土壤水已经形成连续体的情况下，土壤水才存在压力势。是饱和土壤水分运动的主要推动力压力势大于参比标准，所以压力势恒为正值。同一土壤剖面中，深度越大，压力势越越大。,五、土水势,土壤水分的基础知识,3、溶质势（s）,由于土壤溶质对土壤水的作用而引起的水分势值的降低，称为溶质势。其数值与渗透压相等，符号相反，为负值。一般情况下，溶质势对土壤水本身的运动并没有太大作用，但对根系吸水有影响。,五、土水势,土壤水分的基础知识,4、重力势（g）,土壤水由于其所处的位置不同，因重力影响而产生的势能也不同，有此而产生的水势称为重力势。重力势可正可负，它是与
10、参照面相对而言的。参照面以上的土壤水重力势为正值，参照面以下的为负值。通常选择剖面内部或底面边界。,五、土水势,土壤水分的基础知识,五、土水势,指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态。土壤水吸力不是指土壤对水的吸力。基质势和溶质势一般为负值，在使用中不太方便。所以将二者之和的绝对值定义为吸力（S）。土壤水总是从吸力低处向吸力高处流动。,5、土壤水吸力,土壤水分的基础知识,五、土水势,单位容积土壤水的势能值用压力表示，标准单位帕(Pa)，或千帕(KPa)，兆帕(MPa)，习惯上也用巴(bar)、大气压(atm)和厘米水柱表示。,1Pa=0.0102厘米水柱1atm=1033厘米水柱=1.013
11、3bar1bar=0.9896atm=1020厘米水柱,6、土水势(土壤吸力)的定量表示,土壤水分的基础知识,张力计法（tensiometers)一般只能测定0-85kPa范围内的土壤基模势。压力膜法（pressure membrane apparatus）它的测量范围在0-1.5MPa之间。可以测定土壤的吸水（湿润）曲线和脱水（释水）曲线。土壤水分张力仪(Equilibrium Tensiometer)它的测量范围在0-1.5MPa之间。可以原位测定。,图7-7 张力计结构示意图,五、土水势,7、土水势的测定,六、土壤水运动,土壤处于永恒的运动中，运动的动力是水势梯度,1.饱和水运动：土壤被
12、水所饱和时产生的水分运动。推动力主要是重力势和压力势。运动速度快、存在时间短。2.非饱和水运动：土壤水在非饱情况下的水分运动。推动力主要是基质势。运动速度慢、存在时间长，是主要运动形式。,土壤水分的基础知识,2、凋萎系数，又称有效水分的下限,当植物产生永久凋萎时的土壤含水量。此时土壤水是全部的吸湿水和部分膜状水。凋萎系数=吸湿系数*（1.341.5）,1、吸湿系数，又称最大吸湿水量,是在相对湿度接近饱和空气时，土壤吸收水汽分子的最大量。,七、水分常数,土壤水分常数是一些与植物生长、土壤的保水能力以及水分的移动特征有关的特定数值。,土壤水分的基础知识,3、田间持水量，又称适宜水分上限,当土壤被充
13、分饱和后，多余的重力水已经渗漏，渗透水流已降至很低甚至停止时土壤的含水量。此时包括全部吸湿水、膜状水和毛管悬着水。,4、土壤饱和含水量，又称全容水量,土壤完全为水所饱和时的含水量，此时土壤水包括吸湿水、膜状水、毛管水和重力水。水分基本充满了土壤孔隙,七、水分常数,土壤水分的基础知识,5、有效水含量,土壤水的有效性是指土壤水被植物吸收利用的状况。不能被植物吸收的称无效水。能被植物吸收的称有效水。凋萎系数为有效水的下限，田间含水量为土壤有效水的上限。最大有效含水量=田间含水量-凋萎系数有效水分含量=自然含水量-凋萎系数,七、水分常数,土壤水分的基础知识,七、水分常数,不同类型土壤的水分常数不同。华
14、北平原不同土壤质地的几种水分常数（重量，%）,土壤水分的基础知识,八、土壤水分特征曲线,土壤水的基质势(或土壤水吸力)是随土壤含水量的变化而变化的。它们之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线。,含水量相同时，不同质地土壤水吸力大小顺序为：粘土壤土砂土土壤水吸力相同，不同质地土壤含水量大小顺序为：粘土壤土砂土,土壤水分的基础知识,其二，不同质地土壤达到萎蔫系数和田间持水量时的土壤水吸力相似。达到萎蔫系数时，土壤水吸力为15atm或15bar，pF为4.2；达到田间持水量时，土壤水吸力为0.3atm或0.3bar；pF为2.8。,其一，不同质地土壤含水量相同时，其吸水力相差很大。对植物的有效性不同。,
15、八、土壤水分特征曲线，重要意义,土壤水分的基础知识,大气水分以降水形式到达地面，经分配后进入土壤，大量的水分通过植物根系吸水经植物体运输到叶片，再由叶片中的液态水变为汽态水而输送,九、土壤-植物-大气水分连续体,到空气中。这种贯通土壤植物大气连续的水流，被称为土壤植物大气连续体(Soil-Plant-Atmosphere Continuum)。,土壤水分的基础知识,九、土壤-植物-大气水分连续体,SPAC系统中水流的动力是蒸腾作用，从土壤-根-茎-叶-大气，水势逐渐降低。,土壤水分的基础知识,烟草水分生理简介,植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程，被称为植物的水分代谢(water meta
16、bolism)。一、水在烟草生命活动中的作用二、烟草对水分的吸收三、烟草的蒸腾作用,1、烟草的含水量烟株含水量在80%以上不同器官、组织不同 根尖、幼苗、嫩芽、旺长期叶片8890 烟茎、成熟期叶片8085 种子在贮藏期含水量为78，萌动时含水量达到6070生命活动较旺盛的部分，水分含量较多。不同环境下有差异；荫蔽、潮湿向阳、干燥环境,烟草的水分生理,一、水在烟草生命活动中的作用,2、烟株体内水分存在的状态,自由水：未与细胞组分相结合可以自由流动的水分，正常情况下60%以上。,自由水参与各种代谢作用，自由水占总含水量的百分比越大，则植物代谢越旺盛。束缚水不参与代谢作用，束缚水含量与植物抗性大小有
17、密切关系。,束缚水：与细胞组分紧密结合而不能自由流动的水分；,烟草的水分生理,一、水在烟草生命活动中的作用,1水分是细胞质的主要成分 2水分是代谢作用过程的反应物质 3水分是植物对物质吸收和运输的溶剂 4水分能保持植物的固有姿态 5.水的某些理化性质也有利于植物的 生命活动，如高的比热和气化热，有利于调节植物体的温度。,烟草的水分生理,一、水在烟草生命活动中的作用,二、植物根系对水分的吸收,1、根部吸水的区域2、根系吸水的途径 3、根系吸水主要形式及其动力 4、影响根系吸水的土壤条件,烟草的水分生理,成熟区(根毛区，吸水最旺盛）,伸长区（吸水旺盛）,分生区,根冠,二、根系对水分的吸收,烟草的水
18、分生理,主要在根尖10cm。包括根冠、根毛区、伸长区和分生区,根毛区的吸水能力最大，其次是伸长区。,根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻力小。,根毛区有许多根毛，增大了吸收面积；,根毛细胞壁的外部由果胶质组成，粘性强，亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着和吸水；,1、根部吸水的区域,二、根系对水分的吸收,烟草的水分生理,2、根系吸水的途径,质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有原生质的部分移动，移动速度快。共质体途径：是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质。移动速度较慢。,内皮层细胞壁上的凯氏带,水分只能通过内皮层的原生质体。即进入共质体途径,二、根系对水分的吸收,烟
19、草的水分生理,根部吸水的途径,3、根系吸水主要形式及其动力,主动吸水：被动吸水：,由根系的生理活动而引起。动力是根压,植物根系吸水主要依靠 2 种方式:,由蒸腾作用所引起。动力是蒸腾拉力,主要的,二、根系对水分的吸收,烟草的水分生理,烟草的水分生理,蒸腾拉力的本质是水势差地上比根部低。上部叶比下部叶低在同一叶子中距离主脉越远则越低；在根部则内部低于外部。,二、根系对水分的吸收,3、根系吸水主要形式及其动力,4、影响根系吸水的土壤条件,根部有吸水的能力，而土壤也有保水的能力(土壤中胶体能吸附一些水分，土壤颗粒表面也吸附一些水分)。,根部吸水能力 土壤保水能力，吸水根部吸水能力 土壤保水能力，不吸
20、水,植物只能利用土壤中可用水分。,土壤中可用水分,二、根系对水分的吸收,烟草的水分生理,土壤通气状况,时间较长，就形成无氧呼吸，产生和累积较多酒精，根系中毒受伤，吸水更少。,短期内可使细胞呼吸减弱，影响根压，继而阻碍吸水；,土壤缺氧和CO2浓度过高,原因：,土壤通气不良使根系吸水量减少。,4、影响根系吸水的土壤条件,二、根系对水分的吸收,烟草的水分生理,水分本身的黏性增大，扩散速率降低；细胞质黏性增大，水分不易通过细胞质；呼吸作用减弱，影响根压；根系生长缓慢，不利于吸水表面的增加。,原因,低温能降低根系的吸水速率,土壤温度,4、影响根系吸水的土壤条件,二、根系对水分的吸收,烟草的水分生理,高温
21、加速根的老化过程，吸收面积减少，吸收速率也下降。,原因,土壤温度过高对根系吸水也不利。,温度过高使酶钝化，影响根系主动吸水。,4、影响根系吸水的土壤条件,二、根系对水分的吸收,烟草的水分生理,土壤温度,土壤溶液浓度,施用化学肥料时不宜过量，产生“烧苗”,土壤溶液浓度越低，溶质势（水势的一个成分）就越高，越有利于根系吸水；反之，不利于根系吸水，水分倒流,4、影响根系吸水的土壤条件,二、根系对水分的吸收,烟草的水分生理,三、蒸腾作用,1、概念 2、蒸腾的生理意义3、评价蒸腾的指标4、蒸腾的部位5、气孔蒸腾,烟草的水分生理,1、概念 蒸腾作用：是指水分以气体状态，通过植物体的表面(主要是叶子)，从体
22、内散失到体外的现象。,三、蒸腾作用,烟草的水分生理,1)极少量以液体状态散失到体外（吐水现象）2)绝大多数以气体状态散逸到体外（蒸腾作用）,烟株吸收的水分,用于代谢15,散失95%99%,2、生理意义（1）是植物水分吸收和运输的主要动力。,（3）能够降低叶片的温度，避免叶片灼伤。(1g水变成水蒸气需要吸收的能量，在 20时是2444.9J，30时是2430.2J),（2）促进木质部汁液中物质的运输。,（4）有利于气体交换。有利于光合作用的进行。,烟草的水分生理,三、蒸腾作用,3、指标蒸腾速率 植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。单位：(g m-2 h-1)或(mmol m-2
23、s-1)白天的蒸腾速率15250 g m-2 h-1晚上的蒸腾速率120 g m-2 h-1。,烟草的水分生理,三、蒸腾作用,蒸腾系数 指植物形成 1 g 干物质所需水分(g)。（蒸腾比率的倒数）蒸腾系数越大，利用水分的效率就越低。一般农作物：125-1000，玉米为370，小麦为540，烟草在500以上,蒸腾比率(蒸腾效率)植物每消耗1 kg水时所形成的干物质克数。一般植物的蒸腾比率是1-8。,3、指标,烟草的水分生理,三、蒸腾作用,幼小全部表面都能蒸腾木本植物长大后皮孔蒸腾(约占0.1)植物的蒸腾作用绝大部分是在叶片上进行。,4、部位,气孔蒸腾，烟草气孔数目多500个/mm2,叶片蒸腾的两
24、种方式,角质蒸腾(仅占510),烟草的水分生理,三、蒸腾作用,气孔蒸腾的过程,气孔面积只占叶表面的0.51.5；气孔蒸腾量要比同面积的自由水面的蒸发量快50倍之多。,小孔扩散定律水蒸气通过气孔扩散的速率，不与小孔的面积成正比而与小孔的周长成正比。,5、气孔蒸腾,烟草的水分生理,三、蒸腾作用,气孔运动：白天开放，晚上关闭。,5、气孔蒸腾,烟草的水分生理,目前普遍认为控制气孔开与关的主要机理是：淀粉糖转化、钾离子累积,三、蒸腾作用,影响气孔运动的因素,温度 上升气孔开度增大 10以下小，30最大，35以上变小,光照 光照张开；黑暗关闭,CO2 低浓度促进张开；高浓度迅速关闭,水分 水分胁迫气孔开度
25、减小,5、气孔蒸腾,烟草的水分生理,三、蒸腾作用,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法二、烟草的需水规律 三、烟草合理灌溉指标四、烟田适宜的灌溉方法五、烟田灌溉制度六、烟草的水肥耦合技术,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,1、作物需水量。也称作物蒸散量，一般用 ETc 表示。指在水分、养分等处于最优状况下、没有任何病虫害的群体作物，为能取得高产潜力而消耗的水量，包括植株蒸腾、土壤蒸发以及组成植株体所需的水量（一般小于1%，可忽略)。即认为作物需水量就等于植株蒸腾量(Transpiration)和棵间蒸发量(Evaporation)之和，即ETc=E+T,2、作物耗水量。在实际田间
26、情况下的群体作物所消耗的水量，同样包括植株蒸腾、土壤蒸发。一般用 ET 表示。,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,目前确定作物需水量的方法可以分为2大类：1、估计法。包括：空气动力学法、热量平衡法、动力学与能量联立法、经验公式法、遥感估测法等。其中作物系数参考作物法运用最为广泛。2、测定法，其实就是土壤水量平衡法。,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,估计法中的作物系数参考作物法，参考作物需水量 ET0 的确定方法又有10多中计算方法。其中联合国粮农组织FAO推荐的 Penman-Monteith 模型精确度、准确度最高，在全世界通行；,ETc 需水量 mm/da
27、y；Kc 作物系数；ET0 参考作物蒸散量 mm day-1。,Rn 冠层净辐射，G 土壤热通量，T 离地表2米高处的空气温度，U2 离地表2米高处的风速，es饱和水气压，ea实际水气压，水气压曲线斜率，湿度计常数,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,烤烟的基础作物系数,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,在作物系数参考作物法，耗水量的确定一般是通过修正基础作物系数，而实现的。,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,作物需水量、耗水量的测定法，本质上就是土壤水量平衡法。,W=P+I+U-(R+ET+D),W土壤储水量变化mm；P 有效降雨量mm；I 灌溉
28、量；U从下层土壤中渗透上来的水量，简称上行水量；R径流量；ET蒸散量；D 渗漏到下层土壤中水量，简称渗漏量。,关键是如何确定U、D，围绕U、D的确定，土壤水量平衡法又有以下3种主要形式：,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,1、测坑法。在四壁和底部不渗水的池子中装填土壤、并种植作物。由于池子不渗水，池子中的土壤与外部土壤便隔离开来，此时U、D便为0了。,测坑法破坏了土壤原来的结构，人为隔断了作物生长土壤与深层土壤之间的水分联系，容器内植株的代表性对蒸发测定有影响，测定结果的代表性需要慎重考虑。,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,2、蒸渗仪法。将土壤装填在一个比较大
29、的容器内（即所谓的蒸渗仪），在蒸渗仪内种植上作物。容器底部有开口，从容器内土壤中渗漏出来的水分可以被接住，得到D准确测量，而U为0。,蒸渗仪法是测定作物需水量的经典标准方法，可用于1h以内蒸散量的测定，但也存在一些不足：设计复杂，破坏了土壤原来的结构，人为隔断了作物生长土壤与深层土壤之间的水分联系；容器内植株的代表性值得怀疑，而且植株生长量会逐渐累积到蒸散量中去，造成误差；需要大型设备，成本昂贵，不能广泛使用，特别是不能在实际田间状态下采用。,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,3、农田简化法。假设在地下水埋深很大的地方（一般要求至少要大于5米），在某个时期当土层达到一定深度时（
30、经常是2米左右），U、D为0。农田简化法应用最为普遍，简便，不受气象条件的限制。但是农田简化法中人为假定D、U为0，如果D、U为比较大的话，必然会导致很大误差。,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,4、零通量法。是从土壤水分运动出发结合土壤物理状况来确定蒸散量的一种方法。根据土壤水分运动方程，当土壤剖面上土水势梯度为零时(零通量面)，土壤水分通量为零，即D、U为0。,烟田水分管理,一、需水量和耗水量的概念、测定方法,4、零通量法，具有很多突出优点。基本不破坏土壤结构，保持了烟草生长土壤与深层土壤之间的水分联系，属于原位测量技术，不存在植株代表性问题；可获得很小时间段的蒸散量数据（
31、精确到小时）不需要固定设备，监测地点可以很方便地改变。理论上，还可以原位地将烟田的烟株蒸腾量和土壤蒸发量分开，确定不同根层的根系吸水量。可以原位得到土壤水分特征曲线、土壤非饱和导水率、土壤容重等额外参数。,烟田水分管理,二、烟草的需水规律在150 kg/亩的产量水平下，我国烤烟大田耗水量大约为300500方，其中蒸腾量大约为75150方。,烟草耗水表现为前期少、中期多、后期又少的规律；伸根期、旺长期、成熟期的耗水量分别占总耗水量的1621%、4346%、3538%。,烟田水分管理,三、合理灌溉指标是否需要灌溉可依据气候、土壤墒情、烟草形态、生理性状和指标加以判断。,1、土壤含水量指标 我国烤烟
32、在还苗伸根期、旺长期、成熟期的土壤计划湿润土层一般分别为25、50、30厘米，土壤相对含水量以60%、80%、70%为适宜；如果相对含水量低于45%、70%、60%，就必须及时进行灌溉。土壤含水量对灌溉有一定的参考价值，但是由于灌溉的对象是作物，而不是土壤，所以最好应以作物本身的情况作为灌溉的直接依据。,烟田水分管理,2、形态指标上午8：00以前，没有任何萎蔫。土壤水分充足上午11：00以前，发生萎蔫。土壤水分已经不足上午10：00以前发生萎蔫，下午4：00后没有恢复。土壤水分很不足，必须马上灌溉,三、合理灌溉指标,茎、叶的颜色也可以指示水分状况缺水时：叶绿素浓度相对增大，而呈暗绿色；茎、叶颜
33、色有时变红,烟田水分管理,3、生理指标烟叶成熟阶段，叶片水分吸力10 atm，已经缺水，需要灌溉；叶片水分吸力14 atm，严重缺水，应马上灌溉；叶片水分吸力9 atm，水分过多，需要控制水分近年研究表明：烟叶片细胞汁液浓度、气孔导度、胞间CO2浓度等也可作为灌溉的生理指标，但如何运用还需要进一步研究。,三、合理灌溉指标,烟田水分管理,可惜！烟草还没有这方面的数据,三、合理灌溉指标,烟田水分管理,四、烟草适用灌溉方法1、喷灌。就是借助动力设备把水喷到空中成水滴降落到植物和土壤上。这种方法既可解除大气干旱和土壤干旱，保持土壤团粒结构，防止土壤盐碱化，水分利用率高，可节约用水。,灌水均匀度，不会造
34、成局部的渗漏损失和肥料流失，灌水量和灌水深度容易控制。,烟田水分管理,四、烟草适用灌溉方法2、滴灌。通过埋入地下或设置于地面的塑料管网络，将水分输送到作物根系周围，水分（也可添加营养物质）从管上的小孔缓慢地滴出，让烟草根系经常处于保持在良好的水分、空气、营养状态下。,能精确地按作物需要供水；提高肥料的利用率,可以实现精确施肥。,烟田水分管理,四、烟草适用灌溉方法3、隔沟交替灌溉。采取地面自流灌溉的方法，隔行灌溉。下次交叉灌溉垄沟。,节约用水，提高水分利用率；减少灌水对土壤结构的破坏；比较好地协调了土壤水分、空气的关系；减少地温下降，可提高灌水效率。,烟田水分管理,四、烟草适用灌溉方法,烟田水分
35、管理,喷灌好于滴灌好于沟灌好于浇灌,四、烟草适用灌溉方法,烟田水分管理,水分效率：滴灌略好于喷灌、好于沟灌,金文华等在河南驻马店的试验,五、烟草灌溉制度,1、烟草产量对耗水量的响应,Ya实际产量；Ym没有水分亏缺情况下的最大产量；ETa实际蒸散量；ETm需水量，在没有水分亏缺情况的蒸散量；Ky产量响应系数，根据FAO 的数据：烤烟还苗伸根期、旺长期、成熟期的Ky分别为0.2、1.0、0.5，全大田期为：0.9。,数据来源：汪耀富等.2003,烟草产量对旺长期的水分供应最敏感，其次是成熟期，而在伸根期对水分供应敏感系数低！,烟田水分管理,植物的水分临界期，是指植物在生命周期中，对水分缺乏最敏感、
36、最易受害的时期。由于水分临界期缺水对产量影响很大，因此，应确保农作物水分临界期的水分供应。,五、烟草灌溉制度,2、烟草的水分临界期,烟草的水分临界期是旺长期。当水资源不足的情况下，应该尽量将灌溉水运用到旺长期！,烟田水分管理,在水分临界期或者对水分也相当敏感的另一个时期，正好遇上当地的降水条件经常出现不适宜，则这一时期就是当地水分条件影响产量的关键时期，称作物的水分关键期。,五、烟草灌溉制度,3、烟草的水分关键期,尽管伸根期不是烟草的水分临界期，在我国大部分地区却是烟草的水分关键期！必须加强伸根期的烟田水分管理！,与水分临界期的区别：临界期是从作物本身对水分的需求来考虑的，是生理问题；而关键期
37、是综合考虑了作物的特性和当地的气候条件，是农业气象问题。,烟田水分管理,五、烟草灌溉制度,烟草灌溉制度：是指根据烟草需水特征和当地气候、土壤、农业技术以及灌水技术等条件，为确保烟草的产量和质量而制定的适时适量的灌水方案。包括移栽前及整个大田期内各生育期灌水时间、灌水次数、灌水定额和灌溉定额。烟草灌溉制度必须考虑：,产量和质量目标要求可用来灌溉的水量烟草水分临界期烟草水分关键期灌水技术，沟灌、滴灌还是喷灌,烟田水分管理,缺水干旱区：伸根期 22-26方(分2次)旺长期35-40方(2-3次)成熟期25-30方(2次)半丰水易旱区：伸根期20-23方(1-2次)旺长期30-35方(2次)成熟期15
38、-20方(1次)丰水季旱区：伸根期12-18方(1次)旺长期15-20方(1-2次)成熟期5-10方(1次),注：1、每年实际灌水量应根据降雨量与常年平均降雨量的差值作相应增减。2、采用喷灌和滴灌方法灌水量分别减少40%和60%。3、秸秆覆盖可以有效减少水分蒸发，灌水定额可以减少20%。,亩产150-175公斤烟叶所需的灌水量：,五、烟草灌溉制度,烟田水分管理,六、烟草的水肥耦合技术,水肥耦合技术就是根据不同水分、养分条件，合理规划，使得灌溉与施肥在时间、数量和方式上合理配合，促进扩大烟草根系在的吸水范围，提高烟草的蒸腾和光合强度，减少土壤的无效蒸发，以提高水分、养分的利用效率，达到以水促肥，
39、以肥调水，以期增加烟草产量、改善品质。,烟田水分管理,六、烟草的水肥耦合技术,烟田水分管理,烟草灌溉项目组,肥料作用的发挥必须有一定水分供应为基础！适量的水分供应可以降低肥料用量！,六、烟草的水肥耦合技术,烟田水分管理,任亚等，2005,汪耀富等，2003,灌水可以显著提高氮肥利用率，低肥用量时更加明显！,适量的氮肥可以显著提高水分利用效率，但过多肥料不利于烟草对水分的利用！,六、烟草的水肥耦合技术,烟田水分管理,水肥耦合技术的要点：,平衡施肥，养分均衡足量供应是基础有机肥、无机肥结合施用，饼肥对烟草的特殊作用适宜的施肥方式，烟草以穴施较好合理的灌溉制度，灌水定额超过1050方/公顷便容易造成
40、肥料淋失，在沟灌条件下灌水定额宜控制在825方/公顷以内。,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,节水？我国大部分烟区分布在降雨比较丰富的地区，全国整体上应以排为主，即使在前期水分亏缺，节水空间也相当有限（极限节水30方/亩）；烟草收获的是营养体烟叶，与粮食作物完全不一样（收获的是籽粒），营养体的含水量远远大于籽粒，受水分影响更加敏感。烟草比较效益较好，在生产上很难在该茬上实施节水措施运用水分调控烟草的产量与品质运用水分提高肥料的利用效率、调控土壤烟株之间的养分供求关系运用水分协调烟株与环境之间的关系，调节土壤温度、土壤空气以及烟田的微气象（湿度、温度）,一、研究烟草灌溉的根本目标,关于我国烟草灌溉
41、研究的几点思考,二、应该关注几个最基本概念,田间持水量Wt凋萎系数Wd土壤有效水WtWd临界土壤水分系数Wl,烟草应该是哪一种模式？,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,在不同土壤上，烟草的凋萎系数?,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,二、应该关注几个最基本概念,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,二、应该关注几个最基本概念,在不同土壤上，烟草的临界土壤水分系数?,罗金耀，1989,三、应该用何种指标来表达土壤水分状况？,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,土壤水分有效性的本质是土壤烟株大气水分势能的相对强弱,三、应该用何种指标来表达土壤水分状况？,在理论研究时，最好用势能（土水势）便于揭示基本规律；便于将
42、在特定土壤上取得的结果运用到到其他土壤上（通过土壤水分特征曲线）在生产操作时，最好用土壤含水量与相对含水量容易测定，容易掌握,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,四、测定烟草各个生育期的水分作物系数和水分敏感系数是烟草灌溉研究的核心工作,烟草需水量,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,四、测定烟草各个生育期的水分作物系数和水分敏感系数是烟草灌溉研究的核心工作,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,冬小麦分生育期作物产量-用水量关系模型,Ky值是指导非充分灌溉、进行水最优管理的一个关键性参数。反映了水分亏缺对烟草不同生育阶段产量的影响大小。越大，在相同的亏水量条件下造成的减产损失越大，应对烟草Ky(i)大的时
43、段优先供水,四、测定烟草各个生育期的水分作物系数和水分敏感系数是烟草灌溉研究的核心工作,在上式中：Y不仅代表产量，也代表品质因素，如烟碱、淀粉、糖分等,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,冬小麦在不同年份的作物系数（李新红，2005）,五、建立水肥气效应监测协作网，是解决水分管理技术的根本途径,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,棉花在不同地点的作物系数（李新红，2005）,五、建立水肥气效应监测协作网，是解决水分管理技术的根本途径,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,五、建立水肥气效应监测协作网，是解决水分管理技术的根本途径,农业生产处于受许多因素影响的开放系统中，只有连续进行监测，才能将偶然因素基本上
44、消除，获得稳定可靠的烟田养分水分管理参数，高效管理。农作物产量质量与水肥气关系的参数随着环境条件的改变而改变，具有明显的空间变异性和时效性。农业部进行了多次全国肥料效应协作监测，现在又有一系列工程，沃土工程、节肥增效水利部上个世纪的作物需水量协作监测，2002年重新建立全国灌溉试验网,关于我国烟草灌溉研究的几点思考,1、和养分一样，都是通过根系而被作物吸收。2、被作物吸收的水分99.8%以上以蒸腾的形式离开了作物。3、水分在土壤的迁移性强（扩散率在10-3102 cm2 min-1），养分在土壤中的迁移性差；因此，被作物吸收的养分绝大部分来自根系活动层之内，被作物吸收的水分很大部分来自根系活动层之外；在理论上讲可以通过测定土壤中养分含量差值确定作物吸收量，而水分不能。4、可以通过测定不同时期植株体内养分之含量来确定养分之吸收量，但是不能采用这种方法来确定水分之吸收量。5、因此通过传统的田间小区试验便可以很容易地确定肥料效应，但是难以确定水分效应，水分效应试验难度要远远大于肥料效应试验,六、烟草水分关系不容易确定，需要更多的努力,谢谢！,
