烟草水肥一体化发展现状与应用前景

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摘要 通过分析我国烟草水肥一体化技术现状、存在的问题，展望发展前景，以期为水肥一体化技术在烟草上的推广应用提供参考。

关键词 烟草；水肥一体化；现状；前景

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0063-02

Abstract In this paper，we analyzed the domestic situation，problems and the prospect of water and fertilizer integration technologies on tobacco，in order to provide reference for the application of water and fertilizer integration technology on tobacco.

Key words tobacco；integration of water and fertilizer；status quo；prospect

在烟草生产过程中，为了追求高产高收益，部分烟农通常采用大量的化肥，导致烟叶的品质明显下降，通常表现为烟叶含氮量偏高、颜色过绿、叶片过厚、不宜烘烤。除此之外，施肥过多会造成土壤环境迅速恶化、肥力迅速下降，过量的化肥随着雨水流入周边水体中，容易带来水体富营养化等污染，对生态环境造成危害，化学残留物将直接给人体健康带来危害[1]。

水肥一体化技术又可称为微灌施肥技术，是一项将微灌与施肥相结合的技术。具体体现为借助压力系统或者地形的自然落差，将水作为载体，在灌溉的同时完成施肥，进行水肥一体化管理利用。水体一体化技术可以根据不同的土壤环境、不同作物对肥料需求量的不同，以及不同时期作物对水需求的差异进行需求设计，优化组合水和肥料之间的配比，为作物提供更好的生长发育环境[2]。

与传统的生产水肥管理相比，采用水肥一体化技术具有显著的节水、节肥以及节工的特点，可以实现水肥的高效利用及精准管理[3-5]；此外，还可以降低病虫害发生几率、保障农产品质量安全[6-8]，降低对生态环境的污染[9]；与此同时，水体一体化化技术还能够提高微量元素的施用效率，改善土壤微环境[10]等。因此，水肥一体化技术为发展现代化农业提供了有力的技术支撑，符合当今世界农田水肥管理的发展趋势，已成为我国大农业主推技术，也是现代烟草农业的发展方向。

1 烟草水肥管理现状

在烟草的生长发育过程中，水分和养分两大生态因素将直接影响烟草的生长及品质，为了获得烟草的高产稳产，需要根据烟草对水肥的需求规律，合理调控水分及养分供给，为其创造良好的生长环境[11]。

纵观我国烟草产业，我国烟草生产过程中存在一系列问题，如水肥协调性较差、水肥利用率偏低等问题普遍存在，严重影响我国烟草的产量及品质。具体而言，虽然我国大部分烟草种植区雨量相对充沛，但水量分布不均匀，通常情况下生长发育中期降水较多，前后期反而较为干旱，因此生长中期常常出现烟田渍水，进而对烟苗的根系生长带来影响，在生长前后期由于干旱影响烟叶发育，常常出现开片不良、上部叶贪青晚熟等问题。与此同时，雨水过多容易造成养分过分流失，且病虫害侵染传播严重，对烟草的产量及品质也将直接造成影响[12]。

目前，我国已在烟草水肥一体化领域取得了较丰富的科研成果，但研究内容仍然较为单一，多为水氮研究，且研究因子较为单一，即在控制灌水条件或施肥水平前提下，通过改变施肥水平或者灌水条件，分析对烟草生长发育、产量情况及品质情况的影响[13]。在今后的研究方向上，可以侧重于烟草生产的水肥一体化量化指标体系研究，及根据不同产区烟草对水肥的需求情况，通过理论与实践相结合，制定科学合理的水肥比例、供给次数和供给时间量化参数，建立水肥一体化量化指标。

2 水肥一体化技术对烟叶生产的影响

2.1 提高灌溉用水利用率

烟草生产的传统灌溉通常采用大水漫灌或者畦灌方式，用水量大、利用率不高，在运输途中以及非根系区域浪费较多水量，而水肥一体化技术将水肥管理有机结合起来，通过管道滴状浸润烟株根系，有效提高了灌溉用水利用率，实际数据表明，通过水肥一体化技术可以有效节水30%～40%[14]。

烟草水肥一体化技术灌水速率低于土壤入渗速度，可避免径流损失。同时，滴灌无水分漂移损失和输送及喷洒的蒸发损失，比传统灌溉方式节水。另一方面，从滴灌输水系统来看，从水源引水开始，灌溉水就进入一个全程封闭的输水系统，经多级管道传输，将水送到烟草根系附近，用水效率高，从而节省灌水量[10]。

2.2 提高肥料利用率

水分作为养料运输与吸收的重要载体，将养料溶解其中并输送到烟草根系表面，为其所吸收利用，可以说，土壤中水分条件在某种程度上决定了烟草肥料的吸收与利用情况[15]。

通过水肥一体化技术进行施肥，可以有效提高肥料的利用率，不仅可以减少肥料的流失、挥发，还可以实现集中施肥、平衡施肥，根据实地数据显示，水肥一体化技术能够节约30%～50%的肥料[16]。

2.3 提高烟叶产质量

水、肥作为影响烟草生长的重要因素，其田间管理的优劣将直接影响烟草的产量与品质，不良的田间管理将直接影响水肥资源的利用情况，甚者还会对生态环境带来污染。任 亚[17]研究表明，在我国河南西部，通过灌水与施用氮肥可以有效促进烟草生长，两者最佳的用量为灌水225～450 m3/hm2、施氮肥45.0～67.5 kg/hm2，此时两者的耦合效应显著，促进烟草生长效果较佳。焦学梅等[18-19]通过研究表明，当施氮量控制在90 kg/hm2时，通过灌溉补水可以有效提高氮肥的利用率。汪耀富等[20-21]研究显示，通过灌水与施氮互作可以有效提高烟叶的品质，在用氮量相同的条件下，可以通过灌水方式降低烟叶中N、Fe、Mn、Cu、Zn含量，提高其中P、K、Ca、Mg含量，对烟叶品质提升促进明显。汪耀富等[22]和宋世旭等[23]研究指出，当增加灌水量的同时，适当增加钾元素的施用，烟草的植株高度、叶片大小、茎围以及干物质积累量将呈现逐渐增大趋势，由此表明，水、钾互作有利于烟草中钾含量的提高，进而提升烟草的品质与产量。

2.4 改善烟叶内在化学质量

研究表明[24]，水肥条件将对烤后烟叶的化学成分产生一定影响，因此，将直接影响烟叶的品质。罗 慧等[11]研究结果显示，灌水方式对不同施肥水平烤烟的质量将带来一定程度的影响，具体表现为通过交替隔沟灌水的方式，烤后烟叶的总糖、还原糖、氮、钾元素以及粗蛋白的含量明显提升，与常规沟灌相比，在低肥情况下，上述元素的含量分别提升了4.0%、1.9%、3.8%、23.8%、2.2%，在高肥情况下，则分别提升了4.0%、6.6%、5.0%、40.1%、9.7%。因此，可以看出，合理的水肥耦合效应利于提升烤烟产量，也将一定程度上提升外观及品质。

3 水肥一体化技术利弊分析

3.1 具有节水、节肥、省工等优点

通过上述分析，可以看出烟草水肥一体化技术是对传统烟草生产方式的变革，从根本上改变了用水方式、施肥方式，从根本上变革了烟草农业结构，从而大幅提升了水肥资源的利用率，提高了烟草业的总体竞争力，增加了农民的收入，提升了综合经济效益。

通过水肥一体化技术，结合烟草长势及土壤墒情等因素，借助科学方法进行灌水量与施肥量的准确计算，可以实现按需灌水、按需施肥，实现水肥资源利用最大化，这一点是传统水肥管理方法所做不到的，是一种对传统农业水肥管理的突破，也是一种从未知农业向可知农业转变的过程。

3.2 设备成本高，推广制约因素多

不同于传统灌溉技术，水肥一体化技术需要合理的工程设计、专业的灌溉设备以及完善的相关制度。因此，在未取得明显经济效益之前便需要投入较大资金，这容易使农民产生怀疑态度并保持观望态度。山区受地形地貌限制，烟田地块零散，滴灌材料成本明显高于平原和丘陵；加上部分烟田水源匮乏、水利设施不完善，易出现水源不足，影响了滴灌的推广。

烤烟滴灌水肥一体化用肥可选配液体肥料、固体可溶性肥料、液体生物菌肥和发酵肥滤液等。尽量选择溶解度高、溶解速度较快、肥效好、稳定性好、兼容性强、腐蚀性小的烟草专用全水溶性肥料。在多种肥料搭配使用时，为了避免多者之间相互反应出现拮抗作用或者产生沉淀，应当在使用前充分考虑多者之间的相容性，混合后易产生沉淀的肥料应当单独施用。此外，为了防止肥料与水中成分产生反应，建议肥料现配现用。其次，建议不能使用颗粒状烟草专用肥。

4 发展前景展望

烤烟水肥一体化技术提高了水肥利用率，实现对烤烟生产灌溉和施肥过程的精准控制，在烟草生产的各个环节中，充分发挥水肥之间互作效应，充分利用水肥资源。但从总体推广情况看目前还存在部分问题。在今后的工作中应该注意以下几点。

4.1 因地制宜地开展水肥一体化技术推广应用

我国烟区范围广阔，不同烟区气候条件差异显著，不同烟区之间光照、温度和降水等生态条件存在差异，因此应根据本地生产实际情况合理开展水肥一体化技术推广应用，明确烟田土壤、烟株长势、需肥规律等因素计算灌溉用水量和肥料浓度，随灌溉水准确地把所需水量和施肥量输送到烟草根部。

4.2 建立高效的烟田水肥信息化平台

通过将信息化技术融入到水肥一体化技术当中，提升其自动化、信息化、智能化能力，可以充分发挥其节水、节肥的优势。具体而言，可以将管理信息系统技术（MIS）、地理信息系统技术（GIS）以及根据不同生态环境的烟区、土壤质地情况，将烟草生长环境、水肥条件以及环境状况紧密结合起来，搭建起烟草生产水肥一体化信息化平台，将其提升到新的高度。

4.3 与现代烟草农业相结合

烟草水肥一体化技术将成为现代化烟草农业发展的重要方向之一，其具备高效的水肥利用特性，不仅降低了烟草的生产成本、提高了烟草的产量与品质，还能够实现劳动力的节约。因此，各烟区应当大力支持与推广烟草水肥一体化技术，并借此契机，大力推进现代化烟草农业相关建设，如灌溉设施的研发与生产以及灌溉配套电子信息自动化手段的建设，进而充分发挥水肥一体化的优势。

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