滇東煙區(qū)土壤有效硫含量分布特點(diǎn)

王小東 ,田曉莉 ,許自成 ,解 燕 ,孫建峰

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院,北京 100094;2.河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院,河南洛陽(yáng) 471003;3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院,河南鄭州 450002;4.云南省煙草公司曲靖市公司,云南曲靖 655000)

0 前言

滇東煙區(qū)位于滇東高原,包括以曲靖市所轄的宣威、陸良、羅平、師宗、馬龍、尋甸、富源以及昆明市所轄的嵩明縣等,烤煙分布在海拔 1 482.7～2 380.0 m,光、溫、水、濕條件均能較好滿(mǎn)足烤煙生長(zhǎng)發(fā)育需要,植煙土壤多為紅壤、黃壤、紫色土和水稻土,有機(jī)質(zhì)少,肥力一般,多為微酸性。

硫被認(rèn)為是繼氮、磷、鉀之后的烤煙第 4大營(yíng)養(yǎng)元素,我國(guó)北方煙區(qū)土壤有效硫含量偏低,而南方煙區(qū)土壤有效硫含量一般較高[1]。中國(guó)目前是局部地區(qū)缺硫,施用硫肥尚不普遍,加之南方高溫多雨,土壤有效硫容易淋濕[2]。缺硫或者硫營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩都會(huì)對(duì)煙株生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成產(chǎn)生不利影響,王國(guó)平等研究表明:少施硫處理和不施硫處理的煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值都較高,但不施硫處理的煙葉品質(zhì)差,施硫量過(guò)大時(shí)煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量都較差[3];據(jù)報(bào)道,煙株吸收硫超過(guò) 0.6%時(shí),煙葉中的蛋白質(zhì)會(huì)提高,抽吸時(shí)產(chǎn)生臭皮蛋的異味且燃燒性差[4]。鄒加明等通過(guò)構(gòu)建植煙土壤肥力指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù),運(yùn)用年際比較法對(duì)大理州植煙土壤肥力狀況和演變趨勢(shì)進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià),表明土壤有效硫含量較高,平均含量為40.1 mg/kg,屬較高水平[5]。

滇東煙區(qū)地形地貌多樣,植煙土壤形成的基礎(chǔ)復(fù)雜,從而導(dǎo)致其土壤肥力差異較大,往往人們對(duì)常量元素研究較多,而對(duì)硫等中微量元素研究較少。豐缺評(píng)價(jià)是植物營(yíng)養(yǎng)常用的評(píng)價(jià)方法,針對(duì)滇東煙區(qū)植煙土壤的硫營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行不同層次和角度的綜合評(píng)價(jià),以期為該區(qū)煙草平衡施肥和有針對(duì)性地施用硫肥提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 土樣采集

以植煙村委會(huì)為單元,在植煙村委會(huì)內(nèi)確定土壤取樣點(diǎn)。在確定的取樣區(qū)域內(nèi)選取有代表性的某一農(nóng)戶(hù)的地塊作為土樣取樣點(diǎn),用 GPS進(jìn)行定位,記錄經(jīng)緯度,在定位的田塊上采用梅花形或蛇形方式布點(diǎn)取樣,把各點(diǎn)采的土壤混合,采用四分法收集 2.0 kg的混合樣品。土壤類(lèi)型按紅壤、黃壤、紫色土、水稻土、沖積土等來(lái)劃分。土壤有效硫含量、有機(jī)質(zhì)含量、pH值等指標(biāo)測(cè)定工作由中國(guó)農(nóng)科院青州煙草研究所和云南省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源所完成。

1.2 測(cè)定方法

土壤有效硫含量采用硫酸鋇比濁法測(cè)定,土壤 pH值采用酸度計(jì)法測(cè)定,土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定[6-10]。

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理

采用SPSS17.0和Excel統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析、頻數(shù)分布和描述統(tǒng)計(jì)分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量總體分布

滇東煙區(qū)土壤有效硫含量見(jiàn)表1。滇東煙區(qū)土壤有效硫平均含量為45.73mg/kg,變化范圍為1.56～734.83mg/kg,變異系數(shù)高達(dá) 164.00%,土壤有效硫含量極不穩(wěn)定;峰度系數(shù)為 40.25,為尖峭峰,偏度系數(shù)為5.89,屬左偏型。

表1 滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量描述統(tǒng)計(jì)

滇東煙區(qū)土壤有效硫含量分布和累積頻數(shù)分布分別見(jiàn)表2和圖1,大多數(shù)土壤樣本(≥3 000個(gè))有效硫含量都集中在1.0～100.0 mg/kg。由表2可知:滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量≤10.0 mg/kg的樣本數(shù)僅占總樣本數(shù)的2.31%,有13.65%的樣本有效硫含量為10.0～16.0 mg/kg,累積有15.96%的土壤樣本有效硫含量偏低,63.86%的土壤樣本有效硫含量較充足,含量為 16.0～50.0 mg/kg,有超過(guò)20%的土壤樣本有效硫含量超過(guò)50.0 mg/kg,比較富余。

表2 滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量分布

2.2 滇東煙區(qū)不同pH值條件下植煙土壤供硫狀態(tài)

圖1 土壤有效硫含量累積頻數(shù)分布

采用K-均值快速聚類(lèi)法將滇東煙區(qū)土壤pH值聚為3類(lèi),分別為酸性(pH值平均為5.25)、弱酸性(pH值平均為6.26)和弱堿性(pH值平均為7.28)共3個(gè)類(lèi)群。滇東煙區(qū)土壤pH值區(qū)間劃分和不同pH值范圍下植煙土壤有效硫含量及分布頻率見(jiàn)表3,不同 pH值條件下的土壤有效硫含量表現(xiàn)為弱堿性＞酸性＞弱酸性,且3個(gè)pH值類(lèi)群間土壤有效硫含量差異顯著(P＜0.05),不同pH值區(qū)間內(nèi)的土壤有效硫含量變異幅度均較大。劉崇群等認(rèn)為中國(guó)南方土壤有效硫含量的臨界值為16.0mg/kg[2]。隨著土壤pH值的升高,土壤有效硫含量≤10.0%的樣本比例遞增,pH值為中性-堿性的土壤有效硫含量≤16.0%的樣本比例均達(dá)到20.0%以上,3個(gè)pH值區(qū)間土壤有效硫含量在16.0～50.0mg/kg范圍內(nèi)樣本數(shù)占60.0%以上,酸性土壤的有效硫含量富足,約30.0%的酸性土壤樣本有效硫含量超過(guò)50.0 mg/kg。

2.3 滇東煙區(qū)不同有機(jī)質(zhì)水平下植煙土壤供硫狀態(tài)

采用 K-均值快速聚類(lèi)法將滇東煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量聚為 3類(lèi),分別為高有機(jī)質(zhì)(有機(jī)質(zhì)含量均值為7.67%)、中等有機(jī)質(zhì)(有機(jī)質(zhì)含量均值為4.53%)和低有機(jī)質(zhì)(有機(jī)質(zhì)含量均值為2.52%)。滇東煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量區(qū)間劃分和不同有機(jī)質(zhì)水平下植煙土壤有效硫含量及分布頻率見(jiàn)表4,隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的升高,土壤有效硫含量遞增,表現(xiàn)為高有機(jī)質(zhì) ＞中等有機(jī)質(zhì) ＞低有機(jī)質(zhì),其中高有機(jī)質(zhì)含量組土壤和低有機(jī)質(zhì)含量組土壤的有效硫含量差異顯著(P＜0.05),3個(gè)有機(jī)質(zhì)群組的土壤有效硫含量變異幅度均較大,土壤有效硫含量≤10.0mg/kg所占比例均在5.0%以下,中低有機(jī)質(zhì)水平下土壤有效硫含量≤16.0mg/kg所占均達(dá)到了15.0%以上,3個(gè)群組內(nèi)土壤有效硫含量在16.0～50.0mg/kg之間的樣本比例也均達(dá)到了60.0%以上,高、中、低有機(jī)質(zhì)組內(nèi)土壤有效硫含量＞50.0mg/kg的樣本所占比例分別為26.53%、17.63%和21.81%。

表3 滇東煙區(qū)不同pH值范圍下植煙土壤有效硫含量及分布

表4 滇東煙區(qū)不同有機(jī)質(zhì)水平下植煙土壤有效硫含量及分布

2.4 滇東煙區(qū)不同地點(diǎn)間植煙土壤有效硫含量分布特點(diǎn)

滇東煙區(qū)不同地點(diǎn)間植煙土壤有效硫含量及分布頻率見(jiàn)表5。滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量在 9個(gè)縣區(qū)間存在差異,以宣威最高,達(dá)76.61mg/kg,且其變異系數(shù)最大,麒麟和陸良次之,師宗最低,其土壤有效硫含量為25.36mg/kg;在地點(diǎn)間,宣威、麒麟、沾益分別與富源、會(huì)澤、羅平和師宗間差異顯著(P＜0.05),而富源、會(huì)澤、羅平和師宗之間差異不顯著,馬龍和師宗之間差異亦不顯著;羅平有 15.41%的土壤樣本有效硫含量≤10.0 mg/kg,其余縣區(qū)有零星樣本或者無(wú)樣本有效硫含量≤10.0 mg/kg,羅平、會(huì)澤和師宗3縣植煙土壤有效硫含量≤16.0 mg/kg的樣本比例分別達(dá)到了38.11%、28.07%和27.68%,其余各縣均有零星土壤樣本有效硫含量低于16.0mg/kg,9個(gè)縣區(qū)均有至少50.0%的土壤樣本有效硫含量在16.0～50.0mg/kg之間,麒麟、陸良和馬龍土壤有效硫含量超過(guò)50.0 mg/kg的樣本比例分別達(dá)到了39.79%、36.07%和35.05%。

表5 滇東煙區(qū)不同地點(diǎn)間植煙土壤有效硫含量及分布

2.5 滇東煙區(qū)不同類(lèi)型土壤有效硫含量分布特點(diǎn)

滇東煙區(qū)不同類(lèi)型土壤有效硫含量及分布頻率見(jiàn)表6。滇東煙區(qū)不同類(lèi)型植煙土壤有效硫含量表現(xiàn)差異,潛育型和潴育型土壤平均有效硫含量最高,紅壤和水稻土次之,黃壤最小且變幅最大,不同土壤類(lèi)型間有效硫含量差異不顯著;有1/3的黃壤和石灰?guī)r土有效硫含量低于 16.0 mg/kg,紫色土、新積土和淹育型土壤有效硫含量也不到16.0 mg/kg,潴育型(樣本較少)、潛育型和水稻土有效硫含量超過(guò)30.0mg/kg的樣本比例均較高,達(dá) 50.0%以上,硫含量較為富余,尤其潴育型和水稻土有效硫含量超過(guò)50.0mg/kg的樣本比例分別達(dá)到47.01%和29.56%,不同土壤類(lèi)型硫營(yíng)養(yǎng)豐缺差異明顯。

表6 滇東煙區(qū)不同土壤類(lèi)型植煙土壤有效硫含量及分布

3 結(jié)束語(yǔ)

滇東煙區(qū)土壤有效硫含量平均為 45.73 mg/kg,豐缺不均,變異幅度極大,變異系數(shù)為 164.00%。有15.0%的土壤樣本有效硫含量缺乏,至少20.0%的土壤樣本有效硫含量豐富,超過(guò)了50.0mg/kg。

不同 pH值條件下,以中、堿性土壤缺硫比例較大,酸性土壤缺硫較少,3個(gè)類(lèi)群的土壤有效硫含量間的差異顯著(P＜0.05);隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的升高,土壤有效硫含量遞增,其中以中低有機(jī)質(zhì)含量土壤的缺硫比例較大;土壤有效硫含量可能與有機(jī)質(zhì)對(duì)硫酸根所起的吸附解吸作用有關(guān),但作用機(jī)理較為復(fù)雜,一般情況下,有機(jī)質(zhì)對(duì) S吸附起正作用,有機(jī)質(zhì)的存在可能增加的吸附量[11-13],而pH值對(duì)土壤有效硫含量的影響可能與土壤酸堿性調(diào)節(jié)離子交換量和氧化還原電位有關(guān)[14-15]。會(huì)澤、羅平和師宗 3縣的土壤缺硫比例較大,富源和宣威次之;黃壤、紫色土和石灰?guī)r土壤缺硫比例較大,有至少 10.0%的紅壤樣本缺硫,不同類(lèi)型土壤有效硫含量無(wú)顯著差異。

今后該區(qū)應(yīng)加強(qiáng)針對(duì)性的平衡施肥技術(shù),在重點(diǎn)缺硫區(qū)域增施有機(jī)肥,提高土壤有機(jī)質(zhì)水平,減少土壤硫素淋失,也可以通過(guò)追施硫酸鉀肥來(lái)補(bǔ)充煙株硫素營(yíng)養(yǎng);對(duì)于部分高硫地塊,要結(jié)合施用生石灰等改土措施,降低土壤游離態(tài)硫素濃度,使其土壤有效硫含量達(dá)到適中水平。

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