邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布特征研究

于慶濤，鄒 凱，鄧小華，李永富，陽向馗，戴勇強(qiáng)，王建波

(1邵陽市煙草專賣局，湖南邵陽422000;2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)沙410128)

煙草屬喜鉀作物，鉀素供應(yīng)充足對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量以及卷煙制品的安全性都具有良好作用［1～3］。煙葉含鉀量高低與其基因型和所處的生態(tài)環(huán)境及耕作栽培措施等密切相關(guān)，其中植煙土壤營(yíng)養(yǎng)是根本，土壤中鉀供給狀態(tài)是影響煙葉鉀含量高低的重要因素［3，4］。占土壤全鉀2%左右的土壤速效鉀是易被作物吸收利用的鉀，其含量高低常被作為判斷植煙土壤鉀素含量豐缺的重要指標(biāo)［5，6］。有關(guān)植煙土壤鉀素含量狀況的研究已有較多報(bào)道［7～12］。陳江華［7］等對(duì)全國(guó)主要煙區(qū)、王樹會(huì)［8］等對(duì)云南煙區(qū)、羅建新等［9］與王欣等［10］對(duì)湖南煙區(qū)的植煙土壤速效鉀含量分布狀況進(jìn)行了研究，匡傳富等［11］對(duì)湖南郴州煙區(qū)、鄧小華等［12］對(duì)湘西煙區(qū)、謝鵬飛等［13］對(duì)湖南寧鄉(xiāng)縣的土壤速效鉀含量分布特征進(jìn)行了分析，但系統(tǒng)分析湖南省邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布特征的研究未見報(bào)道。邵陽市位于湖南省中部略偏西南，屬典型的中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，常年產(chǎn)煙1.5×104t左右，是湖南省重要烤煙產(chǎn)區(qū)。研究邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布特征，可為邵陽市植煙土壤鉀素養(yǎng)分管理及烤煙栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

2012年在邵陽市的隆回、邵陽和新寧3個(gè)植煙縣的27個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，采集具有代表性的耕作層土樣1 790個(gè)。統(tǒng)一采集時(shí)間選在12月份完成。土鉆取耕層土樣深度為20 cm。每一地塊取小土樣10～15個(gè)點(diǎn)，制成0.5 kg左右的混合土樣。土樣田間登記編號(hào)，用GPS采集取樣點(diǎn)地理坐標(biāo)(包括經(jīng)度和緯度)。土樣經(jīng)過預(yù)處理后(風(fēng)干、混勻、磨細(xì)、過篩等)裝瓶備測(cè)。

1.2 土壤速效鉀、pH、有機(jī)質(zhì)測(cè)定

按照GB/T 7856－1989，采用原子吸收分光光度法測(cè)定植煙土壤速效鉀含量。土壤pH按照NY/T 1121.2－2006，采用pH計(jì)法(水土比為1.0∶2.5)測(cè)定;有機(jī)質(zhì)含量按照NY/T 1121.6－2006，采用重鉻酸鉀滴定法測(cè)定。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1 植煙土壤速效鉀含量豐缺分級(jí)

參照以往研究［7，9，11，12］，將邵陽市植煙土壤速效鉀含量分為 5級(jí):缺乏(＜80.00 mg/kg)、偏低(80.00～160.00 mg/kg)、適宜(160.00～240.00 mg/kg)、豐富(240.00～350.00 mg/kg)、極豐富(＞350.00 mg/kg)。

1.3.2 植煙土壤速效鉀含量空間分布圖繪制

首先用探索分析法(explore)剔除異常離群數(shù)據(jù);K－S法檢測(cè)數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，如果不符合正態(tài)分布，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換;然后用ArcGIS 9軟件中的地統(tǒng)計(jì)學(xué)模塊的Kriging插值方法繪制植煙土壤速效鉀含量的空間分布圖［14］。

2 結(jié)果與分析

2.1 植煙土壤速效鉀含量縣域分布

由表1可知，邵陽市植煙土壤速效鉀含量變幅在35.40 ～728.00 mg/kg，平均值為 113.75 mg/kg，總體處于偏低水平;變異系數(shù)為50.40%，屬強(qiáng)變異。土壤速效鉀處于適宜范圍內(nèi)的樣本占12.01%;“偏低”的樣本為55.31%，“缺乏”的樣本為29.55%，“偏低”及“缺乏”的樣本土壤速效鉀處于缺乏或潛在缺乏狀態(tài)。“豐富”的樣本為2.85%，“極豐富”的樣本為0.28%。

3個(gè)植煙縣土壤速效鉀含量平均值在100.55～121.99 mg/kg，其含量高低表現(xiàn)為:邵陽縣＞新寧縣＞隆回縣，其中邵陽縣和新寧縣土壤速效鉀含量高于整個(gè)煙區(qū)平均值。方差分析結(jié)果表明，邵陽縣和新寧縣植煙土壤速效鉀含量極顯著高于隆回縣，而邵陽縣和新寧縣植煙土壤速效鉀含量差異不顯著。

3個(gè)植煙縣土壤速效鉀含量的變異系數(shù)為44.20% ～52.95%，大小排序?yàn)?邵陽縣＞新寧縣＞隆回縣。其中，邵陽縣的植煙土壤速效鉀含量的變異系數(shù)在50%以上，屬強(qiáng)變異;其他2縣植煙土壤速效鉀含量屬中等強(qiáng)度變異。

3個(gè)植煙縣土壤速效鉀含量適宜樣本比例在5.11% ～16.49%，按從高到低依次為:新寧縣＞邵陽縣＞隆回縣。各縣植煙土壤速效鉀含量均以“偏低”的樣本比例最多。

表1 邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布Table 1 Distribution of available K contents in Shaoyang tobacco－growing soil

2.2 植煙土壤速效鉀含量空間分布

采用ArcGIS9軟件繪制邵陽市植煙土壤速效鉀含量空間分布圖?？紤]到土壤樣本的速效鉀含量不為正態(tài)分布(Kolmogorov－Smirnov Z值為5.582，p=0.000＜0.05)，對(duì)其數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行Kriging插值。由圖1可知，邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布態(tài)勢(shì)總體上呈斑塊狀。以速效鉀含量100.00～130.00 mg/kg為主要分布面積，速效鉀含量80.00～100.00 mg/kg的為次要分布面積。在邵陽縣和新寧縣的速效鉀含量大于160.00 mg/kg的植煙土壤較散分布，以插花狀分布于各縣。

圖1 邵陽市植煙土壤速效鉀含量空間分布Fig.1 Spatial distribution of available K contents for tobacco－growing soil in Shaoyang

2.3 植煙土壤不同pH組速效鉀含量的分布

將土壤樣本的 pH值按(－∞，4.5)、［4.5，5.0)、［5.0，5.5)、［5.5，6.0)、［6.0，6.5)、［6.5，7.0)、［7.0，7.5)、［7.5，+∞)分為 8 組，其樣本數(shù)分別為21、101、339、429、467、206、201、26 個(gè)，分別統(tǒng)計(jì)各pH組的植煙土壤速效鉀平均值及適宜樣本比例，結(jié)果見圖2。8個(gè)pH組的植煙土壤速效鉀含量平均值在108.66～125.10 mg/kg，適宜樣本比例在10.51%～38.10%。不同pH組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著(F=1.991，sig.=0.053)。不同pH組之間植煙土壤速效鉀含量適宜樣本比例差異較大，以pH小于4.5和大于7.5的2個(gè)組的土壤速效鉀含量適宜樣本比例相對(duì)較高，在20%以上。

2.4 植煙土壤不同有機(jī)質(zhì)組速效鉀含量的分布

將土壤樣本的有機(jī)質(zhì)含量按(－∞，15)、［15，20)、［20，25)、［25，30)、［30，35)、［35，40)、［40，45)、［45，50)、［50，55)、［55，60)、［60，+ ∞)分為11 組，其樣本數(shù)分別為 109、272、417、349、266、123、115、56、48、14、21，分別統(tǒng)計(jì)各有機(jī)質(zhì)組的植煙土壤速效鉀平均值及適宜樣本比例，結(jié)果見圖3。11個(gè)有機(jī)質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量平均值在95.99～131.17 mg/kg，適宜樣本比例在 0～18.80%。方差分析結(jié)果表明，不同有機(jī)質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量差異極顯著(F=5.205，sig.=0.000)，主要為30～35 g/kg、55～60 g/kg有機(jī)質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量極顯著高于45～50 g/kg組，而其他有機(jī)質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著。植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量在35 g/kg以下，土壤速效鉀含量有隨有機(jī)質(zhì)提高而增加的趨勢(shì);植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量在35g/kg以上，土壤速效鉀含量隨有機(jī)質(zhì)提高而降低的趨勢(shì)。不同有機(jī)質(zhì)含量組之間植煙土壤速效鉀含量適宜樣本比例差異較大，以30 ～35 g/kg、20 ～25 g/kg、35 ～40 g/kg、40 ～45 g/kg等4個(gè)有機(jī)質(zhì)含量組的土壤速效鉀含量適宜樣本比例相對(duì)較高，在10%以上。

圖2 邵陽市不同pH值的植煙土壤速效鉀含量Fig.2 The contents of available K for tobacco－growing soil in different pH in Shaoyang

圖3 邵陽市不同有機(jī)質(zhì)的植煙土壤速效鉀含量Fig.3 The contents of available K for tobacco－growing soil in different organic matter in Shaoyang

3 結(jié)論

邵陽市植煙土壤速效鉀含量總體上處于偏低水平，平均值為113.75 mg/kg，變異系數(shù)為50.40%;適宜土壤樣本占12.01%，可能有缺鉀現(xiàn)象的土壤樣本占29.55%。不同縣植煙土壤速效鉀含量高低表現(xiàn)為:邵陽縣＞新寧縣＞隆回縣，差異達(dá)極顯著水平。邵陽市植煙土壤速效鉀含量總體上呈斑塊狀分布態(tài)勢(shì)。以植煙土壤速效鉀含量100.00～130.00 mg/kg為主要分布面積，其次為速效鉀含量80.00～100.00 mg/kg的分布面積。速效鉀含量大于160.00 mg/kg的植煙土壤以插花狀分布于邵陽縣和新寧縣。不同pH組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著。植煙土壤速效鉀含量在不同有機(jī)質(zhì)組間存在極顯著差異，主要為30～35 g/kg、55～60 g/kg有機(jī)質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量極顯著高于45～50 g/kg組，而其他有機(jī)質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著。

4 討論

(1)邵陽市植煙土壤速效鉀偏低，一部分植煙土壤速效鉀處于缺乏或潛在缺乏狀態(tài)，可能是由于粘土礦物對(duì)鉀的固定或鉀鈣拮抗作用或鉀素隨水流失所致，也有可能是雜交水稻的推廣從稻田土壤中帶走的鉀素較多有關(guān)。因此，鉀素不足是邵陽市植煙土壤面臨的難題?？茖W(xué)施用鉀肥，特別是植煙稻田需重施鉀肥，才能獲得優(yōu)質(zhì)煙葉。

(2)采用Kriging插值繪制邵陽市植煙土壤速效鉀含量空間分布圖，不僅對(duì)無采樣點(diǎn)的土壤速效鉀含量可進(jìn)行估值，而且可直觀地描述植煙土壤速效鉀含量的分布格局，對(duì)邵陽市的煙田分區(qū)管理和因地施肥具有重要指導(dǎo)意義。

(3)依據(jù)pH分組研究邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布，其結(jié)果與尤開勛［15］的研究結(jié)果不同，他認(rèn)為宜昌市植煙土壤在土壤酸化過程中，養(yǎng)分鉀的有效性大幅度提高。與鄧小華［14］的研究結(jié)果也不同，他認(rèn)為湘西植煙土壤速效鉀含量有隨pH值的升高而升高的趨勢(shì)。這種結(jié)果的差異可能與樣本來源不同有關(guān)。

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