永州植煙土壤有效微量元素分布狀況及其聚類分析

靳志麗，蔣尊龍，王艷珍

（1湖南省煙草公司永州市公司，永州　425000；2中國煙草中南農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站永州基地，湖南永州　425000；3永州市煙草公司藍(lán)山縣分公司，湖南藍(lán)山　425800；4永州市煙草公司江永縣分公司，湖南江永　425400）

永州植煙土壤有效微量元素分布狀況及其聚類分析

靳志麗1，2，蔣尊龍3，王艷珍4

（1湖南省煙草公司永州市公司，永州425000；2中國煙草中南農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站永州基地，湖南永州425000；3永州市煙草公司藍(lán)山縣分公司，湖南藍(lán)山425800；4永州市煙草公司江永縣分公司，湖南江永425400）

2011年對(duì)永州市53個(gè)種煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)的629個(gè)植煙土壤的微量元素有效養(yǎng)分進(jìn)行了取樣調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明:永州煙區(qū)植煙土壤有效銅、鐵、氯含量豐富，極少缺乏；土壤有效鋅、鉬、錳部分缺乏，應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充；95%以上的土壤有效硼處于缺乏狀態(tài)，應(yīng)大范圍補(bǔ)充。聚類分析將永州煙區(qū)植煙土壤微量元素含量劃分為4大特征區(qū)域，應(yīng)根據(jù)土壤養(yǎng)分分布特征，合理施用微量元素肥料。

植煙土壤；微量元素；分布狀況；聚類分析；永州

土壤養(yǎng)分含量是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)［1］。諸多研究表明，植煙土壤的養(yǎng)分狀況，直接影響煙草生長(zhǎng)發(fā)育的營養(yǎng)水平，進(jìn)而影響煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)［2～4］。土壤微量元素含量較低，一般為0.01%～0.2%，但對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的作用不可替代。土壤營養(yǎng)狀況的調(diào)查和分析是烤煙平衡施肥的基礎(chǔ)和關(guān)鍵［5］。永州煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分豐缺現(xiàn)狀和區(qū)域分布特征缺乏系統(tǒng)的調(diào)查、分析和研究，使煙區(qū)營養(yǎng)調(diào)控和產(chǎn)區(qū)合理布局缺乏系統(tǒng)的理論依據(jù)。為此，筆者對(duì)永州植煙土壤微量元素豐缺狀況開展了全面調(diào)查和科學(xué)評(píng)價(jià)，以為科學(xué)制定平衡施肥技術(shù)和特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)的區(qū)域布局提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料和方法

1.1供試材料

2011年在永州市寧遠(yuǎn)、新田、藍(lán)山、江華、江永、道縣6個(gè)烤煙主產(chǎn)縣，以種煙村為單位采集代表性土壤樣品629個(gè)，其中寧遠(yuǎn)178個(gè)、新田83個(gè)、藍(lán)山80個(gè)、江華120個(gè)、江永88個(gè)、道縣80個(gè)。前茬作物收獲后、煙田未施用底肥前采集土壤樣品。GPS定位，采用“S”形或?qū)蔷€取樣法，取耕層0～20 cm深度的土樣，管形不銹鋼土鉆人工鉆取，每一樣品點(diǎn)取15～20份土樣，采用四分法留約1.0 kg混合土樣。土樣登記編號(hào)后經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過篩、混勻、裝瓶后備用。

1.2測(cè)定項(xiàng)目與方法

有效鋅、銅、錳、鐵、鉬采用ICP-AES法測(cè)定；有效硼采用沸水浸提、姜黃素比色法測(cè)定；有效氯采用硝酸銀滴定法測(cè)定。各養(yǎng)分的具體測(cè)定參照參考文獻(xiàn)［6］的方法進(jìn)行。

1.3植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

參照羅建新等［7］建立的湖南省植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況評(píng)價(jià)體系，同時(shí)結(jié)合煙區(qū)多年肥料試驗(yàn)結(jié)果，建立土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法

用DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1永州煙區(qū)土壤微量元素含量總體特征

從表1可以看出，永州煙區(qū)植煙土壤有效硼、鉬均值處于低水平，有效鋅、錳含量處于中等水平，有效銅、鐵、氯含量處于較高水平。各指標(biāo)極差較大，離散程度由小到大依次為有效銅、氯、硼、鉬、鐵、鋅、錳，土壤有效鐵、鋅、錳數(shù)據(jù)變異較大，變異系數(shù)接近或超過70%以上，土壤有效銅、氯變異系數(shù)較小，數(shù)據(jù)集中度相對(duì)較高。

表1　永州煙區(qū)植煙土壤微量元素統(tǒng)計(jì)描述Table 1 Statistical description of soil trace elements

2.2永州各產(chǎn)煙區(qū)土壤微量元素分布狀況分析

2.2.1土壤有效鋅含量狀況

全市土壤有效鋅含量集中在低、中等、較高3個(gè)含量水平，寧遠(yuǎn)、新田和江華煙區(qū)有超過80%的樣本屬于這3個(gè)肥力級(jí)別，藍(lán)山、江永和道縣煙區(qū)屬于這3個(gè)肥力級(jí)別有70%左右的樣本。藍(lán)山煙區(qū)有效鋅含量普遍較高，極顯著高于其它煙區(qū)，處于中等和較高水平的樣本比例為79.1%。江永、道縣有效鋅含量處于低水平以下的樣品比例為30%左右，藍(lán)山最低，為2.13%，其它各縣所占比例在11%～18%范圍內(nèi)?？傮w來看，永州煙區(qū)土壤有效鋅大部分處于適宜水平，低水平占有一定比例。

表2　永州各產(chǎn)煙區(qū)土壤有效鋅含量分布狀況Table2 Contents distribution of available Zn in soil of tobacco growing region

2.2.2 土壤有效銅含量狀況

全市土壤有效銅含量較為豐富，95%以上的樣品土壤有效銅含量處于較高及以上水平，其中寧遠(yuǎn)、新田、道縣達(dá)100%，有效銅含量處于中等及以下水平的樣本全市只有1.85%，各產(chǎn)區(qū)均在5%以下范圍內(nèi)（表3）。寧遠(yuǎn)、新田、藍(lán)山的有效銅含量顯著高于江華、江永、道縣（表3）。土壤豐富的有效銅含量與成土母質(zhì)有直接關(guān)系［7，8］。

表3　永州各煙區(qū)土壤有效銅含量分布狀況Table 3 Contents distribution of available Cu in soil of tobacco growing region

2.2.3土壤有效錳含量狀況

錳在煙草的生長(zhǎng)發(fā)育及代謝過程中有重要作用，土壤錳素含量高低直接影響煙株的正常生長(zhǎng)和煙葉品質(zhì)的形成［9］。從表4來看，土壤有效錳含量以藍(lán)山和江永為最高，顯著高于其它煙區(qū)，其它各煙區(qū)之間差異未達(dá)顯著水平。處于中等和較高水平的樣品，藍(lán)山較高為68.1%，江華、道縣相對(duì)較低。處于低及極低水平的樣品，江華、道縣較高，分別為54.5%和52.9%，寧遠(yuǎn)、新田為40%左右，藍(lán)山、江永有效錳含量相對(duì)豐富，處于低水平以下的樣品占比較小。總體來看，土壤有效錳含量分布范圍較寬，其中藍(lán)山、江永缺乏比例相對(duì)較低，其它各縣基本有40%以上樣本處于缺錳狀況。

表4　永州各煙區(qū)土壤有效錳含量分布狀況Table 4 Contents distribution of available Mn in soil of tobacco grow ing region

2.2.4土壤有效鐵含量狀況分析

從表5來看，土壤有效鐵含量總體以江華最高，江永最低，兩產(chǎn)區(qū)差異達(dá)極顯著水平，其它各產(chǎn)區(qū)差異較小，未達(dá)顯著水平。土壤有效鐵含量與成土母質(zhì)類型和土壤較高的有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)［8，10］。全市土壤有效鐵含量非常豐富，基本處于較高和高水平的含量范圍，處于中等水平的樣品比例較小，沒有處于較低及以下水平的樣本。

表5　永州各煙區(qū)土壤有效鐵含量分布狀況Table 5 Contents distribution of available Fe in soil of tobacco growing region

2.2.5土壤有效硼含量狀況分析

從表6來看，以藍(lán)山土壤有效硼含量相對(duì)較高，極顯著高于其它各產(chǎn)區(qū)，其它產(chǎn)區(qū)差異未達(dá)極顯著水平。藍(lán)山土壤樣品87.23%處于“低”水平，其它各產(chǎn)區(qū)95%以上的土壤樣品有效硼含量處于低含量水平。過低的土壤有效硼含量與煙區(qū)土壤酸堿性和輪作制度有關(guān)［8］，在生產(chǎn)上應(yīng)該采用基施和葉面噴施相結(jié)合的方法重視硼肥的施用。

表6　永州各煙區(qū)土壤有效硼含量分布狀況Table 6 Contents distribu tion of available B in soil of tobacco grow ing region

2.2.6土壤有效鉬含量狀況分析

鉬是較晚被證實(shí)的植物必須元素，作為酶的重要組成成分參與植物生理活動(dòng)［11］。從表7來看，永州煙區(qū)土壤有效鉬含量相對(duì)缺乏，處于“低”水平以下的樣本全市占45%，以寧遠(yuǎn)、江永、新田相對(duì)較高，道縣、藍(lán)山、江華相對(duì)較低，其中寧遠(yuǎn)土壤有效鉬含量極顯著高于藍(lán)山。土壤有效鉬含量分布范圍較寬，從極低到高含量水平均有一定比例，處于低水平和中等水平的樣品比例相對(duì)較高。全市土壤有效鉬處于中等及以上樣品比例為54.97%，寧遠(yuǎn)、新田、江永70%左右樣品為中等含量以上水平。藍(lán)山、江華這一比例分別為30.85%、37.77%，道縣55.3%土壤樣品有效鉬含量為中等及以上水平。

表7　永州各煙區(qū)土壤有效鉬含量分布狀況Table 7 Con tents distribution of available M o in soil of tobacco grow ing region

2.2.7 土壤有效氯含量狀況分析

烤煙對(duì)氯營養(yǎng)較為敏感，氯含量過高導(dǎo)致煙葉品質(zhì)明顯下降，但適量的氯素營養(yǎng)有利于提高烤煙光合作用性能和根系活力，提高烤煙生長(zhǎng)前期NRase的活性［12］。從表8來看，全市土壤有效氯含量大部分處于中等及以上水平，全市土壤有效氯含量較為豐富，各產(chǎn)區(qū)低和較低含量水平的樣本基本在5%以下，寧遠(yuǎn)、新田土壤有效氯含量極顯著高于藍(lán)山。

表8　永州各煙區(qū)土壤有效氯含量分布狀況Table8 Contents distribution of available Cl in soil of tobacco growing region

2.3各產(chǎn)區(qū)土壤微量元素聚類分析

為探討區(qū)域間養(yǎng)分分布的相似性和差異性，依據(jù)永州植煙土壤微量元素有效養(yǎng)分含量進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理、系統(tǒng)聚類分析，得到53個(gè)主要產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分聚類圖（圖1）。以卡方距離3.8進(jìn)行分類，可將各產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)分為4類。類別Ⅰ養(yǎng)分特征表現(xiàn)為鋅中、銅高、錳中、鐵高、硼低、鉬低、氯高，類別Ⅱ養(yǎng)分特征表現(xiàn)為鋅較高、銅高、錳較高、鐵高、硼低、鉬低、氯較高，類別Ⅲ表現(xiàn)為鋅中、銅較高、錳較高、鐵較高、硼低、鉬低、氯較高，類別Ⅳ養(yǎng)分特征表現(xiàn)為鋅中、銅較高、錳較高、鐵高、硼低、鉬低、氯較高。各類別養(yǎng)分含量方差分析和多重比較分析（表9）表明，類別Ⅱ的鋅、銅、錳、硼有效含量顯著高于其它類別，類別Ⅱ的鐵顯著高于類別Ⅰ和類別Ⅳ，類別Ⅰ的銅、硼顯著高于類別Ⅲ和類別Ⅳ，類別Ⅰ的氯顯著高于類別Ⅱ和類別Ⅳ，類別Ⅲ的錳顯著高于類別Ⅰ?？傮w來看，類別Ⅱ微量元素的豐富性相對(duì)較高，其次為類別Ⅰ和類別Ⅲ，類別Ⅳ土壤微量有效養(yǎng)分相對(duì)缺乏。

表9　各聚類類別植煙土壤微量有效養(yǎng)分平均含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果（mg／kg）Table 9 Statistical analysis results of all cluster categories

圖1　永州煙區(qū)土壤微量有效養(yǎng)分聚類分析結(jié)果Fig.1 Cluster analysis of m icro nutrients in soil

3　結(jié)論及施肥建議

（1）本區(qū)植煙土壤有效銅、鐵、氯含量豐富，中等以上含量水平的樣本占比95%以上。建議在烤煙生產(chǎn)中，慎施銅、鐵、氯肥，只需在缺肥煙田適量使用。

（2）有效鋅含量中等及以下含量水平的樣本占比71.56%。施肥時(shí)應(yīng)根據(jù)各煙區(qū)有效鋅的豐缺狀況，有針對(duì)性地補(bǔ)充。江永、道縣煙區(qū)有效鋅含量普遍較低，兩煙區(qū)煙草專用配方基肥中應(yīng)適量增加硫酸鋅肥；易缺肥煙田可每公頃基施15～18 kg硫酸鋅；大田生育期間出現(xiàn)缺鋅癥狀時(shí)，用0.1%～0.2%硫酸鋅葉面噴施1～2次。

（3）土壤有效養(yǎng)分含量較低的微量元素為硼、鉬、錳，含量低及以下含量水平的樣本占比分別為95.6%、45.03%、39.7%。施肥建議:1）各煙區(qū)煙草專用配方基肥中適量增加硼砂或硼酸；2）寧遠(yuǎn)煙區(qū)專用配方基肥中適量增加硫酸錳肥，藍(lán)山、江華煙區(qū)專用配方基肥中適量增加硫酸鉬肥；3）易缺硼煙田，每公頃基施硼砂或硼酸10～15 kg，噴施濃度為0.1%～0.2%；易缺錳煙田，每公頃基施硫酸錳15～30 kg，噴施濃度為0.1%～0.2%；易缺鉬煙田，觀察大田生育期，如出現(xiàn)缺鉬癥狀，用0.05%～0.1%的鉬酸銨溶液葉面噴施2～3次。

（4）聚類分析法將永州煙區(qū)植煙土壤微量元素含量劃分為4大特征區(qū)域，類別Ⅱ植煙土壤微量有效養(yǎng)分相對(duì)豐富，其次為類別Ⅰ和類別Ⅲ，類別Ⅳ相對(duì)缺乏，應(yīng)根據(jù)微量元素含量特征因地制宜科學(xué)合理指導(dǎo)施肥。

［1］ 肖漢乾，羅建新，王國寶，等.湖南省植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況的分析［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，29（2）:150-153.

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Distribution of Available Trace Elements in Tobacco-grow ing Soil in Yongzhou and Its Cluster Analysis

JIN Zhi-li1，2，JIANG Zun-long3，WANG Yan-zhen4
（1 Yongzhou Company of Hunan Tobacco Company，Yongzhou，Hunan 425000，China；2 Yongzhou Base of Middle South
Agricultural Experimental Station of China Tobacco，Yongzhou，Hunan 425000，China；3 Lanshan Branch of Yongzhou Tobacco Company，Lanshan，Hunan 425800，China；4 Jiangyong Branch of Yongzhou Tobacco Company，Jiangyong，Hunan 425400，China）

The contents of available trace elements of 629 soil samples collected from 53 tobacco-growing towns of Yongzhou citywere investigated and statistically analyzed in 2011.The results showed that the contents of available Cu，F(xiàn)e and Cl were rich in tobacco-growing soil of Yongzhou.The contents of available Zn，Mo and Mn were partly lack，and which should be appropriately complemented.Available B in 95%of soil sampleswas deficiency in the soil，and which should be widely complemented to tobacco-growing soil.Based on the contentof trace elements，tobacco-growing soil of Yongzhou was clustered into 4 groups.Trace element fertilizer should be applied properly according to the nutrient distribution properties.

tobacco-growing soil；trace elements；distribution；cluster analysis；Yongzhou

S572.06

A

1001-5280（2015）05-0493-06

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.05.09

2015-04-29

靳志麗（1972-），女，河南鎮(zhèn)平縣人，高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，主要從事煙草栽培生理及營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)研究，Email:jinzhili666＠126.com。

湖南省煙草專賣局科技項(xiàng)目（11-14Aa01）。