江永縣植煙土壤有效鋅含量分布及其影響因素

楊 蘇,戴林建,周 田,鄧 杰

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,湖南 長沙 410128)

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江永縣植煙土壤有效鋅含量分布及其影響因素

楊 蘇,戴林建*,周 田,鄧 杰

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,湖南 長沙 410128)

采集江永縣5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)植煙土壤樣品104個,統(tǒng)計分析了江永植煙土壤有效鋅含量的分布規(guī)律，及其在各種地形間、不同土壤pH間、不同土壤有機質(zhì)含量間的差異。結(jié)果表明:江永植煙土壤有效鋅含量均值為1.78mg/kg，變幅為0.27～9.41mg/kg,變異系數(shù)為74.72%,其中土壤樣本有效鋅含量低于適宜范圍的比例達到17.86%；不同地形土壤有效鋅含量表現(xiàn)出平原>盆地>丘陵的趨勢；土壤有效鋅含量隨土壤pH值的升高呈先降低后升高的趨勢；植煙土壤有機質(zhì)含量對有效鋅含量有正向促進作用。

江永縣；植煙土壤;有效鋅;地形;pH值;有機質(zhì)

江永縣地處湖南省南部,區(qū)內(nèi)地形以山地丘陵為主,屬喀斯特地貌。位于東經(jīng)110°32′～110°56′、北緯24°55′～25°28′之間,屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū),區(qū)域內(nèi)氣候、地理環(huán)境優(yōu)勢十分顯著。這一地帶與世界頂級煙葉生產(chǎn)地的海拔、緯度、氣候環(huán)境十分相似,目前是全國少有的幾個優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)基地之一[1]。煙株的正常生長離不開鋅元素,鋅對煙株的生長發(fā)育有著重要的作用,同時鋅元素也是煙葉產(chǎn)量、質(zhì)量形成的一個重要影響因素。鋅主要以二價陽離子Zn2+的形式被植株吸收,參與生長素、蛋白質(zhì)的合成,同時還是煙株體內(nèi)多種酶的組成成分[2]。當植煙土壤有效鋅含量缺乏時,煙株會因吸收不到有效的鋅元素而生育遲緩,植株小,節(jié)間短,葉片小,頂葉簇生,下部葉產(chǎn)生大量壞死斑而脫落[3-4]；而土壤有效鋅含量過高會導(dǎo)致煙株的根系生長受阻,妨礙煙株吸收營養(yǎng)元素[5]。近年來,關(guān)于土壤鋅元素的遷移、積累以及大煙區(qū)植煙土壤中微量元素含量的研究[6-10]較多,有關(guān)微量營養(yǎng)元素對煙株生長發(fā)育的影響也有不少報道[11-12]。但針對特色縣級優(yōu)質(zhì)煙區(qū)植煙土壤鋅元素含量及其影響因素的相關(guān)研究報道較少。鑒于此,本文在研究江永縣植煙土壤鋅元素含量分布狀況的基礎(chǔ)上,分析了土壤地形、pH值、有機質(zhì)含量對土壤鋅元素含量的影響，以期明確江永縣植煙土壤有效鋅含量的分布規(guī)律及其影響因素,為優(yōu)化當?shù)責煵輰Ｓ梅柿吓浞健⒏牧贾矡熗寥?、提高煙葉的可用性提供一定的理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1樣品采集

于2013年在江永縣5個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))51個村共采集有代表性的植煙耕作層土樣104個(城關(guān)21個、松柏17個、桃川22個、夏層鋪24個、允山20個)。在土樣采集時用GPS確定采集點的地理坐標和海拔高度,每10hm2左右煙草種植面積采集1個土樣,采用5點法取樣,混合制成1個0.5kg左右的土樣,對各點所采集土壤樣本分別登記編號并帶回實驗室。

1.2土壤鋅含量的測定

測定方法參照參考文獻[13],采用玻璃電極法測定植煙土壤的pH值,采用重鉻酸鉀氧化法測定土壤的有機質(zhì)含量,采用鹽酸浸提-原子吸收分光光度法測定土壤的有效鋅含量。

1.3土壤鋅含量的分級與統(tǒng)計分析

在綜合分析湖南煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分含量相關(guān)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,以提高煙葉可用性為目標,以植煙土壤有效鋅含量分布為核心,參照羅建新等[14]建立的湖南省植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況分級體系,將植煙土壤有效鋅含量分為缺乏(<0.50mg/kg)、偏低(0.50～1.00mg/kg)、適宜(1.00～2.00mg/kg)、偏高(2.00～4.00mg/kg)、豐富(>4.00mg/kg)5 級。對原始試驗數(shù)據(jù)采用EXCEL2007、SPSS17.0進行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1江永植煙土壤有效鋅含量的總體分布特征

由表1可以看出：江永植煙土壤有效鋅含量適中,均值為1.78mg/kg，變幅為0.27～9.41mg/kg,變異系數(shù)達到74.72%,為中等強度變異;江永植煙土壤有效鋅含量“缺乏”、“偏低”的樣本分別占總樣本的4.76%、13.10%;有59.52%的土壤樣本處于適宜范圍內(nèi);“偏高”、“豐富”的土壤樣本分別占16.67%、5.95%。

在5個產(chǎn)煙鄉(xiāng)(鎮(zhèn))中，植煙土壤有效鋅含量以桃川最高(2.97mg/kg),允山最低(僅有1.20mg/kg);桃川、松柏植煙土壤的有效鋅含量稍微偏高;其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)的含量均處于適宜水平。方差分析結(jié)果表明,江永植煙土壤有效鋅含量在不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的差異達到了顯著水平(F=4.137,sig=0.04)。使用Duncan’smultiplerangetest法比較分析結(jié)果表明：桃川植煙土壤有效鋅含量顯著高于其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)的；城關(guān)、松柏、夏層鋪、允山4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間植煙土壤有效鋅含量沒有顯著性差異。

江永縣各產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤有效鋅含量的變異系數(shù)表現(xiàn)為城關(guān)<允山<松柏<桃川<夏層鋪,最高的為夏層鋪(112.18%),最低的為城關(guān)(30.18%)。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)植煙土壤有效鋅含量處在適宜值范圍內(nèi)的樣本比例差異比較大,最高的為城關(guān)(81.82%),最低的為桃川(25.00%)。

表1　江永植煙土壤有效鋅含量及其分布

注:表中同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間差異達到0.05顯著水平。下同。

2.2不同植煙地形土壤有效鋅含量的變化

分別統(tǒng)計分析了江永縣主要植煙地形(丘陵、盆地、平原)土壤有效鋅含量的均值及其分布比例,結(jié)果見表2。由表2可知：3種地形土壤有效鋅含量均值在1.58～2.01mg/kg范圍內(nèi)，表現(xiàn)為平原>盆地>丘陵。方差分析結(jié)果顯示,各種地形之間土壤有效鋅平均含量差異不顯著。丘陵、盆地、平原3種地形土壤有效鋅含量的變異系數(shù)分別為68.35%、45.83%、84.08%,屬中等強度變異。

丘陵、盆地、平原土壤有效鋅含量處在適宜范圍內(nèi)的樣本比例分別為62.16%、80.00%、50.00%。其中丘陵、平原分別有21.62%、18.75%土壤樣本的有效鋅含量處于“缺乏”或“偏低”范圍內(nèi),而盆地只有6.67%土壤樣本的有效鋅含量處于“偏低”范圍內(nèi)。

表2　江永不同植煙地形土壤有效鋅含量及其分布

2.3不同pH值植煙土壤有效鋅含量的變化

將所采集的土壤樣本按pH值分為<6.5、[6.5,7.0)、[7.0,7.5)、[7.5,8.0)、≥8.0五個等級,統(tǒng)計分析各組別土壤有效鋅的含量均值及其分布比例。從表3可以看出,5個pH等級土壤有效鋅含量平均值為0.99～2.35mg/kg,以pH值≥8.0組的土壤有效鋅含量最高，達到2.35mg/kg。方差分析結(jié)果表明：pH≥8.0組土壤有效鋅含量顯著高于[6.5,7.0)、[7.0,7.5)兩組的；其余各組之間土壤有效鋅含量沒有顯著性差異。

在5個pH組中，以[7.5,8.0)組土壤有效鋅含量的變異系數(shù)最大，為97.19%；其余各組土壤有效鋅含量的變異系數(shù)為25.21%～63.64%,為中等強度變異。5個組別土壤有效鋅含量處于適宜范圍內(nèi)的樣本比例為50.00%～75.00%，以[6.5,7.0)組最高,以[7.0,7.5)組最低。

表3　江永不同pH值植煙土壤有效鋅含量及其分布

2.4不同有機質(zhì)含量植煙土壤有效鋅含量的變化

將采集土樣按不同有機質(zhì)含量分為<20、[20,30)、[30,40)、[40,50)、[50,60)、≥60g/kg六個組別,統(tǒng)計分析各組別土壤有效鋅的含量均值及其分布比例,結(jié)果見表4。土壤有效鋅含量以有機質(zhì)≥60g/kg組最高,達到3.78mg/kg;以<20g/kg組最低,僅有0.99mg/kg。方差分析結(jié)果表明,在不同有機質(zhì)含量組間土壤有效鋅含量差異極顯著(F=5.108,sig=0.000),說明江永植煙土壤有機質(zhì)含量對土壤有效鋅含量有促進作用(回歸方程為：有效鋅含量=0.05×有機質(zhì)含量+0.085, R2=0.224**)。

在6個有機質(zhì)含量組中，土壤有效鋅含量的變異系數(shù)以[30,40)g/kg組最大，為92.42%；以[20,30)g/kg組最小，僅為27.69%。各組別土壤有效鋅含量處于適宜范圍的樣本比例以[30,40)g/kg組最高，達69.57%。

表4　江永不同有機質(zhì)含量植煙土壤有效鋅含量及其分布

3　討論

科學(xué)合理的施肥方案是建立在土壤養(yǎng)分診斷的基礎(chǔ)之上的。廖偉等[15]經(jīng)過盆栽試驗得出土壤有效鋅含量的臨界值為1.70～1.90mg/kg,當?shù)陀诖伺R界值時要考慮補施鋅肥。湖南江永植煙土壤有效鋅含量從總體上看適中,全縣平均值為1.78mg/kg,但分布不均衡,變幅跨度較大,所測土壤樣本的有效鋅含量最高值達到9.41mg/kg,最低值僅有0.27mg/kg,變異系數(shù)為74.72%,屬中等強度變異；江永5個植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤有效鋅平均含量為1.20～2.97mg/kg,含量最為豐富的為桃川,最低的為允山。從平均值來看，江永植煙土壤有效鋅并不缺乏,但有17.86%的土壤樣本有效鋅含量處于“缺乏”或“偏低”水平,主要集中在夏層鋪、允山兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn),所以夏層鋪、允山兩個植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)要適當補施鋅肥,可以在局部地區(qū)采用葉面噴施鋅溶液或者在基肥中添加少量的硫酸鋅,同時也要注意控制銅肥、鈣肥[16-17]的施用,以免影響煙株對鋅元素的吸收。桃川應(yīng)當適量控制土壤有效鋅的含量,可以通過撒施適量的石灰來限制煙株對鋅的吸收,避免煙葉因鋅元素含量過高而受毒害。

江永3種主要地形植煙土壤有效鋅含量表現(xiàn)為平原>盆地>丘陵,不同地形間土壤有效鋅含量差異不顯著。由于江永四面環(huán)山,區(qū)域內(nèi)礦化物、巖石含量豐富,而土壤鋅的主要來源為礦物、巖石的風化[18],不同地形的土質(zhì)結(jié)構(gòu)都以礦化物及巖石為主,所以江永不同地形植煙土壤有效鋅含量都較為適宜。土壤有效鋅的另一主要來源為化學(xué)肥料的施用[18],平原土壤有效鋅含量稍高于盆地與丘陵土壤的,這可能由于平原地帶種植水稻、芋頭等作物,施用氮肥過多,土壤氮含量充足,而氮源對土壤有效鋅有直接的促進作用[19]。

本研究結(jié)果顯示：當pH<7.5時土壤有效鋅含量隨pH值的升高而降低；當pH≥7.5時土壤有效鋅含量隨pH值的升高而升高。這與石中山等[20]的研究結(jié)果一致。而Meers等[21]研究提出pH值與土壤鋅含量呈極顯著負相關(guān)。本文研究結(jié)果與此不一致,可能是由前茬作物不同、不同區(qū)域土壤類型及相關(guān)養(yǎng)分含量不同導(dǎo)致。另外，本研究得出土壤有效鋅的含量隨著有機質(zhì)含量的增加而提高，這與前人的研究結(jié)果相同。

4　結(jié)論

江永植煙土壤有效鋅平均含量較為豐富,但分布不均衡,各植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤有效鋅含量均值為1.20～2.97mg/kg,桃川植煙土壤有效鋅含量顯著高于其余各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的。江永各地形植煙土壤有效鋅含量為1.58～2.01mg/kg,表現(xiàn)為平原>盆地>丘陵,但3種地形之間土壤有效鋅含量沒有呈現(xiàn)顯著性差異。5個pH組土壤有效鋅含量為0.99～2.35mg/kg,pH≥8.0組土壤有效鋅含量顯著高于其余4組的,土壤有效鋅含量有隨pH升高而先降低后升高的趨勢。土壤有機質(zhì)含量對植煙土壤有效鋅含量影響較大,有促進作用，6個不同有機質(zhì)含量組土壤有效鋅含量為0.99～3.78mg/kg,不同有機質(zhì)含量組間土壤有效鋅含量差異達極顯著水平。

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(責任編輯:黃榮華)

DistributionofEffectiveZincContentinTobacco-plantingSoilofJiangyongCountyandItsInfluencingFactors

YANGSu,DAILin-jian*,ZHOUTian,DENGJie

(CollegeofAgronomy,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)

Inthispaper, 104tobacco-plantingsoilsampleswerecollectedfrom5townshipsofJiangyongcounty,thedistributionregularitiesofeffectivezinccontentintobacco-plantingsoilofJiangyongcountywerestatisticallyanalyzed,andthedifferencesineffectivezinccontentamongsoilswithvariousterrains,pH-valuesororganicmattercontentswerestudied.Theresultsshowedthat:theeffectivezinccontentintobacco-plantingsoilofJiangyongcountyrangedfrom0.27mg/kgto9.41mg/kg,itsaveragevaluewas1.78mg/kg,anditsvariationcoefficientwas74.72%;theproportionofsoilsampleswhoseeffectivezinccontentwasbelowtheappropriatevaluereached17.86%;thecontentofeffectivezincinthesoilofdifferentterrainsrevealedthetrendofplain>basin>hill;thesoileffectivezinccontentdecreasedfirstlyandthenincreasedalongwiththerisingofsoilpH-value;theorganicmattercontentintobacco-plantingsoilhadapositivepromotiveeffectonthesoileffectivezinccontent.

Jiangyongcounty;Tobacco-plantingsoil;Effectivezinc;Terrain;pH-value;Organicmatter

2016-01-19

湖南中煙有限責任公司科研項目“湖南煙區(qū)提高煙葉可用性綜合技術(shù)集成與推廣”(YC14014)。

楊蘇(1991─),男,江西新余人,碩士研究生,從事煙草栽培生理研究工作。*通訊作者:戴林建。

S153.61

A

1001-8581(2016)08-0032-04