巴東縣茶店子基地單元植煙土壤中有效態(tài)微量元素的分布特征及評價

劉本福 王宇奎 陳高航 何澎 韓曉哲 蘇仕藝 謝大志 庹圣慧 黃晶

摘要?[目的]研究茶店子基地單元植煙土壤微量元素的含量以及分布狀況。[方法]采集64份有代表性的土壤樣本進行測定、分析，并按照肥力評價標準進行分類。[結果]土壤速效硼含量全部分布在極低—低，速效鋅、速效錳含量處于低—中等，速效銅含量主要分布在中—高等，速效鐵含量主要處于高—極高。海拔與土壤速效鐵呈極顯著正相關，土壤pH與土壤速效銅呈顯著負相關，與速效鐵、速效錳呈極顯著負相關。速效鋅與速效銅、速效鐵與速效錳呈極顯著正相關，速效銅與速效鐵、速效錳呈顯著正相關。[結論]針對茶店子煙區(qū)硼、鋅含量少，鐵含量過高的現(xiàn)狀，建議在生產(chǎn)上普遍補充硼，局部補充鋅、錳，嚴格控制鐵，同時，針對不同植煙土壤養(yǎng)分狀況，采用不同的烤煙專用復合肥配方。

關鍵詞?巴東;煙葉;植煙土壤;微量元素;評價

中圖分類號?S153.6文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2018）33-0114-04

近年來，隨著煙草肥料結構的調(diào)整和不同煙區(qū)施肥水平的變化，植煙土壤的養(yǎng)分狀況也相應發(fā)生改變。由于缺乏某種或幾種微量元素，從而嚴重影響煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)，在某些植煙區(qū)域已成為制約煙葉生產(chǎn)和煙葉質(zhì)量進一步提高的重要因素;且隨著種植年限的延長，連作問題導致的營養(yǎng)失衡問題越來越突出[1]。研究表明，在微量元素缺乏的煙區(qū)土壤上合理施用微肥，可明顯促進煙株的生長發(fā)育，煙葉落黃早，成熟度好，產(chǎn)量高，品質(zhì)優(yōu)良，香氣質(zhì)與香氣量得到明顯改善[2]。

巴東縣茶店子基地單元是國家級煙葉標準化生產(chǎn)基地單元之一，產(chǎn)區(qū)主要分布在茶店子、綠蔥坡等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，平均海拔在1 000 m左右，植煙海拔200～1 600 m，落差達1 400 m，且植煙區(qū)域主要集中于800～1 400 m，基本煙田規(guī)劃面積0.154萬hm2，煙葉產(chǎn)量在2 500 t左右。

土壤中微量元素的有效態(tài)含量在一定程度上可以說明土壤微量元素對煙株的供應水平，為此，筆者對巴東茶店子基地單元植煙土壤的微量元素含量與分布狀況進行測定、評價，以期為該地區(qū)的平衡施肥技術提供科學依據(jù)，進一步提高煙葉品質(zhì)。

1?材料與方法

1.1?樣品采集

2011年10—11月，在巴東縣茶店子基地單元烤煙標準化生產(chǎn)區(qū)域采集具有代表性的耕作層土樣64個。按照5點取樣法和“S”型取樣法，采用土鉆鉆取，采集耕層0～20 cm處土壤，利用GPS定位儀，詳細記載不同取樣點的地點、海拔、土壤類型。剔除雜物，混合后，在避光條件下風干，按照4分法取1 kg，編號登記，送往巴東縣農(nóng)業(yè)局土壤肥料工作站進行土壤中微量元素的測定分析。

1.2?樣品分析測定

在實驗室內(nèi)用瑪瑙研磨，過20目篩，分別備用，測定土壤pH和速效態(tài)微量元素硼、鋅、銅、鐵、錳含量。土壤pH采用pH計法測定;速效鋅、速效銅、速效鐵、速效錳采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法測定;速效硼采用沸水浸提-姜黃素比色法測定[3]。

1.3?土壤肥力評價方法

土壤肥力評價方法參考全國第二次土壤普查肥力評價標準[1]和湖北省煙區(qū)土壤肥力評價標準[2]（表1、2）。

1.4?數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SPSS 16.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析。

2?結果與分析

2.1?土壤速效態(tài)元素含量及分布

2.1.1?土壤速效硼。

微量元素硼可以增加葉綠素含量和光合強度，強化光合作用，促進植物生殖器官的形成和發(fā)育，是影響煙草正常生長和最終產(chǎn)量、質(zhì)量的必需微量元素之一[4]。從表3可以看出，茶店子基地單元的土壤速效硼含量平均值0.19 mg/kg，變幅0.04～0.40 mg/kg，變異系數(shù)47.14%;從64個樣本看，速效硼含量極低樣本有41個，占樣本總數(shù)的64.06%，含量低的樣本23個，占樣本總數(shù)的35.94%，該地區(qū)土壤普遍缺乏微量元素硼。這可能與煙農(nóng)重視氮、磷、鉀肥，忽視使用微量元素的生產(chǎn)習慣有關，導致土壤中速效硼含量下降，進而在不同程度上影響煙草的正常生長和品質(zhì)的形成[5]，建議在生產(chǎn)上補充硼肥。

2.1.2?土壤速效鋅。

鋅是煙草生長不可缺少的元素，施鋅肥不僅可以促進煙草生長，而且還可以提高煙葉的香氣質(zhì)和香氣量，減少雜氣和改善余味[6]。由表4可知，該地區(qū)土壤速效鋅含量的平均值為1.02 mg/kg，變幅為0.18～4.59 mg/kg，變異系數(shù)為67.48%。土壤速效鋅含量分布在極低范圍的樣本7個，占總樣本的10.94%;分布在低范圍的樣本31個，占總樣本的48.44%;分布在中等范圍的樣本20個，占總樣本的31.25%;分布在高和極高范圍的樣本6個，占總樣本的9.37%。由此可知，該地區(qū)植煙土壤微量元素鋅含量處于中等偏下水平，分布在低和中等范圍樣本51個，占總樣本的79.69%。

2.1.3?土壤速效銅。

銅雖是植物生長必需的微量元素，但銅在一定程度上影響植物的正常生長，含量過多對煙葉造成毒害，含量過低可以減緩煙株的生長期[7]。由表5可知，該地區(qū)植煙土壤速效銅含量較豐富，平均值為1.16 mg/kg，變幅為0.04～7.02 mg/kg，變異系數(shù)為85.77%。速效銅含量主要分布在中—高，占總樣本的87.50%，其中在中等范圍的土壤樣本超過了50%，達60.94%;分布在極高范圍的土壤樣本7個，占總樣本的10.94%;分布在極低和低范圍的土壤樣本僅為1.56%。說明該地區(qū)土壤中銅元素含量處于中等至較高水平，可以滿足優(yōu)質(zhì)烤煙生長的需要，建議在生產(chǎn)上可以少施或不施銅肥。

2.1.4?土壤速效鐵。

鐵是形成葉綠素所必需的，缺鐵時產(chǎn)生缺綠癥，葉子呈淡黃色，甚至為白色。由表6可知，該地區(qū)土壤速效鐵含量極豐富，平均值為43.99 mg/kg，變幅1.2～230.4 mg/kg，變異系數(shù)為120.23%。分布在高—極高的土壤樣本達67%，其中含量極高的土壤樣本31個，占總樣本的48.44%;含量在極低—低的土壤樣本13個，占總樣本的20.31%，其中含量極低的土壤樣本7.81%;變異系數(shù)為120.23%，超過100%，屬于強變異，鐵元素的空間變異程度較大[8-9]。由此可知，該地區(qū)土壤中鐵元素的含量普遍較高，但仍有20%左右的土壤鐵元素處于低水平，需要有針對性地區(qū)別對待，且大田中未見煙葉鐵中毒現(xiàn)象，因此，建議在生產(chǎn)上因地制宜地控制鐵肥的施用。

2.1.5?土壤速效錳。

錳可以促進煙株葉片和莖生長，增加干物質(zhì)重量積累，提高煙葉產(chǎn)量。由表7可知，茶店子基地單元植煙土壤速效錳含量為0.8～43.6 mg/kg，平均值為8.85 mg/kg，變異系數(shù)為99.32%。反映該地區(qū)植煙土壤速效錳含量大部分在低—中等，達總樣本的81.26%，其中含量中等的土壤樣本30個，接近總樣本的50%;10.94%的土壤樣本分布在高范圍;分布在極低和極高范圍的土壤樣本分別為3.13%、4.69%;變異系數(shù)接近100%，屬于強變異，說明速效錳含量在該地區(qū)空間變異較大。從整體來看，該地區(qū)土壤速效錳含量處于中等偏下水平，總體適中，可滿足烤煙正常生長發(fā)育對錳的需求。

2.2?海拔、pH與土壤微量元素速效態(tài)含量相關性分析

由表8可知，海拔高度與土壤速效鐵含量呈極顯著正相關，隨著海拔的升高，土壤中速效鐵含量增加，這與該地區(qū)不同海拔植煙土壤的成土母質(zhì)不同有關[10-11]。pH與土壤速效鐵、速效錳含量呈極顯著負相關，與速效銅呈顯著負相關，這與劉國順等[12]的研究結果一致。這主要是由于速效鐵、速效錳和速效銅的可溶度隨土壤pH上升而逐漸下降，而土壤對這些元素的固定和吸附隨著土壤pH的上升而增加，因此，一定范圍內(nèi)偏酸性土壤中速效鋅、速效錳和速效銅的含量較高[13]。

速效鋅與速效銅呈極顯著相關關系（r=0.326**，n=64），速效銅與速效鐵、速效錳呈顯著相關關系（r=0.287*、0.443**，n=64），速效鐵與速效錳呈極顯著相關關系（r=0.726**，n=64），其他元素間均不相關，這與陳博等[14]的研究結果一致。

3?結論與討論

土壤中的微量元素不僅可以調(diào)節(jié)土壤的供肥能力，滿足作物營養(yǎng)平衡需求，而且它們參與和調(diào)節(jié)作物光合產(chǎn)物的合成、代謝和運輸，進而影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量。研究表明，煙株生長發(fā)育過程中所需要的微量元素主要來自土壤，植煙土壤微量元素的含量在煙草生理和提高煙葉香氣質(zhì)量等方面具有十分重要的作用[15]。

該研究通過對茶店子基地單元植煙土壤微量元素含量進行分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)土壤速效硼含量全部分布在極低—低，其中處于極低水平的土壤樣本達64.06%，微量元素硼普遍缺乏;速效鋅、錳含量處于低—中等，其中速效鋅含量以低水平為主，接近總樣本的50%，而速效錳含量以中等水平為主，接近總樣本的50%;速效銅含量主要分布在中等—高，達87.50%，其中在中等水平的土壤樣本超過50%，總體適中，基本可以滿足優(yōu)質(zhì)烤煙生長的需要;速效鐵含量主要處于高—極高，但仍有20%左右土壤速效鐵含量處于極低和低水平，需要在部分貧鐵區(qū)域有針對性地適當增加鐵肥的施用量，但由于該區(qū)域土壤中鐵元素的背景值不清楚，因此施鐵肥需要謹慎對待。

對茶店子基地單元植煙土壤微量元素含量和海拔、土壤pH進行相關性分析，結果表明，該地區(qū)海拔與土壤速效鐵含量呈極顯著正相關，土壤pH與土壤速效銅呈顯著負相關，與速效鐵、速效錳呈極顯著負相關，速效鋅與速效銅、速效鐵與速效錳呈極顯著正相關，速效銅與速效鐵、速效錳呈顯著正相關。

根據(jù)茶店子基地單元植煙土壤養(yǎng)分評價結果，結合茶店子高山煙區(qū)、海拔高差懸殊、自然立體氣候突出的特點，初步提出了該地區(qū)烤煙微肥施用對策，即普遍補充硼，局部補充鋅、錳，嚴格控制鐵。同時，針對不同植煙土壤養(yǎng)分狀況，建議采用不同的烤煙專用復合肥配方。

茶店子基地單元屬于高山煙區(qū)，風大雨多，水土流失容易造成土壤中微量元素淋溶流失，有效成分含量降低，同時，該地區(qū)海拔落差大，不同海拔的土壤成土母質(zhì)不同，導致植煙土壤微量元素含量的空間變異較大，特別是微量元素錳、鐵的變異系數(shù)均接近或超過100%，屬于強變異。黃韡等[16]研究表明，磷肥施用過量，土壤中過高的速效磷容易與鋅形成難溶性的Zn-P化合物，導致速效鋅含量減低，造成煙株對兩者吸收的共同抑制。因此，針對茶店子基地單元植煙土壤速效硼、速效鋅含量低的現(xiàn)狀，重視對硼、鋅的補充，增施有機肥，同時要對高磷土壤磷肥用量進行控制，平衡協(xié)調(diào)土壤的磷、鋅含量，滿足優(yōu)質(zhì)烤煙的生長需要。

土壤pH與硼、鋅、銅、鐵、錳等微量元素關系密切，這些微量元素的有效離子在低pH下，溶解度大，土壤中可溶性成分增加，有效性提高;高pH時，離子沉積固定作用增強，易在土壤中形成沉淀物，導致含量減少，有效性減低，特別是土壤pH大于7.5時，土壤中這些微量元素的缺乏機率增加。相關性分析結果表明，提高土壤pH最直接的影響是土壤銅、鐵和錳的速效性降低，而對速效硼、速效鋅含量的影響則較小。綜合以上研究，針對茶店子基地單元植煙土壤速效鐵含量高的煙區(qū)，應加強土壤改良，調(diào)節(jié)土壤pH，改善土壤理化性狀，使得土壤中微量元素鐵的吸附—解附—解吸的動態(tài)平衡向著有利于土壤有效濃度提高的方向移動;同時，要改善水肥條件，調(diào)整施肥方法，緩解鐵含量過高對煙葉的毒害，為煙草生長創(chuàng)造一個良好的土壤生態(tài)環(huán)境，進一步提高煙葉質(zhì)量和可用性，促進煙葉生產(chǎn)健康、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。

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