寧鄉(xiāng)植煙土壤養(yǎng)分空間變異及豐缺評價

劉勇軍　黎娟　唐春閨

摘要[目的]研究寧鄉(xiāng)煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分的豐缺狀況。[方法]分析了寧鄉(xiāng)縣植煙土壤的常規(guī)統(tǒng)計特征和空間分布特征，并參考前人制訂的養(yǎng)分評價標準對養(yǎng)分指標進行豐缺評價。[結果]寧鄉(xiāng)縣植煙土壤酸堿度基本適宜，微酸性（pH 5.5～<6.5）和強酸性（pH 4.5～<5.5）植煙土壤的分布面積分別為57.13%和42.72%；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有機質含量較高，有機質含量為“很高”（≥40 g/kg）和 “高”（30～<40 g/kg）的植煙土壤分布面積分別為64.10%和35.90%；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤堿解氮含量偏高，堿解氮含量為“很高”（≥150 mg/kg）和 “高”（120～<150 mg/kg）的植煙土壤分布面積分別為70.43%和21.55%；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效磷含量偏低，含量為“低”（10～<20 mg/kg）和 “很低”（<10 mg/kg）的植煙土壤分布面積分別為76.27%和12.47%；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤速效鉀含量偏低，98.89%的植煙土壤速效鉀在100 mg/kg以下。寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效硼含量較低，全縣植煙土壤有效硼含量均在臨界值以下（0.5 mg/kg）。寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效鋅含量中等，中等（1.5～<3.0 mg/kg）和低的分布面積分別為66.48%和33.52 %。[結論]該研究為煙葉生產上科學地進行養(yǎng)分管理提供指導。

關鍵詞植煙土壤；養(yǎng)分；空間變異；豐缺評價

中圖分類號S158文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2018）08-0129-04

Spatial Variation and Abundance Evaluation of Soil Nutrient in Ningxiang Soil

LIU Yongjun1，LI Juan2，TANG Chungui3 et al （1.Hunan Tobacco Science Institute，Changsha，Hunan 410004；2.Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128；3.Changsha Tobacco Company of Hunan Province，Changsha，Hunan 410010）

Abstract[Objective] To study abundance situation of soil nutrient in Ningxiang soil.[Method] The conventional statistical characteristics and spatial distribution characteristics of tobacco soil in Ningxiang were analyzed，and the nutrient index was evaluated by reference to the evaluation criteria.[Result] Soil pH in Ningxiang was basically suitable，and the distribution area of acid （5.5-<6.5） and strong acid （4.5-<5.5） tobacco soil were 57.13% and 42.72%； Tobacco soil in Ningxiang had high organic matter content，and the distribution area of organic matter content in Ningxiang for very high （≥40 g/kg） and high （30-<40 g/kg） were 64.10% and 35.90%；Alkaline hydrolysis nitrogen content was high，and the distribution area of alkaline hydrolysis nitrogen content for “very high” （≥150 mg/kg） and “high” （120-<150 mg/kg）were 70.43% and 21.55%； Available phosphorus content was low，and the distribution area of available phosphorus content for “l(fā)ow” （10-<20 mg/kg） and “very low”（<10 mg/kg） were 76.27% and 12.47%； The content of available potassium was low，and the available potassium in the area of 98.89% was below 100 mg/kg.The available boron content in tobacco soil was low，and the content of available boron in all area of the whole county was below the critical value （0.5 mg/kg）.The content of available zinc in tobacco soil was medium，and the distribution area of available zinc content for medium （1.5-<3.0 mg/kg） and low were 66.48% and 33.52% respectively.[Condusion]The study can provide guidance for the scientific management of nutrient management in tobacco production.

Key wordsTobacco soil；Nutrient；Spatial variation；Abundance evaluation

基金項目湖南省煙草公司科研項目（17-20Aa07）；湖南省煙草公司科技項目“湖南稻作煙區(qū)合理耕層構建與土壤培肥關鍵技術研究與應用”（湘煙科〔2017〕170）。

作者簡介劉勇軍（1981—），男，湖南常德人，農藝師，在讀博士，從事煙草栽培技術研究。*通訊作者，研究員，博士，從事煙草科學與工程技術和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究。

收稿日期2017-12-21

煙草的產量、化學品質及抽吸品質和煙葉的工業(yè)可用性與土壤類型及土壤理化性質密切相關。適宜的土壤酸堿度、有機質和礦質養(yǎng)分含量是煙草優(yōu)質適產的基礎。一般認為烤煙最適宜在弱酸性土壤上生長，生產優(yōu)質烤煙的土壤 pH 以5.5～6.5為宜，美國等優(yōu)質烤煙生產國均選擇在土壤 pH 5.8～6.3 的地區(qū)種植烤煙[1-2]。土壤有機質含量是土壤肥力的重要指標之一，反映了土壤的熟化程度和土壤的供肥能力，同時也能改善土壤的物理性質和影響土壤微生物環(huán)境[3]。氮素是影響烤煙產量和品質最重要的元素。氮用量對烤煙的生長發(fā)育、煙株的生理生化過程和煙葉的產量、品質都有十分顯著的影響[4]。磷是煙草生長必需的營養(yǎng)元素之一，適宜的磷素供應有利于煙株新陳代謝，促進烤煙成熟，增進煙葉的色澤與香味，進而改善煙葉的內在品質。土壤磷素含量過高或過低均不利于煙葉產量和品質的提高[5]。鉀是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)，也是煙草吸收所有營養(yǎng)元素中最多的一種。鉀在煙株體內的分布主要集中在生命活動最旺盛的部位，它是煙葉燃燒的助劑，能夠顯著改善煙葉的燃燒性，增進煙葉香氣、吃味及品質，其含量決定煙葉品質的好壞，是煙草的品質元素。一般認為，優(yōu)質煙葉的鉀含量須在2%以上[6]。在微量元素中，比較普遍的是缺硼問題?？緹煂ε鸬男枨笙鄬^高，因此，我國福建、江西、湖南、湖北、云南都存在大面積的烤煙缺硼問題。硼在煙株生理生化過程中起著重要作用[7]，它參與蛋白質代謝和生物堿的合成；南方煙區(qū)酸性紅壤、黃壤上由于土壤高度風化，鋅含量較低。福建、云南、貴州等地均存在不同程度的缺鋅問題。研究表明，配施鋅肥可促進煙株根莖葉協(xié)調生長。筆者研究了寧鄉(xiāng)煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分的豐缺狀況，為指導煙葉生產上科學的養(yǎng)分管理提供指導。

1材料與方法

1.1土壤樣品采集

2013年12月，采用GPS技術在寧鄉(xiāng)縣開展基本煙田土壤定點取樣工作，共取樣221個（圖1）。選取具有代表性且面積在667 m2以上的田塊進行土壤取樣，用手持GPS定位儀，測量田塊中心的經緯度和高程并記錄，取樣方法根據田塊形狀不同而采取不同取樣方法（5點取樣法或“W”形取樣法），每個田塊至少取5點以上，取樣深度0～20 cm，用4分法取約1 kg土樣，登記編碼后經風干、研磨及過篩后制成待測土樣。

1.2土壤樣品分析

土壤pH采用玻璃電極法測定；土壤有機質采用重鉻酸鉀氧化法測定；土壤堿解氮采用堿解擴散法測定；土壤有效磷采用鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀采用火焰光度法測定；土壤有效硼采用甲亞胺比色法測定；土壤有效鋅采用原子吸收分光光度法測定[9]。

1.3評價標準

參照前人的研究結果[10-11]制訂了植煙土壤pH的評價標準：極強酸性pH<4.5，強酸性pH 4.5～<5.5，微酸性（最適宜）pH 5.5～<6.5，中性pH 6.5～<7.5，微堿性pH 7.5～<8.5，強堿性pH≥8.5。土壤養(yǎng)分的評價標準見表1。

2結果與分析

2.1植煙土壤主要養(yǎng)分描述性統(tǒng)計

寧鄉(xiāng)縣植煙土壤主要養(yǎng)分的基本統(tǒng)計特征見表2。由表2可知，全縣植煙土壤pH均值為5.70，最小值為4.50 ，最大值為8.10，變異系數為10.75%，表現(xiàn)為中等程度的變異； 全縣植煙土壤有機質含量均值為41.08 g/kg，最小值為7.40 g/kg，最大值為73.50 g/kg，變異系數為25.85 %，表現(xiàn)為中等程度的變異； 全縣植煙土壤堿解氮含量均值為168.86 mg/kg，最小值為9.30 mg/kg，最大值為268.00 mg/kg，變異系數為22.13%，表現(xiàn)為中等程度的變異；全縣植煙土壤速效磷含量均值為17.06 mg/kg，最小值為0.50 mg/kg，最大值為58.30 mg/kg，變異系數為62.60%，表現(xiàn)為中等程度的變異； 全縣植煙土壤速效鉀含量均值為88.34 mg/kg，最小值為25.00 mg/kg，最大值為260.00 mg/kg，變異系數為46.35 %，表現(xiàn)為中等程度的變異； 全縣植煙土壤有效硼含量均值為0.34 mg/kg，最小值為0.08 mg/kg，最大值為0.73 mg/kg，變異系數為41.48%，表現(xiàn)為中等程度的變異；全縣植煙土壤有效鋅含量均值為1.64 mg/kg，最小值為0.56 mg/kg，最大值為5.05 mg/kg，變異系數為35.83%，表現(xiàn)為中等程度的變異。

2.2植煙土壤pH和有機質空間分布

從寧鄉(xiāng)植煙土壤酸堿度空間分布看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤pH空間分布規(guī)律性不明顯，不同酸堿度等級穿插分布，其中以pH 5.5～<6.5分布面積最大（57.13%），在全縣各個植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)均為主要分布面積，其次是pH 4.5～<5.5的分布面積（42.72%），pH 6.5～<7.5分布面積較小，僅有零星分布，為0.15%（圖2）。

從寧鄉(xiāng)植煙土壤有機質含量空間分布看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有機質含量空間分布呈現(xiàn)出明顯的行政區(qū)域特征，以40 g/kg以上分布面積較大（64.10%），覆蓋全縣大部分區(qū)域，

2.3植煙土壤大量元素空間分布

從寧鄉(xiāng)縣植煙土壤堿解氮含量空間分布看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤堿解氮含量空間分布呈現(xiàn)一定的縣域區(qū)域特征，其中以≥150 mg/kg的分布面積最大，覆蓋全縣70.43%的區(qū)域，其次是120～<150 mg/kg的分布面積（21.55%），再次是60～<120 mg/kg的面積（8.02%）。從面積統(tǒng)計結果看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤堿解氮含量十分豐富，91.98%的植煙土壤堿解氮含量偏高（圖4）。

從植煙土壤速效磷含量空間分布看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤速效磷含量空間分布規(guī)律不明顯，各等級穿插分布，其中以10～<20 mg/kg的分布面積最大（76.27%），覆蓋了全縣大部分區(qū)域，其次是<10 mg/kg的分布面積（12.47%），分布面積最小的是20～<40 mg/kg，僅為11.25%。從空間分布面積統(tǒng)計看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤速效磷含量偏低，88.75%的植煙土壤速效磷含量低于20 mg/kg（圖5）。

從植煙土壤速效鉀含量空間分布看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤速效鉀含量空間分布規(guī)律不明顯，呈插花狀分布，其中以50～<100 mg/kg分布面積最大（98.87%），20～<50和100～<150 mg/kg僅有零星分布，98.89%的植煙土壤速效鉀含量在100 mg/kg以下（圖6）。

2.4植煙土壤微量元素空間分布

從植煙土壤有效硼空間分布看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效硼空間分布規(guī)律不明顯，其中以0.25～<0.50 mg/kg分布面積最大，占全縣植煙面積的92.54%，其次是<0.25 mg/kg的分布面積（7.46%）?？傮w上，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效硼含量偏低，全縣植煙土壤有效硼含量均在臨界值以下（0.5 mg/kg）（圖7）。

從寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效鋅含量空間分布看，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效鋅含量大致呈東高西低的趨勢，其中以1.5～<3.0 mg/kg分布面積較大（66.48%），覆蓋了全縣大部分區(qū)域，其次是1.0～<1.5 mg/kg的分布面積（33.52 %）?？傮w上，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效鋅含量中等，有33.52 %的植煙土壤缺乏有效鋅（圖8）。

3結論與討論

該研究系統(tǒng)分析了寧鄉(xiāng)縣植煙土壤的常規(guī)統(tǒng)計特征和空間分布特征，并參考前人制訂的養(yǎng)分評價標準對養(yǎng)分指標進行豐缺評價，并且實現(xiàn)了評價結果的空間可視化，結果表明，寧鄉(xiāng)縣植煙土壤酸堿度基本適宜，pH 5.70，為中等強度變異，微酸性（pH 5.5～<6.5）和強酸性（pH 4.5～<5.5）植煙土壤的分布面積分別為57.13%和42.72%；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有機質含量較高，均值為41.08 g/kg，呈現(xiàn)中等強度變異，有機質含量為“很高”（≥40 g/kg）和 “高”（30～<40 g/kg）的植煙土壤分布面積分別為64.10%和35.90%；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤堿解氮含量偏高，均值為168.86 mg/kg，為中等強度變異，堿解氮含量為“很高”（≥150 mg/kg）和 “高”（120～<150 mg/kg）的植煙土壤面積分別為70.43%和21.55%；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效磷含量偏低，平均為17.06 mg/kg，為中等強度變異，含量為“低”（10～<20 mg/kg）和 “很低”（<10 mg/kg）的植煙土壤面積分別為76.27%和12.47%；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤速效鉀含量偏低，平均為88.34 mg/kg，為中等強度變異，98.89%的植煙土壤速效鉀含量在100 mg/kg以下。寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效硼含量較低，平均為0.34 mg/kg，為中等強度變異；寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效硼含量偏低，全縣的植煙土壤有效硼含量均在臨界值以下（0.5 mg/kg）。寧鄉(xiāng)縣植煙土壤有效鋅含量中等，平均為1.64 mg/kg，為中等強度變異，中等（1.5～<3.0 mg/kg）和低的分布面積分別為66.48%和33.52 %。

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