黔西南植煙土壤pH值分布與主要養(yǎng)分的相關(guān)關(guān)系

廣建芳　邵孝候　趙廷超　劉洋　劉錦華　馬駿　楊緒　丁福章

摘要：土壤pH值是土壤養(yǎng)分有效性的主要影響因素，研究土壤pH值的分布特征及土壤pH值與主要養(yǎng)分的相關(guān)關(guān)系，對(duì)于提高烤煙養(yǎng)分精準(zhǔn)管理具有重要意義。對(duì)黔西南6個(gè)縣的土壤pH值與主要養(yǎng)分的統(tǒng)計(jì)和灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果如下：（1）黔西南州煙區(qū)土壤平均pH值為6.23，總體呈弱酸性，73.1%的土壤pH值在適宜優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的范圍內(nèi)（pH值為5.5～7.5）。（2）黔西南州主要植煙土壤類(lèi)型平均pH值依次為黃紅壤土<紫色土<黃壤土<黃棕壤 土< 石灰土。黃壤土、黃紅壤土、石灰土三大土壤類(lèi)型占86.48%，pH值適宜的優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)比例均達(dá)到70%以上。（3）土壤pH值在6.6～7.5范圍內(nèi)的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量最高，黔西南州土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量平均值均達(dá)到烤煙種植所需的適宜范圍。但速效磷、全鉀含量變異系數(shù)較大，有19.91%的土壤缺磷，7.44%的土樣缺氮。（4）土壤養(yǎng)分與土壤pH值灰色關(guān)聯(lián)分析的排序結(jié)果為速效氮含量>速效鉀含量>有機(jī)質(zhì)含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全鉀含量。

關(guān)鍵詞：植煙土壤;pH值;黔西南;土壤養(yǎng)分;灰色關(guān)聯(lián)分析

中圖分類(lèi)號(hào)： S572.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）09-0280-04

黔西南位于貴州省西南部（24°38′～26°11N，104°35′～106°32′E），境內(nèi)土壤有紅壤、黃壤土、黃棕壤土、石灰土、紫色土等類(lèi)型，植煙土壤大部分系微酸性或中性，為優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)提供了有利的條件，研究表明最適宜烤煙生長(zhǎng)的pH值在 5.5～7.5之間[1-3]。土壤酸堿性和土壤養(yǎng)分的相關(guān)性研究表明，當(dāng)土壤的酸性增加時(shí)，土壤中的可溶性磷易與鐵、鋁形成化合物，降低磷的有效性，形成磷酸鐵、磷酸鋁而降低有效性，而土壤中的交換性鉀、鈣、鎂等易被置換出來(lái)，當(dāng)降水量大大超過(guò)蒸發(fā)量時(shí)，易被淋溶流失;當(dāng)土壤pH值大于7.5時(shí)，土壤中的鈣、鎂等離子易形成碳酸鹽沉淀，土壤微生物都有一定的適宜酸堿度范圍，過(guò)酸或過(guò)堿都會(huì)影響土壤微生物的數(shù)量及種類(lèi)，從而影響氮素及其他養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和植物生長(zhǎng)[4-7]。黔西南地區(qū)植煙土壤成母土質(zhì)多，土壤類(lèi)型多樣，通過(guò)研究土壤pH值分布與土壤類(lèi)型、土壤養(yǎng)分的相關(guān)關(guān)系，對(duì)于評(píng)價(jià)植煙土壤的宜種性、調(diào)節(jié)土壤pH值、改變土壤肥力現(xiàn)狀和結(jié)構(gòu)，做到因地種植、科學(xué)管理，充分發(fā)揮土地的生產(chǎn)潛力，以及烤煙的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)具有重要的實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)調(diào)查與樣品采集

2016年3—4月于黔西南州主要植煙區(qū)興義市、興仁市、普安縣、安龍縣、貞豐縣、晴隆縣，選取代表性的植煙地塊，取0～20 cm土層土樣，按照“田”字形均勻采樣，制成1 kg的混合樣品。土樣經(jīng)過(guò)編號(hào)、土壤類(lèi)型登記、風(fēng)干、混勻、磨細(xì)、過(guò)篩等預(yù)處理后分裝備用。

1.2 土樣測(cè)定方法

土壤pH值的測(cè)定采用pH計(jì)法（水土質(zhì)量比為 2.5 ∶1），土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀滴定法;氮、磷、鉀含量的測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 黔西南土壤pH值分布狀況

烤煙對(duì)土壤酸堿度的適應(yīng)性極強(qiáng)，在pH值為3.5～7.9的土壤上均能正常生長(zhǎng)，但是烤煙的品質(zhì)卻有一個(gè)最適pH值范圍[9]。最適宜煙草栽培的土壤是pH值范圍為5.5～6.5的微酸性土壤和pH值為6.5～7.5的土壤[3，9-14]，當(dāng)pH值>7.5時(shí)，煙葉的雜氣、刺激性增加，內(nèi)質(zhì)評(píng)吸總分減少[15-16]。過(guò)酸的根際環(huán)境不利于烤煙對(duì)氮、磷、鉀等元素的吸收，對(duì)于pH值<5.0的過(guò)酸植煙土壤，宜施用石灰或有機(jī)肥改良[4，17-20]。

黔西南全州土壤pH值分布狀況見(jiàn)表1，黔西南全州 73.1% 的土壤pH值在煙草栽培適宜范圍內(nèi)，只有10.9%的土壤酸度過(guò)大，16.0%的土壤pH值偏高。就不同地區(qū)而言，以貞豐地區(qū)土壤平均pH值最高，為7.1，安龍地區(qū)的土壤平均pH值最小，為6.2。貞豐和興義地區(qū)，pH值在 7.6～8.5范圍內(nèi)的土壤所占比例分別為24.7%和20.5%，pH值在5.5～7.5范圍內(nèi)的土壤所占比例分別為68.6%和73.2%，pH值<5.5的土壤所占的比例分別為6.7%和 6.3%。安龍縣與普安縣土壤平均pH值較低，分別為6.2和6.3，pH值<5.5的土壤所占比分別為15.8%和17.3%（表2）。

2.2 黔西南不同土壤類(lèi)型的pH值分布狀況

黔西南州土壤有多種成土母質(zhì)，土壤類(lèi)型豐富，主要植煙土壤類(lèi)型平均pH值順序依次為黃紅壤土<紫色土<黃壤 土< 黃棕壤土<石灰土。不同土壤類(lèi)型經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期改良，pH值逐漸趨于中性，其中黃紅壤土的pH值均在煙草栽培適宜范圍內(nèi)。紫色土平均pH值為6.3，pH值<5.5的土壤占比達(dá)到34.3%。黃紅壤土、黃棕壤土、石灰土、黃壤土pH值在5.5～7.5范圍內(nèi)所占比重分別為100.0%、74.3%、70.2%、65.7%，紫色土pH值在5.5～7.5范圍內(nèi)所占比重為 57.1%。石灰土pH值在7.6～8.5范圍內(nèi)的土壤樣本占27.3%（表3）。

2.3 黔西南主要植煙土壤養(yǎng)分狀況

有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷和速效鉀含量是植煙土壤養(yǎng)分常用評(píng)價(jià)指標(biāo)，黔西南地區(qū)植煙土壤養(yǎng)分水平差異較大（表4）。在分析的7個(gè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)中，全鉀含量的最大值是最小值的20倍以上。速效磷含量的變異也較大，最大值達(dá)0.020 g/kg，最低值只有0.004 g/kg?？傮w來(lái)看，全氮和全磷含量的變異系數(shù)較小，全鉀和速效磷變異系數(shù)較大。根據(jù)黔西南州多年烤煙生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制定了植煙土壤各養(yǎng)分豐缺標(biāo)準(zhǔn)（表5）。

由表4、表5、表6可知，黔西南州速效氮含量和速效磷含量偏低，其平均值分別為0.046 g/kg和0.013 g/kg，低等級(jí)和較低等級(jí)速效氮、速效磷含量的土壤分別占58.24%和 52.86%。速效磷含量變異系數(shù)最大，為0.52，其次為全鉀含量，為0.45，全氮含量的變異系數(shù)最小，為0.03。全氮含量豐富的土壤占60.48%，低等級(jí)和較低等級(jí)的全氮含量土壤含量分別占5.65%和0.81%，因此在烤煙生產(chǎn)中要因地制宜調(diào)整氮肥用量，避免煙草生長(zhǎng)后期土壤氮素過(guò)量供應(yīng)。低等級(jí)和較低等級(jí)的全磷含量土壤分別占0.00%和15.32%。68.55% 的土壤全磷含量豐富，黔西南州土壤速效磷含量低于0.005 g/kg的土樣比例達(dá)到19.91%，含量高于 0.020 g/kg 的土樣比例達(dá)16.36%，含磷量過(guò)高或過(guò)低都對(duì)烤煙生長(zhǎng)不利，在含磷量欠缺或較高的地塊可通過(guò)施磷肥或優(yōu)化輪作制度適當(dāng)調(diào)節(jié)速效磷含量。43.36%的土壤有機(jī)質(zhì)含量，52.42%土壤全鉀含量和51.09%土壤速效鉀含量豐富，中等等級(jí)和豐富等級(jí)的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效鉀含量土壤比例分別為80.43%、93.54%、84.68%、72.58%、78.29%。

2.4 土壤pH值與主要養(yǎng)分含量分布及灰色關(guān)聯(lián)分析

黔西南煙區(qū)土壤不同pH值范圍的主要養(yǎng)分含量見(jiàn)表7。從表中可以看出，土壤pH值在5.5～6.5范圍內(nèi)的有機(jī)質(zhì)含量最高，與其他pH值范圍內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量差異顯著，以pH 值<5.5的土壤有機(jī)質(zhì)含量最低。全氮含量隨著pH值的升高先升高后降低，全氮在pH值為6.6～7.5范圍內(nèi)的含量最高，且與其他pH值范圍內(nèi)的全氮含量差異顯著，pH 值<5.5、pH值范圍為5.5～6.5、pH值范圍為7.6～8.5組間的總氮含量差異不顯著。速效氮含量在pH值為6.6～7.5范圍內(nèi)的含量最高，pH值為5.5～6.5、6.6～7.5組間的差異不顯著，pH值<5.5與pH值范圍為7.6～8.5的組間差異亦不顯著，說(shuō)明過(guò)酸和過(guò)堿的土壤環(huán)境不利于速效氮的積累。pH值對(duì)全磷含量的影響差異不顯著。速效磷含量隨著pH值的升高而增大，當(dāng)pH值范圍為7.6～8.5時(shí)的速效磷含量最高，pH值<5.5、5.5～6.5、6.6～7.5組間速效磷含量差異不顯著，這可能與黔西南植煙區(qū)土壤總體偏酸性，游離態(tài)的磷易形成磷酸鹽礦物沉積有關(guān)，在實(shí)際生產(chǎn)中可通過(guò)施用石灰或白云石粉改良[21-26]。全鉀含量和速效鉀含量均以pH值在 6.6～7.5范圍內(nèi)的含量最高，以pH值<5.5的鉀含量和速效鉀含量最低，隨著pH值的升高，鉀含量和速效鉀含量在pH值6.6～7.5范圍內(nèi)達(dá)到最高之后降低，這可能與黔西南地區(qū)以黏性黃壤土、黃紅壤土和石灰土居多，它們對(duì)鉀吸附能力強(qiáng)，不易造成鉀的流失有關(guān)。

土壤酸堿度的不同，一方面直接影響煙草根系的生長(zhǎng)及對(duì)土壤養(yǎng)分吸收的能力，另一方面間接影響土壤中養(yǎng)分的形態(tài)及其有效性[27-28]。胡向丹等對(duì)黔西南地區(qū)植煙土壤的研究表明，土壤pH值與有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀含量相關(guān)性達(dá)到顯著或極顯著水平[29-30]。許自成等對(duì)湖南植煙土壤的研究結(jié)果表明，土壤pH值與速效鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系[31-32]。樣本來(lái)源、地區(qū)差異、研究方法可能是植煙土壤pH值與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性結(jié)果不一致的原因，為避免樣本差異導(dǎo)致不同的結(jié)果，本研究采用灰色關(guān)聯(lián)分析將土壤養(yǎng)分信息與pH值的影響關(guān)系進(jìn)行比較分析，將pH值作為母序列，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀含量作為子序列，對(duì)母序列和子序列進(jìn)行無(wú)量綱化處理并分別量化計(jì)算，取Δmin=0，分辨系數(shù)ρ=0.5，計(jì)算出土壤pH值與土壤養(yǎng)分的序列關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見(jiàn)表8。由表8可知，土壤養(yǎng)分與土壤pH[CM（24*2]值關(guān)聯(lián)系數(shù)的大小排序?yàn)樗傩У?速效鉀含量>有機(jī)質(zhì)含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全鉀含量。

3 結(jié)論

黔西南州土壤總體呈弱酸性，73.1%的土壤pH值在優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)適宜范圍內(nèi)，但有10.9%土壤pH值極低樣本和16.0%土壤pH值極高樣本不適合優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)。

就不同地區(qū)而言，黔西南州土壤平均pH值排序?yàn)樨?豐> 興義>晴隆>興仁>普安>安龍，以貞豐和興義植煙區(qū)土壤平均pH值較高，pH值在7.6～8.5范圍內(nèi)的土壤所占比例分別為24.7%和20.5%。安龍與普安縣土壤平均pH值較低，pH值<5.5的土壤所占比分別為15.8%和17.3%。

黔西南主要植煙土壤類(lèi)型按照平均pH值排序?yàn)辄S紅壤土<紫色土<黃壤土<黃棕壤土<石灰土。黃壤土、黃紅壤土、石灰土三大土壤類(lèi)型占全州土壤的86.4%，適合優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)pH值土壤比例均達(dá)到70%以上。

土壤pH值在6.6～7.5范圍內(nèi)的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量較高。黔西南總體土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量平均值均達(dá)到烤煙種植所需的適宜范圍。但速效磷和全鉀含量變異系數(shù)較大，有19.91%的土壤缺磷，7.44%的土樣缺氮。土壤養(yǎng)分與土壤pH值灰色關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果排序?yàn)樗傩У?速效鉀含量>有機(jī)質(zhì)含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全鉀含量。

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