桑植植煙土壤養(yǎng)分分析及豐缺評價

姚 旺，符昌武，王祖富，覃 瀟，操張洪，唐 柳，王 東，鐘 檸

（1. 張家界市煙草公司桑植縣分公司，湖南 張家界 427000；2. 湖南中煙工業(yè)公司， 湖南 長沙 410323；3. 桑植煙葉產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，湖南 張家界 427000）

植煙土壤的養(yǎng)分狀況與煙葉品質(zhì)有著密切的關(guān)系，煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)是土壤營養(yǎng)、空間營養(yǎng)、煙株?duì)I養(yǎng)共同作用的結(jié)果，但最根本的還是土壤養(yǎng)分的供應(yīng)狀況[1]。同一類型的煙草在不同土壤條件下種植，其產(chǎn)量和品質(zhì)都有很大的差異[2]。優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)對土壤的理化性狀有比較嚴(yán)格的要求[3]。我國地域遼闊，各煙區(qū)的生態(tài)環(huán)境差異較大，土壤養(yǎng)分狀況也有較大差別。桑植縣國土總面積34.74 萬hm2，占張家界市總面積的36.51%，是張家界市煙區(qū)產(chǎn)煙大縣之一，也是湖南重要優(yōu)質(zhì)特色原料煙葉產(chǎn)地。謝鵬飛等[4]對寧鄉(xiāng)土壤養(yǎng)分豐缺狀況進(jìn)行了分析，但桑植植煙土壤養(yǎng)分狀況還鮮見報道。因此，研究桑植縣土壤養(yǎng)分狀況并做出豐缺評價，對指導(dǎo)桑植煙區(qū)合理平衡施肥及實(shí)現(xiàn)特色優(yōu)質(zhì)煙葉產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 樣品采集地點(diǎn)

桑植縣位于湖南省西北邊陲，東經(jīng)109°41′～ 110°46′8″、北緯29°17′～29°84′之間。東界石門縣、慈利縣，南毗永定區(qū)、永順縣，西接龍山縣，北鄰湖北省宣恩縣和鶴峰縣。樣品采集地點(diǎn)為桑植縣的主要植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括官地坪、白石、西蓮、人潮溪、龍?zhí)镀?、橋自灣、河口、竹葉坪和八大山共9 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）。

1.2 樣品采集與分析

于2018 年3 月，采用GPS 定位技術(shù)在桑植縣9個植煙鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的基本煙田進(jìn)行定點(diǎn)取樣，共取樣263 個（白石45 個，官地坪70 個，八大山21 個，河口17 個，竹葉坪13 個，人潮溪14 個，西蓮20 個，橋自灣11 個，龍?zhí)镀?2 個）。選取667 m2以上的田塊進(jìn)行取樣，土壤樣品采集深度0～20 cm，按5 點(diǎn)取樣法或“W”形取樣法進(jìn)行取樣，每個樣品由5 個采樣點(diǎn)的土壤混合組成，用四分法保留大約2 kg 土樣帶回實(shí)驗(yàn)室。將取回的土壤樣品登記編號，經(jīng)風(fēng)干、研磨、過篩后，進(jìn)行土壤分析測定。

土壤樣品分析采用常規(guī)方法進(jìn)行。全氮測定采用半微量凱氏法；全磷測定采用氫氧化鈉熔融-鉬藍(lán)比色法；全鉀測定采用氫氧化鈉熔融-火焰光度計(jì)法[5]；堿解氮測定采用堿解擴(kuò)散法；有效磷測定采用碳酸氫鈉-鉬藍(lán)比色法；速效鉀測定采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法；pH 值測定采用電位法；有機(jī)質(zhì)測定采用重鉻酸鉀-硫酸法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS V17.0 和Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 桑植植煙土壤養(yǎng)分狀況總體評價

由表1 可知，桑植植煙土壤263 個樣品的平均pH 值為6.26、堿解氮為162.26 mg/kg、有效磷為55.06 mg/kg、速效鉀為255.15 mg/kg、全氮為1.68 g/kg、 全磷為0.93 g/kg、全鉀為21.57 g/kg、有機(jī)質(zhì)為28.67 g/kg。各養(yǎng)分含量的變異系數(shù)從大到小依次為有效磷（85.34%）＞速效鉀（64.09%）＞全磷（39.74%）＞全氮（29.28%）＞有機(jī)質(zhì)（28.67%）＞堿解氮（28.08%）＞全鉀（23.26%），有效磷、速效鉀的變異系數(shù)較大，pH 值的變異系數(shù)最小。

表1 桑植植煙土壤263 個樣品的基本理化性狀統(tǒng)計(jì)

2.2 桑植縣各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土壤養(yǎng)分狀況

2.2.1 土壤pH 值土壤pH 值直接影響植物對營養(yǎng)元素的吸收，pH 值過低會阻礙植物對大量元素的吸收，pH 值過高則會阻礙植物對微量元素的吸收[6]。湖南植煙土壤的適宜pH 值為5.5～7.0（見表2），而桑植植煙土壤的pH 值為4.47～8.32，平均值為6.26，變異系數(shù)為16.81%，差異較?。ū?）。土壤pH 值適宜的樣品比例占39.92%，pH 值＜5.0 的樣品占14.83%，pH 值＞7.5 占15.59%（圖1）。桑植縣9 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）植煙土壤的平均pH 值為5.29～6.56，大部分都在適宜范圍內(nèi)，竹葉坪鄉(xiāng)的土壤pH 均值為5.29，pH 值適宜樣品所占比例只有23.08%；各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土壤pH 值適宜樣品所占比例為11.76%～52.86%，以河口鄉(xiāng)最低，官地坪鎮(zhèn)最高（圖2）。由此可見，各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）植煙土壤pH 值的差異較大，弱酸性土壤占56.27%，酸性和堿性土壤占30.42%，大部分土壤能滿足生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的要求，但作為張家界產(chǎn)煙大縣之一，土壤pH 值在不適宜范圍內(nèi)的比例過高。因此，針對不同鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）具體情況，應(yīng)該調(diào)整施肥策略，特別是對pH 值5.00 以下的土壤，應(yīng)采用石灰融田或適量施用白云石或其他堿性肥料等方法，調(diào)節(jié)土壤pH 值至適宜范圍，以更好地滿足煙草生長對pH 值的要求，并促進(jìn)植煙土壤養(yǎng)分的有效化[7]。

表2 湖南省植煙土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)

圖1 不同級別土壤pH 值范圍樣品數(shù)占樣品總數(shù)的比例

圖2 各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）植煙土壤的平均pH 值和pH 值適宜樣品 所占比例

2.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)是反映土壤理化特性和肥力水平的重要指標(biāo)，植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的高低直接影響煙草的生長發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)[8]，湖南植煙土壤的適宜有機(jī)質(zhì)含量為15～25 g/kg（見表2）。桑植植煙土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為28.67 g/kg，變異系數(shù)為28.67%（表1）；由圖3 可知，桑植植煙土壤的有機(jī)質(zhì)含量豐富，土壤有機(jī)質(zhì)含量大于25 g/kg 的占68.44%，土壤有機(jī)質(zhì)含量適宜的樣品比例占27.76%。9 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）中以官地坪、河口、竹葉坪、人潮溪4 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土壤的有機(jī)質(zhì)含量相對較高，其均值分別為32.59、30.96、36.78、29.49 g/kg，這4 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土壤有機(jī)質(zhì)含量適宜樣品所占比例分別為11.43%、23.53%、15.38%、21.43%，而橋自灣鄉(xiāng)的土壤有機(jī)質(zhì)含量相對較低，均值為17.75 g/kg，但其土壤有機(jī)質(zhì)含量適宜樣本所占比例最高，為81.82%（圖4）。

圖3 不同級別土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍樣品數(shù)占樣品總數(shù)的比例

圖4 各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）植煙土壤的平均有機(jī)質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)含量適宜樣品所占比例

2.2.3 土壤堿解氮堿解氮能反映土壤氮素的供應(yīng)情況，是衡量土壤氮素供應(yīng)的重要指標(biāo)[9]。湖南植煙土壤的適宜堿解氮含量為110～180 mg/kg（見表2）。桑植植煙土壤堿解氮含量在適宜范圍內(nèi)的比例為57.79%，堿解氮含量小于60 mg/kg 的比例為1.01%，大于240 mg/kg 的土壤比例為0.38%（圖5）。竹葉坪鄉(xiāng)與河口鄉(xiāng)的土壤堿解氮含量較高，均值分別為194.38 和188.35 mg/kg，其土壤堿解氮含量適宜樣品所占比例分別為46.15%和47.06%；橋自灣鄉(xiāng)的土壤堿解氮含量相對較低，為102.97 mg/kg，其土壤堿解氮含量適宜樣品所占比例為36.36%（圖6）。桑植植煙土壤堿解氮含量大部分適宜優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)。

圖5 不同級別土壤堿解氮含量范圍樣品數(shù)占樣品總數(shù)的比例

圖6 各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）植煙土壤的平均堿解氮含量和堿解氮含量適宜樣品所占比例

2.2.4 土壤有效磷有效磷是煙草生長三要素之一[10]， 在煙草生長發(fā)育和代謝過程中具有重要的生理功能，土壤磷素含量高低直接影響煙草的產(chǎn)量和質(zhì)量[11]，湖南植煙土壤的適宜有效磷含量為10～20 mg/kg（見表2）。桑植植煙土壤有效磷含量的變化范圍很大，在0.93～244.69 mg/kg 之間，變異系數(shù)為85.34%（表1）。由圖7 可知，桑植植煙土壤有效磷含量超出適宜范圍（大于20 mg/kg）的土壤比例為69.97%，其中大于30 mg/kg 的比例為60.84%，在適宜范圍內(nèi)的比例為14.83%，小于5 mg/kg 的比例為6.46%，大部分地區(qū)土壤磷素含量過高。其中，白石、官地坪、八大山、竹葉坪、人潮溪、西蓮的土壤有效磷含量均值均大于30 mg/kg，且其土壤有效磷含量適宜樣品所占比例低，屬于磷素含量極高的土壤（圖8）。因此，桑植植煙土壤應(yīng)控制磷肥的施用，以減少土壤磷素含量。

圖7 不同級別土壤有效磷含量范圍樣品數(shù)占樣品總數(shù)的比例

圖8 各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）植煙土壤的平均有效磷含量和有效磷含量 適宜樣品所占比例

2.2.5 土壤速效鉀煙草是喜鉀作物，適宜鉀素含量對煙草生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要作用[12]，湖南植煙土壤的適宜速效鉀含量為160～240 mg/kg（見表2）。桑植植煙土壤的速效鉀含量變化范圍也很大，為37.54～872.62 mg/kg，變異系數(shù)為64.09%（表1）。有9.13%的土壤速效鉀含量低于80 mg/kg，23.95%的土壤速效鉀含量大于350 mg/kg（圖9）。在9 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）中，以官地坪、白石和西蓮3 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的土壤速效鉀含量均值最大，分別為366.49、293.71 和259.75 mg/kg，其鉀素含量豐富；以橋自灣鄉(xiāng)的土壤速效鉀含量均值最低，為118.82 mg/kg（圖10），其鉀素供應(yīng)相對不足。

圖9 不同級別土壤速效鉀含量范圍樣品數(shù)占樣品總數(shù)的比例

圖10 各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）植煙土壤的平均速效鉀含量和速效鉀含量適宜樣品所占比例

3 小 結(jié)

分析和了解桑植縣植煙土壤的養(yǎng)分狀況，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況制定適合烤煙生產(chǎn)的有效營養(yǎng)調(diào)控措施，有助于提高桑植縣烤煙產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)水平。桑植縣植煙土壤的平均pH 值為6.26，平均堿解氮含量為162.26 mg/kg，平均速效磷含量為55.06 mg/kg，平均速效鉀含量為255.15 mg/kg，平均有機(jī)質(zhì)含量為28.67 g/kg，全氮、全磷和全鉀含量的平均值分別為1.68、0.93 和21.57 g/kg。桑植縣植煙土壤各養(yǎng)分含量的變異系數(shù)由大到小依次為速效磷（85.34%）＞速效鉀（64.09%）＞全磷（39.74%）＞全氮（29.28%）＞有機(jī)質(zhì)（28.67%）＞堿解氮（28.08%）＞全鉀（23.26%）。在生產(chǎn)措施上應(yīng)以降低土壤磷素、調(diào)控鉀肥為主，兼顧氮肥的施用。

桑植植煙土壤pH 值處于適宜范圍的比例為39.92%，極堿性土壤（pH＞7.5）占15.59%，極酸性土壤（pH＜5.0）占14.83%，有近一半的土壤不適宜煙草的生長；竹葉坪鄉(xiāng)的土壤pH 均值最低（5.29），pH值適宜樣品所占比例也較低（23.08%），應(yīng)采取施用適量石灰或白云石粉等措施改良土壤[13]。

桑植植煙土壤的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量總體水平較高，其中部分地區(qū)的有機(jī)質(zhì)和速效磷含量過高。例如：土壤有機(jī)質(zhì)含量大于25 g/kg 的樣品占68.44%，對于有機(jī)質(zhì)含量過高的地方應(yīng)控制有機(jī)肥的施用。土壤有機(jī)質(zhì)含量是反映土壤供氮能力的重要指標(biāo)，美國北卡羅納州植煙土壤的有機(jī)質(zhì)含量絕大部分低于10 g/kg，其土壤的氮素供應(yīng)比較容易調(diào)控[14]， 而桑植植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，在煙株生長后期控制氮素供應(yīng)相對困難[15]。土壤堿解氮含量大部分（57.79%）處于適宜范圍內(nèi)，含量極高（大于240 mg/kg）和極低（小于60 mg/kg）的土壤分別僅占0.38%和1.01%，因此桑植植煙土壤堿解氮含量大部分適宜優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)。桑植植煙土壤有效磷含量超出適宜范圍的土壤比例占69.97%，大部分地區(qū)土壤的磷素含量過高，應(yīng)該控制磷肥的施用。煙草是喜鉀作物，鉀對烤煙的正常生長和品質(zhì)至關(guān)重要，桑植植煙土壤的速效鉀含量極低的占9.13%，含量極高的占23.95%，橋自灣鄉(xiāng)土壤的速效鉀含量均值低于適宜范圍，因此在煙葉生產(chǎn)中應(yīng)注意鉀肥的調(diào)控，推廣“專用肥＋硝酸鉀”的施肥模式，提高鉀肥的利用效率，并加強(qiáng)田間管理，減少鉀肥流失。