瀘州煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分的區(qū)域分布特征

張永輝， 王 佳， 夏建華， 夏 春，張明金， 王浮波，劉永建， 程海林， 黃玉碧， 魯黎明*

( 1.四川省煙草公司 瀘州市公司，四川 瀘州 646000； 2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 四川 成都 611130； 3.成都淞幸科技有限公司， 四川 成都 610225)

0 引言

【研究意義】土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的基礎(chǔ)條件，農(nóng)作物生長發(fā)育的優(yōu)劣、產(chǎn)量與品質(zhì)的形成均與土壤的關(guān)系十分密切[1]，植煙土壤養(yǎng)分含量在很大程度上決定了煙葉的產(chǎn)量與品質(zhì)[2]。明確瀘州煙區(qū)植煙土壤的養(yǎng)分含量及空間分布特征，對于合理進(jìn)行土壤養(yǎng)分管理、土壤保育與可持續(xù)利用以及煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展均具有十分重要的意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】植煙土壤的酸堿度通過影響礦質(zhì)元素的有效態(tài)，從而影響煙株對養(yǎng)分的吸收，適合煙株生長及產(chǎn)量品質(zhì)形成的適宜植煙土壤應(yīng)呈酸性或微酸性[3]。土壤有機質(zhì)含量較為豐富，除有利于煙株發(fā)育及增產(chǎn)外，還對煙葉的品質(zhì)有著正向的促進(jìn)作用，可提升煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性，改善香氣質(zhì)、增加香氣量，降低刺激性[4]。氮、磷、鉀是作物生長的三要素，也是煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)形成的前提。土壤氮素含量適宜能夠提高煙葉產(chǎn)量與品質(zhì)，協(xié)調(diào)煙葉總糖與總氮的比值；土壤供氮水平過高或過低均不利于產(chǎn)量的增加及品質(zhì)的改善[5]。磷對煙葉的生長發(fā)育具有重要作用。土壤磷素含量適宜能夠促進(jìn)煙株根系的發(fā)育，煙葉的分層落黃好，烘烤特性明顯改善、化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較高、工業(yè)可用性增強[6]。鉀是煙葉的品質(zhì)元素，煙葉中的鉀含量高，其燃燒性強，有害物質(zhì)的含量較低，煙葉的品質(zhì)較好[7-8]。土壤供鉀能力的高低對煙葉鉀的含量有著至關(guān)重要的影響[9]。由于成土母質(zhì)、地形地貌以及成土過程中各種因素對土壤理化性質(zhì)的影響存在差異，不同區(qū)域土壤的理化性質(zhì)也不同[10]。目前，我國植煙區(qū)域主要分布在偏遠(yuǎn)山區(qū)，地形地貌差異較大，導(dǎo)致其植煙土壤理化特征的空間變異也不同?！狙芯壳腥朦c】植煙土壤的養(yǎng)分含量及空間分布特征雖然已有相關(guān)研究報道，但由于不同植煙區(qū)域地形地貌差異較大，導(dǎo)致其植煙土壤理化特征的空間變異也不同。因此，亟待弄清瀘州煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分的含量及分布狀況。【擬解決的關(guān)鍵問題】以瀘州植煙土壤養(yǎng)分為研究對象，探明其土壤pH、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷及速效鉀含量的區(qū)域分布特征，為瀘州煙區(qū)煙葉生產(chǎn)的合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

土壤樣品：共計392份，于2017年3月采自瀘州煙區(qū)的主要產(chǎn)煙縣敘永縣和古藺縣的16個采樣點。其中，敘永縣包括赤水(13份)、水潦(20份)、分水(22份)、麻城(36份)、摩尼(27份)、合樂(24份)、觀興(17份)、營山(20份)和枧槽(23份)9個樣點；古藺縣包括箭竹(36份)、雙沙(35份)、水口(19份)、石寶(15份)、魚化(18份)、金星(29份)和觀文(38份)7個樣點。

1.2 方法

1.2.1 采樣 在煙株移栽前采用5點蛇型釆樣法采集0～20 cm耕層土壤的混合土樣。取樣時先去除土壤表面雜物，并平整土壤表面，土鉆垂直于地面，入土至規(guī)定深度(20 cm)采集土壤約1.0 kg左右。土壤采集后，及時置于通風(fēng)處風(fēng)干，然后磨細(xì)并過濾、混勻，密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 指標(biāo)測定 土壤樣品養(yǎng)分分析指標(biāo)包括土壤pH、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷及速效鉀含量，各指標(biāo)均參照文獻(xiàn)[11]的方法進(jìn)行測定。

1.3 土壤養(yǎng)分含量豐富程度分級

參照《中國植煙土壤分類標(biāo)準(zhǔn)》并結(jié)合瀘州煙區(qū)植煙土壤的實際狀況，將土壤pH、有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量分為5個等級，各指標(biāo)不同等級的含量見表1。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0和Excel 2013對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 瀘州煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分含量的總體特征

從表2可知，瀘州煙區(qū)植煙土壤pH、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷及速效鉀含量的總體變化。pH 3.80～8.16，平均6.32；變異系數(shù)最小，為0.18%；偏度為-0.09，呈負(fù)偏斜；峰度為-1.12，呈低峰型，分布分散，接近正態(tài)分布。有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷及速效鉀分別為0.42%～32.92%、0.34～3.76 g/kg、24.26～491.00 mg/kg、0.69～147.21 mg/kg和29.00～772.05 mg/kg，變異系數(shù)分別為1.48%、0.32%、0.38%、1.05%和0.66%，其中有機質(zhì)和有效磷變異系數(shù)較大；偏度分別為4.41、0.95、1.43、3.38和2.00，均呈正偏斜；峰度分別為18.61、2.30、6.17、18.67和 5.31，均呈尖峰型。

瀘州煙區(qū)植煙土壤各樣本間的有機質(zhì)、全氮、有效磷及速效鉀含量的差異達(dá)極顯著水平，堿解氮差異達(dá)顯著水平，pH無顯著差異(表3)。表明，瀘州煙區(qū)植煙土壤的主要養(yǎng)分分布不均衡。

表2 瀘州煙區(qū)植煙土壤主要養(yǎng)分含量的總體特征

表3 瀘州煙區(qū)植煙土壤主要養(yǎng)分因子的方差分析

2.2 瀘州煙區(qū)植煙土壤pH及養(yǎng)分含量的區(qū)域分布

從表4看出，瀘州煙區(qū)的古藺縣和敘永縣2個煙葉主產(chǎn)區(qū)土壤pH、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量的區(qū)域分布變化特征。

2.2.1 pH 古藺縣和敘永縣土壤pH分別為3.80～8.16和3.90～8.06；平均分別為6.12和6.39，差異不顯著；變異系數(shù)分別為0.19%和0.17%，總體變異均較小，但古藺縣和敘永縣地塊間的土壤酸堿度變化較大。古藺縣和敘永縣pH分別以Ⅱ級和Ⅳ級占比最高，分別占26.67%和27.73%；Ⅰ級的占比最低，分別占10.91%和5.04%；由于煙葉適合于在微酸性的土壤中生長，以pH的Ⅲ級最適宜烤煙種植，古藺縣和敘永縣分別占21.21%和21.85%。

2.2.2 有機質(zhì) 古藺縣和敘永縣土壤有機質(zhì)含量分別為0.42～7.21%和0.60～6.52%；平均分別為2.36%和2.95%，敘永縣顯著高于古藺縣；變異系數(shù)分別為0.45%和0.37%；古藺縣和敘永縣土壤有機質(zhì)含量均以Ⅱ級最多，分別為56.02%和54.71%；Ⅰ級和Ⅲ級其次，分別為28.70%和23.53%；Ⅴ級最少，分別為1.85%和2.94%。說明，古藺縣和敘永縣植煙土壤的有機質(zhì)含量普遍處于中等至偏低水平。

2.2.3 全氮 古藺縣和敘永縣土壤全氮含量分別為0.34～3.76 mg/kg和0.48～3.47 mg/kg；平均分別為1.47 mg/kg和1.71 mg/kg，敘永縣顯著高于古藺縣；變異系數(shù)分別為0.35%和0.27%；古藺縣和敘永縣土壤全氮含量均以Ⅱ級最多，分別為61.57%和48.82%；Ⅲ級其次，分別為18.52%和37.65%；Ⅴ級最少，分別為1.85%和0.59%。

2.2.4 堿解氮 古藺縣和敘永縣土壤堿解氮含量分別為24.26～316.85 mg/kg和55.66～491.00 mg/kg；平均分別為124.63 mg/kg和149.05 mg/kg，敘永縣顯著高于古藺縣；變異系數(shù)分別為0.39%和0.35%。古藺縣和敘永縣土壤堿解氮含量均以Ⅱ級最多，分別為48.15%和62.35%；Ⅰ級其次，分別為47.69%和27.65%；Ⅳ級最少，均為0。總體看，2個縣土壤堿解氮含量均較豐富。

2.2.5 有效磷 古藺縣和敘永縣土壤有效磷含量分別為0.69～78.19 mg/kg和1.45～157.80 mg/kg；平均分別為9.69 mg/kg和20.45 mg/kg，敘永縣顯著高于古藺縣；變異系數(shù)分別為0.91%和0.92%。古藺縣和敘永縣土壤有效磷含量分別以Ⅰ級和Ⅱ級最多，分別為65.74%和37.50%；以Ⅱ級和Ⅰ級其次，分別為25.46%和29.76%；Ⅴ級最少，分別為0.46%和0。說明，2個縣植煙土壤的有效磷含量較缺乏。

2.2.6 速效鉀 古藺縣和敘永縣土壤速效鉀含量分別為29.00～920.34 mg/kg和49.45～660.00 mg/kg；平均分別為137.94 mg/kg和206.86 mg/kg，敘永縣顯著高于古藺縣；變異系數(shù)分別為0.65%和0.60%。古藺縣和敘永縣土壤速效鉀含量均以Ⅰ級最多，分別為77.78%和53.99%；Ⅱ級其次，分別為17.13%和30.67%；以Ⅳ級和Ⅴ級最少，分別為0和1.84%?？傮w看，2個縣土壤速效鉀的含量均較高。

表4 瀘州煙區(qū)植煙土壤pH的區(qū)域分布特征

2.3 瀘州植煙土壤養(yǎng)分聚類分析

從圖1看出，瀘州煙區(qū)植煙土壤按養(yǎng)分含量可分為兩大類。第1類土壤主要分布于古藺縣的箭竹、雙沙、水口、石寶、魚化和金星，以及敘永縣的赤水和水潦等地；第2類土壤主要分布于敘永縣的分水、麻城、摩尼、枧槽、合樂、營山和關(guān)興，古藺縣的觀文等地。在地理位置上，2個大類隸屬于兩大區(qū)域，即瀘州東北部植煙區(qū)和西南部植煙區(qū)，反映了土壤養(yǎng)分含量的空間分布的連續(xù)性較好。

圖1 瀘州煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分的聚類特征

3 討論

植煙土壤養(yǎng)分含量高低，是優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)中配方施肥與精準(zhǔn)施肥的前提。因此，摸清煙葉產(chǎn)區(qū)植煙土壤的養(yǎng)分含量特征及其區(qū)域分布，是優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的一項重要的基礎(chǔ)性工作。楊悅章等[3，12-22]分別分析了不同地區(qū)相關(guān)煙區(qū)植煙土壤的養(yǎng)分狀況，并提出了相應(yīng)的生產(chǎn)建議。瀘州煙區(qū)植煙土壤，除pH外，其有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量差異較大，且區(qū)域分布亦顯著不同。從土壤酸堿度看，敘永縣及古藺縣分別有21.21%和21.85%的植煙土壤為煙葉生產(chǎn)最適區(qū)域。此外，2個縣仍然有30%左右的地塊呈強酸或堿性土壤，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行土壤改良。瀘州煙區(qū)植煙土壤有機質(zhì)含量整體處于中等至偏低狀態(tài)，古藺縣和敘永縣分別有28.70%和11.76%的地塊有機質(zhì)含量極低，為Ⅰ級水平。對于這類地塊，應(yīng)當(dāng)采取必要的措施，如增施有機肥、餅肥，增加綠肥種植以及秸稈還田等，以提高其有機質(zhì)含量。瀘州古藺縣和敘永縣的植煙土壤堿解氮含量普遍偏高，表明其供肥能力強，在實際生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意控制氮肥的使用，以免煙葉后期長勢過旺，影響其烘烤質(zhì)量。瀘州植煙土壤速效磷含量屬于高變異范圍，分布極不均衡。古藺縣和敘永縣缺磷土壤占較比較高。總體看，敘永縣的植煙土壤有效磷含量略高于古藺縣。對缺磷地塊應(yīng)結(jié)合測土有針對性地施用磷肥，以改善土壤有效磷的含量，為煙葉產(chǎn)質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)。瀘州植煙土壤的速效鉀含量整體較高，基本上處于適宜及豐富的水平。然而，由于瀘州植煙區(qū)域多為丘陵、山地，鉀肥的流失問題也應(yīng)當(dāng)引起關(guān)注。因此，在實際生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意保證鉀肥的施用量，改變鉀肥的施用方式，采取基肥與追肥結(jié)合、根施與根外施肥結(jié)合的方式進(jìn)行，以保障土壤速效鉀的供應(yīng)水平，提高鉀肥的利用率。土壤養(yǎng)分聚類分析結(jié)果與行政區(qū)劃有一定的出入。如，第1類的植煙區(qū)域基本歸屬古藺縣所轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)，但其中的赤水與水潦則屬于敘永縣。而第2類植煙區(qū)域中，除觀文為古藺縣轄鄉(xiāng)外，其余區(qū)域則隸屬于敘永縣管轄。聚類分析結(jié)果反映了土壤養(yǎng)分空間分布的連續(xù)性。所以，按土壤養(yǎng)分進(jìn)行的綜合聚類具有一定的合理性。同時，也為按照生態(tài)條件進(jìn)行煙葉生產(chǎn)的區(qū)劃提供了參考依據(jù)。

4 結(jié)論

瀘州煙區(qū)有機質(zhì)含量普遍處于中等至偏低水平，敘永縣顯著高于古藺縣；堿解氮含量較豐富，敘永縣顯著高于古藺縣；有效磷含量缺乏，敘永縣顯著高于古藺縣；速效鉀含量較高，敘永縣顯著高于古藺縣。