重慶市巫溪縣植煙區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及施肥區(qū)劃

摘要：為更好地了解重慶市巫溪植煙區(qū)土壤養(yǎng)分情況，于2021年在巫溪植煙區(qū)進行實地勘測調(diào)研，對土壤各養(yǎng)分指標進行測定，分析獲得巫溪植煙區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，并由此進行施肥區(qū)劃、制定施肥方案。結(jié)果表明：2021年，巫溪植煙區(qū)土壤pH均值為6.15，其中，有33.2%的煙田土壤酸化；土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂平均含量分別為24.60g/kg、120.56mg/kg、35.95mg/kg、287.06mg/kg、5.93cmol/kg和0.80cmol/kg；處于較缺乏水平的分別占15.3%、18.8%、11.4%、16.3%、35.2%、48.5%；處于過量水平的分別占10.9%、3.0%、54.9%、63.4%、40.6%、1.5%。相較于2017年，土壤酸化情況加劇，pH低于5.5的酸性土壤增加了18.2%，有33.2%的土壤酸化情況亟待改善；土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷及速效鉀含量均有不同程度的增長。交換性鈣鎂含量與土壤pH均呈顯著的線性正相關(guān)，但在地塊分布上二者均表現(xiàn)出較大差異性，分布不均衡。土壤中交換性陽離子含量與pH呈現(xiàn)線性負相關(guān)。巫溪植煙區(qū)應(yīng)遵循“改良土壤酸化現(xiàn)狀，保持有機質(zhì)、氮素含量，控磷鉀，增鈣鎂”的措施，以各養(yǎng)分指標測定結(jié)果為基礎(chǔ)結(jié)合測土配方施肥的原理，進行施肥區(qū)劃，并按照“縣域大配方、地塊小調(diào)整”的管理原則，為改善煙區(qū)土壤質(zhì)量，提升煙草品質(zhì)、增加烤煙產(chǎn)量建立科學的養(yǎng)分管理方案。

關(guān)鍵詞：巫溪縣；煙田土壤；養(yǎng)分含量；施肥區(qū)劃

中圖分類號：S158.5

文獻標識碼：A

文章編號：1008－0457（2023）04－0001－09

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2023.04.001

重慶市巫溪縣是全國優(yōu)質(zhì)的煙葉產(chǎn)區(qū)之一，烤煙產(chǎn)業(yè)是巫溪縣山區(qū)居民增收和推進鄉(xiāng)村振興的骨干產(chǎn)業(yè)。土壤是煙草賴以生存的基礎(chǔ)，在適宜的海拔、氣候等外界條件下，土壤養(yǎng)分含量是制約煙草生長及其產(chǎn)、質(zhì)量的關(guān)鍵因素［1］。土壤養(yǎng)分的非均衡化會引起土壤理化性質(zhì)的改變，造成酸化板結(jié)等情況，易致使土壤酶活下降，抑制土壤微生物活動，惡化根系環(huán)境，使煙株生長受阻，煙葉品質(zhì)差，降低吸食感受［2］。因此，確定煙草良好生長發(fā)育所必需的養(yǎng)分含量，調(diào)控各養(yǎng)分間的比例，平衡必需元素與大量元素間的關(guān)系，明確具體養(yǎng)分管理措施是提升烤煙質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)鍵。胡海洲等［3］通過對貴州盤縣主要煙田土壤的pH、有機質(zhì)、氮素、磷素、鉀素、陽離子交換量等養(yǎng)分指標進行測定，分析了盤縣土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀并對當?shù)責煵轄I養(yǎng)調(diào)控、平衡施肥提出了指導性建議。但目前為止，未曾有關(guān)于重慶巫溪縣煙田土壤狀況及施肥區(qū)劃的相關(guān)研究報道。因此，為全面掌握巫溪植煙區(qū)土壤肥力特征、豐缺情況，于2021年對巫溪植煙區(qū)土壤進行養(yǎng)分測定，并為制定出因地制宜、行之有效的施肥方案提供可靠的數(shù)據(jù)理論支持。

1材料與方法

1.1區(qū)域自然概況

巫溪縣位于重慶東北部，E108°44′～109°58′，N31°14′～31°44′。亞熱帶暖濕季風氣候，四季分明，雨量充沛。

1.2土壤樣品采集與制備

2021年11月—2022年1月對重慶市巫溪縣整體植煙土壤進行采樣（圖1），當?shù)胤N植煙草品種為‘云煙87’，煙田的種植年限大都在20年以上，大部分煙田采用常年連作方式。目前施肥方案為底肥采用復合肥（8∶12∶25）50kg/667m2，菜籽餅肥20kg/667m2，有機肥150kg/667m2，提苗肥（20-15-10）6kg/667m2，氮鉀復合肥（12.5∶0∶33.5）5kg/667m2，硫酸鉀7kg/667m2，按現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)規(guī)劃，一個種植單元（大約66700m2）采集一個土樣，遵循“土壤質(zhì)地、地形、地貌能代表較大地塊”的要求，秉承“土樣厚度、深淺、寬狹大體一致”的原則，用“S型”布點法在各采樣點中隨機劃分出15個分采點進行垂直取樣。撥去土樣表面2～4cm的土壤并去除雜質(zhì)。用四分法取約2kg的土樣帶回實驗室處理研究。將土樣自然風干，經(jīng)粗磨和細磨后，粉碎過篩并分類、標記、裝瓶，測定分析各項養(yǎng)分指標。

1.3分析方法

參考土壤農(nóng)化分析中的各項測定方法進行測定分析。按1∶2.5的水土比處理土樣并用pH計直接測定土壤pH［4］；重鉻酸鉀容量法（外加熱法）測定土壤有機質(zhì)的含量［4］；NaOH堿解擴散法測定土壤氮素含量［4］；Olsen法進行前處理后用鉬銻抗比色法測定土壤磷素含量［4］；NH4AC前處理后用火焰光度計法測定土壤鉀素含量［4］；NH4Cl-NH4AC法測定交換性鈣鎂［4］。

1.4數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)的處理采用Excel2019、Origin2021進行統(tǒng)計分析，并運用Section2016及Mapgis67進行圖的繪制和分析。

1.5評價標準

通過參考第二次全國土壤普查報告及其他學者研究結(jié)果［5-8］，并結(jié)合巫溪縣煙田養(yǎng)分情況與煙株長勢現(xiàn)狀，將pH及土壤肥力劃分為5個等級（圖2），土壤評價標準如表1、表2所示：

2結(jié)果與分析

2.1巫溪植煙區(qū)土壤pH狀況及評價

2021年巫溪植煙區(qū)土壤pH平均值為6.15，有33.2%的煙田土壤呈弱酸性，存在酸化情況，無極酸性土壤（圖3）。其中朝陽鎮(zhèn)弱酸性土壤占比最多，為57.1%；其次分別為下堡、尖山和通城，占比分別為56%、36%、21.1%，古路無酸性土壤存在；處于適宜pH的煙田土壤占30.7%；有36.1%的土壤pH較高。2017年巫溪植煙區(qū)土壤pH均值為6.52，與該年相比，巫溪植煙區(qū)弱酸性土壤增加了18.2%，處于最適宜pH范圍土壤減少了3.5%，土壤酸化情況加重。需施用石灰、牡蠣鉀粉或其他堿性肥料來改良土壤pH，以供作物良好生長。

2.2巫溪植煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量狀況及評價

2021年巫溪植煙區(qū)土壤有機質(zhì)平均含量為24.6g/kg，變異系數(shù)為19.62%，變異程度較小，地塊間差異較小，有機質(zhì)含量分布較為均勻（圖4、圖5）。巫溪植煙區(qū)僅有15.3%的土壤有機質(zhì)較為缺乏，有84.7%的土壤有機質(zhì)含量豐富。其中，尖山有機質(zhì)含量最高，占比為96%，其次為朝陽鎮(zhèn)、古路和下堡，占比分別為94.3%、91.4%和80%；通城有機質(zhì)含量相對缺乏，占比為78.9%。針對有機質(zhì)缺乏的區(qū)域可采用秸稈還田、高溫堆肥和施用有機肥等方式來增加土壤有機質(zhì)含量；對于有機質(zhì)含量豐富的區(qū)域，應(yīng)在后續(xù)施肥中注意把控有機肥的施用量，防止對煙草生長造成負影響。

2.3巫溪植煙區(qū)土壤氮、磷、鉀含量現(xiàn)狀及評價

2.3.1巫溪植煙區(qū)土壤氮素含量狀況及評價

2021年巫溪植煙區(qū)土壤堿解氮含量均值為120.56mg/kg，其中有18.8%的土壤含量過低；處于適宜水平的占比為78.2%，其中，古路和朝陽鎮(zhèn)均占85.7%，其后依次為尖山、下堡和通城，分別占84%、72%、68.4%；含量豐富的共占3%（圖6、圖7）。整體而言，巫溪植煙區(qū)堿解氮含量十分適宜，后續(xù)應(yīng)嚴格控制氮肥用量，維持氮素含量處于最優(yōu)區(qū)間。

2.3.2巫溪植煙區(qū)土壤磷素現(xiàn)狀及評價

2021年巫溪植煙區(qū)土壤有效磷含量均值為35.95mg/kg，變異系數(shù)為55.41%，變異系數(shù)較大，分布不均勻。巫溪植煙區(qū)有11.4%的土壤有效磷含量過低，其中通城最為缺乏，占比為15.8%；有33.7%的土壤有效磷處于適宜范圍，其中，古路占比最高，為25.4%，其后依次是通城、下堡、尖山和朝陽鎮(zhèn)，分別占42.1%、40%、16%、5.7%；有54.9%的土壤有效磷含量處于較高水平，其中朝陽鎮(zhèn)有效磷含量極高，占比91.4%（圖8、圖9）?？傮w而言，巫溪植煙區(qū)有效磷含量較為豐富。2017年巫溪縣煙田土壤有效磷含量為26.86mg/kg，與之相比凈增長了9.09mg/kg，在后續(xù)生產(chǎn)中可適當減少磷肥的施用，使磷素含量處于適宜水平。

2.3.3巫溪植煙區(qū)土壤鉀素現(xiàn)狀及評價

2021年巫溪植煙區(qū)土壤速效鉀含量均值為287.06mg/kg，變異系數(shù)為47.15%，變異程度較大，分布不均勻。巫溪植煙區(qū)有16.3%的土壤速效鉀含量過低，其中，朝陽鎮(zhèn)最為缺乏，占比為22.7%；有20.3%的土壤速效鉀處于適宜范圍；有63.4%的土壤含量豐富（圖10、圖11）?？傮w而言，巫溪植煙區(qū)土壤速效鉀含量也處于較高水平。與往年相比，速效鉀含量呈上升趨勢，應(yīng)注意對鉀素含量的調(diào)控。

2.4巫溪植煙區(qū)土壤交換性鈣、鎂含量現(xiàn)狀及評價

2021年巫溪植煙區(qū)土壤交換性鈣（圖12-a）、交換性鎂（圖12-b）平均含量分別為5.93cmol/kg和0.80cmol/kg。巫溪植煙區(qū)分別有35.2%、48.5%的土壤交換性鈣、鎂含量低，其中，朝陽鎮(zhèn)和下堡較為缺乏，占比分別達到了62.9%、74.3%和60.00%、64.00%，處于適宜范圍的土壤分別為24.3%和13.9%；處于較高水平的分別占40.6%、15.4%。總體而言，巫溪植煙區(qū)土壤交換性鎂含量較低，且交換性鈣、鎂分布不均，地塊差異極大。

2.5巫溪植煙區(qū)土壤交換性鈣、鎂含量及土壤陽離子交換量與pH的關(guān)系

將巫溪植煙區(qū)土壤交換性鈣、鎂含量與土壤pH進行線性擬合。由圖13可知，擬合所得曲線斜率均為正值，故二者與pH均呈線性顯著正相關(guān)（Plt;0.01）。比較斜率可知，土壤交換性鈣與pH擬合所得斜率更大，表明煙田土壤pH在提高相同程度時，土壤交換性鈣的增量將大于土壤交換性鎂。

將巫溪植煙區(qū)土壤陽離子交換量與pH進行線性擬合。結(jié)果表明，該擬合曲線斜率為負值，二者呈線性負相關(guān)（圖14）。

3結(jié)論與討論

3.1巫溪植煙區(qū)土壤現(xiàn)狀分析及演變情況

土壤是植物賴以生存的基礎(chǔ)，是植物營養(yǎng)的根本來源［9］。目前總體而言，巫溪植煙區(qū)土壤肥力較高，但仍存在些許問題亟待改善。

研究表明，土壤酸堿度的改變在引起土壤養(yǎng)分的有效性及各種理化性質(zhì)等發(fā)生變化的同時還會對煙株根系的生長和對養(yǎng)分的利用產(chǎn)生制約作用，進而影響煙草對養(yǎng)分的吸收和煙株的光合作用效率及干物質(zhì)、香氣物質(zhì)的累積，最終對煙草的生長及優(yōu)質(zhì)烤煙的生產(chǎn)產(chǎn)生直接影響［10-11］。2021年巫溪縣煙田土壤的pH均值是6.15，雖總體處于適宜水平，但發(fā)生酸化的土壤較往年有所增長，有逐步酸化的傾向，土壤酸化情況有待改善。因此，根據(jù)研究結(jié)果并結(jié)合實地情況，對于巫溪植煙區(qū)的酸化土壤采取分段改良的措施：參照吳佳蓉等［12］的研究，對于pH低于5.0的酸性土壤應(yīng)施用1.3t/hm2的石灰并配施1t/hm2高溫堆肥以提高pH；根據(jù)張圣煒等［13］的研究，對于pH介于5.0與5.5間的弱酸性土壤可施用牡蠣鉀粉100kg/667m2，以實現(xiàn)成本與改良效益的最大化。

適宜的土壤有機質(zhì)含量是優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)的必需條件，其含量過高或過低都將降低煙葉的品質(zhì)。若有機質(zhì)缺乏則會導致各香氣物質(zhì)減少，燃燒時雜氣較重，刺激性強，吸食品質(zhì)較差；而當有機質(zhì)過量時，會引起氮素的大量礦化，在導致煙葉晚熟的同時由于氮代謝轉(zhuǎn)化不及時，煙堿含量上升，降低烤煙品質(zhì)［14］。巫溪植煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量較為豐富且逐年提高，僅有15.3%的土壤有機質(zhì)較為缺乏。因此，對于有機質(zhì)含量較高的地塊，需對其進行嚴格調(diào)控，減少有機肥和生物肥的使用；對于有機質(zhì)含量過低的煙田，可利用生物糞便、廢棄秸稈等原料并配施微生物菌劑來發(fā)酵產(chǎn)有機肥。將腐熟的肥料按照300kg/667m2的用量來施加以提高土壤有機質(zhì)含量［15］。同時，還可施加腐熟的菜籽粕為煙株提供營養(yǎng)，提高氮、磷等養(yǎng)分的有效性，促進吸收［16］。

氮、磷、鉀作為植物生長的必需元素，在煙草作物的生長過程中有著極為重要的影響。當?shù)睾窟m宜時，花芽分化極快，葉片長勢迅猛，煙株株高和莖圍在短時間內(nèi)大量增加［17］。磷參與著煙草作物體內(nèi)的各種代謝反應(yīng)，是影響煙草產(chǎn)量與品質(zhì)的重要元素［18］。當磷素缺乏時，會抑制相關(guān)養(yǎng)分元素轉(zhuǎn)運蛋白的表達，導致地上部生長受阻，阻礙干物質(zhì)的累積；而當磷素過量，則會引起煙株早熟，光合作用累積物質(zhì)被大量消耗，器官發(fā)育不良，組織脆弱，燃燒時彈性低，雜氣重，品質(zhì)差［19-21］。煙草素有“喜鉀作物”之稱，其吸收量遠高于氮素和磷素；當鉀素出現(xiàn)虧缺時，會引起膜上各種蛋白質(zhì)、受體失活，酶活下降，嚴重時會導致煙株死亡［22-23］。因此，將氮、磷、鉀三種必需元素均調(diào)控到適宜水平，平衡好三者間的施用比例，是獲得優(yōu)質(zhì)烤煙、實現(xiàn)產(chǎn)量最大化的關(guān)鍵。否則，過量或缺乏都將影響煙株品質(zhì)甚至減產(chǎn)虧損。巫溪植煙區(qū)土壤磷、鉀素含量極為豐富，且逐年增加，但變異系數(shù)較大，各地塊間差異較大，含量分布不均；堿解氮含量適宜，利于植株生長。在后續(xù)生產(chǎn)中，要根據(jù)當?shù)責熖镳B(yǎng)分情況，制定合理的施肥區(qū)劃方案?？傮w上應(yīng)減少磷、鉀肥的使用，對于較為缺乏的地塊，可按照施肥配方建議施用P2O5及高螯合態(tài)有機鉀肥或生物鉀肥硅酸鹽菌粉等來分別增加磷素和鉀素含量［24］；繼續(xù)保持氮素適宜水平。

鈣、鎂元素是煙株體內(nèi)不可或缺的中量元素。鈣作為第二信使參與著諸多生化反應(yīng)及信息傳遞過程，對保護細胞膜，維護其完整性有重要作用；當鈣素處于適宜水平時，由于煙堿含量的增加，煙葉品質(zhì)和產(chǎn)量均得到提升；而當鈣素缺乏時，根系生長停滯，蛋白質(zhì)合成受阻，游離的氨基酸增多，煙株中有機物累積量下降，吸食香氣不濃郁［25］。鎂作為構(gòu)成葉綠素的中心元素，是葉綠素的合成關(guān)鍵，催化提高光合系統(tǒng)Ⅱ的活性，促進光合作用的進行；作為多種反應(yīng)的催化劑，在鎂素缺乏時，會導致各種生理活動難以進行，植株的生命活動受到抑制，并且缺鎂還會造成RNA合成受阻，蛋白質(zhì)無法合成［26］。巫溪植煙區(qū)有35.2%的土壤交換性鈣含量偏低，其余處于適宜或較高水平，變異系數(shù)較大，分布極不均；土壤交換性鎂含量較為缺乏，總體呈中等偏低水平，僅有1.5%的土壤含量較高。針對以上交換性鈣、交換性鎂較為缺乏的煙田，可施用硅鈣鉀鎂肥100kg/667m2進行處理以增加交換性鈣、交換性鎂含量，保證煙株良好生長［27］。

pH與土壤交換性鈣、交換性鎂含量的關(guān)系能直接反應(yīng)土壤的酸化情況。若鈣、鎂離子不斷與H+發(fā)生交換，難以在膠體表面被穩(wěn)定吸附而大量淋失，含量較低，則表明此處土壤酸化情況嚴重；反之，在堿性土壤中，其離子濃度含量相對較高［28］。巫溪植煙區(qū)土壤pH與交換性鈣、交換性鎂含量關(guān)系為線性顯著正相關(guān)，與唐韻等［29］的研究結(jié)果一致。

陽離子交換量能反映土壤結(jié)構(gòu)情況，是評價土壤肥力狀況、保水保肥能力及緩沖性能的重要指標［30］。當前，pH與陽離子交換量間的關(guān)系并無定論。本研究中，巫溪植煙區(qū)土壤pH與陽離子交換量呈線性負相關(guān)，即隨著陽離子交換量增加，土壤pH下降。該結(jié)果與楊亞楠等［31］、魏孝榮等［32］的研究結(jié)果相符。唐賢等［33］認為，土壤有機質(zhì)是影響陽離子交換量的根本原因。有機質(zhì)經(jīng)礦化和腐質(zhì)化作用形成各種礦質(zhì)養(yǎng)分、腐殖質(zhì)和有機酸等，可引起pH下降；其中腐殖質(zhì)帶有大量的負電荷，將使得陽離子交換量增多。因此，在后續(xù)生產(chǎn)中，針對有機質(zhì)較為缺乏的地塊可施加有機肥或配施微生物菌劑、無機肥等，增加土壤有機質(zhì)含量，提高微生物分解作用，以增加陽離子交換量，提高土壤質(zhì)量和緩沖能力［34］。

3.2施肥區(qū)劃建議

通過對2021年巫溪植煙區(qū)土壤現(xiàn)狀及變化趨勢的分析，并秉承“縣域大配方，地塊小調(diào)整”的原則，以實現(xiàn)“改良土壤酸化現(xiàn)狀，保持有機質(zhì)、氮素含量，控磷鉀，增鈣鎂”的目標。通過將巫溪植煙區(qū)各養(yǎng)分含量圖進行疊加，綜合分析，得到巫溪植煙區(qū)土壤施肥區(qū)劃圖并由此制定合理且科學的施肥方案（圖15）。為使煙田土壤養(yǎng)分含量均處于最適宜的狀態(tài)，對于低等肥力土壤應(yīng)施用7.5～8.0kg的氮肥，中等肥力的土壤施用7.0～7.5kg氮肥，高等肥力的土壤施用6.0～7.0kg氮肥。由于巫溪植煙區(qū)磷、鉀含量偏高，需減少磷、鉀肥的施用量，調(diào)整其施肥比例。對于低等肥力土壤應(yīng)分別施用7.0～7.5kg的磷肥和18.5～20kg的鉀肥，中等肥力的土壤分別施用磷肥6.5～7.0kg和鉀肥17.5～18.5kg，高等肥力的土壤分別施用磷肥5.5～6.0kg和鉀肥15.0～17.5kg。

巫溪植煙區(qū)土壤pH總體處于適宜水平，但部分煙田土壤存在逐步酸化現(xiàn)狀，需根據(jù)不同地塊的不同酸化程度及時分段改良；煙田土壤肥力整體較高，有機質(zhì)含量豐富且逐年上升，其中，氮、鉀元素含量豐富，磷元素含量處于中等水平，后續(xù)應(yīng)注意對磷鉀元素含量的把控；土壤pH與交換性鈣、鎂含量呈顯著正相關(guān)，與土壤陽離子交換量呈負相關(guān)，鈣、鎂含量空間分布差異性較大，針對較為缺乏的地塊應(yīng)及時補充；通過秉承“縣域大配方，地塊小調(diào)整”的原則，在分析土壤養(yǎng)分測定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繪制植煙區(qū)土壤施肥區(qū)劃圖，制定出相應(yīng)的施肥方案，以提高巫溪植煙區(qū)烤煙的產(chǎn)量與質(zhì)量，最終實現(xiàn)遵循“改良土壤酸化現(xiàn)狀，保持有機質(zhì)、氮素含量，控磷鉀，增鈣鎂”的目標。

（責任編輯：段麗麗）

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