廣元市漢陽鎮(zhèn)植煙土壤肥力適宜性評價

王晶　王鵬　劉騰飛　陳炬廷　張弘蒙　吳明　葉協(xié)鋒　吳紹軍　石剛

摘要明確廣元市漢陽鎮(zhèn)植煙土壤肥力狀況，為該區(qū)煙草種植合理布局、平衡施肥和土壤保育提供數(shù)據(jù)支撐。以廣元市漢陽鎮(zhèn)植煙土壤為研究對象，采集25個土樣，測定土壤pH、基礎養(yǎng)分和礦質營養(yǎng)，利用模糊數(shù)學綜合評價法計算土壤綜合肥力得分（IFI）。結果表明，該煙區(qū)土壤pH、有機質和全氮平均值分別為6.98、19.13 g/kg和1.48 g/kg，均處于中等水平，其中72.00%土壤有機質含量高于15.00 g/kg；土壤有效磷、堿解氮和速效鉀平均含量分別為30.41、46.79和135.72 mg/kg，56%的土壤有效磷含量低于10 mg/kg，68%土壤速效鉀含量低于150 mg/kg，52%土壤IFI處于低水平。該煙區(qū)土壤Ca、Fe、Mn、P變異系數(shù)分別為39.94%、50.02%、65.79%、49.70%，均屬于強變異；土壤Mg、Cu、Zn變異系數(shù)分別為31.30%、31.66%、32.71%，均屬于中等變異，各指標變異系數(shù)表現(xiàn)為Mn>P>Ca>Zn>Cu>Mg>K。該煙區(qū)土壤各礦質元素之間大多呈顯著或極顯著相關，各理化指標間大多呈顯著或極顯著相關，各礦質元素與基礎養(yǎng)分間相關性較差。

關鍵詞土壤肥力；IFI；礦質元素

中圖分類號X825文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2023）11-0124-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.031開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Suitability Evaluation of Tobacco-planting Soil Fertility in Hanyang Town， Guangyuan City

WANG Jing WANG PengLIU Teng-fei et al（1.College of Tobacco， Henan Agricultural University / National Research Base of Tobacco Cultivation Physiology and Biochemistry / Key Laboratory of Tobacco Cultivation in Tobacco Industry，Zhengzhou， Henan 450002；2.Wuhan Cigarette Factory of Hubei China Tobacco Industry Co.，Ltd.，Wuhan， Hubei 430051）

AbstractTo clarify the soil fertility status of tobacco planting in Hanyang Town， Guangyuan City， and provide data support for rational distribution of tobacco planting， balanced fertilization and soil conservation.? In this study， 25 soil samples were collected from tobacco planting soil in Hanyang Town， Guangyuan City. The soil pH， basic nutrients and mineral nutrients were measured， and the soil comprehensive fertility score （IFI） was calculated by fuzzy comprehensive evaluation method.? The results showed as follows：? the average values of soil pH， organic matter and total nitrogen were 6.98， 19.13 g/kg and 1.48 g/kg， respectively， which were in the middle level， and 72.00% soil organic matter content was higher than 15.00 g/kg.? The average contents of soil available P， alkali-hydrolyzable N and available K were 30.41， 46.79 and 135.72 mg/kg， respectively. The available P of 56% soil was lower than 10 mg/kg， the available K of 68% soil was lower than 150 mg/kg， and the IFI of 52% soil was at low level.? The variation coefficients of soil Ca， Fe， Mn and P were 39.94%， 50.02%， 65.79% and 49.70%， respectively.? The variation coefficients of soil Mg， Cu and Zn were 31.30%， 31.66% and 32.71%， respectively， belonging to moderate variation. The variation coefficients of each index showed as Mn>P>Ca>Zn>Cu>Mg>K.? There were significant or extremely significant correlations between most of the soil mineral elements and most of the physical and chemical indexes， but the significance between the mineral elements and the basic nutrients was poor.

Key wordsSoil fertility;IFI;Mineral elements

土壤肥力是土壤的本質屬性，是反映土壤肥沃性的一個重要指標。煙草是一種適應性較廣的經(jīng)濟作物，土壤養(yǎng)分豐缺狀況對煙株生長發(fā)育、煙葉產(chǎn)質量有重要影響，因此，對土壤肥力的正確認識和客觀評價是提高煙草質產(chǎn)量及更好利用土壤資源的依據(jù)［1］。近年來，越來越多的評價方法應用于土壤肥力評價中。目前土壤養(yǎng)分及肥力質量綜合評價的方法有主成分分析法［2］、模糊數(shù)學分析法［3］、地統(tǒng)計學法［4］、聚類分析法［2］、指數(shù)和法［5-6］等，通過計算綜合評價得分可以對土壤肥力質量數(shù)值化評價［1，7］。

礦質元素是土壤組成的重要部分。土壤礦物質的化學組成與成土條件和成土過程密切相關，對土壤的物理、化學、生物性質作用明顯，具有極大影響，是土壤分化、成土的基礎，同時參與植物生長發(fā)育的全過程［8-9］。礦質元素是煙草生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，雖然土壤中礦質元素被煙株吸收的量少，但煙草生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，在煙株生長發(fā)育過程中起著不可替代的作用。Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、P、Zn等礦質元素供應不足或過多時，煙葉的正常生長發(fā)育受阻，產(chǎn)量和質量降低［10-14］。

廣元是四川主要烤煙產(chǎn)區(qū)之一，筆者主要利用主成分分析法和模糊數(shù)學綜合評價法分析廣元漢陽鎮(zhèn)煙區(qū)土壤pH、有機質、全氮、全碳、有效磷、堿解氮、速效鉀含量等指標，利用相關關系分析研究土壤中基礎養(yǎng)分和礦質元素含量，揭示廣元漢陽鎮(zhèn)煙區(qū)土壤養(yǎng)分分布特征，對煙區(qū)土壤綜合肥力進行綜合評價，為該區(qū)煙草種植合理布局、平衡施肥和土壤保育提供數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1土壤于2021年3月8日在廣元市漢陽鎮(zhèn)采用“五點法”采集移栽前耕層土樣25個，并用GPS定位標記。土樣經(jīng)登記編號后進行預處理，經(jīng)風干、磨細、過篩、混勻、裝瓶后備用。

1.2測定指標與方法測定指標包括pH、有機質、全氮、有效磷、堿解氮、速效鉀以及礦質元素等，按《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》中各指標測定方法進行測定。

1.3土壤養(yǎng)分分級標準參照《中國植煙土壤及煙草養(yǎng)分綜合管理》［15］的植煙土壤主要養(yǎng)分豐缺標準，將pH、有機質、全氮、有效磷、堿解氮、速效鉀劃分為極高、高、中等、低、極低5個等級（表1）。

1.4模糊數(shù)學綜合評價法通過模糊數(shù)學綜合評價法對植煙土壤的綜合肥力狀況進行評價［3］。首先確定各養(yǎng)分指標的隸屬函數(shù)，計算各指標隸屬度，然后采用主成分分析法［16］確定各指標的權重系數(shù)，最后采用指數(shù)和法求出各土壤樣品的綜合肥力得分（integrated fertility index，IFI）。將IFI劃分為５個等級，即高（IFI>0.75）、較高（0.65

1.5數(shù)據(jù)處理與分析采用Excel 2010和IBM Statistic SPSS 23.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2結果與分析

2.1土壤基礎養(yǎng)分

2.1.1廣元漢陽鎮(zhèn)植煙土壤基礎養(yǎng)分描述性統(tǒng)計分析。由表2和表3可知，該煙區(qū)土壤pH為4.59～8.01，平均值為6.98，其中60%的樣品土壤pH處于高水平（>7.0）；有機質含量為9.71～31.26 g/kg，平均值為19.13 g/kg，高有機質含量（>15 g/kg）土壤占72%；全氮平均含量為1.48 g/kg，80%土壤全氮含量適宜（1.0～<2.0 g/kg）；有效磷平均含量為30.41 mg/kg，56%土樣有效磷含量低于10 mg/kg，屬于強變異；堿解氮平均含量為46.79 mg/kg，變異系數(shù)為34.64%，屬于中等變異，12%土壤堿解氮含量處于偏高水平；速效鉀平均含量為135.72 mg/kg，68%煙區(qū)土壤速效鉀含量處于低水平。各指標變異系數(shù)表現(xiàn)為有效磷>堿解氮>有機質>速效鉀>全氮>pH。

2.1.2漢陽鎮(zhèn)植煙土壤基礎養(yǎng)分主成分分析。土壤pH、有機質、全氮、有效磷、速效鉀和堿解氮含量分布不均，單個養(yǎng)分指標不能有效代表土壤綜合肥力空間分布特征。因此，利用主成分分析法對pH、土壤基礎養(yǎng)分等6個指標進行綜合分析。由表3可知，第1、2主成分特征值分別為3.244、1.658，方差貢獻率分別為54.074%、27.625%，累計貢獻率為81.699%，肥力指標權重由大至小的順序為有機質>全氮>堿解氮>速效鉀>有效磷>pH。

該煙區(qū)60%土壤樣品pH>7.0處于高和極高水平，因此需定向調節(jié)土壤pH；56%土壤樣品有機質含量高，4%的土壤其有機質含量處于低水平；全氮是土壤中所有可被植物利用和不可被植物利用的氮素總稱，92%土壤樣品全氮含量處于中等及以上水平；88%土壤樣品堿解氮含量處于中等及以上水平，因此該煙區(qū)可適當減施或穩(wěn)施氮肥；胡國松等［17］認為植煙土壤中速效鉀含量越高越好，該煙區(qū)68%土壤樣品速效鉀含量低，施肥需根據(jù)不同樣地的鉀含量科學增施鉀肥，但應注意鉀肥施用方式和時間；56%土壤樣品有效磷含量低，32%土壤樣品有效磷含量極高，該煙區(qū)應分類施磷肥，注意補磷與控磷相結合；煙區(qū)52%土壤樣品IFI極低，只有24%的土壤樣品IFI處于中等及以上水平，這與張啟莉等［18］研究結果一致，表明廣元市土壤理化指標綜合肥力處于較低和低水平。土壤有機質、全氮權重較高，分別為0.33、0.32，與土壤有效磷、速效鉀含量顯著正相關，土壤氮含量偏高，需要控制氮素施用量，因此可以適當增施有機肥，以提高土壤速效鉀、有效磷含量，這與劉漢軍等［19］的研究結果一致，廣元煙區(qū)增施有機肥顯著提高煙區(qū)上等煙比例和產(chǎn)值，烤煙鉀素含量增加。

2.2礦質元素

2.2.1漢陽鎮(zhèn)植煙土壤礦質營養(yǎng)描述性統(tǒng)計分析。由表4可知，該煙區(qū)土壤Ca含量變異系數(shù)為39.94%，屬于強變異；按照土壤環(huán)境質量標準值農(nóng)田Cu含量劃分為一級≤35 mg/kg，二級（酸性土≤50 mg/kg，中性和堿性土≤100 mg/kg），三級≤400 mg/kg，該煙區(qū)Cu含量為1.02～3.91 mg/kg，該煙區(qū)Cu含量均處于一級水平；Fe含量為855.41～8 960.00 mg/kg，平均值3 386.54 mg/kg，變異系數(shù)為50.02%，屬于強變異；Mg含量為286.45～1 428.00 mg/kg，變異系數(shù)為31.30%，屬中等變異；土壤Mn、P含量分別為24.67～303.64、49.14～244.43 mg/kg，變異系數(shù)分別為65.79%、49.70%，均屬于強變異；土壤Zn含量為5.47～17.97 mg/kg，變異系數(shù)32.71%，均屬于中等變異。各指標變異系數(shù)表現(xiàn)為Mn>Fe>P>Ca>Zn>Cu>Mg。

2.2.2漢陽鎮(zhèn)植煙土壤礦質營養(yǎng)分析。利用主成分分析法對Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Pi、Zn等礦質元素含量進行綜合分析（表5）。第1、2主成分特征值分別為4.49、1.08，方差貢獻率分別為64.15%、15.37%，累計貢獻率為79.52%，肥力指標權重由大至小的順序為Fe>Cu>Mn>Mg=Zn>Ca>P，土壤Fe、Cu含量與其他礦質元素均呈顯著正相關，可以通過調控土壤Fe、Cu含量增加其余礦質元素含量。

2.3漢陽鎮(zhèn)植煙土壤基礎養(yǎng)分與礦質養(yǎng)分相關性分析對土壤養(yǎng)分（包含理化指標及礦質元素）進行相關性分析（表6），pH與有機質、有效磷、堿解氮和土壤Zn含量呈極顯著或顯著相關；有機質與全氮、堿解氮、速效鉀呈極顯著或顯著相關；全氮與堿解氮和土壤Zn含量呈極顯著或顯著相關；有效磷與堿解氮呈顯著相關；堿解氮與速效鉀呈顯著相關；速效鉀與Cu、Fe、Mn、P呈顯著相關；土壤Mg與Cu、Fe、Mn呈極顯著或顯著相關；土壤Cu與Fe、Mn、P、Zn呈極顯著相關，土壤Fe與Mn、P之間也呈極顯著相關。土壤礦質元素之間交互相關性較顯著；但土壤理化指標與礦質元素間交互相關性一般。

3結論

土壤養(yǎng)分是評價土壤肥力的主要指標，其豐缺狀況和供應強度直接影響煙草的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質。土壤肥力不僅受土壤養(yǎng)分和植物吸收能力的獨立作用，更取決于各因子的協(xié)調程度［20］。該煙區(qū)土壤綜合肥力得分極低，主成分分析結果表明，土壤有機質、全氮權重最高，分別為0.33、0.32，土壤增施有機肥、鉀肥、磷肥，可以有效提高土壤綜合肥力。因此，廣元市漢陽鎮(zhèn)在今后的施肥過程中應保持有機肥、鉀肥、磷肥含量處于最優(yōu)水平，根據(jù)當?shù)赝寥赖膶嶋H情況，結合土壤養(yǎng)分豐缺狀況，均衡各營養(yǎng)元素的配比，制定適宜的平衡施肥方案，以提高煙葉產(chǎn)量和質量。

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