《济源市植烟土壤养分时空变异分析》-农学论文，农业论文-论文范文参考-科学狗论文网

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济源市植烟土壤养分时空变异分析

范文

许仪薛立新李富欣符云鹏云菲金磊李静静

摘要为全面掌握济源市植煙土壤养分的时空变异特点和丰缺状况，分别采集了2008和2018年有代表性的植烟土壤样品进行统计分析。结果表明，从土壤养分平均含量看，济源烟区土壤pH呈中性，速效钾、有效锌分别为266.56、2.45 mg/kg，含量较丰富;有机质、全氮、速效氮、速效磷、有效硼、水溶性氯分别为11.40 g/kg、0.69 g/kg、62.17 mg/kg、15.82 mg/kg、0.52 mg/kg、11.43 mg/kg，超过50%的土壤速效氮含量高、水溶性氯含量低，基本满足优质烟叶生长需要。经过10年来的生产综合利用，pH、有机质、全氮和速效氮含量呈下降趋势，速效磷和速效钾含量增加，有效锌和有效硼大幅提升，水溶性氯有所提高，全市烟田土壤营养状况较为理想。但是区域间分布不平衡，有22%的土壤有机质含量偏低，近40%的土壤速效磷和有效硼缺乏。根据土壤养分变化、丰缺状况分布和聚类分析结果，为济源烟区烟田分类合理施肥提供了参考依据。

关键词烤烟;土壤养分;时空变异;施肥;济源

中图分类号 S153.6文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）24-0152-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.24.043

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Temporal and Spatial Variation of Soil Nutrients for Tobacco Planting in Jiyuan City

XU Yi，XUE Lixin，LI Fuxin et al

（Jiyuan Tobacco Company of Henan Province， Jiyuan， Henan 459000）

Abstract In order to fully grasp the temporal and spatial variation characteristics and abundance and deficiency of tobacco planting soil nutrients in Jiyuan City， representative tobacco planting soil samples in 2008 and 2018 were collected for statistical analysis. The results showed that the average content of soil nutrients showed that the pH value of soil in Jiyuan tobacco area was neutral. The content of available potassium and zinc were 266.56 and 2.45 mg/kg， abundant in content. The content of organic matter， total nitrogen， available nitrogen， available phosphorus， available boron and watersoluble chlorine were 11.40 g/kg， 0.69 g/kg， 62.17 mg/kg， 15.82 mg/kg， 0.52 mg/kg and 1143 mg/kg， respectively. More than half of the soil available nitrogen content was high and watersoluble chlorine content was low. The soil nutrients basically met the growth needs of highquality tobacco. After 10 years of production and comprehensive utilization， the pH， organic matter， total nitrogen and available nitrogen content decreased， the content of available phosphorus and potassium increased significantly， the available zinc and boron increased significantly， and the watersoluble chlorine increased. The soil nutrition of tobacco field in the whole city was ideal. But the regional distribution was not balanced， 22% of the soil organic matter content was low， nearly 40% of the soil available phosphorus and available boron were lack. According to the changes of soil nutrients， the distribution of rich and poor conditions and the results of cluster analysis， it provided a reference for the classified and rational fertilization of tobacco field in Jiyuan tobacco area.

Key words Fluecured tobacco;Soil nutrients;Temporal and spatial variation;Fertilization;Jiyuan

土壤是影響烟草生长发育重要的环境条件之一，其养分含量和供应状况直接影响烤烟的产量和烟叶品质[1-2]。而受成土条件、地形、种植模式、栽培措施等综合因素的影响，土壤养分含量往往存在空间和时间上的变异性[3-6]。济源市位于河南省西北部，是河南省黄河以北主要烤烟种植区。该烟区地形和成土条件复杂，种烟历史较长，尤其随着多年来连续的生产利用，土壤养分含量发生了明显变化，对烟叶的产量和品质已经产生了不容忽视的影响。近年来针对济源市植烟土壤养分的时空变化进行的系统研究鲜有报道，因此，笔者研究济源市植烟土壤养分的变化趋势，调查养分含量和丰缺状况，对于烟区实施土壤平衡施肥、基本烟田管理、可持续发展等均具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 样品采集与分析

分别采集2008和2018年2个时期的耕层植烟土壤样品。其中，2008年采集混合土样126个，2018年样品采集在2008年GPS定位系统定位基础上进行，共采集土样115个，分布在4个植烟镇的23个重点片区。根据烟区地形地貌、土壤类型、肥力高低、种植制度等差异，选择有代表性的烟田采集土样。土样采集时间在当年烟叶收获结束后、整地前的11—12月。采用多点混合采样法，取样深度为0～20 cm，每个混合土样取10个点，在室内风干、磨细、过筛后编号送检。分析项目包括土壤pH、有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾、有效锌、有效硼、水溶性氯9项指标，具体分析测定参照鲁如坤[7]的方法进行。

1.2 植烟土壤养分分级标准

参照前人植烟土壤养分分级研究结果[1，5，8-10]，结合济源烟区烟叶生产实际，分析本地多年烟田测土配方施肥结果，确立了济源烟区土壤养分含量的分级标准（表1）。

1.3 数据分析

采用Excel 2007和SPSS 25.0软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 济源烟区土壤养分含量的变异分析

2.1.1 土壤pH。

土壤pH是评价植烟土壤肥力的一项重要指标 [11]。从表2可以看出，10年来，济源市植烟土壤pH有所下降，2018年土壤pH为7.34，变化范围在6.93～7.65，呈中性至弱碱性。有78.26% 的土壤pH处于适宜范围，适宜土壤比例较2008年增加了66.36百分点。

2.1.2 土壤有机质。

土壤有机质是土壤肥力的重要物质基础，其含量在一定范围内对烟草的生长发育和烟叶品质有利[12]。由表3可知，济源市植烟土壤有机质含量整体呈下降趋势，10年来平均含量下降了1.04 g/kg。2018年，土壤有机质平均含量为11.40 g/kg，变化幅度在5.80～15.80 g/kg，全市有73.91%的土壤有机质含量适宜，但21.74%的土壤有机质含量偏低，较2008年增加了5.87百分点。在烟草生产中，对于有机质含量偏低烟田，应适当增施芝麻饼肥等优质有机肥。

2.1.3 土壤大量元素。

土壤氮素是限制植物生长和产量形成的重要因素。从表4可以看出，全市植烟土壤全氮和速效氮平均含量均呈明显下降趋势。其中，全氮平均含量为0.69 g/kg，较2008年降低了0.23 g/kg，大部分烟田处于适宜范围，不存在全氮含量偏高的情况。速效氮含量在0.35～0.89 mg/kg，平均含量为62.17 mg/kg，较2008年降低了34.71 mg/kg;分布差异大，处于适宜范围的比例明显减少，比10年前降低了33.84百分点，超过50%的土壤速效氮含量偏高，因此，在烟田施肥时，应结合品种特性，适当控制氮肥用量，避免因土壤氮素含量过高影响烟叶品质;对于速效氮含量偏低的烟田，应综合考虑土壤全氮和速效氮含量，合理施用氮肥。

磷素是烟草生长发育和新陈代谢必需的营养元素，而土壤速效磷是烟叶磷素营养的直接来源[13]。由表4可知，与2008年相比，济源市植烟土壤速效磷呈增加趋势，平均含量为15.82 mg/kg，且分布不平衡，变幅在5.10～47.10 mg/kg，变异系数达66.18%，其中，含量适宜的烟田比例大幅减少，含量偏低和丰富的比例明显增加。因此，生产中在制定施肥方案时，应特别考虑磷肥的合理平衡施用。

钾是烟草最重要的品质元素，土壤速效钾对烟株的钾素营养状况有直接影响 [14]。从土壤速效钾分析结果来看（表4），全市植烟土壤的速效钾平均含量明显增加，达266.56 mg/kg，较10年前提高了20.56 mg/kg，变幅在164.10～375.70 mg/kg。从分布状况看，10年来烟田土壤的速效钾含量变化幅度不大，均处于适宜和丰富范围，这可能与济源烟区一直十分重视钾肥的科学施用有关。

2.1.4 土壤微量元素。

锌是烟草必需的微量元素之一，有促进烟草生长发育、提高产量、改善品质等作用[15]。从表5可以看出，与2008年相比，济源市植烟土壤有效锌含量明显增加，平均含量为2.45 mg/kg，较10年前增加了1.13 mg/kg，处于较高水平。绝大多数烟田的有效锌能满足烟株生长需要，其中，60.87%的植烟土壤有效锌含量处于偏高水平，分布比例较10年前增加了56.90百分点，这得益于烟区近年来对锌等微肥施用的重视。

硼在烟草的生理生化过程中发挥着非常重要作用，影响烟株的生长发育、产量和品质[16]。与10年前相比（表5），全市植烟土壤有效硼含量大幅提升，平均含量达0.52 mg/kg，较2008年增加了0.37 mg/kg，其中，处于适宜比例的植烟土壤增加了60.87百分点，改变了10年前普遍缺硼的状况。但仍有39.13% 的植烟土壤有效棚含量在临界值（0.50 mg/kg）以下，因此，在烟叶生产中，仍应科学合理补施硼肥。

氯是烟草生长发育必需的营养元素，也是评价烟叶品质的重要指标之一。研究表明，土壤含氯量与烤烟氯含量呈明显正相关关系，通常把土壤含氯量作为判断烟区适宜种烟的重要指标之一[17-18]。由表5可知，与2008年相比，济源市植烟土壤水溶性氯含量有所提高，平均含量为11.43 mg/kg，变幅在7.00～24.50 mg/kg，不存在水溶性氯含量超限（大于30.00 mg/kg）的情况，其中52.17%的植烟土壤水溶性氯含量低于10.00 mg/kg。

2.2 济源烟区土壤养分含量的聚类分析

为研究区域间土壤养分分布的相似性，对济源烟区2018年23个重点植烟片区的土壤养分含量进行多变量系统聚类分析，结果见图1和表6。由图1和表6可以看出，全市植烟片区划分为3个类群，各类群主要特征：Ⅰ类包括14个片区，占全市重点植烟片区总数的60.87%，与其他两类相比，该类群土壤的全氮、速效氮、有效锌含量高，pH、有机质、速效磷、速效钾、有效硼含量居中，水溶性氯含量低;Ⅱ类包括5个片区，占片区总数的21.74%，该类群速效磷、速效钾、有效硼含量高，全氮、速效氮、水溶性氯含量居中，pH、有机质、有效锌含量低;Ⅲ类包括4个片区，占片区总数的17.39%，该类群pH、有机质、水溶性氯含量高，有效锌含量居中，全氮、速效氮、速效磷、速效钾、有效硼含量低。统计分析表明，不同植烟片区类群之间的土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾和水溶性氯存在显著差异，而pH、有效锌、有效硼差异不显著。

3 结论与讨论

该研究结果表明，从土壤养分平均含量看，济源烟区土壤pH呈中性，有机质、全氮、速效氮、速效磷、有效硼、水溶性氯含量分别为11.40 g/kg、0.69 g/kg、62.17 mg/kg、15.82 mg/kg、0.52 mg/kg、11.43 mg/kg，均在适宜范围;速效钾、有效锌含量分别为266.56、2.45 mg/kg，含量较丰富，基本满足了优质烟叶生长需要。

经过10年来的生产综合利用，济源市植烟土壤养分含量变化较大，土壤营养状况整体表现较为理想pH 明显下降，从碱性土壤为主转变为中性至弱碱性为主;有机质、全氮和速效氮含量呈下降趋势，大多数在适宜和偏高范围，其中速效氮含量偏高的比例增加了25%;速效磷和速效钾含量明显增加，其中速效磷含量变异较大，速效钾含量较丰富;有效锌和有效硼大幅提升，缺乏比例明显降低;水溶性氯有所提高，所有土壤均在临界值30 mg/kg以下，处于适宜种烟水平。

但土壤養分在区域间分布不平衡，超过80%的植烟土壤速效钾含量丰富，22%的土壤呈碱性，22%的土壤有机质含量低于10 g/kg，57%的土壤速效氮含量偏高，12%的土壤表现为缺氮，39%的烟田速效磷含量偏低，39%的烟田硼含量低于临界值0.5 mg/kg，52%的烟田水溶性氯含量低于10 mg/kg。

根据土壤养分变化、丰缺状况分布和聚类结果，应结合生产实际，大力推行分区划片精准施肥，加大芝麻饼肥、兔粪肥等优质有机肥施用，促进有机质分解转化，改善土壤生态环境，提升肥料利用率。在烟草专用肥配方选择时，按照种植模式和品种需肥特性，对于Ⅰ类烟区应参照控氮、稳磷钾的原则，适当调减氮肥用量;Ⅲ类烟区应重点加强土壤保育，适当加大有机肥用量，增施磷肥，稳定氮肥和钾肥用量;Ⅱ类烟区可继续选用原有烟草专用肥配方。并且根外追施适量的硼肥，有针对性地补充锌肥，满足烟株生长发育需要，避免出现缺素症状。同时，仍要坚持定期开展测土评价，及时跟踪改进配方施肥方案，进一步促进区域间土壤养分平衡，为烟草生长和优质烟的形成创造适宜的土壤条件。另外，济源市植烟土壤的钾含量较丰富，在河南省烟区处于较高水平[19-20]，对于这一典型特征与烟叶品质关系的分析和挖掘，有待今后进一步研究。

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