植烟土壤有效态微量元素分析评价及对策

2011-07-31吴风光王海明王豹祥

中国烟草科学 2011年1期

黎根，吴风光，汪健，王海明，王豹祥，王林

（湖北中烟工业有限责任公司，武汉 430040）

微量元素是植物生长发育必需的营养元素，其研究受到人们的普遍关注[1,3-12]。土壤中微量元素参与烟株一系列的生理生化作用，其丰缺状况可导致烟叶产量下降，品质降低。目前，土壤微量与大、中量元素营养不平衡的矛盾日益突出[12]。研究结果表明[4,7,10-11]，在微量元素缺乏的烟区土壤合理施用微肥，可明显促进烟株的生长发育，烟叶落黄早，成熟度好，产量高，品质优良，香气质与香气量得到明显改善。在某些植烟土壤，微量元素缺乏已成为烟叶生产主要障碍因素之一[3-4,7]。清江流域是全国优质烟叶生产基地，是“清江源”特色优质烟叶品牌主要产区，具有鲜明的“绿色生态、富硒低害”生态特征，该区域所产烟叶形成了独特的“甜雅香”风格特色，烟叶以“甜润优雅、浓郁芬芳、香气丰满、留香绵长”为主要特征。本研究以清江流域植烟土壤为对象，分析评价了土壤有效态微量元素的分布特点，以期为“清江源”特色优质烟叶生产技术体系提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样方法

2008年，在烟田尚未施用底肥前，采集清江流域烟区土壤样品304个，其中，宣恩30个，咸丰60个，恩施市63个，利川61个，巴东76个，来凤 14个。具体采样方法是：应用棋盘法采集土壤样品，即在同一采样单元内每 8～10个点的土样构成一个0.5 kg左右的混合土样。从田间采来的土样经登记编号后进行预处理，经过风干、磨细、过筛、混匀、装瓶后备测定分析之用。

1.2 测定方法

土壤样品有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效钼、有效硼、水溶性氯等7项微量元素养分测定方法参照文献[2]。

1.3 评价标准

参考微量元素肥料工作会议所制定的“全国农业系统的土壤速效微量元素丰缺指标”(西安，1985)和“中国科学院微量元素组的土壤有效态微量元素评价标准”(南京，1989)，综合分析清江流域烟区多年烟草施肥试验，全面权衡烟叶产量、质量与土壤微量元素养分状况，制订了清江流域烟区土壤有效态微量元素的五级评价标准（表1）。

表1 清江流域烟区土壤有效态微量元素分级评价标准 mg/kgTable1 Standard contents of soil available microelements in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

2 结果

2.1 清江流域烟区土壤有效态微量元素描述性统计

从平均含量来看，清江流域烟区土壤有效钼、有效铁、有效锰、有效铜含量较丰富（表2），其平均含量分别为（0.41 ± 0.40）、（21.53 ± 10.49）、（26.99± 20.73）、（1.19 ± 1.41）mg/kg。有效锌、有效硼含量偏低，平均含量分别为（1.03 ± 0.56）、（0.34 ±0.20）mg/kg，水溶性氯含量极低，平均含量仅为（3.19 ± 5.82）mg/kg。从变异系数来看，清江流域烟区土壤有效态微量元素分布存在广泛的差异，其变异系数由大到小依次是：水溶性氯＞有效铜＞有效钼＞有效锰＞有效硼＞有效锌＞有效铁，变异系数分别达到182.59%、118.01%、97.56%、76.80%、58.10%、54.40%、48.72%。变异系数能反映随机变量的离散程度，一般认为变异系数≤10%为弱变异性，变异系数为10%～100%为中等变异性，变异系数≥100%为强变异性。由此可知，水溶性氯、有效铜的变异强度属于强变异，有效钼、有效锰、有效硼、有效锌、有效铁的变异强度属于中等变异。

表2 清江流域烟区土壤有效态微量元素含量Table 2 The contents of soil available microelements in tobacco-growing areas in Qingjiang valley

2.2 清江流域各产区土壤有效态微量元素分析

2.2.1 土壤有效铁铁是许多酶的辅基，如细胞色素、细胞色素氧化酶，过氧化物酶和过氧化氢等，是合成叶绿素必需的元素，烟草中铁主要分布在叶片[1]。表3结果表明，各产区植烟土壤有效铁含量高低顺序是：利川﹥巴东﹥来凤﹥恩施市﹥咸丰﹥宣恩。其中，利川土壤有效铁含量极丰富，平均为36.38 mg/kg，所有土壤样品的有效铁含量均大于10 mg/kg，其中有 4.92%的土壤样品有效铁含量大于60 mg/kg；巴东土壤有效铁含量平均为 23.07 mg/kg，有 96.05%的土壤样品有效铁含量大于 10 mg/kg；来凤和恩施市土壤有效铁含量相近，平均分别为 17.53 和 17.39 mg/kg，分别有 100%和96.83%的土壤样品有效铁含量大于10 mg/kg；宣恩产区土壤有效铁的含量相对较低，但含量仍属于丰富等级，平均为13.83 mg/kg，有56.67%的土壤样品有效铁含量大于10 mg/kg，并且有效铁含量存在较广泛的变异，变异系数为55.18%。

2.2.2 土壤有效锰锰是形成叶绿素并维持其正常结构的必需元素，是光合放氧复合体的主要成分，是许多酶的活化剂[1]。烟草是高度需锰的作物，是除氯以外烟草微量元素中含量最多的元素，以叶片含量最高[13]。由表4可知，各产区（因恩施市有效锰数据丢失未列出）植烟土壤有效锰含量高低顺序是：利川﹥来凤﹥巴东﹥宣恩﹥咸丰。其中，利川土壤有效锰含量极丰富，平均为44.80 mg/kg，所有的土壤样品有效锰含量均大于 10 mg/kg，有96.72%的土壤样品有效锰含量大于20 mg/kg，属极丰富等级；来凤土壤有效锰含量丰富，平均为29.77 mg/kg，有 64.28%的土壤样品有效锰含量大于 20 mg/kg；巴东土壤有效锰含量平均为24.22 mg/kg，有50.00%土壤样品有效锰含量大于20 mg/kg，并且有效锰含量存在较广泛的变异，变异系数达84.50%；宣恩和咸丰产区土壤有效锰的含量相对较低，但平均含量仍在适宜范围，分别为 19.96 和19.10 mg/kg，分别有66.67%和58.34%的土壤样品有效锰含量大于10 mg/kg，但有效锰含量存在较广泛的变异，变异系数分别达82.08%和99.73%。

表3 清江流域烟区土壤有效铁含量分级Table 3 Classification for the contents of available Fe in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

表4 清江流域烟区土壤有效锰含量分级Table 4 Classification for the contents of available Mn in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

2.2.3 土壤有效铜铜是多种氧化酶的构成成分，烟草中铜多分布于烟株生长活跃的幼嫩组织[1,13]。各产区植烟土壤有效铜含量高低顺序是，宣恩﹥恩施市﹥来凤﹥利川﹥咸丰﹥巴东，结果见表5。其中，宣恩土壤有效铜含量丰富，平均为3.95 mg/kg，有96.67%的土壤样品有效铜含量大于0.5 mg/kg，有43.33%的土壤样品有效铜含量大于3.0 mg/kg，有效铜含量存在较广泛的变异，变异系数达81.25%；恩施土壤有效铜含量较丰富，平均为1.52 mg/kg，有 93.65%的土壤样品有效铜含量大于 0.5 mg/kg，但存在较广泛的变异，变异系数高达110.75%；来凤土壤有效铜含量平均为1.26 mg/kg，有78.57%的土壤样品有效铜含量大于0.5 mg/kg；利川和咸丰土壤有效铜含量相近，平均分别为0.84和0.82 mg/kg，分别有88.52%和76.67%的土壤样品有效铜含量大于0.5 mg/kg；巴东产区土壤有效铜的含量相对较低，但含量仍然适宜，平均为 0.75 mg/kg，有 84.21%的土壤样品有效铜含量大于 0.5 mg/kg。

2.2.4 土壤有效锌锌是很多酶的组成成分或活化剂，烟草中锌分布主要集中在烟草根和顶端生长点[13]。各产区植烟土壤有效锌含量结果见表6，其含量高低顺序是：恩施市﹥咸丰﹥来凤﹥利川﹥宣恩﹥巴东。其中，恩施土壤有效锌含量平均为1.50 mg/kg，有 90.57%的土壤样品有效锌含量大于 1.0 mg/kg；咸丰和来凤土壤有效锌含量相近，平均分别为1.10 和1.00 mg/kg，分别有56.67%和42.85%的土壤样品有效锌含量大于1.0 mg/kg；利川土壤有效锌含量平均为0.88 mg/kg，有77.05%的土壤样品有效锌含量小于 1.0 mg/kg，且存在一定程度的变异，变异系数为49.84%；宣恩和巴东土壤有效锌含量相近，平均分别为0.60和0.56 mg/kg，含量较低，分别有96.67%和85.52%的土壤样品有效锌含量小于1.0 mg/kg。

2.2.5 土壤有效钼钼是硝酸还原酶和固氮酶的组分，其应用作用突出表现在氮素代谢方面，烟草中钼主要分布在幼嫩叶片。烟草对钼的需要量低于其他矿质养分[13]。由表7得知，各产区植烟土壤有效钼含量高低顺序是：巴东﹥来凤﹥恩施市﹥咸丰﹥宣恩﹥利川。其中，巴东和来凤产区土壤有效钼含量极丰富，平均分别为0.55 和0.532 mg/kg，分别有90.79%和100.00%的土壤样品有效钼含量大于0.20 mg/kg；并且两产区土壤有效钼含量均存在较小的变异，变异系数分别为38.01%和26.53%。恩施、咸丰和宣恩产区土壤有效钼含量均较丰富，平均分别为0.46、0.38和0.31 mg/kg，有效钼含量大于0.2 mg/kg的土壤样品分别占73.02%、96.67%和86.67%。利川土壤有效钼的含量在各产区中相对较低，但也属于丰富状态，平均为 0.21 mg/kg，有14.76%的土壤样品有效钼含量小于0.10 mg/kg。

表5 清江流域烟区土壤有效铜含量分级Table 5 Classification for the contents of available Cu in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

表6 清江流域烟区土壤有效锌含量分级Table 6 Classification for the contents of available Zn in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

表7 清江流域烟区土壤有效钼含量分级Table7 Classification for the contents of available Mo in tobacco-growing areas in Qingjiang valley

2.2.6 土壤有效硼硼是烟草必需营养元素，对植物细胞壁形成，细胞分裂和碳、氮代谢过程起着重要的调节作用。烟草是中等需硼作物，以叶片积累最多[13]。由表8可知，各产区植烟土壤有效硼含量高低顺序是：宣恩﹥来凤﹥利川﹥咸丰﹥巴东﹥恩施市。宣恩土壤有效硼含量中等偏低，平均为0.39 mg/kg，有40.00%的土壤样品有效硼含量在（0.3～0.6) mg/kg之间；来凤、利川、咸丰和巴东土壤有效硼含量相近，平均分别为0.34、0.34、0.30和0.30 mg/kg，均属于中等偏低状态，分别有 35.72%、45.90%、53.34%和 56.00%的土壤样品有效硼含量小于0.3 mg/kg；恩施市土壤有效硼含量最低，平均为0.16 mg/kg，有90.00%土壤样品有效硼含量小于0.3 mg/kg，属于极度缺乏状态。

2.2.7 土壤水溶性氯氯是烟草生长发育必要的微量营养元素，适量的氯供应有利于烟草生长，增强细胞膨压，从而提高抗旱能力，能减少因干旱而造成叶片枯斑现象，烟草中以叶片含氯最高[1,13]。各产区植烟土壤水溶性氯含量结果见表9，其含量高低顺序是：利川﹥来凤﹥咸丰﹥巴东﹥宣恩﹥恩施市。其中，仅有利川市土壤水溶性氯含量较高，平均为5.40 mg/kg，土壤样品水溶性氯含量大于5.0 mg/kg的仅占22.95%，且变异性大，变异系数高达273.22%；恩施市和宣恩县植烟土壤水溶性氯含量极低，平均分别为0.41 和1.59 mg/kg，其中恩施市植烟土壤水溶性氯含量变异性较大，变异系数高达117.68%。清江流域其他各产区土壤水溶性氯含量均在3.5 mg/kg左右，均属极低水平。

表8 清江流域烟区土壤有效硼含量分级Table 8 Classification for the contents of available B in tobacco-growing areas in Qingjiang valley

表9 清江流域烟区土壤水溶性氯含量分级Table 9 Classification for the contents of water soluble Cl in tobacco-growing areas in Qingjiang valley

3 结论

（1）清江流域植烟土壤有效硼和有效锌含量中等偏低，有效铁、有效铜和有效锰含量较丰富，有效钼含量极丰富，水溶性氯含量极低。有效铁、有效铜、有效钼、有效锰、有效硼、有效锌、水溶性氯的含量在中等（含）以上比例分别为：99.54%、85.38%、79.89%、70.65%、51.99%、46.17%、1.4%。

（2）清江流域烟区微量元素含量分布存在广泛差异。水溶性氯、有效铜、有效钼、有效锰、有效硼、有效锌、有效铁的变异系数分别达到182.59%、118.01%、97.56%、76.80%、58.10%、54.40%、48.72%。其中，利川产区以土壤有效铁、有效锰、水溶性氯含量为最高，有效钼含量为最低，宣恩产区以有效铜和有效硼含量为最高，有效铁含量为最低，恩施市产区以有效锌含量为最高，有效硼和水溶性氯为最低，巴东产区以有效钼含量为最高，有效铜、有效铁含量为最低，咸丰产区以有效锰为最低。

（3）在生产中，清江流域烟区应适当补充含硼、氯等的微量元素肥料，其中，恩施市产区应特别注意补充硼肥，来凤产区应注意硼肥高效利用的问题，恩施市、宣恩、巴东、咸丰、来凤产区在生产中应注意适当补充含氯肥料，特别是恩施市产区。

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