植烟土壤养分系统研究法中不同指示作物的比较

田 里，尹力初，胡瑞芝，罗兰芳，彭 宇，周曙光

（1.湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128；2.湖南中烟工业有限责任公司技术中心，湖南 长沙 410014）

不同作物的营养特性不同，对各种养分元素及各养分元素程度的需求存在差异[1－2]，所以生产实践中不能通过某种作物产量的盈亏和产质的优劣来判断土壤中养分元素的丰缺与否[3-5]。本试验参考前人的研究[6-12]通过对张家界桑植县植烟土壤养分状况的系统研究，对比高粱与烤烟在指示植烟土壤养分限制因子中存在的差异，探求高粱作为土壤养分状况系统研究法中通用的指示作物能否运用于桑植植烟土壤上，为张家界植烟土壤养分系统研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 土壤样品的采集与制备

在湖南张家界的白石镇、上洞街镇与龙潭坪镇3个烤烟产区分别选择有代表性的植烟田块，通过多点随机采样法（20～30个点）采集耕层土样约80 kg。自然风干后过2 mm筛，充分混合后再从中多点随机取出1.5 kg子样品供土壤有效养分状况分析，以及进行土壤对主要营养元素的吸附试验。其余土样用作盆栽试验。

1.2 土壤有效养分含量分析及其吸附试验

供试土壤的有效养分含量分析及其吸附试验采用ASI分析测定方法[7]。测定的指标包括pH值、交换性 Ca、Mg，有效 P、K、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B。吸附试验是为生物盆栽试验中最佳处理肥料用量提供依据，开展吸附试验的养分元素根据供试土壤有效养分分析结果确定。

1.3 盆栽试验

根据土壤有效养分含量和吸附试验结果，对照各养分临界值标准，确定土壤各养分的丰缺状况，制定盆栽试验方案，盆栽试验均设置了15个处理（见表1）。在确定最佳处理时，除使各种养分调整到最适状态外，还考虑土壤酸度，Ca/Mg，Mg/K的平衡[13]，从最佳处理配方中除去或加入某一元素构成元素的丰缺诊断处理。

表1 盆栽试验设置

在各处理下，先将各种待加入的养分元素配成溶液，一次性加入足量风干土中，在室内阴干捻细后充分混匀，装入250 mL不透明塑料杯，每杯装土150 mL，塑料杯放入高8 cm的周转箱内，每塑料杯在底部钻有3个直径1 cm的小孔，在装土前垫入厚度2 cm的棉花用来保证植株水分的供应。在植株生长的过程中用自动供水瓶保持周转箱中灌溉液的液面高度为2～3 cm，其中缺N和CK处理用蒸馏水，其他处理用0.3 g/L NH4NO3溶液灌溉。

盆栽试验在湖南农业大学资源环境学院玻璃温室进行，每处理重复3次，指示作物为烤烟（中烟201）和高粱（湘糯粱11号）。收获时剪取植株地上部分，烘干后计算单株重量，并以最佳处理的单株生物量为100%，计算各处理的相对产量。

2 结果与分析

2.1 供试土壤养分状况评价

从表2中可以看出：参照ASI法的土壤养分适宜值[14-16]，桑植白石点植烟土壤中有效 Ca、K、Fe、Mn和B含量丰富，而P、Mg、Cu、Zn和S缺乏，Mg/K 偏低；上洞街点土壤中Ca、Fe、Mn和B含量丰富，而K、P、Cu、Mg、Zn 和 S 缺乏，Mg/K 偏低，且 Ca/Mg 过高；龙潭坪点土壤中 K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、B 含量较为丰富，而P、S、Zn含量明显缺乏，Ca/Mg稍低。

表2 土壤有效养分状况分析

2.2 供试土壤养分吸附分析

根据各供试土壤的有效养分分析结果，分别对各土壤相应的亏缺养分进行吸附试验，同时，考虑到目前为止，吸附试验中对产量数据有意义的元素只包括 K、P、SO4-S、B、Cu、Mn、Zn 等 7 种养分，故只对P、S、Zn、Cu、K这5种元素开展相应的吸附试验（表3）。因土壤对养分的吸附在一定范围内都可以用直线方程Y=AX+B拟合，从而可以算出，白石供试土壤所亏缺的养分要达到它们相应的适宜值，需要在生物盆栽试验中施入P 124 mg/L土、Cu 2.3 mg/L土、S 84 mg/L土、Zn 3.9 mg/L土；上洞街生物盆栽试验中需要施入P 131 mg/L土、K 32 mg/L土、S 73 mg/L土、Cu 2.4 mg/L土、Zn 8.2 mg/L土；龙潭坪生物盆栽试验中需要施入P 118 mg/L土、S 139 mg/L土、Zn 4.3 mg/L土。

表3 土壤养分元素吸附特征曲线

2.3 不同指示作物盆栽生物量的比较

高粱盆栽试验中（表4），白石土壤缺N、P、Cu、S使高粱相对产量分别减少了76%、29%、22%、20%，而其他养分的施用与否则无不良影响；上洞街土壤缺 N、P、S分别减少了 88%、37%、22%，加Mn有减产趋势，而其他养分的施用与否则无不良影响；龙潭坪土壤缺N、S、P分别减少了86%、38%、29%，加Fe有减产的趋势，而其他养分的施用与否则无不良影响。因此，高粱作为指示作物时所反映出的土壤养分限制因子及其亏缺顺序为N、P、S、Cu等。

表4 供试土壤生物盆栽试验相对产量 （%）

烤烟盆栽试验中（表 4），白石土壤缺 N、P、Mg、Cu、S使烤烟生物量分别减少82%、51%、27%、19%、15%，缺 Ca、Zn 有减产的趋势，加 Mn、Fe、B、K 有一定的负面效应；上洞街土壤缺N、P、Mg分别减少了85%、63%、20%，而其他养分的施用与否没有不良影响；龙潭坪土壤缺N、P、S、Zn分别减少87%、61%、25%、20%，加Fe、Cu和Mn有一定的负面效应。因此，烤烟作为指示作物时所反映出的土壤养分限制因子及其亏缺顺序为 N、P、Mg、S、Zn、Cu 等。

对比上述两种作物盆栽试验结果可以发现：高粱与烤烟在指示桑植植烟土的养分限制因子及其亏缺顺序上基本相同，即N、P、S、Cu等。但也要注意到，高粱与烤烟所指示的土壤养分限制因子及其亏缺顺序上也存在着差异：高粱对S比较敏感，而烤烟对Mg较敏感，且烤烟所指示的养分限制因子多于高粱，这是因为不同的作物由于其自身的营养特性，对各种养分元素及其需求的程度存在差异[2,4]。

3 小结

桑植植烟土壤有效Ca、Fe、Mn和B含量丰富。高粱与烤烟在指示张家界植烟土壤的养分限制因子及其亏缺顺序上基本相同，故土壤养分系统研究法中高粱作为一种通用的指示作物，基本上也能作为指示植物应用于植烟土壤养分的系统研究。但两种作物对S、Mg指示作用并不一样，且所指示土壤养分限制因子的多寡也存在一定差异，故盆栽试验中选取的指示作物最好与田间种植作物相一致。

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