湘西植烟土壤有效铁含量及变化规律研究

2013-09-19周米良张黎明

作物研究 2013年4期

刘逊，黎娟*，周米良，张黎明，田峰

(1湖南农业大学农学院，长沙410128;2湘西自治州烟草专卖局，湖南吉首416000)

烟草生产崇尚的是优质适产，而这与土壤营养、空间营养和烟株营养密不可分，其中土壤营养是根本，土壤养分的供给状态直接影响烟株的生长发育［1］。铁是绿色植物生长发育必需的微量元素之一，它不但参与光合作用和叶绿素的合成，而且参与体内氧化还原反应和电子传递［2，3］，对作物的生长发育有着不可或缺的作用。有效铁能显著提高漂浮育苗中烟苗的出苗率，促进壮苗的培育［4，5］，铁素营养水平可以直接影响烟株的生理代谢，间接影响烟株的抗性水平［6］。目前，有关土壤有效铁对烟株的生长发育及烟叶品质影响的研究较少［7］。相比较而言，包括铁素营养在内的微量元素的分布报道较多［8～17］，但系统分析湘西州植烟土壤有效铁含量及变化规律的文献较少。笔者分析了湘西州植烟土壤有效铁含量区域分布特征，并在此基础上侧重分析了在土壤类型、海拔高度、空间分布上的变化规律，旨在为湘西州的植烟土壤改良和平衡施肥以及特色优质烟叶开发提供理论依据。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域

湘西州位于湖南省西北部，地处武陵山区，地势西北高东南低，由西北向东南倾斜，属中国由西向东逐渐降低第二阶梯之缘。该地属山地气候，气候温和，四季分明，类型多样。年降水量约1 284～1 417 mm，雨量集中在春季和夏季，秋季较为干旱。光照与水分适合烟叶生产。年日照时数1 152～1 391 h。年平均气温16.0～17.0℃，日平均气温≥10℃积温较高，为4 995～5 340℃，且延续时间较长，为237～245 d。湘西独特的地理位置和气候条件，特别适合优质烟叶的生产，山地烟叶质量风格突出，配伍性强［18］。

1.2 样品采集

2011年，于湘西州的7个植烟县(永顺县、龙山县、凤凰县、保靖县、泸溪县、花垣县、古丈县)的81个乡镇中的烟叶专业村和具有烟叶种植发展潜力的375个村采集植烟土壤样品。种植面积在20 hm2以下的采集1个土样，超过20 hm2的取2个样，每个村按照具有代表性、连片性好且远离公路的要求选择1～2个取样点。土壤样品的采集时间均统一定在烤烟移栽前的第2个月内完成，并避开雨季。样品采集的同时，用GPS确定采样点地理坐标和海拔高度，并进行耕地资源背景信息调查。

取样时以GPS定点田块为中心田块，采用多点取样法，取样深度为20 cm，用土钻钻取包括周边数个田块在内的土样。每个田块采用五点法，取5个小样点土壤，制成1个0.5 kg左右的混合土样，共采集具有代表性的耕层土样488个。田间采样登记编号，经过风干、磨细、过筛、混匀等预处理后装瓶备用。室内样品检测在湖南农业大学资源环境学院进行。

1.3 土壤有效铁测定方法

参照文献［19］，植烟土壤有效铁采用DTPA浸提－原子吸收分光光度法测定。

1.4 统计分析方法

1.4.1 植烟土壤有效铁含量分级

在综合分析湖南烟区烟草生产实际后，参照罗建新等［20］建立的湖南省植烟土壤养分丰缺状况分级体系，将植烟土壤有效铁含量分为缺乏(＜2.50 mg/kg)、偏低(2.50 ～4.50 mg/kg)、适宜(4.51 ～10.00 mg/kg)、偏高(10.01 ～60.00 mg/kg)、丰富(＞60.00 mg/kg)等5个等级。

1.4.2 植烟土壤有效铁含量空间分布图绘制

用SPSS17.0软件进行原始数据处理及分析，剔除异常离群数据;采用探索分析法(explore)检测数据正态性;采用ArcGIS 9软件中的地统计学模块的Kriging插值方法绘制植烟土壤有效铁含量的空间分布图。

2 结果与分析

2.1 有效铁含量总体分布特征

湘西州植烟土壤有效铁含量总体水平较高，平均值为83.20 mg/kg。从分布频率来看，有效铁含量只有2个分布区间，其中处于“偏高”水平的样本数为总样本数的48.98%，处于“丰富”水平的样本数为总样本数的51.02%。由此可见，湘西州植烟土壤有效铁比较富余，在烟叶大田生产过程中可不考虑铁肥的施入。

2.2 不同植烟县有效铁含量的变化

由表1可知，湘西州植烟土壤有效铁含量变幅10.04～328.89 mg/kg，变异系数82.31%，属强变异，其中，泸溪县植烟土壤有效铁含量变异系数在100%以上。7个产烟县植烟土壤有效铁含量平均72.873～89.845 mg/kg，从高到低依次为:永顺县、古丈县、花垣县、龙山县、凤凰县、保靖县、泸溪县;7个县植烟土壤有效铁含量平均值都处于很高水平。方差分析结果表明，不同县之间的植烟土壤有效铁含量差异不显著(F=0.590，sig.=0.739)。7个县植烟土壤有效铁含量的变异系数为62.87%～125.50%，为中等强度变异至强变异，从大到小排序为:泸溪县、凤凰县、花垣县、古丈县、永顺县、龙山县、保靖县。

表1 湘西州植烟土壤有效铁统计特征Table 1 Descriptive statistics of available iron contents in Xiangxi tobacco－growing soil

2.3 不同植烟土壤类型有效铁含量的变化

由表2可知，6个主要植烟土壤类型的有效铁含量平均在73.0～111.31 mg/kg，从高到低依次为:红灰土、石灰土、红壤、黄壤、水稻土、黄棕壤。方差分析结果表明，不同植烟土壤类型的有效铁含量差异达极显著水平(F=4.204，sig.=0.001)，经Duncan多重比较，红灰土壤的有效铁含量极显著地高于黄棕壤土壤类型。

6个主要植烟土壤类型的有效铁含量适宜样本比例都为0%。

表2 湘西州不同植烟土壤类型有效铁的含量Table.2 The contents of available iron in different tobacco－growing soil types in Xiangxi

2.4 不同海拔高度植烟土壤有效铁含量变化

由表3可知，5个海拔高度组的植烟土壤有效铁含量平均在62.00～92.00 mg/kg，与海拔高度的关系不明显。方差分析结果表明，不同海拔高度的植烟土壤有效铁含量差异不显著。

5个海拔高度组的植烟土壤有效铁含量适宜样本比例均为0%。

表3 湘西州不同海拔高度植烟土壤有效铁含量Table.3 The contents of available iron in different altitude in Xiangxi tobacco－growing soil

2.5 植烟土壤有效铁空间分布

由图1可知，湘西州植烟土壤有效铁含量总体上呈斑块状分布态势。以有效铁含量89.9～184.0 mg/kg为主要分布面积，主要分布在湘西州的南部和北部地区;其次为有效铁含量56.1～89.9 mg/kg的分布面积，主要分布在湘西州的中部地区。

图1 湘西州植烟土壤有效铁含量的空间分布Fig.1 Spatial distribution of tobacco－growing soil available iron contents in Xiangxi

3 结论

湘西州植烟土壤有效铁含量总体水平较高，平均值83.20 mg/kg，变幅 10.04 ～328.89 mg/kg，变异系数82.31%，属强变异。不同县之间的植烟土壤有效铁含量差异不显著，从大到小排序为:泸溪县、凤凰县、花垣县、古丈县、永顺县、龙山县、保靖县。综合试验结果来看，各烟叶产区可基本不考虑铁肥的施入。

不同土壤类型土壤的有效铁含量差异极显著，从高到低依次为:红灰土、石灰土、红壤、黄壤、水稻土、黄棕壤。不同海拔高度的植烟土壤有效铁含量差异不显著，5个海拔高度组的植烟土壤有效铁含量平均在62.00～92.00 mg/kg。

植烟土壤有效铁含量Kriging插值图显示，湘西州植烟土壤有效铁含量总体上呈斑块状分布态势，以有效铁含量89.9～184.0 mg/kg为主要分布面积，主要分布在湘西州的南部和北部地区。

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