云南沾益植烟土壤pH分布特征及其与土壤养分关系

欧阳磊，周冀衡 ，段志超，黄 璇，李 强，刘晓颖，李鹏飞，赵文涛

(1.湖南农业大学 烟草研究院，湖南 长沙 410128;2.云南省文山烟草公司，云南 文山 663000;3.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128)

土壤酸碱度是影响烟草生长发育、烟叶产量和品质的重要因素［1－2］，也是土壤养分的重要特征，与土壤养分的形成、转化及其有效性密切相关［3－4］。许自成等［5］研究了湖南烟区土壤pH分布特点及与土壤养分的关系。林毅等［6］对三明烟区土壤pH值与土壤有效养分的相关性进行了研究。梁颁捷等［7］研究了福建植烟土壤pH值与土壤有效养分的相关性。但有关云南省沾益烟区的相关研究报道还属空白。本文以沾益烟区土壤为研究对象，对沾益植烟土壤pH与土壤养分关系进行分析。以期为沾益植烟土壤的改良、合理施肥和提高肥料利用率提供科学依据。

1 材料与方法

2011年在云南省沾益烟区应用GPS定位取样法，按土壤类型确定取样点，共采集植烟土样320个。取样深度为土壤耕作层0～20 cm，且在烤烟尚未施用底肥和移栽以前进行取样，取样期前7 d无雨。每取样单元内8～10个点的土样，四分法去掉杂质，构成1个0.5 kg左右的混合，土样登记编号后进行预处理、风干、磨细、过筛、混匀、装瓶后备用。测定指标包括:pH、有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、有效钙、有效镁、有效铜、有效硼、有效锌、有效铁、有效锰、有效硫、水溶性氯离子。各指标测定方法及标准参照文献［8］。试验所得数据采用SPSS16.0、Excel2003和ArcGIS9.3软件进行统计分析。取样点情况见图1。

图1 沾益县植烟土壤取样点分布Fig.1 Distribution of sampling sites

2 结果与分析

2.1 沾益烟区植烟土壤pH值分布特征

参考李念胜［9］的研究结果，由表1可知，沾益烟区植烟土壤pH值总体适宜，平均为6.06±0.79，变幅为4.22～8.50。处在适宜烤烟生长pH范围5～7的样品占75.3%，处在最适宜烤烟生长pH范围5.5 ～6.5 的样品占41.9%，另外过酸土壤(＜5.0)样品占9.06%，15.6%的土样偏碱性。

各乡镇土壤pH值分布差异明显，其中以菱角乡和炎方乡土壤pH值情况表现较优。菱角乡85.5%的土样pH值处在适宜值范围内，54.6%的土壤pH值处在最适宜值范围内。炎方乡84.9%的土样pH值处在适宜值范围内，52.2%的土壤pH值处在最适宜值范围内。盘江镇和德泽乡土壤偏碱现象明显，pH值大于7的土样分别占38.9%和40.0%，且盘江镇无过酸土样。

表1 沾益植烟土壤pH值分布情况Tab.1 Distribution of pH in tobacco －growing soils of Zhanyi

2.2 沾益烟区不同土壤类型的pH分布

由表2可知，不同土壤类型平均pH高低顺序为:新积土(6.39)，水稻土(6.23)，紫色土(6.13)，红壤(5.98)，各土壤类型样品pH平均值均处在最适宜范围内。pH值处于适宜范围之间的土壤样本占总样本数百分比的高低顺序为:红壤(82.0%)，水稻土(69.7%)，新积土(54.2%)，紫色土(50%)，pH 值处于最适宜范围之间的土壤样本占总样本数百分比的高低顺序为:红壤(45.3%)，水稻土(37.2%)，紫色土(33.3%)，新积土(29.2%)。

表2 不同土壤类型pH值分布情况Tab.2 Distribution of soil pH value in different soil types

2.3 沾益烟区植烟土壤养分含量情况

沾益烟区植烟土壤养分含量情况见表3，参照陈江华等［10］的研究标准，沾益烟区植烟土壤有机质含量很丰富，平均高达36.1 g/kg，85.3%的土样有机质含量偏高(＞25 g/kg)。全氮含量较高，平均达1.63 g/kg，处在适宜范围1～2 g/kg内［5］，处在适宜范围的样本占74.4%。全磷含量适宜，平均为1.08 g/kg，处在最适宜范围内。全钾含量较低，平均含量为11.2 g/kg，仅15%的土样含量高于20 g/kg(适宜)。碱解氮平均含量为129 mg/kg，含量中等，仅有一个土样碱解氮含量低于65 mg/kg，另有16.9%的土壤碱解氮介于65 mg/kg和100 mg/kg之间。根据相关分级标准［11］，沾益烟区土壤速效磷平均含量为25.0 mg/kg，含量丰富，有10.6%的土壤速效磷含量低于10 mg/kg［12］。速效钾平均含量高于临界值150 mg/kg，为180 mg/kg，含量较丰富，55%的土壤速效钾含量均在临界值以上。土壤有效硼平均含量为0.44 mg/kg，略低于临界值。参考国内外对植烟土壤有效态微量元素分级标准［13－15］，沾益烟区土壤有效钙平均含量为2 273 mg/kg，远远高于临界值400 mg/kg，且无低于临界值土样;土壤有效镁平均含量为236 mg/kg，高于临界值120 mg/kg;有效铜含量较高，达到3.17 mg/kg，远远高于临界值0.2 mg/kg;有效锌平均含量为3.15 mg/kg，也远高出临界值1 mg/kg，含量丰富;有效铁平均含量为50.3 mg/kg，高出临界值7 mg/kg，含量丰富;有效锰平均含量为51.2 mg/kg，高出临界值7 mg/kg;有效硫以及水溶性氯离子的平均含量分别为42.4 mg/kg和45.7 mg/kg，也都高于对应临界值15 mg/kg和10 mg/kg。

另外，沾益烟区各土壤养分含量均存在不同程度的差异，其中以土壤有效硫的变异程度最大，变异系数高达144%，全磷的变异程度也达到了104%;碱解氮含量的变异程度最小，变异系数为23.9%。参照薛正平等［16］的研究，按照反映离散程度的变异系数(CV)的大小，可粗略地将土样指标的变异程度分为3级，弱变异性:CV＜10%，中等变异性:10%≤CV≤30%，强变异性:CV＞30%。参考该标准，沾益烟区植烟土壤有机质、全氮、碱解氮的变异程度为中等变异性，其余各检测指标的变异程度均为强变异性。

表3 沾益烟区土壤养分含量的描述统计Tab.3 Descriptive statistics of soil nutrient contents in Zhanyi tobacco lands

2.4 沾益烟区植烟土壤pH与土壤养分的相关分析

沾益烟区植烟土壤pH值与有效养分的相关分析见表4。土壤pH值与有机质、全氮、全钾、有效钙、有效镁、有效铁、有效锰以及水溶性氯离子含量的相关系数达到极显著水平，其中土壤pH值与有效铁、有效锰呈负极显著相关;土壤pH值与速效钾、有效锌、有效硫含量相关系数达显著水平，其中土壤pH值与有效硫含量的相关系数达到负显著相关水平。土壤全磷、碱解氮、速效磷、有效铜以及有效硼含量与pH值的相关性不显著。

表4 土壤pH值(x)与土壤养分(y)的相关关系Tab.4 Correlation coefficients between soil pH value and soil nutrient contents

表5 不同pH组的土壤养分含量Tab.5 Soil nutrient contents in different pH groups according to pH range

2.5 沾益烟区植烟土壤pH对土壤养分的影响

根据植烟土壤pH的相关划分标准［17］。将土壤pH值分组后，除速效磷、速效钾、有效硼含量无差异外，其他土壤养分含量在组间均存在着极显著差异。在此基础上，对各土壤养分在不同组间的表现进行多重比较，结果见表5。当pH＞7时，土壤全氮、全钾、有效钙、有效镁和水溶性氯离子的含量均为最高。当pH＞7时，土壤有效铁、有效锰和有效硫的含量最低，且显著低于pH为5.5～6.5时各指标值。pH为5.5～6.5时土壤有机质、碱解氮和有效锰的含量为最高，其余各指标含量在所有分组中处在中等位置。参考前人的研究结果［12，18］，pH 为5.5～6.5时，土壤有机质、碱解氮、速效钾、有效钙、有效镁、有效铜、有效锌、有效铁、有效锰、有效硫和水溶性氯离子的含量丰富，能够满足优质烤烟需要;土壤全氮、全磷和速效磷含量适宜，能够满足烤烟正常生长;土壤全钾及有效硼含量略低于临界值，但尚未引起大田烤烟缺素症状。

3 结论与讨论

研究结果表明，沾益烟区土壤pH总体适宜，平均值为6.06，变幅为4.22～8.50，变异性较小，变异系数为13.0%，与福建烟区多呈强酸性的土壤明显不同［7］。这可能由于沾益烟区地处高海拔地区，主要土壤类型与福建烟区不同所致。处在适宜烤烟生长pH为5～7的样品占75.3%，处在最适宜烤烟生长 pH 为5.5 ～6.5 的样品占 41.9%，大于湖南烟区的 26.9%［5］。过酸土壤(＜5.0)样品占 9.06%，15.6%的土样偏碱性。不同土壤类型平均pH高低顺序为:新积土，水稻土，紫色土，红壤，各土壤类型平均pH值均在最适宜值范围内，有利于优质烤烟的生长。

沾益烟区植烟土壤全钾及有效硼的含量略低于临界值，与李强等［19］对曲靖烟区的研究一致。其他各土壤指标含量均处在适宜或丰富的水平，尤其是有效态微量元素的含量，均很丰富，对于优质烤烟的生长提供了良好的营养环境。沾益烟区各土壤养分含量均存在不同程度的差异，土壤有机质、全氮、碱解氮的变异程度为中等变异性，其余各检测指标的变异程度均为强变异性。

沾益烟区土壤pH与全磷、碱解氮、速效磷、有效铜以及有效硼的相关性不显著，与其余各指标的相关性均达到显著或极显著水平。这与梁颁捷等［7］的研究结果不尽相同。这是因为福建烟区土壤多呈强酸性，导致碱解氮和有效硼缺乏，土壤pH值与碱解氮和有效硼的含量相关性达极显著水平。沾益植烟土壤pH分组后，除速效磷、速效钾、有效硼含量无差异外，其他土壤养分含量在组间均存在着极显著差异。当pH＞7时，土壤全氮、全钾、速效钾、有效钙、有效镁和水溶性氯离子的含量均为最高，有效铁、有效锰和有效硫的含量最低;pH为5.5～6.5时，土壤有机质、碱解氮、速效钾、有效钙、有效镁、有效铜、有效锌、有效铁、有效锰、有效硫和水溶性氯离子的含量丰富，土壤全钾及有效硼含量略低于临界值。土壤pH值对营养元素的含量影响明显，因此在配方施肥策略上，如何调节土壤pH值，显得尤为重要。

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