大理州植烟土壤有效锌分布特征及其影响因素分析
2015-02-08王新中樊在斗李再光户艳霞孙军伟邹加明徐发华
王新中,樊在斗,李再光,户艳霞,孙军伟,邹加明,徐发华
云南省烟草公司大理州公司,云南省大理市鹤庆路71 号 671000
锌是影响烤烟生长发育的重要微量元素之一,不仅参与烟株的能量代谢和氧化还原过程,而且适量锌能促进植株生长,改善烟叶的内在品质,对烤后烟叶的可用性也有重要影响[1-2]。近年来,国内学者针对不同烟区土壤有效锌的分布特点及其影响因素等方面已进行了一些研究,为烟区土壤改良和平衡施肥提供了依据[3-7]。大理州作为全国主产烟区之一,自2002年以来尚未进行过有关植烟土壤有效锌方面的系统研究[8]。为此,在分析大理州植烟土壤有效锌含量分布特征的基础上,进一步探讨了土壤有效锌含量与土壤类型、海拔、pH 以及有机质含量的关系,旨在为合理调控土壤锌平衡及科学施肥提供依据。
1 材料与方法
1.1 样品采集
2012年10 月,在大理州宾川、大理、洱源、鹤庆、剑川、弥渡、南涧、巍山、祥云、漾濞、永平和云龙12 个植烟县(市)共采集土壤样品1 131 个,其中,红壤363 个,水稻土391 个,新积土126 个,紫色土231 个,黄壤20 个[9]。采样方法:按平均每40 hm2为一个取样单位,采用对角线取样法采集0~20 cm耕层土壤20 个点,均匀混合制成1 kg 土样。土样经过预处理后装瓶备用。
1.2 测定方法
采用玻璃电极法测定土壤pH[10];重铬酸钾氧化法测定土壤有机质含量(质量分数)[11];原子吸收分光光度法测定土壤有效锌含量(质量分数)[12]。
1.3 数据分析
采用SPSS17.0 软件对相关数据进行描述性统计、单因素方差分析及多重比较(SSR)。
2 结果与分析
2.1 植烟土壤有效锌含量的总体分布
大理州植烟土壤有效锌的平均含量为3.11 mg/kg,整体较丰富,但变异较大,变幅0.07~72.92 mg/kg,变异系数146.95%。参考文献[13],将全州植烟土壤有效锌含量分为5 个等级:<0.5 mg/kg 为严重缺乏,占2.83%;0.5~1.0 mg/kg 为缺乏,占10.79%;1.0~2.0 mg/kg 为适宜,占28.38%;2.0~5.0 mg/kg 为较丰富,占46.77%;>5.0 mg/kg 为丰富,占11.23%。土壤有效锌含量能够较好地满足烟株生长需求(1.0~5.0 mg/kg)的比例为75.15%,全州植烟土壤总体符合优质烟叶的生产需求。
2.2 不同产区植烟土壤有效锌含量状况
大理市、鹤庆县和剑川县植烟土壤有效锌含量较高,永平县土壤有效锌含量相对较低,其余县(市)植烟土壤有效锌含量均介于2.0~4.0 mg/kg 之间(表1)。但各县(市)植烟土壤有效锌含量分布不均匀,存在较大的变异,其中以云龙植烟土壤有效锌变异程度最大,剑川次之,南涧最小。由图1可知,有效锌含量<0.5 mg/kg 的植烟土壤分布在云龙、永平、漾濞、祥云、巍山和宾川6 个县,以云龙县所占比例最高(21.13%),永平次之(8.25%),其余4 个县在1.52%~2.86%之间。
2.3 不同类型植烟土壤有效锌含量状况
大理州植烟土壤类型以水稻土、红壤、紫色土、新积土和黄壤为主,其中水稻土分布最广;其他土壤类型所占比例依次为红壤、紫色土、新积土和黄壤(表2)。5种植烟土壤类型有效锌含量依次为紫色土>水稻土>红壤>新积土>黄壤。不同土壤类型有效锌含量存在广泛变异,变异系数均在73.58%以上。
2.4 不同海拔高度植烟土壤有效锌含量状况
大理州植烟土壤海拔范围主要分布在1 200~2 600 m,差异较大。按全州植烟土壤海拔分布状况,划分为3 个海拔区,即低海拔(<1 700 m)、中海拔(1 700~2 100 m)和高海拔(>2 100 m)。从表3可以看出,高海拔范围土壤有效锌含量最高,为4.10 mg/kg,其次为低海拔范围土壤。不同海拔范围土壤有效锌含量均表现出较大变异,其中低海拔变异系数最大,中海拔最小。
图1 土壤有效锌含量分布比例
表2 不同土壤类型有效锌含量分布
表3 不同海拔高度的土壤有效锌含量
2.5 土壤pH 与有效锌含量的关系
由于烟草的生长发育需要一定的pH范围,因此对土壤pH进行分组,分组后对各pH范围内土壤有效锌含量进行方差分析。结果(表4)表明,pH<5.0时,土壤有效锌平均含量最低,且与pH>5.5以上各组存在显著差异;pH5.5~6.0范围时,土壤有效锌平均含量最高;pH5.0~7.0的土壤所占比例达70.55%,这些土壤有效锌含量较为丰富,土壤酸碱度也适宜烤烟生长。
表4 不同pH 土壤的有效锌含量状况
2.6 土壤有机质与有效锌含量的关系
将土壤有机质含量按照<15,15~25,25~35 和>35 g/kg 划分为4 个等级[14],计算各等级土壤有效锌的平均含量。由表5 可知,随着有机质含量的提高有效锌含量也随之增加。方差分析结果表明,除15~25 g/kg 和25~35 g/kg 两个等级外,其余等级间差异均达到0.05 显著水平。
表5 不同土壤有机质水平下的有效锌含量
3 小结与讨论
大理州植烟土壤有效锌平均含量为3.11 mg/kg,整体较为丰富,总体符合优质烟叶生产的需求。但全州植烟土壤有效锌含量变异较大,变幅为0.07~72.92 mg/kg,变异系数为146.95%,部分烟区存在植烟土壤缺锌(<0.5 mg/kg)现象,主要分布在云龙、永平、漾濞、祥云、巍山和宾川6 个县,这些区域应根据土壤具体测定结果适当施用锌肥以提高土壤有效锌含量。
不同类型土壤有效锌含量存在明显差异。大理州植烟土壤中以紫色土的有效锌含量最高,水稻土次之,再次为红壤和新积土,黄壤最低。主要原因可能是由于成土母质自身的锌含量不同所致[15]。高海拔烟区植烟土壤有效锌含量总体高于中低海拔烟区,与前人的研究结果一致[16],这可能与中低海拔烟区复种指数高,作物从土壤中摄取的锌量较多有关。
本研究结果显示,随着土壤有机质含量的提高,土壤有效锌的含量也随之增加,与前人的研究结果一致[4,7]。在pH<6.0 时,随pH 的升高土壤有效锌含量增加;在pH>6.0 时,随pH 的升高土壤有效锌含量先降低后提高,这与赵爽等[7]在曲靖烟区的研究结果一致。而Meers 等[17]研究提出pH 与土壤中锌含量极显著负相关,石中山等[18]对重庆地区酸性紫色土的研究认为,土壤pH3.9~6.4 时随着pH 升高,土壤有效锌含量降低。上述研究结果的差异,可能与不同区域的土壤类型、有机质含量及其他养分含量不同有关。
[1]胡国松,郑伟,王震东,等.烤烟营养原理[M].北京:科学出版社,2000:198-209.
[2]李明德,肖汉乾,余崇祥,等.湖南烟区土壤中、微量元素状况及施肥效应研究[J].中国烟草科学,2005,26(1):25-27.
[3]刘国顺,李娟,黄克久.重庆植烟土壤有效态微量元素状况分析[J].烟草科技,2010(5):55-59.
[4]刘合满,张兴昌,苏少华.黄土高原主要土壤锌有效性及其影响因素[J].农业环境科学学报,2008,27(3):898-902.
[5]李强,周冀衡,张永安,等.曲靖植烟土壤有效微量元素的空间变异和影响因子[J].烟草科技,2013(10):63-67,79.
[6]李振华,黄元炯,许自成,等.河南省不同烟区烤烟锌含量和土壤有效锌的分布特点[J].安徽农业科学,2007,36(3):1093-1094.
[7]赵爽,许自成,解燕,等.曲靖市植烟土壤有效锌含量状况及与土壤因素的关系分析[J].中国烟草学报,2013,19(1):26-31.
[8]邹加明,单沛祥,李文璧,等.大理州植烟土壤肥力质量现状与演变趋势[J].中国烟草学报,2002,8(4):15-21.
[9]李再光.大理州植烟土壤分析与评价[M].昆明:云南人民出版社,2014:15-16.
[10]NY/T 1121.2—2006 土壤pH值的测定[S].
[11]NY/T 1121.6—2006 土壤有机质的测定[S].
[12]NY/T 890—2004 土壤有效态锌、锰、铁、铜含量的测定 二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法[S].
[13]陈江华,刘建利,李志宏.中国植烟土壤及烟草养分综合管理[M].北京:科学出版社,2008:42.
[14]陈江华,李志宏,刘建利,等.全国主要烟区土壤养分丰缺状况评价[J].中国烟草学报,2004,10(3):14-18.
[15]农牧渔业部农业局.微量元素肥料研究与应用[M].武汉:湖北科学技术出版社,1986:157-158.
[16]黎娟,刘逊,邓小华,等.湘西植烟土壤有效锌含量及其变化规律研究[J].云南农业大学学报,2012,27(2):1210-1214,1240.
[17]Meers E,Unamuno V R,Laing G D,et al.Zn in the soil solution of un-polluted and polluted soils as affected by soil characteristics[J].Geoderma,2006,136:107-119.
[18]石中山,王春苗,特拉津·那斯尔,等.重庆地区酸性紫色土锌有效性及其影响因素研究[J].土壤,2010,42(4):600-605.