慈利植烟土壤养分状况评价及其与土壤质地的关系
2015-03-24罗先学彭德元王振华王世平
罗先学,彭德元,王振华,王世平,谭 亮
(1 湖南省烟草公司慈利县公司,慈利 427200; 2 湖南省烟草公司张家界市公司,张家界 427000)
慈利植烟土壤养分状况评价及其与土壤质地的关系
罗先学1,彭德元2,王振华2,王世平1,谭 亮1
(1 湖南省烟草公司慈利县公司,慈利 427200; 2 湖南省烟草公司张家界市公司,张家界 427000)
采用GPS技术在湖南慈利烟区布置了97个采样点,测定其耕层 20 cm(去掉表面2~4 cm)的土壤主要养分含量,利用经典统计方法对植烟土壤养分状况特征及其与土壤质地的关系进行分析。结果表明:慈利植烟土壤酸碱度适宜,且以微酸性和中性为主;土壤有机质含量整体处于适宜水平,适宜比例达到55%,但乡镇间变幅较大;除全磷含量偏低外,水解性氮和全氮、有效钾和全钾以及有效磷含量均在适宜水平;慈利植烟土壤pH、有机质和大量养分含量与土壤质地有密切关系,且不同质地土壤植烟适宜性排序为壤质粘土>粉砂质粘壤土>粉砂质粘土>粘壤土。
烤烟;植烟土壤;养分状况;土壤质地;慈利
土壤肥力是衡量土壤生产力的综合指标,适宜的土壤养分含量是烟草优质、适产的重要基础[1]。烟草在不同肥力的土壤上均可以生长,但烟叶品质对土壤养分的反应十分敏感,烟草生长需要养分含量适宜的土壤,土壤养分含量直接影响烟叶的产质量[2~4]。不同烟区的植烟土壤养分丰缺诊断以及土壤肥力适宜性评价方面的研究比较多。如罗建新等[5]对湖南主产烟区土壤养分进行了分析和评价,王子芳等[6]和李卫等[7]分别对重庆彭水县和云南曲靖植烟土壤肥力适宜性进行了综合评价,陈泽鹏等[8]对广东植烟土壤肥力进行了综合评价,但有关慈利烟区植烟土壤酸碱度、有机质及大量养分状况分析及其与土壤质地关系的研究很少。本研究以慈利县植烟土壤为对象,通过对烟区土壤养分普查,制定养分等级标准,并结合植烟土壤质地与养分的关系分析,评价植烟土壤养分的丰缺程度,以为慈利烟区制定科学的分区施肥方案和选择适宜的质地土壤种植烤烟提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区域概况
慈利县位于湘西北,地处东经110°27′~111°20′,北纬29°04′~29°41′,海拔160~1 410 m,地势自西北向东南倾斜。属中亚热带季风湿润气候区,年均气温16.8℃,年活动积温5 200℃,年日照1 563.3 h,年太阳光辐射总量426.36 kJ/cm2,年降雨日143.2 d,年降水量1 390 mm,无霜期267.6 d。慈利烟区年均烟叶产量约8万担,是张家界的主产区之一。根据国际土壤质地分级标准,慈利植烟土壤质地主要有粉砂质粘壤土、粉砂质粘土、粘壤土、壤质粘土,其标准见表1。
表1 慈利县植烟土壤基本状况
1.2 样品采集与测定
2012年在慈利县烟区应用GPS定位技术共采集土壤样品97份。土壤样品的采集时间选在烟草尚未施用底肥和移栽以前,以反映采样地块的真实养分状况和供肥能力,同时注意避开雨季。具体采样方法为:长方形土块采取“之”字形,较为方正的地块采用对角线或棋盘形采样,取耕层20 cm(去掉表面2~4 cm)的土样,在同一采样单元内每8~10个点的土样构成1个0.5 kg左右的混合土样。从田间采集的土样经登记编号后进行预处理,经风干、磨细、过筛、混匀、装瓶后备用。
土壤分析项目有:pH、有机质、水解性氮、有效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾。土壤pH值采用玻璃电极法,土壤有机质采用重铬酸钾氧化法,土壤全氮采用开氏定氮法,土壤全磷和有效磷采用钼锑抗比色法,土壤全钾和速效钾采用火焰光度法,土壤水解性氮采用碱解扩散法[9]。
1.3 数据处理
运用Excel 2007进行土壤养分分类等处理,再利用SPSS19.0对样品数据进行描述性统计分析以及单因素方差分析。
1.4 植烟土壤养分含量丰缺评价标准
参照中国植烟土壤养分评价标准[10]和相关研究[5,11],制定土壤养分丰缺评价体系(表2)。
表2 湖南植烟土壤养分含量丰缺评价标准
2 结果与分析
2.1 慈利县植烟土壤酸碱性(pH)状况
由表3可知,慈利县植烟土壤酸碱度平均值为6.39,处于适宜范围内,变化范围为5.00~8.50,偏低、适宜、偏高比例分别为27.00%、48.00%、25.00%,由此看出慈利县植烟土壤以中性为主,土壤酸碱性适宜种植烤烟。值得注意的是,赵家岗植烟土壤酸碱度平均值达到7.48,变幅为5.20~8.40,整体酸碱度偏高,适宜比例为0,偏高比例达到80.00%,此地应该通过施加有机肥来降低土壤酸碱度;江垭植烟土壤酸碱度均值为6.90,但偏高比例达到45.00%,整体处于偏高的边界,应该适当提高有机肥的施用量;高桥植烟土壤酸碱度平均值为5.46,变幅为3.80~6.00,整体酸碱度偏低,适宜比例为33.33%,偏低比例为66.67%,此地应在烤烟移栽前2~3个月将石灰与细土混合,分两次施入土壤中来提高pH值。其他乡镇土壤酸碱度都处于适宜范围。
表3 慈利县各乡(镇)植烟土壤pH状况
2.2 慈利县植烟土壤有机质含量状况
慈利县大部分植烟土壤属于旱土,有机质含量适宜范围为15.00~25.00 mg/kg。由表4可知,慈利县植烟土壤有机质平均含量为23.92 g/kg,变幅为8.60~38.00 g/kg,适宜比例达到55.00%,说明慈利县植烟土壤有机质含量整体处于适宜水平,但乡镇间变幅较大,需分区管理施用有机肥。南山坪(28.93 g/kg)、高桥(27.00 g/kg)、金岩(26.50 g/kg)、三合口(25.42 g/kg)、溪口(25.20 g/kg)和洞悉(25.06 g/kg)植烟土壤有机质含量较高,且均处于偏高水平,偏高比例分别为62.50%、66.67%、66.67%、50.00%、66.67%和44.44%,说明此6个乡镇必须要控制有机肥的施用量;杉木桥植烟土壤的有机质含量为14.97 g/kg,变幅为10.90~18.30 g/kg,处于偏低水平,偏低比例为53.26%,需要加施有机肥。
表4 慈利县各乡(镇)植烟土壤有机质含量状况
(续表4)
乡镇均值±标准差(g/kg)变幅(g/kg)比例(%)偏低适宜偏高甘堰1830±4881530~244001000溪口2520±3142160~2740033336667金岩2650±1542480~2780033336667洞溪2506±5851600~3330055564444高桥2700±2952440~3020033336667全县平均2392±624860~380070055003800
2.3 慈利县植烟土壤大量养分含量状况
由表5可知,慈利植烟土壤全氮和水解性氮平均含量分别为1.53 g/kg和112.35 mg/kg,均在适宜水平,变幅分别为0.72~2.37 g/kg和45.00~187.00 mg/kg。各植烟乡镇中,南山坪、高桥和金岩全氮含量较高,分别为1.80、1.78和1.76 g/kg,含量较低的杉木桥为1.08 g/kg,说明慈利县各乡镇植烟土壤全氮含量适宜;除赵家岗(77.00 mg/kg)、杉木桥(82.00 mg/kg)、甘堰(96.30 mg/kg)、三官寺(96.00 mg/kg)、东岳观(100.70 mg/kg)和江垭(104.70 mg/kg)处于偏低水平外,其他乡镇水解性氮含量均为适宜水平。结合有机质含量可知,慈利各乡镇植烟土壤水解性氮含量偏低的6个乡镇应适当提高氮肥的施用量,其他乡镇氮肥按照正常水平施用即可。
慈利县植烟土壤全磷和有效磷含量分别为0.76 g/kg和34.85 mg/kg,变幅分别为0.33~2.18 g/kg和0.40~146.10 mg/kg,全县全磷含量偏低,有效磷含量适宜。各植烟乡镇中,洞溪全磷和有效磷含量分别为1.65 g/kg和87.04 mg/kg,远高于其他乡镇,此地应严格控制磷肥的施用量;此外,除溪口(1.05 g/kg)处于适宜水平外,其他乡镇的全磷含量均偏低,三官寺和甘堰的有效磷含量处于很低水平,仅5.30 和6.00 mg/kg,应该加大磷肥的施用量;此外高峰(45.17 mg/kg)、南山坪(55.70 mg/kg)和岩泊渡(41.25 mg/kg)有效磷含量偏高,应适当减少磷肥的施用量。
慈利县植烟土壤全钾和有效钾含量分别为20.00 g/kg和226.14 mg/kg,变幅分别为10.20~37.90 g/kg和64.00~683.00 mg/kg,均在适宜水平,但变幅较大。各植烟乡镇中,高桥、金岩、洞溪、三官寺、岩泊渡、象市和三合口7个乡镇全钾含量偏高,且仅赵家岗全钾含量偏低;东岳观、象市、南山坪、溪口、岩泊渡和高峰6个乡镇有效钾含量偏高,甘堰和赵家岗有效钾含量偏低;其中象市和岩泊渡应该严格控制钾肥的施用,赵家岗应该加大钾肥的施用量。
表5 慈利县各乡(镇)植烟土壤大量养分含量状况
(续表5)
乡镇有效磷(mg/kg)全钾(g/kg)速效钾(mg/kg)均值变幅均值变幅均值变幅三合口2732640~628021061730~2770167807900~33700杉木桥23031050~447016071280~17701896715800~23300东岳观3807760~677018931610~22903726716700~49000象市35901730~657021141830~26703396016800~53500江垭3100350~1016017341250~2120217006400~68300赵家岗33001080~695013681020~1680129809900~21300三官寺530240~75022871740~31501800012900~23800高峰45171320~1040018301430~2400251677400~39800岩泊渡41252020~651021731710~33502752519300~33700南山坪55703520~831016541300~18403157519800~49000甘堰600270~100016471370~1890125336400~18300溪口33232140~421017671420~19702936717300~41100金岩3550410~908026401910~33101633313900~18300洞溪87043640~1461023171100~37902192211400~40600高桥2517040~728028601840~36501513311400~18600全县平均3485040~1461020001020~3790226146400~68300
2.4 慈利县植烟土壤不同土壤质地与土壤养分含量的关系
土壤质地是决定土壤通透性、保肥性和耕作性等的重要因素,烤烟由于生理上的需肥特点和人们对烟叶品质的要求,宜选择适宜的质地土壤种植烤烟,为烤烟生长发育创造一个良好的土壤环境,均衡土壤对烟株的营养供应,以提高烟叶品质。
由表6可知,不同质地间的土壤养分含量都达到显著差异(p<0.05),其中pH达到极显著差异(p<0.01),说明土壤pH、有机质和大量养分与土壤质地有密切关系。壤质粘土的pH、有机质、水解性氮、速效钾、全氮和全钾6项处于适宜水平;粉砂质粘壤土的有机质、有效磷、速效钾、全氮和全钾共5项处于适宜水平;粉砂质粘土的pH、水解性氮、全氮和全钾共4项处于适宜水平;粘壤土的pH、有机质、有效磷和全氮4项处于适宜水平,但粉砂质粘土的速效钾和全磷更接近适宜水平。综合可知,慈利植烟土壤不同质地适宜性排序为壤质粘土>粉砂质粘壤土>粉砂质粘土>粘壤土。
表6 慈利县不同植烟土壤质地养分状况
3 结论与讨论
烤烟最适生长的土壤pH值为5.50~7.00,此范围内土壤中烤烟生长所需的各种营养元素协调性好,有效性高,烟叶质量最佳[12]。慈利县植烟土壤酸碱度平均值为6.39,处于适宜范围内。对于植烟土壤酸碱度偏高的赵家岗,应该适量多施绿肥等有机肥以降低pH值,而土壤酸碱度偏低的区域,如高桥,应该在移栽前2~3个月分两次施入石灰与细土混合土来提高pH值。
适于烤烟生长的土壤有机质含量一般为15.00~25.00 g/kg[13]。慈利县有机质平均含量为23.92 g/kg,且有93%以上的植烟土壤有机质含量处于适宜及以上水平,整体处于适宜水平。杉木桥土壤有机质含量偏低(<15 g/kg),应施用12 000~15 000 kg/hm2的厩肥或者堆肥做基肥,并早施追肥;而对于有机质含量较高的南山坪和高桥等地(>25 g/kg),应将有机肥施用于前茬作物,烤烟种植当季少施或不施有机肥。
植烟土壤氮素的管理应在有机质和碱解氮含量的基础上,综合考虑土壤质地和降雨量等因素来确定适宜的氮肥施用量[14]。慈利植烟土壤全氮和水解性氮含量分别为1.53 g/kg和112.35 mg/kg,含量适宜,其中赵家岗和杉木桥等水解性氮含量偏低的地区,应在施用有机肥的基础上加施适量的硝态氮肥。
烤烟对磷的需求量较少,仅为需氮量的1/4~1/2,但磷易被固定,利用率仅为10%左右[14]。慈利县植烟土壤全磷和有效磷含量分别为0.76 g/kg和34.85 mg/kg,全磷含量偏低,有效磷含量适宜。其中洞溪的磷含量远高于其他乡镇,是该地有较多的磷矿造成的;对于洞溪、南山坪和高峰等有效磷含量较高(>40.00 mg/kg)的地区,氮磷适宜施用比例为1∶0.5,而三官寺和甘堰等有效磷含量很低(<20.00 mg/kg)的地区,氮磷适宜施用比例为1∶1.5~2.0。
钾肥的施用量应根据烟叶的需钾量和土壤速效钾含量确定,通常优质烟叶每季施用钾肥(K2O)是烟叶需钾量的2~3倍,为225~300 kg/hm2[14]。慈利县植烟土壤全钾和有效钾含量分别为20.00 g/kg和226.14 mg/kg,均在适宜水平,但变幅较大。对于高桥和金岩等速效钾含量偏高(>240.00 mg/kg)的地区,钾肥(K2O)施用量应为烟叶需钾量的1~1.5倍,大约120 kg/hm2。
不同质地间的土壤养分含量都达到显著差异(p<0.05),其中pH达到极显著差异(p<0.01),说明土壤pH、有机质和大量养分含量与土壤质地有密切关系,这与李梅等[15]对农田土壤肥力评价与土体构型关系的研究结果一致。综合土壤质地处于养分适宜水平的个数和接近适宜水平临界值的差异大小可知,慈利县植烟土壤不同质地适宜性排序为壤质粘土>粉砂质粘壤土>粉砂质粘土>粘壤土。其中壤质粘土为上壤下粘的土体构型,壤土的透气性加上下层黏土的保肥性,是慈利最佳的植烟土壤质地。
[1] 张一扬,周冀衡,杨虹琦,等.基于地统计与GIS的土壤有机质空间变异性研究——以湖南省主产烟区为例[J].青岛农业大学学报( 自然科学版),2008,25(1):48-52.
[2] 王宏伟,张留臣,普云飞,等.云南省峨山县植烟土壤肥力的综合评价及变异分析[J].湖南农业大学学报:自然科学版,2012,38 (5):530-534.
[3] 邓小华,谢鹏飞,彭新辉,等.土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响[J].应用生态学报,2010,21(8):2063-2071.
[4] 唐莉娜,陈顺辉,林祖斌,等.福建烟区土壤主要养分特征及施肥对策[J].烟草科技,2008(1):56-60.
[5] 罗建新,石丽红,龙世平.湖南主产烟区土壤养分状况与评价[J].湖南农业大学学报:自然科学版,2005,31 (4):376-380.
[6] 王子芳,高 明,魏朝富,等.植烟土壤养分的空间变异特征及适宜性评价—以重庆市彭水县为例[J].西南大学学报:自然科学版,2008,30 (1):98-103.
[7] 李 卫,周冀衡,张一扬,等.云南曲靖烟区土壤肥力状况综合评价[J].中国烟草学报,2010,16 (2):61-65.
[8] 陈泽鹏,詹振寿,郭治兴,等.广东植烟土壤肥力综合评价[J].中国烟草科学,2006 (1):35-37.
[9] 李酉开.土壤农业化学常规分析方法[M].北京:科学出版社,1983.
[10] 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,2008.39.
[11]张甘霖,龚子同.土壤调查实验室分析方法[M].北京:科学出版社,2012.
[12]许自成,王 林,肖汉乾.湖南烟区土壤pH分布特点及其与土壤养分的关系[J].中国生态农业学报,2008,16(4):830-840.
[13]刘 逊,邓小华,周米良,等.湘西植烟土壤有机质含量分布及其影响因素[J].核农学报,2012,26(7):1037-1042.
[14]中国农业科学院烟草研究所.中国烟草栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,2005.43-44.
[15]李 梅,张学雷.基于GIS的农田土壤肥力评价及其与土体构型的关系[J].应用生态学报,2011,22 (1):129-136.
Appraising on the Nutrient State of Tobacco-Growing Soil in Cili County and It’s Relationships with Soil Texture
LUO Xian-xue1,PENG De-yuan2,WANG Zhen-hua2,Wang Shi-ping1,TAN Liang1
(1 Cili Branch of Hunan Tobacco Company,Cili,Hunan 427200,China;2 Zhangjiajie Branch of Hunan Tobacco Company,Zhangjiajie,Hunan 427000,China )
97 sampling sites were set in the tobacco-growing area of Cili county by GPS techniques,and the contents of main nutrients in the top 20 cm of plowing layer of soil were determined,and then the characteristics of soil nutrients and its relationship with soil texture were analyzed by classic statics method.The results showed that the pH of tobacco-growing area of Cili county was suitable,and mainly showed subacidity and neutral.The content of organic matter was appropriate,and the suitable proportion reached 55%,while there was greater change among towns.The contents of hydrolyzable nitrogen,total N,total K,available K and available P were at appropriate level,while content of total P was lower.The soil texture was closely related to the pH,hydrolyzable nitrogen and macro-element,and the suitability ranking among different soil textures showed loamy clay>silty clay loam soil>silty clay>clay loam.
flue-cured tobacco;tobacco-growing soil;the nutrient state;soil texture;Cili
2015-01-08
罗先学(1985-),男,湖南常德人,技术员,Email:hunter33333@sina.com。
S572.06
A
1001-5280(2015)03-0284-06
10.3969/j.issn.1001-5280.2015.03.16