豫中烟区土壤物理性状与养分特性及其关系

李晓婷， 詹 军， 王维超， 朱金峰， 张耀旭， 杨 俊， 贾冬冬， 陈 初

(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司，云南 昆明 650106； 2. 红云红河烟草(集团)有限责任公司，云南 昆明 650202； 3. 河南省烟草公司许昌市公司，河南 许昌 461099； 4. 河南省烟草公司漯河市公司，河南 漯河 462000； 5.河南省烟草公司平顶山分公司，河南 平顶山 410400)

豫中烟区土壤物理性状与养分特性及其关系

李晓婷1， 詹 军1， 王维超3， 朱金峰4， 张耀旭5， 杨 俊1， 贾冬冬1， 陈 初2

(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司，云南 昆明 650106； 2. 红云红河烟草(集团)有限责任公司，云南 昆明 650202； 3. 河南省烟草公司许昌市公司，河南 许昌 461099； 4. 河南省烟草公司漯河市公司，河南 漯河 462000； 5.河南省烟草公司平顶山分公司，河南 平顶山 410400)

分析了豫中烟区8个主要植烟县的土壤物理性状和养分特性，并对其相关性进行了研究。结果表明，豫中植烟土壤的物理性状较稳定，粒级以粉粒为主，沙粒次之，黏粒含量最低，其中粉粒以粗粉粒>细粉粒>中粉粒；物理性黏粒含量分布为30%～60%，属于中壤土和重壤土；容重分布范围为1.05～1.17 g·cm-3，均适宜烟株根系生长；总孔隙度分布范围39.40%～70.15%，2.28%的偏低，40.57%偏高，其中禹州、郏县和叶县均值偏高。养分特性以pH值中性偏碱，有机质、全氮、碱解氮和氯离子含量适宜，速效磷和速效钾含量最适宜，但是除pH值为弱变异外，有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮为中等变异，速效磷、速效钾和氯离子含量为强变异。相关性分析表明，土壤pH值与粗沙粒、黏粒、容重呈极显著正相关，与细沙粒和粉粒呈极显著负相关；有机质、全氮、全磷、速效钾与黏粒呈极显著正相关，而与沙粒、粉粒呈极显著负相关；全钾、碱解氮与孔隙度呈极显著正相关，与粗沙粒、容重呈极显著负相关；速效磷与粉粒呈显著正相关，与粗沙粒呈极显著负相关；氯离子仅与粒级0.5～0.1 mm呈显著正相关。

豫中烟区；植烟土壤；物理性状；养分特性；相关性

土壤是影响特色优质烟叶形成的重要生态因素。一般情况下，土壤的机械组成决定着土壤理化特性及生物学特性，是造成土壤养分差异的主要因素。研究表明，土壤中养分丰缺与土壤颗粒吸附能力大小即土壤颗粒存在形态及组成比例有关，黏粒越多，土壤胶体越丰富，吸附性能越强，所吸附的土壤养分越丰富[1-2]。适宜的土壤物理环境能够提供良好的水、气、热条件，适宜的化学环境能创造合适生长的肥力条件，对烟叶生长发育、风格特色彰显和品质形成起着至关重要的作用。豫中烟区是河南省最典型浓香型烟叶产区，所产烟叶色泽鲜亮、香味浓郁、配伍性强。近几年，关于豫中烟区的研究报道较多，主要集中在植烟土壤的养分状况评价[3-4]，土壤质地或养分对烤烟质量影响[5-6]，以及烟叶品质研究等方面[7]。而土壤物理性质不仅影响土壤中养分供应状况，土壤中生物种类和活性，进而影响烟叶的生长发育[8]，但鲜见豫中烟区植烟土壤物理性状及其相关性的报道。因此，本研究对豫中烟区土壤质地、容重和通气性3个主要的物理性状和养分状况进行综合分析，探讨物理性状与主要土壤养分的相关性，以期了解豫中烟区植烟土壤理化性状，从而对不同植烟区土壤管理和提升烟叶品质提供参考。

1 材料与方法

1.1样品采集

根据植烟区域的生态条件，因地制宜，选取具有代表性的烟田进行布点。2014年10月在河南省豫中烟区许昌、漯河和平顶山3市，采用GPS定位技术，共采集代表性的0～20 cm的耕层土壤样品175个，其中许昌20个，襄城30个，禹州20个，临颍25个，宝丰15个，郏县30个，汝州20个，叶县15个。采样方法为五点法取样，混合提取，用四分法去除多余部分和剔除大的砾石和根系等杂物，经过登记编号后，对土样进行预处理，经过风干、磨细、过筛、混匀和装瓶后以备测定分析。

1.2样品检测

土壤物理性状包括机械组成、容重和孔隙度，其中机械组成采用比重计法测定，应用卡庆斯基土壤质地分类；容重采用环刀法测定；土壤总孔隙度用容重与相对密度的比值计算。土壤养分包括pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾和水溶性氯，测定方法参照《土壤农化分析》[9]，分别采用电位测定法(m(水) :m(土)=2.5∶1)、重铬酸钾外加热法、凯氏定氮法、氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法、氢氧化钠碱法-火焰光度计法、碱解扩散法、碳酸氢钠浸提钼蓝比色法、醋酸铵浸提-火焰光度法、硝酸银滴定法。

2 结果与分析

2.1豫中烟区土壤物理性状分析

研究报道,优质烟区的土壤质地为沙壤土至中壤土，耕层土壤容重范围值1.1～1.4 g·cm-3，达到1.40 g·cm-3已经成为根系生长的限制值，超过1.60 g·cm-3时会严重影响植物根系生长；土壤总孔隙度范围值为47.3%～56.9%[10]。根据卡庆斯基制土壤颗粒分级，由表1可知，豫中烟区植烟土壤以粉粒为主，沙粒次之，黏粒最低，其中粉粒顺序为粗粉粒>细粉粒>中粉粒。根据卡庆斯基制土壤质地分类，机械组成部分物理性黏粒含量在10%～20%为沙壤土、20%～30%为轻壤土、30%～45%中壤土、45%～60%为重壤土。豫中烟区的植烟土壤物理性黏粒含量平均值为45.76%，分布在30%～60%，属于中壤土和重壤土。其中许昌县、郏县和宝丰县属于中壤土，最适宜优质烤烟生长；临颍、襄城、禹州、汝州和叶县属于重壤土。土壤容重平均值为1.12 g·cm-3，分布范围在1.05～1.17 g·cm-3，小于1.40 g·cm-3，烟区土壤容重范围均适宜烟株根系生长。土壤总孔隙度均值为56.22%，分布范围为39.40%～70.15%，仅有2.28%比例的土壤样品孔隙度偏低，小于适宜孔隙度范围；而40.57%的土壤孔隙度偏高。8个主要植烟县(市)中以临颖、许昌、襄城、宝丰、汝州适宜；禹州、郏县和叶县的偏高。

土壤物理和养分含量的变异强度参照薛正平等[11]的三级评价法进行评价，即当CV<10%为弱变异，10%≤CV≤30%为中等变异，CV>30%为强变异。从土壤物理性状的变异系数看，豫中烟区植烟土壤的机械组成中粒级1～0.5 mm和<0.001 mm属于强变异，0.5～0.1 mm属于中等变异，细沙粒和粉粒粒级均为弱变异；物理性黏粒、容重和孔隙度的变异系数较小，大部分属于弱变异。说明烟区植烟土壤的物理性状较稳定，差异性较小。

表1 豫中烟区植烟土壤物理指标含量Table 1 Physical characteristics of tobacco-growing soils in central of Henan Province

2.2豫中烟区土壤养分分析

根据全国第二次土壤普查养分分级标准，由表2的植烟土壤养分含量与变异系数分析可知，豫中烟区总体上植烟土壤养分中性偏碱(pH值为7.07)，有机质、全氮、碱解氮和氯离子含量适宜，速效磷和速效钾含量最适宜。变异系数以pH值为弱变异；有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮为中等变异；速效磷、速效钾和氯离子含量为强变异。同时，由表2豫中烟区3市8县的植烟土壤养分分析可知，pH值以临颍、许昌、禹州和叶县中性偏酸，为6.18～6.76；而襄城、郏县、宝丰和汝州中性偏碱，分布为7.24～7.78。有机质、全氮、速效磷和速效钾含量以临颍最高，平均含量分别为32.40，1.19，28.93和194.29 mg·kg-1，含量均达到丰富级别；而许昌市3县和平顶山市的养分含量适宜。碱解氮含量以平顶山的叶县最高，达到97.40 mg·kg-1，含量最适宜；而襄城最低，仅62.76 mg·kg-1；其他6县(市)含量居中，处于适宜状态。氯离子含量以许昌最高，为29.94 mg·kg-1，但未超出植烟土壤氯离子含量的适宜范围要求。

表2 豫中烟区植烟土壤养分含量Table 2 Nutrient contents of tobacco-growing soils in central Henan Province

2.3豫中烟区土壤物理性状与肥力因子相关分析

由表3可知，pH值与土壤物理性状各指标的相关性均达到显著，其中pH值与粗沙粒、黏粒、容重极显著正相关，与物理性黏粒呈显著正相关；而

表3 豫中烟区植烟土壤物理性状与养分因子的相关性Table 3 Correlation between physical and nutrient characteristics of tobacco-growingsoil in central Henan province

注：*为差异显著(P<0.05),**为差异极显著(P<0.01)。

Note: * indicates significant difference at 5% level, ** indicates very significant difference at 1% level.

与细沙粒和粉粒呈极显著负相关。有机质、全氮与沙粒、粉粒呈极显著负相关，而与黏粒呈极显著正相关。全磷与沙粒呈极显著负相关，与黏粒呈极显著正相关。全钾与粗沙粒、容重呈极显著负相关，与粉粒呈显著正相关，与孔隙度呈极显著正相关。碱解氮与粗沙粒、容重呈极显著负相关，孔隙度呈极显著正相关。速效磷与粗沙粒呈极显著负相关，与粉粒呈显著正相关。速效钾与细沙粒、粉粒呈极显著负相关，与黏粒呈极显著正相关。氯离子含量仅与粒级0.5～0.1 mm呈显著正相关。

3 结论与讨论

前人对豫中烟区土壤颗粒组成研究认为，粒级0.001～0.0 1mm主要分布在豫中的北部和西南部，0.05～0.1 mm分布东部，>0.1 mm分布在西部一带[12]。本研究认为，豫中烟区植烟土壤以粉粒为主，烟区均以粒级0.05～0.01 mm的粗粉粒和0.000 5～0.001 mm的细粉粒含量较高；物理性黏粒含量均值为45.76%，属于中壤土和重壤土。中壤土和重壤土有利于植物出苗和幼苗生长[13]，同时中壤土的全磷含量较高，而重壤土的全氮、全钾和速效钾含量较高，烟叶感官评吸总分为中壤土>重壤土>轻黏土>轻壤土[14]。土壤容重平均值以1.12 g·cm-3适宜，土壤总孔隙度均值56.22%，土壤孔隙是土壤中气相和液相物质转移通道，影响土壤肥力、贮水和微生物活力的性能。禹州、郏县和叶县的土壤孔隙度偏高，生产中要注重土壤的保水性能。

1996年胡国松等[3]曾对豫中烟区的土壤养分状况进行评价，郏县和襄城的速效磷含量稍偏低，烟区的速效钾含量均偏低；2007年烟区土壤有机质和全氮含量中等偏高，55.1%速效磷含量偏低，速效钾含量中等[4]。本研究发现，豫中烟区植烟土壤中性偏碱，有机质、全氮、碱解氮和氯离子含量适宜，速效磷和速效钾含量最适宜；其中郏县和襄城的速效磷含量适宜，表明随着烟区烤烟生产施肥措施的不断完善和改进，植烟土壤养分含量提高。同时，豫中烟区8县(市)中有机质、全氮、速效磷和速效钾含量以临颍最高，含量丰富；许昌和平顶山含量适宜。碱解氮含量以叶县最高，最适宜；襄城最低，适宜；其他6县(市)含量适宜。一般认为，土壤养分含量与土壤背景值、当地气候条件和施肥习惯有关，温度高的地方，土壤有机质矿化速度快，有效养分含量高。因此，不同县(市)的土壤养分含量差异可能与当地的土壤、气候和生产相关。研究发现，豫中植烟土壤除pH值为弱变异外，有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮中等变异，速效磷、速效钾和氯离子含量强变异，说明烟区养分含量变化幅度较大，生产上一定要因地制宜，控制氮肥施用量，增施磷肥或钾肥。

土壤粒级与土壤养分含量密切相关，土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量随黏粒含量增加而增加。[15]其中，土壤中氮含量和分布随土壤颗粒粒径的加粗而逐渐下降，小于0.05 mm粒级决定着土壤氮素供应能力的强弱。磷在土壤不同粒级中的分布与土壤性质有关，酸性土壤在较细粒级，石灰性土壤在较粗粒级。钾在土壤中分布与土壤风化程度有关，在0.05 mm粒级中主要分布。[16]李井军等[17]对湖南嘉禾植烟土壤肥力与物理指标相关分析表明，pH 值与细沙粒和物理性黏粒含量呈显著相关，与粗沙粒和粗粉粒分别呈负相关；有效磷与粗黏粒呈显著负相关；速效钾与细沙粒和黏粒呈显著和极显著正相关，与粗沙粒、粗粉粒、细粉粒和粗黏粒呈显著负相关。本研究中，土壤pH值与各物理性状指标的相关性均达到显著，与粗沙粒、黏粒、容重呈极显著正相关，与细沙粒和粉粒呈极显著负相关；有机质、全氮、全磷、速效钾与沙粒、粉粒呈极显著负相关，而与黏粒呈极显著正相关；全钾、碱解氮与粗沙粒、容重呈极显著负相关，与孔隙度呈极显著正相关；速效磷与粗沙粒呈极显著负相关，与粉粒呈显著正相关；氯离子含量仅与粒级0.5～0.1 mm呈显著正相关。

[1] 王洪杰,李宪文,史学正,等.不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系[J].水土保持学报,2003,17(2):44-46;50.

[2] 邓廷飞,刘彦,颜秋晓,等.贵州典型山银花土壤机械组成与养分特性及其关系[J].水土保持学报,2014,28(5):209-214.

[3] 胡国松,黄元炯,张明显,等.豫中烟区土壤养分状况评价[J].烟草科技,1997(4):33-35.

[4] 毛家伟,张翔,范艺宽,等.豫中烟区主要植烟土壤养分状况分析[J].河南农业科学,2008(10):72-75.

[5] 宋莹丽,陈翠玲,焦哲恒,等.土壤质地分布与烟叶品质和风格特色的关系[J].烟草科技,2014(7):75-78.

[6] 钱华,杨军杰,史宏志,等.豫中不同土壤质地烤烟烟叶中性致香物质含量和感官质量的差异[J].中国烟草学报,2012,18(6):17-22.

[7] 张笛.基于GIS的豫中烟草区划研究[D].郑州：河南农业大学,2012.

[8] 李潮海,王群,郝四平.土壤物理性质对土壤生物活性及作物生长的影响研究进展[J].河南农业大学学报,2002,36(1):32-37.

[9] 鲍士旦.土壤农化分析[M].第3版.北京：中国农业出版社,2000.

[10] 郝葳,田孝华.优质烟区土壤物理性状分析与研究[J].烟草科技,1996(5):34-35.

[11] 薛正平,杨星卫,段项锁,等.土壤养分空间变异及合理取样数研究[J].农业工程学报,2002,18(4):6-9.

[12] 刘大双,陈海生,杨庆民.豫中植烟田土壤颗粒组成的空间变异性分析[J].江西农业学报,2012,24(4):87-90.

[13] 冯棣,张俊鹏,申孝军,等.不同质地土壤咸水造墒对棉花出苗及幼苗生长的影响[J].灌溉排水学报,2013,32(6):12-14.

[14] 李肃.曲靖烟区不同土壤质地烤烟清香型风格和品质指标的比较[D]. 郑州：河南农业大学,2013.

[15] 王新中,刘国顺,张正杨,等.土壤粒级空间分布及其与土壤养分的关系[J].中国烟草科学,2011,32(5):47-51.

[16] 王岩,杨振明,沈其荣.土壤不同粒级中C，N，P，K及N的有效性研究[J].土壤学报,2000,37(1):85-93.

[17] 李井军,彭海峰,刘学莉,等.湖南嘉禾植烟土壤肥力特征和物理性状分析[J].云南农业大学学报,2013,28(2):211-217.

(责任编辑：常思敏)

Physicalcharacterandnutrientcharacteristicsofmaintobacco-plantingsoilsincentralHenanProvinceandtheirrelationships

LI Xiaoting1, ZHAN Jun1, WANG Weichao3, ZHU Jinfeng4, ZHANG Yaoxu5, YANG Jun1, JIA Dongdong1, CHEN Chu2

(1.Yunnan Reascend Tobacco Technology (Group) Limited Company， Kunming 650106, China; 2.Hongyun Honghe Tobacco (Group) Co., Ltd, Kunming 650202, China; 3.Xuchang Branch, Henan Province Tobacco Company, Xuchang 461099, China; 4.Luohe Branch, Henan Province Tobacco Company, Luohe 462000, China; 5.Pingdingshan Branch, Henan Province Tobacco Company, Pingdingshan 410400, China)

Physical characteristics and nutrient situation of 8 main tobacco-growing county soil samples in central Henan Province, as well as their correlation were researched. The results showed that the variations of the physical characteristics were relatively stable. The soil particles fraction was enriched in the silt and the sequence of silt was coarse silt, fine silt, and medium silt. The soil physical clay content was from 30% to 60% and the texture was medium loam and heavy loam. The soil bulk density was from 1.05 g·cm-3to 1.17 g·cm-3and was beneficial to the root growth. The soil porosity was from 39.40% to 70.15%, the 2.28% of all samples was relatively low and 40.57% was high, and the average means of soil porosity were relatively high in Yuzhou, Jiaxian and Yexian. The soil pH was maintained neutrality skew alkaline character. The organic matter, total nitrogen, available nitrogen and chloride iron contents were optimum and the available phosphorus and available potassium contents were the most suitable. However, except for the pH value, the variation coefficient of organic matter, total nitrogen, total phosphorus, total potassium and available nitrogen belong to intermediate and the available phosphorus, available potassium and chloride content were strong. The correlation analysis indicated that there was extremely significant positive correlation between the pH value and coarse sand, clay, and bulk density, while negative correlation with fine sand and silt. There was very significant positive correlation between the organic matter, total nitrogen, total phosphorus, available phosphorus and clay, while negative with sand and silt. There was highly significant positive correlation between total potassium, available nitrogen and porosity, and negative with coarse sand and bulk density. The available phosphorus had a significant positive correlation with silt and a very significant negative correlation with coarse sand. The chloride only took a significant positive correlation with the fraction 0.5～0.1 mm.

central Henan Province; tobacco-growing soils; physical characteristics; nutrient characteristics; correlation

2015-05-04

云南中烟工业有限责任公司科技计划项目(2014YL02)

李晓婷(1983-)，女，山西运城人，硕士，主要从事烟草栽培研究。

1000-2340(2016)06-0715-06

S 572

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