宁乡植烟土壤养分空间变异及丰缺评价

刘勇军　黎娟　唐春闺

摘要[目的]研究寧乡烟区植烟土壤养分的丰缺状况。[方法]分析了宁乡县植烟土壤的常规统计特征和空间分布特征，并参考前人制订的养分评价标准对养分指标进行丰缺评价。[结果]宁乡县植烟土壤酸碱度基本适宜，微酸性（pH 5.5～<6.5）和强酸性（pH 4.5～<5.5）植烟土壤的分布面积分别为57.13%和42.72%；宁乡县植烟土壤有机质含量较高，有机质含量为“很高”（≥40 g/kg）和 “高”（30～<40 g/kg）的植烟土壤分布面积分别为64.10%和35.90%；宁乡县植烟土壤碱解氮含量偏高，碱解氮含量为“很高”（≥150 mg/kg）和 “高”（120～<150 mg/kg）的植烟土壤分布面积分别为70.43%和21.55%；宁乡县植烟土壤有效磷含量偏低，含量为“低”（10～<20 mg/kg）和 “很低”（<10 mg/kg）的植烟土壤分布面积分别为76.27%和12.47%；宁乡县植烟土壤速效钾含量偏低，98.89%的植烟土壤速效钾在100 mg/kg以下。宁乡县植烟土壤有效硼含量较低，全县植烟土壤有效硼含量均在临界值以下（0.5 mg/kg）。宁乡县植烟土壤有效锌含量中等，中等（1.5～<3.0 mg/kg）和低的分布面积分别为66.48%和33.52 %。[结论]该研究为烟叶生产上科学地进行养分管理提供指导。

关键词植烟土壤；养分；空间变异；丰缺评价

中图分类号S158文献标识码

A文章编号0517-6611（2018）08-0129-04

Spatial Variation and Abundance Evaluation of Soil Nutrient in Ningxiang Soil

LIU Yongjun1，LI Juan2，TANG Chungui3 et al （1.Hunan Tobacco Science Institute，Changsha，Hunan 410004；2.Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128；3.Changsha Tobacco Company of Hunan Province，Changsha，Hunan 410010）

Abstract[Objective] To study abundance situation of soil nutrient in Ningxiang soil.[Method] The conventional statistical characteristics and spatial distribution characteristics of tobacco soil in Ningxiang were analyzed，and the nutrient index was evaluated by reference to the evaluation criteria.[Result] Soil pH in Ningxiang was basically suitable，and the distribution area of acid （5.5-<6.5） and strong acid （4.5-<5.5） tobacco soil were 57.13% and 42.72%； Tobacco soil in Ningxiang had high organic matter content，and the distribution area of organic matter content in Ningxiang for very high （≥40 g/kg） and high （30-<40 g/kg） were 64.10% and 35.90%；Alkaline hydrolysis nitrogen content was high，and the distribution area of alkaline hydrolysis nitrogen content for “very high” （≥150 mg/kg） and “high” （120-<150 mg/kg）were 70.43% and 21.55%； Available phosphorus content was low，and the distribution area of available phosphorus content for “low” （10-<20 mg/kg） and “very low”（<10 mg/kg） were 76.27% and 12.47%； The content of available potassium was low，and the available potassium in the area of 98.89% was below 100 mg/kg.The available boron content in tobacco soil was low，and the content of available boron in all area of the whole county was below the critical value （0.5 mg/kg）.The content of available zinc in tobacco soil was medium，and the distribution area of available zinc content for medium （1.5-<3.0 mg/kg） and low were 66.48% and 33.52% respectively.[Condusion]The study can provide guidance for the scientific management of nutrient management in tobacco production.

Key wordsTobacco soil；Nutrient；Spatial variation；Abundance evaluation

基金项目湖南省烟草公司科研项目（17-20Aa07）；湖南省烟草公司科技项目“湖南稻作烟区合理耕层构建与土壤培肥关键技术研究与应用”（湘烟科〔2017〕170）。

作者简介刘勇军（1981—），男，湖南常德人，农艺师，在读博士，从事烟草栽培技术研究。*通讯作者，研究员，博士，从事烟草科学与工程技术和农业可持续发展研究。

收稿日期2017-12-21

烟草的产量、化学品质及抽吸品质和烟叶的工业可用性与土壤类型及土壤理化性质密切相关。适宜的土壤酸碱度、有机质和矿质养分含量是烟草优质适产的基础。一般认为烤烟最适宜在弱酸性土壤上生长，生产优质烤烟的土壤 pH 以5.5～6.5为宜，美国等优质烤烟生产国均选择在土壤 pH 5.8～6.3 的地区种植烤烟[1-2]。土壤有机质含量是土壤肥力的重要指标之一，反映了土壤的熟化程度和土壤的供肥能力，同时也能改善土壤的物理性质和影响土壤微生物环境[3]。氮素是影响烤烟产量和品质最重要的元素。氮用量对烤烟的生长发育、烟株的生理生化过程和烟叶的产量、品质都有十分显著的影响[4]。磷是烟草生长必需的营养元素之一，适宜的磷素供应有利于烟株新陈代谢，促进烤烟成熟，增进烟叶的色泽与香味，进而改善烟叶的内在品质。土壤磷素含量过高或过低均不利于烟叶产量和品质的提高[5]。钾是植物生长发育的必需营养，也是烟草吸收所有营养元素中最多的一种。钾在烟株体内的分布主要集中在生命活动最旺盛的部位，它是烟叶燃烧的助剂，能够显著改善烟叶的燃烧性，增进烟叶香气、吃味及品质，其含量决定烟叶品质的好坏，是烟草的品质元素。一般认为，优质烟叶的钾含量须在2%以上[6]。在微量元素中，比较普遍的是缺硼问题。烤烟对硼的需求相对较高，因此，我国福建、江西、湖南、湖北、云南都存在大面积的烤烟缺硼问题。硼在烟株生理生化过程中起着重要作用[7]，它参与蛋白质代谢和生物碱的合成；南方烟区酸性红壤、黄壤上由于土壤高度风化，锌含量较低。福建、云南、贵州等地均存在不同程度的缺锌问题。研究表明，配施锌肥可促进烟株根茎叶协调生长。笔者研究了宁乡烟区植烟土壤养分的丰缺状况，为指导烟叶生产上科学的养分管理提供指导。

1材料与方法

1.1土壤样品采集

2013年12月，采用GPS技术在宁乡县开展基本烟田土壤定点取样工作，共取样221个（图1）。选取具有代表性且面积在667 m2以上的田块进行土壤取样，用手持GPS定位仪，测量田块中心的经纬度和高程并记录，取样方法根据田块形状不同而采取不同取样方法（5点取样法或“W”形取样法），每个田块至少取5点以上，取样深度0～20 cm，用4分法取约1 kg土样，登记编码后经风干、研磨及过筛后制成待测土样。

1.2土壤样品分析

土壤pH采用玻璃电极法测定；土壤有机质采用重铬酸钾氧化法测定；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定；土壤有效磷采用钼锑抗比色法测定；土壤速效钾采用火焰光度法测定；土壤有效硼采用甲亚胺比色法测定；土壤有效锌采用原子吸收分光光度法测定[9]。

1.3评价标准

参照前人的研究结果[10-11]制订了植烟土壤pH的评价标准：极强酸性pH<4.5，强酸性pH 4.5～<5.5，微酸性（最适宜）pH 5.5～<6.5，中性pH 6.5～<7.5，微碱性pH 7.5～<8.5，强碱性pH≥8.5。土壤养分的评价标准见表1。

2结果与分析

2.1植烟土壤主要养分描述性统计

宁乡县植烟土壤主要养分的基本统计特征见表2。由表2可知，全县植烟土壤pH均值为5.70，最小值为4.50 ，最大值为8.10，变异系数为10.75%，表现为中等程度的变异； 全县植烟土壤有机质含量均值为41.08 g/kg，最小值为7.40 g/kg，最大值為73.50 g/kg，变异系数为25.85 %，表现为中等程度的变异； 全县植烟土壤碱解氮含量均值为168.86 mg/kg，最小值为9.30 mg/kg，最大值为268.00 mg/kg，变异系数为22.13%，表现为中等程度的变异；全县植烟土壤速效磷含量均值为17.06 mg/kg，最小值为0.50 mg/kg，最大值为58.30 mg/kg，变异系数为62.60%，表现为中等程度的变异； 全县植烟土壤速效钾含量均值为88.34 mg/kg，最小值为25.00 mg/kg，最大值为260.00 mg/kg，变异系数为46.35 %，表现为中等程度的变异； 全县植烟土壤有效硼含量均值为0.34 mg/kg，最小值为0.08 mg/kg，最大值为0.73 mg/kg，变异系数为41.48%，表现为中等程度的变异；全县植烟土壤有效锌含量均值为1.64 mg/kg，最小值为0.56 mg/kg，最大值为5.05 mg/kg，变异系数为35.83%，表现为中等程度的变异。

2.2植烟土壤pH和有机质空间分布

从宁乡植烟土壤酸碱度空间分布看，宁乡县植烟土壤pH空间分布规律性不明显，不同酸碱度等级穿插分布，其中以pH 5.5～<6.5分布面积最大（57.13%），在全县各个植烟乡镇均为主要分布面积，其次是pH 4.5～<5.5的分布面积（42.72%），pH 6.5～<7.5分布面积较小，仅有零星分布，为0.15%（图2）。

从宁乡植烟土壤有机质含量空间分布看，宁乡县植烟土壤有机质含量空间分布呈现出明显的行政区域特征，以40 g/kg以上分布面积较大（64.10%），覆盖全县大部分区域，

2.3植烟土壤大量元素空间分布

从宁乡县植烟土壤碱解氮含量空间分布看，宁乡县植烟土壤碱解氮含量空间分布呈现一定的县域区域特征，其中以≥150 mg/kg的分布面积最大，覆盖全县70.43%的区域，其次是120～<150 mg/kg的分布面积（21.55%），再次是60～<120 mg/kg的面积（8.02%）。从面积统计结果看，宁乡县植烟土壤碱解氮含量十分丰富，91.98%的植烟土壤碱解氮含量偏高（图4）。

从植烟土壤速效磷含量空間分布看，宁乡县植烟土壤速效磷含量空间分布规律不明显，各等级穿插分布，其中以10～<20 mg/kg的分布面积最大（76.27%），覆盖了全县大部分区域，其次是<10 mg/kg的分布面积（12.47%），分布面积最小的是20～<40 mg/kg，仅为11.25%。从空间分布面积统计看，宁乡县植烟土壤速效磷含量偏低，88.75%的植烟土壤速效磷含量低于20 mg/kg（图5）。

从植烟土壤速效钾含量空间分布看，宁乡县植烟土壤速效钾含量空间分布规律不明显，呈插花状分布，其中以50～<100 mg/kg分布面积最大（98.87%），20～<50和100～<150 mg/kg仅有零星分布，98.89%的植烟土壤速效钾含量在100 mg/kg以下（图6）。

2.4植烟土壤微量元素空间分布

从植烟土壤有效硼空间分布看，宁乡县植烟土壤有效硼空间分布规律不明显，其中以0.25～<0.50 mg/kg分布面积最大，占全县植烟面积的92.54%，其次是<0.25 mg/kg的分布面积（7.46%）。总体上，宁乡县植烟土壤有效硼含量偏低，全县植烟土壤有效硼含量均在临界值以下（0.5 mg/kg）（图7）。

从宁乡县植烟土壤有效锌含量空间分布看，宁乡县植烟土壤有效锌含量大致呈东高西低的趋势，其中以1.5～<3.0 mg/kg分布面积较大（66.48%），覆盖了全县大部分区域，其次是1.0～<1.5 mg/kg的分布面积（33.52 %）。总体上，宁乡县植烟土壤有效锌含量中等，有33.52 %的植烟土壤缺乏有效锌（图8）。

3结论与讨论

该研究系统分析了宁乡县植烟土壤的常规统计特征和空间分布特征，并参考前人制订的养分评价标准对养分指标进行丰缺评价，并且实现了评价结果的空间可视化，结果表明，宁乡县植烟土壤酸碱度基本适宜，pH 5.70，为中等强度变异，微酸性（pH 5.5～<6.5）和强酸性（pH 4.5～<5.5）植烟土壤的分布面积分别为57.13%和42.72%；宁乡县植烟土壤有机质含量较高，均值为41.08 g/kg，呈现中等强度变异，有机质含量为“很高”（≥40 g/kg）和 “高”（30～<40 g/kg）的植烟土壤分布面积分别为64.10%和35.90%；宁乡县植烟土壤碱解氮含量偏高，均值为168.86 mg/kg，为中等强度变异，碱解氮含量为“很高”（≥150 mg/kg）和 “高”（120～<150 mg/kg）的植烟土壤面积分别为70.43%和21.55%；宁乡县植烟土壤有效磷含量偏低，平均为17.06 mg/kg，为中等强度变异，含量为“低”（10～<20 mg/kg）和 “很低”（<10 mg/kg）的植烟土壤面积分别为76.27%和12.47%；宁乡县植烟土壤速效钾含量偏低，平均为88.34 mg/kg，为中等强度变异，98.89%的植烟土壤速效钾含量在100 mg/kg以下。宁乡县植烟土壤有效硼含量较低，平均为0.34 mg/kg，为中等强度变异；宁乡县植烟土壤有效硼含量偏低，全县的植烟土壤有效硼含量均在临界值以下（0.5 mg/kg）。宁乡县植烟土壤有效锌含量中等，平均为1.64 mg/kg，为中等强度变异，中等（1.5～<3.0 mg/kg）和低的分布面积分别为66.48%和33.52 %。

参考文献

[1]

黎成厚，刘元生，何腾兵，等.土壤 pH 值与烤烟钾素营养关系的研究[J].土壤学报，1999，36（2）：276-282.

[2] KHOT R S，BHAT B N，KAMBAR N S，et al.Influence of time and number of irrigations on the yield of bidi tobacco in Nipani area [J].Tob Res，1989，15（1）：70-75.

[3] 许自成，王林，王金平，等.湖南烤烟化学成分与土壤有机质含量的关系[J].生态学杂志，2006，25（10）：1186-1190.

[4] 方先兰，肖林长，郭伟.品种和施氮量对烤烟优质高产的效应初探[J].江西农业科技，2003（11）：18-19.

[5] 左天觉.烟草的生产、生理和生物化学[M].朱尊权，译.上海：上海远东出版社，1993.

[6] 刘国顺.烟草栽培学[M].北京：中国农业出版社，2003.

[7] 崔国明，黄必志，柴家荣，等.硼对烤烟生理生化及产质量的影响[J].中国烟草科学，2000（3）：14-18.

[8] 汪邓民，周冀衡，朱显灵，等.磷钙锌对烟草生长、抗逆性保护酶及渗调物的影响[J].土壤，2000，32（1）：34-37.

[9] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000.

[10] 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，2005：319-332.

[11] 曹志洪.优质烤烟生产的土壤与施肥[M].南京：江苏科学技术出版社，1991.