黔西南植烟土壤pH值分布与主要养分的相关关系

广建芳　邵孝候　赵廷超　刘洋　刘锦华　马骏　杨绪　丁福章

摘要：土壤pH值是土壤养分有效性的主要影响因素，研究土壤pH值的分布特征及土壤pH值与主要养分的相关关系，对于提高烤烟养分精准管理具有重要意义。对黔西南6个县的土壤pH值与主要养分的统计和灰色关联分析结果如下：（1）黔西南州烟区土壤平均pH值为6.23，总体呈弱酸性，73.1%的土壤pH值在适宜优质烟叶生产的范围内（pH值为5.5～7.5）。（2）黔西南州主要植烟土壤类型平均pH值依次为黄红壤土<紫色土<黄壤土<黄棕壤 土< 石灰土。黄壤土、黄红壤土、石灰土三大土壤类型占86.48%，pH值适宜的优质烟叶生产比例均达到70%以上。（3）土壤pH值在6.6～7.5范围内的有机质、氮、磷、钾含量最高，黔西南州土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量平均值均达到烤烟种植所需的适宜范围。但速效磷、全钾含量变异系数较大，有19.91%的土壤缺磷，7.44%的土样缺氮。（4）土壤养分与土壤pH值灰色关联分析的排序结果为速效氮含量>速效钾含量>有机质含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全钾含量。

关键词：植烟土壤;pH值;黔西南;土壤养分;灰色关联分析

中图分类号： S572.06文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2019）09-0280-04

黔西南位于贵州省西南部（24°38′～26°11N，104°35′～106°32′E），境内土壤有红壤、黄壤土、黄棕壤土、石灰土、紫色土等类型，植烟土壤大部分系微酸性或中性，为优质烤烟生产提供了有利的条件，研究表明最适宜烤烟生长的pH值在 5.5～7.5之间[1-3]。土壤酸碱性和土壤养分的相关性研究表明，当土壤的酸性增加时，土壤中的可溶性磷易与铁、铝形成化合物，降低磷的有效性，形成磷酸铁、磷酸铝而降低有效性，而土壤中的交换性钾、钙、镁等易被置换出来，当降水量大大超过蒸发量时，易被淋溶流失;当土壤pH值大于7.5时，土壤中的钙、镁等离子易形成碳酸盐沉淀，土壤微生物都有一定的適宜酸碱度范围，过酸或过碱都会影响土壤微生物的数量及种类，从而影响氮素及其他养分的转化和植物生长[4-7]。黔西南地区植烟土壤成母土质多，土壤类型多样，通过研究土壤pH值分布与土壤类型、土壤养分的相关关系，对于评价植烟土壤的宜种性、调节土壤pH值、改变土壤肥力现状和结构，做到因地种植、科学管理，充分发挥土地的生产潜力，以及烤烟的优质高产具有重要的实践意义。

1 材料与方法

1.1 数据调查与样品采集

2016年3—4月于黔西南州主要植烟区兴义市、兴仁市、普安县、安龙县、贞丰县、晴隆县，选取代表性的植烟地块，取0～20 cm土层土样，按照“田”字形均匀采样，制成1 kg的混合样品。土样经过编号、土壤类型登记、风干、混匀、磨细、过筛等预处理后分装备用。

1.2 土样测定方法

土壤pH值的测定采用pH计法（水土质量比为 2.5 ∶1），土壤有机质含量的测定采用重铬酸钾滴定法;氮、磷、钾含量的测定方法参照文献[8]。

2 结果与分析

2.1 黔西南土壤pH值分布状况

烤烟对土壤酸碱度的适应性极强，在pH值为3.5～7.9的土壤上均能正常生长，但是烤烟的品质却有一个最适pH值范围[9]。最适宜烟草栽培的土壤是pH值范围为5.5～6.5的微酸性土壤和pH值为6.5～7.5的土壤[3，9-14]，当pH值>7.5时，烟叶的杂气、刺激性增加，内质评吸总分减少[15-16]。过酸的根际环境不利于烤烟对氮、磷、钾等元素的吸收，对于pH值<5.0的过酸植烟土壤，宜施用石灰或有机肥改良[4，17-20]。

黔西南全州土壤pH值分布状况见表1，黔西南全州 73.1% 的土壤pH值在烟草栽培适宜范围内，只有10.9%的土壤酸度过大，16.0%的土壤pH值偏高。就不同地区而言，以贞丰地区土壤平均pH值最高，为7.1，安龙地区的土壤平均pH值最小，为6.2。贞丰和兴义地区，pH值在 7.6～8.5范围内的土壤所占比例分别为24.7%和20.5%，pH值在5.5～7.5范围内的土壤所占比例分别为68.6%和73.2%，pH值<5.5的土壤所占的比例分别为6.7%和 6.3%。安龙县与普安县土壤平均pH值较低，分别为6.2和6.3，pH值<5.5的土壤所占比分别为15.8%和17.3%（表2）。

2.2 黔西南不同土壤类型的pH值分布状况

黔西南州土壤有多种成土母质，土壤类型丰富，主要植烟土壤类型平均pH值顺序依次为黄红壤土<紫色土<黄壤 土< 黄棕壤土<石灰土。不同土壤类型经过长期改良，pH值逐渐趋于中性，其中黄红壤土的pH值均在烟草栽培适宜范围内。紫色土平均pH值为6.3，pH值<5.5的土壤占比达到34.3%。黄红壤土、黄棕壤土、石灰土、黄壤土pH值在5.5～7.5范围内所占比重分别为100.0%、74.3%、70.2%、65.7%，紫色土pH值在5.5～7.5范围内所占比重为 57.1%。石灰土pH值在7.6～8.5范围内的土壤样本占27.3%（表3）。

2.3 黔西南主要植烟土壤养分状况

有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量是植烟土壤养分常用评价指标，黔西南地区植烟土壤养分水平差异较大（表4）。在分析的7个土壤养分指标中，全钾含量的最大值是最小值的20倍以上。速效磷含量的变异也较大，最大值达0.020 g/kg，最低值只有0.004 g/kg。总体来看，全氮和全磷含量的变异系数较小，全钾和速效磷变异系数较大。根据黔西南州多年烤烟生产经验，制定了植烟土壤各养分丰缺标准（表5）。

由表4、表5、表6可知，黔西南州速效氮含量和速效磷含量偏低，其平均值分别为0.046 g/kg和0.013 g/kg，低等级和较低等级速效氮、速效磷含量的土壤分别占58.24%和 52.86%。速效磷含量变异系数最大，为0.52，其次为全钾含量，为0.45，全氮含量的变异系数最小，为0.03。全氮含量丰富的土壤占60.48%，低等级和较低等级的全氮含量土壤含量分别占5.65%和0.81%，因此在烤烟生产中要因地制宜调整氮肥用量，避免烟草生长后期土壤氮素过量供应。低等级和较低等级的全磷含量土壤分别占0.00%和15.32%。68.55% 的土壤全磷含量丰富，黔西南州土壤速效磷含量低于0.005 g/kg的土样比例达到19.91%，含量高于 0.020 g/kg 的土样比例达16.36%，含磷量过高或过低都对烤烟生长不利，在含磷量欠缺或较高的地块可通过施磷肥或优化轮作制度适当调节速效磷含量。43.36%的土壤有机质含量，52.42%土壤全钾含量和51.09%土壤速效钾含量丰富，中等等级和丰富等级的有机质、全氮、全磷、全钾、速效钾含量土壤比例分别为80.43%、93.54%、84.68%、72.58%、78.29%。

2.4 土壤pH值与主要养分含量分布及灰色关联分析

黔西南烟区土壤不同pH值范围的主要养分含量见表7。从表中可以看出，土壤pH值在5.5～6.5范围内的有机质含量最高，与其他pH值范围内有机质含量差异显著，以pH 值<5.5的土壤有机质含量最低。全氮含量随着pH值的升高先升高后降低，全氮在pH值为6.6～7.5范围内的含量最高，且与其他pH值范围内的全氮含量差异显著，pH 值<5.5、pH值范围为5.5～6.5、pH值范围为7.6～8.5组间的总氮含量差异不显著。速效氮含量在pH值为6.6～7.5范围内的含量最高，pH值为5.5～6.5、6.6～7.5组间的差异不显著，pH值<5.5与pH值范围为7.6～8.5的组间差异亦不显著，说明过酸和过碱的土壤环境不利于速效氮的积累。pH值对全磷含量的影响差异不显著。速效磷含量随着pH值的升高而增大，当pH值范围为7.6～8.5时的速效磷含量最高，pH值<5.5、5.5～6.5、6.6～7.5组间速效磷含量差异不显著，这可能与黔西南植烟区土壤总体偏酸性，游离态的磷易形成磷酸盐矿物沉积有关，在实际生产中可通过施用石灰或白云石粉改良[21-26]。全钾含量和速效钾含量均以pH值在 6.6～7.5范围内的含量最高，以pH值<5.5的钾含量和速效钾含量最低，随着pH值的升高，钾含量和速效钾含量在pH值6.6～7.5范围内达到最高之后降低，这可能与黔西南地区以黏性黄壤土、黄红壤土和石灰土居多，它们对钾吸附能力强，不易造成钾的流失有关。

土壤酸碱度的不同，一方面直接影响烟草根系的生长及对土壤养分吸收的能力，另一方面间接影响土壤中养分的形态及其有效性[27-28]。胡向丹等对黔西南地区植烟土壤的研究表明，土壤pH值与有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量相关性达到显著或极显著水平[29-30]。许自成等对湖南植烟土壤的研究结果表明，土壤pH值与速效钾含量呈极显著负相关关系，与土壤有机质、速效磷呈显著或极显著正相关关系[31-32]。样本来源、地区差异、研究方法可能是植烟土壤pH值与土壤养分的相关性结果不一致的原因，为避免样本差异导致不同的结果，本研究采用灰色关联分析将土壤养分信息与pH值的影响关系进行比较分析，将pH值作为母序列，土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量作为子序列，对母序列和子序列进行无量纲化处理并分别量化计算，取Δmin=0，分辨系数ρ=0.5，计算出土壤pH值与土壤养分的序列关联度，结果见表8。由表8可知，土壤养分与土壤pH[CM（24*2]值关联系数的大小排序为速效氮含量>速效钾含量>有机质含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全鉀含量。

3 结论

黔西南州土壤总体呈弱酸性，73.1%的土壤pH值在优质烟叶生产适宜范围内，但有10.9%土壤pH值极低样本和16.0%土壤pH值极高样本不适合优质烟叶生产。

就不同地区而言，黔西南州土壤平均pH值排序为贞 丰> 兴义>晴隆>兴仁>普安>安龙，以贞丰和兴义植烟区土壤平均pH值较高，pH值在7.6～8.5范围内的土壤所占比例分别为24.7%和20.5%。安龙与普安县土壤平均pH值较低，pH值<5.5的土壤所占比分别为15.8%和17.3%。

黔西南主要植烟土壤类型按照平均pH值排序为黄红壤土<紫色土<黄壤土<黄棕壤土<石灰土。黄壤土、黄红壤土、石灰土三大土壤类型占全州土壤的86.4%，适合优质烟叶生产pH值土壤比例均达到70%以上。

土壤pH值在6.6～7.5范围内的有机质、氮、磷、钾含量较高。黔西南总体土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量平均值均达到烤烟种植所需的适宜范围。但速效磷和全钾含量变异系数较大，有19.91%的土壤缺磷，7.44%的土样缺氮。土壤养分与土壤pH值灰色关联分析的结果排序为速效氮含量>速效钾含量>有机质含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全钾含量。

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