泸州烟区植烟土壤养分的区域分布特征

张永辉， 王 佳， 夏建华， 夏 春，张明金， 王浮波，刘永建， 程海林， 黄玉碧， 鲁黎明*

( 1.四川省烟草公司 泸州市公司，四川 泸州 646000； 2.四川农业大学 农学院， 四川 成都 611130； 3.成都淞幸科技有限公司， 四川 成都 610225)

0 引言

【研究意义】土壤是农业生产重要的基础条件，农作物生长发育的优劣、产量与品质的形成均与土壤的关系十分密切[1]，植烟土壤养分含量在很大程度上决定了烟叶的产量与品质[2]。明确泸州烟区植烟土壤的养分含量及空间分布特征，对于合理进行土壤养分管理、土壤保育与可持续利用以及烟叶生产的可持续发展均具有十分重要的意义。【前人研究进展】植烟土壤的酸碱度通过影响矿质元素的有效态，从而影响烟株对养分的吸收，适合烟株生长及产量品质形成的适宜植烟土壤应呈酸性或微酸性[3]。土壤有机质含量较为丰富，除有利于烟株发育及增产外，还对烟叶的品质有着正向的促进作用，可提升烟叶化学成分的协调性，改善香气质、增加香气量，降低刺激性[4]。氮、磷、钾是作物生长的三要素，也是烟叶产量与品质形成的前提。土壤氮素含量适宜能够提高烟叶产量与品质，协调烟叶总糖与总氮的比值；土壤供氮水平过高或过低均不利于产量的增加及品质的改善[5]。磷对烟叶的生长发育具有重要作用。土壤磷素含量适宜能够促进烟株根系的发育，烟叶的分层落黄好，烘烤特性明显改善、化学成分协调性较高、工业可用性增强[6]。钾是烟叶的品质元素，烟叶中的钾含量高，其燃烧性强，有害物质的含量较低，烟叶的品质较好[7-8]。土壤供钾能力的高低对烟叶钾的含量有着至关重要的影响[9]。由于成土母质、地形地貌以及成土过程中各种因素对土壤理化性质的影响存在差异，不同区域土壤的理化性质也不同[10]。目前，我国植烟区域主要分布在偏远山区，地形地貌差异较大，导致其植烟土壤理化特征的空间变异也不同。【研究切入点】植烟土壤的养分含量及空间分布特征虽然已有相关研究报道，但由于不同植烟区域地形地貌差异较大，导致其植烟土壤理化特征的空间变异也不同。因此，亟待弄清泸州烟区植烟土壤养分的含量及分布状况。【拟解决的关键问题】以泸州植烟土壤养分为研究对象，探明其土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷及速效钾含量的区域分布特征，为泸州烟区烟叶生产的合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

土壤样品：共计392份，于2017年3月采自泸州烟区的主要产烟县叙永县和古蔺县的16个采样点。其中，叙永县包括赤水(13份)、水潦(20份)、分水(22份)、麻城(36份)、摩尼(27份)、合乐(24份)、观兴(17份)、营山(20份)和枧槽(23份)9个样点；古蔺县包括箭竹(36份)、双沙(35份)、水口(19份)、石宝(15份)、鱼化(18份)、金星(29份)和观文(38份)7个样点。

1.2 方法

1.2.1 采样 在烟株移栽前采用5点蛇型釆样法采集0～20 cm耕层土壤的混合土样。取样时先去除土壤表面杂物，并平整土壤表面，土钻垂直于地面，入土至规定深度(20 cm)采集土壤约1.0 kg左右。土壤采集后，及时置于通风处风干，然后磨细并过滤、混匀，密封保存备用。

1.2.2 指标测定 土壤样品养分分析指标包括土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷及速效钾含量，各指标均参照文献[11]的方法进行测定。

1.3 土壤养分含量丰富程度分级

参照《中国植烟土壤分类标准》并结合泸州烟区植烟土壤的实际状况，将土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量分为5个等级，各指标不同等级的含量见表1。

1.4 数据分析

采用SPSS 19.0和Excel 2013对数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 泸州烟区植烟土壤养分含量的总体特征

从表2可知，泸州烟区植烟土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷及速效钾含量的总体变化。pH 3.80～8.16，平均6.32；变异系数最小，为0.18%；偏度为-0.09，呈负偏斜；峰度为-1.12，呈低峰型，分布分散，接近正态分布。有机质、全氮、碱解氮、有效磷及速效钾分别为0.42%～32.92%、0.34～3.76 g/kg、24.26～491.00 mg/kg、0.69～147.21 mg/kg和29.00～772.05 mg/kg，变异系数分别为1.48%、0.32%、0.38%、1.05%和0.66%，其中有机质和有效磷变异系数较大；偏度分别为4.41、0.95、1.43、3.38和2.00，均呈正偏斜；峰度分别为18.61、2.30、6.17、18.67和 5.31，均呈尖峰型。

泸州烟区植烟土壤各样本间的有机质、全氮、有效磷及速效钾含量的差异达极显著水平，碱解氮差异达显著水平，pH无显著差异(表3)。表明，泸州烟区植烟土壤的主要养分分布不均衡。

表2 泸州烟区植烟土壤主要养分含量的总体特征

表3 泸州烟区植烟土壤主要养分因子的方差分析

2.2 泸州烟区植烟土壤pH及养分含量的区域分布

从表4看出，泸州烟区的古蔺县和叙永县2个烟叶主产区土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量的区域分布变化特征。

2.2.1 pH 古蔺县和叙永县土壤pH分别为3.80～8.16和3.90～8.06；平均分别为6.12和6.39，差异不显著；变异系数分别为0.19%和0.17%，总体变异均较小，但古蔺县和叙永县地块间的土壤酸碱度变化较大。古蔺县和叙永县pH分别以Ⅱ级和Ⅳ级占比最高，分别占26.67%和27.73%；Ⅰ级的占比最低，分别占10.91%和5.04%；由于烟叶适合于在微酸性的土壤中生长，以pH的Ⅲ级最适宜烤烟种植，古蔺县和叙永县分别占21.21%和21.85%。

2.2.2 有机质 古蔺县和叙永县土壤有机质含量分别为0.42～7.21%和0.60～6.52%；平均分别为2.36%和2.95%，叙永县显著高于古蔺县；变异系数分别为0.45%和0.37%；古蔺县和叙永县土壤有机质含量均以Ⅱ级最多，分别为56.02%和54.71%；Ⅰ级和Ⅲ级其次，分别为28.70%和23.53%；Ⅴ级最少，分别为1.85%和2.94%。说明，古蔺县和叙永县植烟土壤的有机质含量普遍处于中等至偏低水平。

2.2.3 全氮 古蔺县和叙永县土壤全氮含量分别为0.34～3.76 mg/kg和0.48～3.47 mg/kg；平均分别为1.47 mg/kg和1.71 mg/kg，叙永县显著高于古蔺县；变异系数分别为0.35%和0.27%；古蔺县和叙永县土壤全氮含量均以Ⅱ级最多，分别为61.57%和48.82%；Ⅲ级其次，分别为18.52%和37.65%；Ⅴ级最少，分别为1.85%和0.59%。

2.2.4 碱解氮 古蔺县和叙永县土壤碱解氮含量分别为24.26～316.85 mg/kg和55.66～491.00 mg/kg；平均分别为124.63 mg/kg和149.05 mg/kg，叙永县显著高于古蔺县；变异系数分别为0.39%和0.35%。古蔺县和叙永县土壤碱解氮含量均以Ⅱ级最多，分别为48.15%和62.35%；Ⅰ级其次，分别为47.69%和27.65%；Ⅳ级最少，均为0。总体看，2个县土壤碱解氮含量均较丰富。

2.2.5 有效磷 古蔺县和叙永县土壤有效磷含量分别为0.69～78.19 mg/kg和1.45～157.80 mg/kg；平均分别为9.69 mg/kg和20.45 mg/kg，叙永县显著高于古蔺县；变异系数分别为0.91%和0.92%。古蔺县和叙永县土壤有效磷含量分别以Ⅰ级和Ⅱ级最多，分别为65.74%和37.50%；以Ⅱ级和Ⅰ级其次，分别为25.46%和29.76%；Ⅴ级最少，分别为0.46%和0。说明，2个县植烟土壤的有效磷含量较缺乏。

2.2.6 速效钾 古蔺县和叙永县土壤速效钾含量分别为29.00～920.34 mg/kg和49.45～660.00 mg/kg；平均分别为137.94 mg/kg和206.86 mg/kg，叙永县显著高于古蔺县；变异系数分别为0.65%和0.60%。古蔺县和叙永县土壤速效钾含量均以Ⅰ级最多，分别为77.78%和53.99%；Ⅱ级其次，分别为17.13%和30.67%；以Ⅳ级和Ⅴ级最少，分别为0和1.84%。总体看，2个县土壤速效钾的含量均较高。

表4 泸州烟区植烟土壤pH的区域分布特征

2.3 泸州植烟土壤养分聚类分析

从图1看出，泸州烟区植烟土壤按养分含量可分为两大类。第1类土壤主要分布于古蔺县的箭竹、双沙、水口、石宝、鱼化和金星，以及叙永县的赤水和水潦等地；第2类土壤主要分布于叙永县的分水、麻城、摩尼、枧槽、合乐、营山和关兴，古蔺县的观文等地。在地理位置上，2个大类隶属于两大区域，即泸州东北部植烟区和西南部植烟区，反映了土壤养分含量的空间分布的连续性较好。

图1 泸州烟区植烟土壤养分的聚类特征

3 讨论

植烟土壤养分含量高低，是优质烟叶生产中配方施肥与精准施肥的前提。因此，摸清烟叶产区植烟土壤的养分含量特征及其区域分布，是优质烟叶生产的一项重要的基础性工作。杨悦章等[3，12-22]分别分析了不同地区相关烟区植烟土壤的养分状况，并提出了相应的生产建议。泸州烟区植烟土壤，除pH外，其有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾的含量差异较大，且区域分布亦显著不同。从土壤酸碱度看，叙永县及古蔺县分别有21.21%和21.85%的植烟土壤为烟叶生产最适区域。此外，2个县仍然有30%左右的地块呈强酸或碱性土壤，需要采取相应的措施进行土壤改良。泸州烟区植烟土壤有机质含量整体处于中等至偏低状态，古蔺县和叙永县分别有28.70%和11.76%的地块有机质含量极低，为Ⅰ级水平。对于这类地块，应当采取必要的措施，如增施有机肥、饼肥，增加绿肥种植以及秸秆还田等，以提高其有机质含量。泸州古蔺县和叙永县的植烟土壤碱解氮含量普遍偏高，表明其供肥能力强，在实际生产过程中，应注意控制氮肥的使用，以免烟叶后期长势过旺，影响其烘烤质量。泸州植烟土壤速效磷含量属于高变异范围，分布极不均衡。古蔺县和叙永县缺磷土壤占较比较高。总体看，叙永县的植烟土壤有效磷含量略高于古蔺县。对缺磷地块应结合测土有针对性地施用磷肥，以改善土壤有效磷的含量，为烟叶产质量的提升奠定基础。泸州植烟土壤的速效钾含量整体较高，基本上处于适宜及丰富的水平。然而，由于泸州植烟区域多为丘陵、山地，钾肥的流失问题也应当引起关注。因此，在实际生产过程中，应注意保证钾肥的施用量，改变钾肥的施用方式，采取基肥与追肥结合、根施与根外施肥结合的方式进行，以保障土壤速效钾的供应水平，提高钾肥的利用率。土壤养分聚类分析结果与行政区划有一定的出入。如，第1类的植烟区域基本归属古蔺县所辖乡镇，但其中的赤水与水潦则属于叙永县。而第2类植烟区域中，除观文为古蔺县辖乡外，其余区域则隶属于叙永县管辖。聚类分析结果反映了土壤养分空间分布的连续性。所以，按土壤养分进行的综合聚类具有一定的合理性。同时，也为按照生态条件进行烟叶生产的区划提供了参考依据。

4 结论

泸州烟区有机质含量普遍处于中等至偏低水平，叙永县显著高于古蔺县；碱解氮含量较丰富，叙永县显著高于古蔺县；有效磷含量缺乏，叙永县显著高于古蔺县；速效钾含量较高，叙永县显著高于古蔺县。