楚雄高端烟叶产区植烟土壤养分特征分析

2022-07-19耿少武汪应华肖毅为吴佳王永平胡小东

天津农业科学 2022年6期

耿少武汪应华肖毅为吴佳王永平胡小东

摘要：為探明楚雄高端烟叶产区植烟土壤养分丰缺情况，于2018年系统采集楚雄“2260”工程涉及烟区的植烟土壤样品并测定其养分主要指标和分析评价其含量水平。结果表明：楚雄烟区“2260”工程区域植烟土壤pH值、有机质、有效磷、水解性氮、全氮和水溶性氯等指标平均含量均处于最适宜或者较好水平，整体适宜于优质烟叶生产;土壤质量指标的空间分布方面：酸碱失衡土壤主要分布在妥甸镇、大庄镇和子午镇，其中酸性土壤比例为19.51%～26.09%，碱性土壤比例为17.14%～31.71%;土壤有机质、水解性氮和全氮含量偏高地区主要分布在共和镇和子午镇，其中有机质丰富比例达13.04%～26.67%，水解性氮丰富比例达23.91%～36.67%，全氮丰富比例达36.96%～58.33%;土壤水溶性氯不适宜地区主要分布在共和镇，比例达30%;针对局部土壤障碍现象，宜采取调整种植制度、优化施肥方式和调和土壤酸碱度等土壤保育措施。综上，楚雄烟区“2260”工程覆盖区域植烟土壤养分含量较为适宜，局部烟区宜采取相应土壤保育措施。

关键词：植烟土壤;有机质;全氮

中图分类号：S216.4 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.06.015

Characteristics of Soil Nutrients in High-level Tobacco Growing Area of Chuxiong

GENG Shaowu， WANG Yinghua， XIAO Yiwei， WU Jia， WANG Yongping， HU Xiaodong

（Chuxiong Branch， Yunnan Tobacco Company， Chuxiong， Yunnan 675000， China）

Abstract： In order to identify the distribution characteristics of nutrient elements in the soil of the high-level tobacco growing area （the area of "2260" project） of Chuxiong， the determination and content analysis of soil nutrient indexes was conducted in 2018 in the area. The results showed that the average contents of soil pH， electrical conductivity， organic matter， hydrolysable nitrogen， available phosphorus， available potassium， water-soluble chlorine and total nitrogen in the area of "2260" project were at the suitable level， which was benefit for tobacco production on the whole. In terms of the spatial distribution of soil nutrient index， the acid-base imbalance soil was mainly located in the town of Twodian， Dazhuang and Ziwu， in which the proportion of the acid soil and the alkaline soil was 19.51%-26.09% and 17.14%-31.71%， respectively. The high organic matter soil， high hydrolysable nitrogen soil and high total nitrogen soil was mainly located in the town of Gonghe and Ziwu， in which the proportion of the high organic matter soil， high hydrolysable nitrogen soil and high total nitrogen soil was 13.04%-26.67%， 23.91%-36.67% and 36.96%-58.33%， respectively. The high water-soluble chlorine soil was mainly located in the town of Gonghe with the proportion measured 30%. In view of the particular soil problems， the optimization of cropping system and fertilization method， as well as the regulation of soil pH were advocated. In conclusion，the contents of the soil nutrients in the area of "2260" project of Chuxiong were at the suitable level on the whole， and the relevant soil conservation measures was still needed to solve the particular soil problems in a few areas.

Key words： tobacco growing soil; organic matter; total nitrogen

烤烟是楚雄州的重要经济支柱。植烟土壤养分指标是表征烟田土壤肥力的重要要素，对烤烟产量和质量具有重要作用[1]。优质烟叶生产水平与植烟土壤养分状况密切相关，不同形态土壤养分可直接或间接影响烟叶的外在和内在质量[2]。现阶段的研究认为，烤烟生长过程所需的养分种类较多，其中有机质、氮、磷和钾是对烤烟的生长发育起到关键性作用的主要养分[3]。烟叶质量是烟草工业的基础，是原料竞争的核心，卷烟工业需要优质而稳定的原料保障，为提高高端原料供应水平，云南省于2016年启动了“2260优质烟叶原料工程”，即计划在云南省烟区选择20个生态条件好的烟叶基地县，每个县种植666.67 hm2优良品种烤烟，每年生产3万t高端优质烟叶原料，专门用于支撑云产高端卷烟品牌发展[4]。

楚雄州作为“2260”工程的重要实施烟区，全州共有3个县（市）的4个乡镇参与“2260”工程。本研究针对楚雄“2260”工程实施情况，对3个种烟县的4个乡镇植烟土壤的养分状况进行分析，科学准确地了解该区域内植烟土壤肥力状况，为制定土壤质量管理方案与合理施肥策略提供理论依据。对此，本研究拟在系统检测和分析楚雄州“2260”工程区域土壤养分主要指标的基础上，明确植烟土壤的养分状况并提出相应的土壤保育措施，为高端品质卷烟产品生产提供批量特色优质原料打好基础。

1 材料和方法

1.1 土壤样品采集

2018年4—5月份，在烤烟移栽前，前作采收后，天气状况良好且没有施用底肥时选择代表性强的地块，使用GPS 定位采样。在楚雄“2260”涉及的4个乡镇的植烟土壤耕层（0～20 cm）按照梅花取样法共取214个混合分析样。其中，牟定县共和镇取样60个、双柏县妥甸镇取样70个、双柏县大庄镇取样41个、楚雄市子午镇取样43个。取样和土样前处理方法见参考文献[5]。

1.2 测定项目及方法

土样检测以下8个指标，包括：pH值、电导率、有机质、水解性氮、有效磷、速效钾、水溶性氯和全氮，所有土样由云南省烟草农业科学院分析化验，检验方法见参考文献[6]。

1.3 数据处理方法

采用 IBM Statistics SPSS 22.0及 Microsoft Office Excel 2010 对试验数据进行统计分析。

1.4 评价方法

植烟土壤养分指标的分级标准见表1[7-8]。

2 结果与分析

2.1 植烟土壤养分整体情况

从表2可以看出，楚雄烟区“2260”工程区域植烟土壤养分各指标均平均含量处于最适宜或者较好水平。其中，pH值属于偏酸性土壤;有机质、水解性氮和有效磷含量在中上水平，水溶性氯在最适宜等级，全氮属于较高等级。水溶性氯的空间变异度最高，其变异系数高达124.30%;pH值空间变异度最低，其变异系数仅为16.23%。

2.2 pH值

前人研究表明，烤烟适宜的土壤pH值范围为5.5～7.0[9]。从表3可以看出，4个乡镇的pH值较为适宜，平均值均在6.5左右，pH值最高是大庄镇，为6.81，最低值为妥甸镇，为6.22;各乡镇的变化幅度较小，变异系数最高为妥甸镇，为18.81%，最低为共和镇，为11.39%。从区间分布来看，在5.51～6.50最适宜的土壤pH值范围内，共和镇占比最高，为46.67%。妥甸镇、大庄镇和子午镇的碱性土壤（pH>7.51）占比均超过15%，妥甸镇和子午镇的酸性土壤（pH<5.51）占比超过23%，在实际生产中可适当施用生石灰和腐熟农家肥以调和土壤酸碱度。

2.3 电导率

土壤电导率反映了一定水分条件下土壤盐分的实际状况。在一定浓度范围内，土壤溶液含盐量与电导率呈正相关关系，溶解的盐类越多，电导率越大[1]。从表4可以看出，各乡镇的电导率变化较大，最高为共和镇，平均值为281.57 μS·cm-1，且变幅和变异系数较大，分别为48.2～857 μS·cm-1和65.23%，与其他3个乡镇存在显著差异（P<0.05）。

2.4 有机质、水解性氮和全氮

有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要指标，它能促使土壤形成团粒结构，改善土壤物理、化学及生物学过程，提高土壤的吸收性能和缓冲性能。优质烤烟需要中等有机质含量的土壤，一般认为，植烟土壤有机质适宜含量为20～30 g·kg-1[2]。从表5可以看出，各乡镇的植烟土壤有机质含量较为丰富，均在适宜范围附近。其中，平均值最高为共和镇，达到35.2 g·kg-1，与其他乡镇达到显著差异（P<0.05），变异系数最小，为25.99%;平均值最低为大庄镇，为21.19 g·kg-1。共和镇和子午镇的有机质含量较为丰富，中上、较高和丰富等级占比较大。

氮素作为最重要的必须营养元素，对烟叶产量和品质起着决定性的作用，植烟土壤碱解氮的最佳含量为 100～180 mg·kg-1[10]。从表6可以看出，各乡镇的水解性氮含量差异显著（P<0.05），共和镇平均值最高，为143.14 mg·kg-1，丰富等级的占比为36.67%;大庄镇平均值最低，为88.41 mg·kg-1，在等级分布上，有22.50%属于缺乏等级。妥甸镇水解性氮的变异系数最高，为44.31%。

适宜种植优质烤烟烟区土壤全氮含量介于0.76～1.68 g·kg-1[11]。由表7可以看出各乡镇之间差异显著（P<0.05），共和镇的全氮平均值最高，为2.13 g·kg-1，变异系数较小，为23.47%，在等级分布上，有91.66%处于较高和丰富等级，超过了适宜范围;大庄镇的全氮平均值最小，为1.46 g·kg-1，变异系数较大，为43.84%，有12.50%處于缺乏等级。

2.5 有效磷

磷素是烟草生长必需的营养元素之一，有效磷含量是土壤磷素的重要标志，一般认为烤烟适宜生长的土壤有效磷范围是20～40 mg·kg-1，有效磷含量大于80或者小于10 mg·kg-1被认为不适宜烤烟种植[3]。如表8所示，各乡镇有效磷含量平均值均分布在该范围内，最高为共和镇，30.37 mg·kg-1，最低为大庄镇，21.14 mg·kg-1，但差异不显著（P>0.05）。大庄镇有40%的植烟土壤属于缺乏等级，与中下等级共占比70%左右;妥甸镇和子午镇分别有48.53%和43.48%的区域属于中下和缺乏水平。

2.6 水溶性氯

氯是烟草必需的微量元素，但是烟草对氯比较敏感，氯肥供应过量时，叶片厚而脆，弹性不足，燃烧性下降，品质变劣，一般要求植烟土壤水溶性氯含量要低于30 g·kg-1，高于45 g·kg-1時不利于烤烟种植[12]。如表9所示，各乡镇植烟土壤中水溶性氯在最适宜和适宜等级内，共和镇的水溶性氯含量平均值最高，为53.6 g·kg-1，有46.67%处于不适宜范围内，变异系数和变幅较大，为85.52%和4.21～202.29 g·kg-1。水溶性氯含量平均值最低的是妥甸镇，为10.34 g·kg-1。

3 结论与讨论

整体而言，楚雄烟区“2260”工程区域植烟土壤各养分指标平均含量均处于在最适宜或者较好水平。然而，不同指标之间仍表现出明显的空间分布特征差异。pH值方面，妥甸镇、大庄镇和子午镇的碱性土壤（pH>7.51）占比均超过15%，在日常生产中，应当施用酸性肥料定向改良;妥甸镇和子午镇的酸性土壤（pH<5.51）占比超过23%，这与当地烟农为提高烤烟产质量而长期过度施肥和连作有关。种植方式方面，可以采取轮作、套作、间作等方式促进烟田生态系统的改良;施肥方面，可以增施商品有机肥或者撒施375 kg·hm-2生石灰加以改良[13]。电导率是限制植物和微生物活性的阈值[14]，电导率越高，说明土壤溶液中等的离子强度越高，一定程度上反映了土壤盐分含量[15]。4个乡镇的电导率变化较大，最高为共和镇，与其他3个乡镇存在显著差异（P<0.05）。共和镇和子午镇植烟土壤总体养分较为丰富。2个乡镇的有机质含量较为丰富，中上、较高和丰富等级占比较大，其中共和镇有机质的平均值达到35.2 g·kg-1。土壤有机质含量过高会大幅度降低烟叶评吸效果[16]。陈江华等[9]研究也认为，南方烟区的有机质含量过高时，会导致烟叶贪青晚熟，甚至黑暴。加之共和镇和子午镇的水解性氮平均值较高，分别为143.14 ，114.67 mg·kg-1，丰富等级的占比为36.67%和23.91%;共和镇和子午镇的全氮平均值较高，分别为2.13，1.77 g·kg-1，在等级分布上，共和镇和子午镇分别有58.33%和36.96%处于丰富等级，超过了适宜范围。因此，在共和镇和子午镇要严格控制氮肥的施用，施用有机肥时要注意充分腐熟。

云南大部分植烟土壤有效磷含量处于丰富水平，但各烟区分布不均[2]，楚雄“2260”工程区域也呈现同样情况，共和镇的有效磷含量较为丰富，大庄镇有40%的植烟土壤有效磷属于缺乏等级，与中下等级共占比70%左右，妥甸镇和子午镇也有50%左右的区域属于中下和缺乏水平，这与近年来烟农重视氮肥和钾肥，忽略磷肥的施用有关。因此，有必要针对性制定不同的专用肥配方，适当调整配方中磷肥的比例。同时，许自成等[17]的研究证明，植烟土壤的pH值与土壤有效磷有显著正相关关系。为此，增施磷肥应当与调整植烟土壤pH值同时考虑。氯离子含量过高，会影响烟叶中叶绿素的合成，降低根系活力，从而降低烟叶产质量[18]。烟叶中氯离子超标会导致烟丝燃烧受阻。共和镇的水溶性氯含量平均值最高，有46.67%处于不适宜范围内，变异系数和变幅较大，这是因为土壤中的氯主要以游离态的Cl-存在，具有较强的移动性。另外，共和镇近年来蔬菜、瓜果等经济作物种植面积逐年增大，与烤烟种植区域重合导致氯离子含量偏高。刘逊等[19]的研究认为，植烟土壤水溶性氯含量在不同的pH组之间存在极显著差异，随着pH值的升高水溶性氯有下降趋势。由此可见，施用生石灰可减少土壤酸化程度，降低土壤氯离子含量。

综上所述，楚雄烟区“2260”工程区域植烟土壤主要养分指标平均含量处于适宜水平，有利于优质烟叶生产，但也表现出明显的空间分布特征。“2260”工程区域覆盖的4个烟叶种植乡镇中，酸碱失衡土壤主要分布在妥甸镇、大庄镇和子午镇;土壤有机质、水解性氮和全氮含量偏高地区主要分布在共和镇和子午镇;土壤水溶性氯不适宜地区主要分布在共和镇。针对上述局部土壤障碍现象，宜采取调整种植制度、优化施肥方式和调和土壤酸碱度等土壤保育措施，进一步提升植烟土壤整体质量水平。

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