贵州植烟土壤氮?磷?钾丰缺指标的研究

2024-04-03李想李光雷王定斌李彩斌张龙柳强杨静蒋卫沈子霞芶剑渝朱经伟刘艳霞刘海伟孙光军

安徽农业科学 2024年6期

李想李光雷王定斌李彩斌张龙柳强杨静蒋卫沈子霞芶剑渝朱经伟刘艳霞刘海伟孙光军

摘要為建立贵州植烟土壤的氮、磷、钾养分丰缺指标，根据在贵州遵义、毕节和黔东南开展的烟草肥料试验，分析土壤有效氮、磷、钾养分含量与烟叶相对产量之间的相关性，以缺素区与全量施肥区烟叶相对产量≥95%、85%～<95%、65%～<85%、50%～<65%和＜50%为标准，将对应的土壤速效养分分别划分为极高、高、中、低和极低5个等级。结果显示，贵州各试验点植烟土壤碱解氮、有效磷和速效钾平均值分别为122.66、32.52和347.25 mg/kg，而缺氮、缺磷、缺钾处理烟叶相对产量平均值分别为84.00%、91.97%和101.00%。经过关系方程推算得出，贵州植烟土壤极高、高、中、低和极低肥力等级碱解氮指标分别为≥134.9、123.8～<134.9、101.5～<123.8、84.8～<101.5和<84.8 mg/kg，有效磷指标分别为≥34.5、28.0～<34.5、14.9～<28.0、5.1～<14.9和<5.1 mg/kg，速效钾指标分别为≥324.0、285.3～<324.0、207.8～<285.3、149.6～<207.8和<149.6 mg/kg，可为贵州烟草产区合理施肥提供参考和指导。

关键词烤烟；丰缺指标；相对产量；肥力评价；贵州

中图分类号 S158 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）06-0155-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.034

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Abundance-deficiency Indices of Soil Nitrogen，Phosphorus，Potassium for Tobacco Planting Soils in Guizhou

LI Xiang1， LI Guang-lei1， WANG Ding-bin2 et al

（1.Guizhou Tobacco Company， China National Tobacco Corporation， Guiyang， Guizhou 550004; 2. Qiandongnan Branch of Guizhou Tobacco Company， Kaili， Guizhou 556099）

Abstract In order to establish the abundance-deficiency indices of soil nitrogen，phosphorus，potassium for tobacco planting soils in Guizhou Province， the correlation between the content of available nitrogen， phosphorus， and potassium nutrients in soil and the relative yield of tobacco leaves was analyzed based on fertilizing experiments we performed in Zunyi， Bijie and Qiandongnan. Based on the criteria that the relative yield of tobacco leaves was ≥95%， 85%-<95%， 65%-<85%， 50%-<65%， and <50% in the nutrient deficient plots， the corresponding soil available nutrients were divided into five grades， namely， extremely high， high， medium， low， and extremely low. The results showed that the average values of available nitrogen， available phosphorus， and available potassium were 122.66， 32.52， and 347.25 mg/kg， respectively. The average relative yields of tobacco leaves under nitrogen， phosphorus， and potassium deficiency treatments were 84.00%， 91.97%， and 101.00%， respectively. According to the calculation of the relationship equation， the indexes of alkali-hydrolyzable nitrogen in the extremely high， high， medium， low， and very low fertility grades of tobacco planting soils in Guizhou are≥134.9， 123.8-<134.9， 101.5-<123.8，84.8-<101.5， and<84.8 mg/kg， the indexes of available phosphorus are≥34.5， 28.0-<34.5， 14.9-<28.0， 5.1-<14.9， and <5.1 mg/kg， and the indexes of available potassium are≥324.0， 285.3-<324.0， 207.8-<285.3， 149.6-<207.8， and<149.6 mg/kg， respectively. It would provide reference and guidance for rational fertilization in Guizhou tobacco planting areas.

Key words Flue-cured tobacco;Abundance-deficiency indices;Relative yields;Fertility evaluation;Guizhou

土壤是農作物生产的物质基础，土壤养分含量是烟草合理施肥的重要依据和作物产质量的基础。近年肥料的过量施用逐渐成为全球关注的环境问题，因此合理的土壤肥力评价有助于生产者或管理者科学调整肥料施用方法，减少生产资源浪费，提高土壤生产力，并保护生态环境，促进农业生产可持续发展。此前我国植烟土壤肥力评价已有不少报道［1-3］。

然而，目前土壤肥力评价应用的养分丰缺指标大多数还是以20世纪80年代开展的第二次土壤普查结果为基准，随着数十年土壤肥力的变化，其对目前施肥的指导意义已经大幅减弱。因此，近年研究者们对不同作物建立了土壤大量养分的丰缺指标，如孙洪仁等［4-6］建立了中国小麦、马铃薯、紫花苜蓿等作物土壤氮磷钾丰缺指标。由于我国各区域间土壤类型多变，养分供应状况不同，因此针对不同区域，也建立了土壤养分的丰缺指标，如李云祥等［7］研究了甘肃中部灌区春小麦土壤氮磷钾养分丰缺指标，陈华等［8］建立了云南旱地小麦养分丰缺指标，贾良良等［9］建立了河北平原夏玉米农田土壤磷、钾养分丰缺指标，张辉等［10］提出了长江中下游甘薯土壤氮磷钾养分区域丰缺指标。

烟草是我国重要的经济作物，在全国十几个省份广泛种植。然而，针对植烟土壤丰缺指标的研究相对缺乏。贵州属亚热带湿润季风气候区，四季分明，年均气温15 ℃左右，年降雨量1 000～1 400 mm，年无霜期250～300 d。贵州气候适宜，是我国烟草种植大省，也是各个工业优质烟叶原料的生产基地。因此，该研究以前期在贵州烟区实施的44个氮、磷、钾肥料田间试验为基础，建立了贵州植烟土壤大量养分丰缺指标，为指导贵州蜜甜香烟叶产区的科学施肥提供重要理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点设在贵州省遵义播州区、黔东南州黄平县、毕节市大方县和黔西县，其中播州、大方和黔西各设10个试验点，黄平县设14个试验点，共44个试验点。试验地选择肥力均匀、平坦，具有代表性的高、中、低不同肥力水平的田块。

1.2 试验设计

采用田间试验。试验设全量施肥对照、缺氮、缺磷、缺钾共4个处理，施肥方案由区县烟草公司提供。氮肥采用硝酸铵钙（含N 15.5%），磷肥采用钙镁磷肥（含P2O5 12%），钾肥采用硫酸钾（含K2O 50%），于起垄前作为基肥施入，施肥量统计情况见表1。试验采用随机区组设计，每个处理设3次重复，每小区面积约为60 m2（5 m×12 m）。烟草品种采用当地主栽品种，田间管理措施均参照当地生产方案执行。每小区在采烤结束后，对烟叶产量进行统计。

1.3 样品采集与检测

于烟田起垄施肥前在每个试验地块按“S”形或“梅花”形取样法取耕层土壤样品，取样深度0～20 cm，均匀混合成一个基础农化土样，经分拣杂物、自然风干、研磨后过20目筛备用。土壤指标检测均采用标准方法，碱解氮采用碱解扩散法（LY/T 1228—2015），有效磷采用连续流动法（NY/T 1121.25—2012），速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法（NY/T 889—2004）。基础土样速效养分检测结果统计数据见表1。

1.4 数据分析

采用相对产量法确定土壤肥力分级。

相对产量=Xi/Xt×100%

式中：Xi是缺i元素时烟叶产量（kg/hm2），i为氮、磷、钾；Xt为全量施肥时烟叶产量（kg/hm2）。相对产量≥95%的土壤此元素肥力等级为极高，85%～<95%为高，65%～<85%为中，50%～<65%为低，<50%为极低。

应用IBM SPSS 19.0进行数据分析，采用Ducan法（P＜0.05）方差分析。Microsoft Excel 2010和IBM SPSS 19.0绘制图表。

2 结果与分析

2.1 烟叶产量情况

全量施肥、缺氮、缺磷、缺钾各处理下44个试验点烟叶产量统计情况见表2。全量施肥对照处理，所有试验点产量平均值为2 035.48 kg/hm2，4个县区大方（2 108.89 kg/hm2）＞黔西（2 046.16 kg/hm2）＞播州（2 025.22 kg/hm2）＞黄平（1 982.76 kg/hm2）。缺氮处理，所有试验点产量平均值为1 707.32 kg/hm2，4个县区大方（2 157.44 kg/hm2）＞播州（1 632.31 kg/hm2）＞黔西（1 619.63 kg/hm2）＞黄平（1 502.03 kg/hm2）。缺磷处理，所有试验点产量平均值为1 873.76 kg/hm2，4个县区大方（2 231.77 kg/hm2）＞黔西（2 028.24 kg/hm2）＞黄平（1 673.39 kg/hm2）＞播州（1 641.77 kg/hm2）。缺钾处理，所有试验点产量平均值为2 044.22 kg/hm2，4个县区大方（2 169.70 kg/hm2）＞黄平（2 073.92 kg/hm2）＞黔西（2 033.74 kg/hm2）＞播州（1 887.61 kg/hm2）。从变异系数看出，缺氮、缺磷、缺钾处理的数据波动高于全量施肥对照处理。

2.2 相对产量

通过缺素处理产量与全量施肥对照处理的比值可计算各处理相对产量数据，缺氮处理全部试验点和各县区点位箱式图见图1。播州、黔西、大方、黄平烟叶相对产量平均值分别为79.28%、81.06%、103.24%、75.74%，全部样点平均值为84.00%。方差分析表明，缺氮处理大方烟叶相对产量显著高于其他县区，说明大方产区土壤氮养分供应量较其他产区高。

缺磷处理全部试验点和各县区点位箱式图见图2，播州、黔西、大方、黄平烟叶相对产量平均值分别为80.77%、98.97%、106.23%、84.78%，全部樣点平均值为91.97%。方差分析表明，缺磷处理大方烟叶相对产量显著高于播州和黄平，黔西烟叶相对产量显著高于播州，说明大方和黔西产区土壤磷养分供应量高于播州和黄平。

缺钾处理全部试验点和各县区点位箱式图见图3，播州、黔西、大方、黄平烟叶相对产量平均值分别为93.13%、100.16%、104.09%、85.03%，全部样点平均值为101.00%。方差分析表明，缺钾处理4个县区烟叶相对产量无显著差异。

2.3 土壤肥力

按照缺素处理烟叶相对产量与土壤肥力对应关系，可计算各试验点氮、磷、钾3种元素的肥力水平，见表3。所有样点中，土壤氮极高肥力占29.55%，中等肥力占50.00%，低与极低肥力占近16.00%；土壤磷极高肥力占50.00%以上，中、高肥力各占18.18%，低与极低肥力共占11.37%；土壤钾极高肥力样点占近60.00%，低肥力及以下占比不足7.00%。在这一定程度反映出贵州植烟土壤的综合肥力水平，总体上磷、钾肥力较高，而氮肥力中高。

2.4 养分丰缺指标的确定

通过建立各试验点土壤速效养分与此养分缺素处理时烟叶相对产量的对应关系，尝试推算各个土壤养分的丰缺指标，见图4～6。将相应缺素区相对产量节点（50%、65%、85%和95%）代入对应线性方程，得到贵州植烟土壤碱解氮、有效磷和速效钾丰缺指标建议值（表3）。

3 讨论

烟草吸收的养分主要来自土壤，其生长发育、产量、品质都与土壤有密切的关系。对植烟土壤养分丰缺状况进行诊断，有助于改进施肥技术，提高烟草肥料利用率，对维持烟区土壤养分平衡，保障烟区烟叶质量稳定性，实现烟区可持续发展具有重要意义［2］。贵州烟叶风格特征鲜明，得到多家工业的认可，在我国烟草产业体系建设和中式卷烟发展中起到重要的作用，因此对贵州烟草产区土壤肥力的评价也多有研究。遵义市作为蜜甜香烤烟的主要生产烟区，土壤氮处于上等水平，有效磷、速效钾处于中等水平［10-11］。毕节植烟土壤速效氮含量总体较为丰富，有效磷含量总体偏高［12］。六盘水市各植烟区土壤碱解氮含量丰富，速效磷含量偏低，速效钾含量丰富至适宜［13］。黔南山地植烟土壤有机质含量适中，碱解氮、有效磷和速效钾含量丰富［14］。黔东南州土壤含氮量中等，有效磷较低，钾含量丰富［15］。而且，土壤养分随时间有缓慢的变化趋势，比如2006—2016年遵义植烟土壤速效钾增加了57.25%，碱解氮和有效磷则有所下降［11］，毕节土壤速效钾也有增加趋势［16］。刘海伟等［17］研究发现，贵州植烟土壤养分存在表层聚集的现象，耕层土壤氮、磷速效养分含量较为丰富，钾含量变异较大。所以，有必要研究和重新建立适宜贵州植烟土壤肥力评价的养分丰缺指标。

土壤养分丰缺指标的常用研究方法是采用肥料试验的相对产量。农业部《测土配方施肥技术规范（2011年修订版）》，以缺素相对产量≥95%、90%～<95%、75%～<90%、60%～<75%和<60%分别定为高、较高、中、较低和低5个土壤肥力等级。但在实际应用中，根据不同作物或不同产地区域，相对产量范围和等次数量均有所调整，但一般氮、磷、钾3个元素都采用同一套等级范围［8］。孙洪仁等［4-5］在研究全国小麦和马铃薯产地土壤养分丰缺指标时，相对产量选用≥100%、90%～100%、80%～90%、70%～80%、60%～70%、50%～60%和＜50%将土壤大量养分肥力划分为7个等级。李云祥等［7］研究甘肃中部灌区春小麦土壤氮、磷、钾丰缺指标时，选用≥90%、80%～90%、70%～80%、60%～70%、50%～60%、<50%将土壤肥力划分为6个等级。贾良良等［9］选用相对产量＞95%、>85%～95%、>75%～85%、>65%～75%、≤65%将河北平原夏玉米农田土壤划分为5个等级。陈华等［8］选用＞90%、75%～90%、60%～75%和＜60%将云南旱地小麦土壤速效养分分别划分为高、中等、低和极低4个等级。该研究也采用5个等级，选定相对产量范围为≥95%、85%～<95%、65%～<85%、50%～<65%和＜50%。对比该研究丰缺指标与此前文献所用指标［18］，发现碱解氮、有效磷指标范围趋中收缩，而速效钾指标低肥力限度提升。

贵州为山地高原，海拔670～2 150 m，土壤类型多，成土母质复杂，地带性与非地带性土壤分布相交错，非地带性土壤分布十分明显，土壤养分含量变异也较为显著［17］。从该研究结果看，毕节市的大方和黔西综合肥力较高，因而今后还可针对不同地市对土壤养分的丰缺指标进一步优化。

4 结论

土壤有效氮、磷、钾养分含量与对应缺素区烟叶相对产量建立经过关系方程R2分别为0.600 8、0.578 8和0.530 7，从而推算出贵州植烟土壤极高、高、中等、低和极低肥力等级碱解氮指标分别为≥134.9、123.8～<134.9、101.5～<123.8、84.8～<101.5和<84.8 mg/kg，有效磷指标分别为≥34.5、28.0～<34.5、14.9～<28.0、5.1～<14.9和<5.1 mg/kg，速效钾指标分别为≥324.0、285.3～<324.0、207.8～<285.3、149.6～<207.8和<149.6 mg/kg。

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