邵阳市植烟土壤速效钾含量分布特征研究

于庆涛，邹 凯，邓小华，李永富，阳向馗，戴勇强，王建波

(1邵阳市烟草专卖局，湖南邵阳422000;2湖南农业大学，长沙410128)

烟草属喜钾作物，钾素供应充足对其生长发育、产量和质量以及卷烟制品的安全性都具有良好作用［1～3］。烟叶含钾量高低与其基因型和所处的生态环境及耕作栽培措施等密切相关，其中植烟土壤营养是根本，土壤中钾供给状态是影响烟叶钾含量高低的重要因素［3，4］。占土壤全钾2%左右的土壤速效钾是易被作物吸收利用的钾，其含量高低常被作为判断植烟土壤钾素含量丰缺的重要指标［5，6］。有关植烟土壤钾素含量状况的研究已有较多报道［7～12］。陈江华［7］等对全国主要烟区、王树会［8］等对云南烟区、罗建新等［9］与王欣等［10］对湖南烟区的植烟土壤速效钾含量分布状况进行了研究，匡传富等［11］对湖南郴州烟区、邓小华等［12］对湘西烟区、谢鹏飞等［13］对湖南宁乡县的土壤速效钾含量分布特征进行了分析，但系统分析湖南省邵阳市植烟土壤速效钾含量分布特征的研究未见报道。邵阳市位于湖南省中部略偏西南，属典型的中亚热带湿润季风气候，常年产烟1.5×104t左右，是湖南省重要烤烟产区。研究邵阳市植烟土壤速效钾含量分布特征，可为邵阳市植烟土壤钾素养分管理及烤烟栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

2012年在邵阳市的隆回、邵阳和新宁3个植烟县的27个乡镇，采集具有代表性的耕作层土样1 790个。统一采集时间选在12月份完成。土钻取耕层土样深度为20 cm。每一地块取小土样10～15个点，制成0.5 kg左右的混合土样。土样田间登记编号，用GPS采集取样点地理坐标(包括经度和纬度)。土样经过预处理后(风干、混匀、磨细、过筛等)装瓶备测。

1.2 土壤速效钾、pH、有机质测定

按照GB/T 7856－1989，采用原子吸收分光光度法测定植烟土壤速效钾含量。土壤pH按照NY/T 1121.2－2006，采用pH计法(水土比为1.0∶2.5)测定;有机质含量按照NY/T 1121.6－2006，采用重铬酸钾滴定法测定。

1.3 统计分析

1.3.1 植烟土壤速效钾含量丰缺分级

参照以往研究［7，9，11，12］，将邵阳市植烟土壤速效钾含量分为 5级:缺乏(＜80.00 mg/kg)、偏低(80.00～160.00 mg/kg)、适宜(160.00～240.00 mg/kg)、丰富(240.00～350.00 mg/kg)、极丰富(＞350.00 mg/kg)。

1.3.2 植烟土壤速效钾含量空间分布图绘制

首先用探索分析法(explore)剔除异常离群数据;K－S法检测数据是否符合正态分布，如果不符合正态分布，对数据进行对数转换;然后用ArcGIS 9软件中的地统计学模块的Kriging插值方法绘制植烟土壤速效钾含量的空间分布图［14］。

2 结果与分析

2.1 植烟土壤速效钾含量县域分布

由表1可知，邵阳市植烟土壤速效钾含量变幅在35.40 ～728.00 mg/kg，平均值为 113.75 mg/kg，总体处于偏低水平;变异系数为50.40%，属强变异。土壤速效钾处于适宜范围内的样本占12.01%;“偏低”的样本为55.31%，“缺乏”的样本为29.55%，“偏低”及“缺乏”的样本土壤速效钾处于缺乏或潜在缺乏状态。“丰富”的样本为2.85%，“极丰富”的样本为0.28%。

3个植烟县土壤速效钾含量平均值在100.55～121.99 mg/kg，其含量高低表现为:邵阳县＞新宁县＞隆回县，其中邵阳县和新宁县土壤速效钾含量高于整个烟区平均值。方差分析结果表明，邵阳县和新宁县植烟土壤速效钾含量极显著高于隆回县，而邵阳县和新宁县植烟土壤速效钾含量差异不显著。

3个植烟县土壤速效钾含量的变异系数为44.20% ～52.95%，大小排序为:邵阳县＞新宁县＞隆回县。其中，邵阳县的植烟土壤速效钾含量的变异系数在50%以上，属强变异;其他2县植烟土壤速效钾含量属中等强度变异。

3个植烟县土壤速效钾含量适宜样本比例在5.11% ～16.49%，按从高到低依次为:新宁县＞邵阳县＞隆回县。各县植烟土壤速效钾含量均以“偏低”的样本比例最多。

表1 邵阳市植烟土壤速效钾含量分布Table 1 Distribution of available K contents in Shaoyang tobacco－growing soil

2.2 植烟土壤速效钾含量空间分布

采用ArcGIS9软件绘制邵阳市植烟土壤速效钾含量空间分布图。考虑到土壤样本的速效钾含量不为正态分布(Kolmogorov－Smirnov Z值为5.582，p=0.000＜0.05)，对其数据对数转换后进行Kriging插值。由图1可知，邵阳市植烟土壤速效钾含量分布态势总体上呈斑块状。以速效钾含量100.00～130.00 mg/kg为主要分布面积，速效钾含量80.00～100.00 mg/kg的为次要分布面积。在邵阳县和新宁县的速效钾含量大于160.00 mg/kg的植烟土壤较散分布，以插花状分布于各县。

图1 邵阳市植烟土壤速效钾含量空间分布Fig.1 Spatial distribution of available K contents for tobacco－growing soil in Shaoyang

2.3 植烟土壤不同pH组速效钾含量的分布

将土壤样本的 pH值按(－∞，4.5)、［4.5，5.0)、［5.0，5.5)、［5.5，6.0)、［6.0，6.5)、［6.5，7.0)、［7.0，7.5)、［7.5，+∞)分为 8 组，其样本数分别为21、101、339、429、467、206、201、26 个，分别统计各pH组的植烟土壤速效钾平均值及适宜样本比例，结果见图2。8个pH组的植烟土壤速效钾含量平均值在108.66～125.10 mg/kg，适宜样本比例在10.51%～38.10%。不同pH组的植烟土壤速效钾含量差异不显著(F=1.991，sig.=0.053)。不同pH组之间植烟土壤速效钾含量适宜样本比例差异较大，以pH小于4.5和大于7.5的2个组的土壤速效钾含量适宜样本比例相对较高，在20%以上。

2.4 植烟土壤不同有机质组速效钾含量的分布

将土壤样本的有机质含量按(－∞，15)、［15，20)、［20，25)、［25，30)、［30，35)、［35，40)、［40，45)、［45，50)、［50，55)、［55，60)、［60，+ ∞)分为11 组，其样本数分别为 109、272、417、349、266、123、115、56、48、14、21，分别统计各有机质组的植烟土壤速效钾平均值及适宜样本比例，结果见图3。11个有机质含量组的植烟土壤速效钾含量平均值在95.99～131.17 mg/kg，适宜样本比例在 0～18.80%。方差分析结果表明，不同有机质含量组的植烟土壤速效钾含量差异极显著(F=5.205，sig.=0.000)，主要为30～35 g/kg、55～60 g/kg有机质含量组的植烟土壤速效钾含量极显著高于45～50 g/kg组，而其他有机质含量组的植烟土壤速效钾含量差异不显著。植烟土壤有机质含量在35 g/kg以下，土壤速效钾含量有随有机质提高而增加的趋势;植烟土壤有机质含量在35g/kg以上，土壤速效钾含量随有机质提高而降低的趋势。不同有机质含量组之间植烟土壤速效钾含量适宜样本比例差异较大，以30 ～35 g/kg、20 ～25 g/kg、35 ～40 g/kg、40 ～45 g/kg等4个有机质含量组的土壤速效钾含量适宜样本比例相对较高，在10%以上。

图2 邵阳市不同pH值的植烟土壤速效钾含量Fig.2 The contents of available K for tobacco－growing soil in different pH in Shaoyang

图3 邵阳市不同有机质的植烟土壤速效钾含量Fig.3 The contents of available K for tobacco－growing soil in different organic matter in Shaoyang

3 结论

邵阳市植烟土壤速效钾含量总体上处于偏低水平，平均值为113.75 mg/kg，变异系数为50.40%;适宜土壤样本占12.01%，可能有缺钾现象的土壤样本占29.55%。不同县植烟土壤速效钾含量高低表现为:邵阳县＞新宁县＞隆回县，差异达极显著水平。邵阳市植烟土壤速效钾含量总体上呈斑块状分布态势。以植烟土壤速效钾含量100.00～130.00 mg/kg为主要分布面积，其次为速效钾含量80.00～100.00 mg/kg的分布面积。速效钾含量大于160.00 mg/kg的植烟土壤以插花状分布于邵阳县和新宁县。不同pH组的植烟土壤速效钾含量差异不显著。植烟土壤速效钾含量在不同有机质组间存在极显著差异，主要为30～35 g/kg、55～60 g/kg有机质含量组的植烟土壤速效钾含量极显著高于45～50 g/kg组，而其他有机质含量组的植烟土壤速效钾含量差异不显著。

4 讨论

(1)邵阳市植烟土壤速效钾偏低，一部分植烟土壤速效钾处于缺乏或潜在缺乏状态，可能是由于粘土矿物对钾的固定或钾钙拮抗作用或钾素随水流失所致，也有可能是杂交水稻的推广从稻田土壤中带走的钾素较多有关。因此，钾素不足是邵阳市植烟土壤面临的难题。科学施用钾肥，特别是植烟稻田需重施钾肥，才能获得优质烟叶。

(2)采用Kriging插值绘制邵阳市植烟土壤速效钾含量空间分布图，不仅对无采样点的土壤速效钾含量可进行估值，而且可直观地描述植烟土壤速效钾含量的分布格局，对邵阳市的烟田分区管理和因地施肥具有重要指导意义。

(3)依据pH分组研究邵阳市植烟土壤速效钾含量分布，其结果与尤开勋［15］的研究结果不同，他认为宜昌市植烟土壤在土壤酸化过程中，养分钾的有效性大幅度提高。与邓小华［14］的研究结果也不同，他认为湘西植烟土壤速效钾含量有随pH值的升高而升高的趋势。这种结果的差异可能与样本来源不同有关。

［1］韩锦峰，朱大恒，刘华山，等.我国烤烟含钾量低的原因及解决途径［J］.河南农业科学，2010，(2):32－40.

［2］肖协中.烟草化学［M］.北京:中国农业出版社，1997.44－194.

［3］曹志洪.优质烤烟生产的钾素与微肥［M］.北京:中国农业科技出版社，1995.

［4］邓小华，陈冬林，周冀衡，等.湖南烟区烤烟钾含量变化及聚类分析［J］.烟草科技，2008，(12):52－56.

［5］颜 丽，关连珠，栾 双，等.土壤供钾状况及土壤湿度对我国北方烤烟烟叶含钾量的影响研究［J］.土壤学通报，2001，32(2):84 －87.

［6］曹志洪，胡国松，周秀如，等.土壤供钾特性和烤烟的钾肥有效施用［J］.烟草科技，1993，(2):33 －37.

［7］陈江华，李志宏，刘建利，等.全国主要烟区土壤养分丰缺状况评价［J］.中国烟草学报，2004，11(3):14－18.

［8］王树会，邵 岩，李天福，等.云南烟区土壤钾素含量与分布［J］.云南农业大学学报，2006，21(6):834－837.

［9］罗建新，石丽红，龙世平.湖南主产烟区土壤养分状况与评价［J］.湖南农业大学学报(自然科学版)，2005，31(4):376 －38.

［10］王 欣，许自成，肖汉乾.湖南烟区烤烟钾含量与土壤钾素的分布特点之间的关系［J］.安全与环境学报，2007，7(5):83 －87.

［11］匡传富，周国生，邓正平，等.湖南郴州烟区土壤养分状况分析［J］.中国烟草科学，2010，31(3):33 －37.

［12］邓小华，杨丽丽，周米良，等.湘西喀斯特区植烟土壤速效钾含量分布及影响因素［J］.山地学报，2013，31(5):519－526.

［13］谢鹏飞，邓小华，何命军，等.宁乡县植烟土壤养分丰缺状况分析［J］.中国农学通报，2011，27(5):154－162.

［14］邓小华.湖南烤烟区域特征及质量评价指标间的关系研究［D］.长沙:湖南农业大学，2007.

［15］尤开勋，秦拥政，赵一博，等.宜昌市植烟土壤酸化特点与成因分析［J］.安徽农业科学，2011，39(5):2737－2739.