云南宜良烟区土壤肥力适宜性评价

王育军，鲁鑫浪,2，陈丽鹃，周冀衡*，王超，杨家明

(1.湖南农业大学 a.生物科学技术学院；b.烟草研究院，湖南 长沙 410128；2.湖南株洲市烟草公司茶陵县分公司，湖南 茶陵 412400；3.红云红河烟草(集团)有限责任公司，云南 昆明 650202；4.昆明市烟草公司宜良县分公司，云南 宜良 652100)

云南宜良烟区土壤肥力适宜性评价

王育军1a,1b，鲁鑫浪1a,1b,2，陈丽鹃1b，周冀衡1a,1b*，王超3，杨家明4

(1.湖南农业大学 a.生物科学技术学院；b.烟草研究院，湖南 长沙 410128；2.湖南株洲市烟草公司茶陵县分公司，湖南 茶陵 412400；3.红云红河烟草(集团)有限责任公司，云南 昆明 650202；4.昆明市烟草公司宜良县分公司，云南 宜良 652100)

于2010—2013年对云南宜良烟区土壤养分含量状况进行普查，运用土壤肥力适宜性指数(SFI值)，对烟区土壤肥力适宜性进行综合评价。结果表明：① 宜良烟区土壤pH值和有机质、碱解氮、速效钾、有效硼含量适宜，速效磷、有效镁、有效锌和水溶性氯含量偏高，有效磷和水溶性氯含量的变异较大；② 宜良烟区土壤肥力适宜性指数为Ⅰ~Ⅴ级的比例分别为20%、47.7%、29.3%、1.5%和1.5%，肥力适宜性指数平均值为0.61；③ 2010 至2013年，烟区土壤pH和有效镁含量逐年降低，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锌、有效硼和水溶性氯含量有所增高。

植烟土壤；肥力；综合评价；云南宜良

同一烤烟品种在不同生态环境下的形态特征和农艺性状各异，化学品质和香气风格也会有所不同[1–2]。生态环境包括气象因子和土壤条件。土壤条件是影响烟叶品质的主要生态学内因。适宜的土壤条件是烟草优质适产的基础[3]。李强等[4–5]利用经典统计学、地统计学和模糊数学方法对云南曲靖烟区土壤肥力适宜性和空间变异情况进行了分析，并基于地统计学对土壤主要养分状况进行了丰缺评价；王宏伟等[6]、谭智勇等[7]对云南保山烟区土壤肥力状况进行了综合评价；李忠环等[8]对昆明植烟土壤养分状况进行了分区评价。这些研究多集中在土壤营养元素的丰缺诊断或年度评价等方面。云南省宜良县位于云南省中部，海拔高度1 500~1 800 m，夏无酷暑，冬无严寒，属于典型的热带季风气候，年均气温16.3 ℃，日照2 177.3 h，降水量912.2 mm，相对湿度75%，全年无霜期260 d左右。土壤类型主要是红壤、沙土和胶泥土，宜于优质烤烟的生产，常年植烟面积在6.0×103hm2以上。笔者基于模糊数学理论，对云南省宜良县植烟土壤的肥力适宜性进行了分区评价，并对烟区2010—2013年的土壤养分含量的变化情况进行了研究，旨在为当地优质烟叶生产和合理施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

2010—2013年，于烤烟移栽前，由宜良县烟草公司专职人员采用GPS定位技术，在全县7个植烟乡镇(耿家营、狗街、古城、九乡、马街、汤池和竹山)按照5点取样规则采集0~20 cm耕作层土壤。每年采集土样260个。每个样品4 kg。不同年份样品采集点基本保持一致。样品用四分法取约1 kg，经风干、研磨、过筛和混匀后装瓶备用。

1.2 评价指标的选择与评价方法

1.2.1 评价指标的选择

根据文献[9]并结合专家建议，依据独立性、系统性和空间变异性等原则[10–12]，选取土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效镁、有效硼、有效锌和水溶性氯共9个指标作为评价植烟土壤肥力的指标。指标的测定均按照文献[13]方法进行。

1.2.2 评价方法

采用模糊数学和主成分分析方法，分别计算出土壤养分指标的隶属度和权重系数，再求出土壤肥力适宜性指数(SFI)，对植烟土壤的肥力状况进行评价，并将土壤肥力适宜性划分为5个等级[14]，其中SFI＞0.7，Ⅰ级；0.55＜SFI＜0.7，Ⅱ级；0.4＜SFI ＜0.55，Ⅲ级，0.25＜SFI＜0.4；Ⅳ级；SFI＜0.25，Ⅳ级。

式中：Nij和Wij分别表示第i个样品的第j个土壤养分指标的隶属度值和对应的权重系数。

根据隶属函数公式(2)和(3)，可以将各土壤养分指标的原始数值转化为0~1分布的、无量纲差异的隶属度值。土壤样品各养分指标的权重值则采用主成分分析方法求得。

“S”型：

抛物线型：

式中：x4和x1表示各指标的上、下临界值；x3和x2为各指标的上、下限最优值。

1.3 数据处理

采用SPSS 19和Excel 2003等统计软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 宜良植烟土壤养分含量状况

由表1可知，宜良各乡镇植烟土壤酸碱度和有机质含量适宜，碱解氮、速效磷和速效钾含量差异显著，其中狗街、竹山的碱解氮和速效磷含量超出了适宜范围[6–7]，汤池的有效镁、狗街的有效硼以及马街、竹山的水溶性氯含量整体偏高。全县植烟土壤有效锌含量较高，尤以马街最高。综合分析认为，宜良县植烟土壤pH和有机质、碱解氮、速效钾以及有效硼含量适宜，速效磷、有效镁、有效锌和水溶性氯含量偏高。

表1 2010—2013年宜良植烟土壤养分含量Table 1 Contents of soil nutrients of Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

2.2 土壤养分指标的权重及其隶属函数类型和曲线拐点值

根据专家建议和以往研究[6–7]，确定各植烟土壤养分指标的隶属度函数类型和阈值，并利用主成分分析方法求出宜良烟区各土壤养分指标的权重值(表2)。由表2可知，水溶性氯含量的权重较大，速效磷含量的权重较小。

表2 土壤养分指标权重及隶属函数的类型和阈值Table 2 Weight value of soil nutrient index and the type and threshold of its function

2.3 宜良植烟土壤肥力适宜性评价

统计结果表明，全县植烟土壤肥力适宜性等级中的Ⅰ~Ⅲ级累积占比为97%，Ⅳ、Ⅴ级占比仅为3%，肥力适宜性指数平均值为0.61，变异系数为0.19%，植烟区土壤肥力状况良好。在7个植烟乡镇中，竹山的肥力适宜性指数处在Ⅰ级的比例最大(33.33%)(表3)，汤池的最小(3.23%)。除马街有5%的土壤处在Ⅴ级外，其余乡镇的肥力适宜性指数均为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级，肥力适宜性指数由大到小依次为耿家营、狗街、竹山、九乡、汤池、古城、马街。

表3 宜良植烟土壤肥力适宜性Table 3 Result of fertility suitability evaluation on tobacco-growing soil of Yiliang

2.4 宜良植烟土壤肥力指标的年度变化

2.4.1 土壤pH 的变化

由表4可知，2010—2013年，宜良植烟土壤pH平均值为5.85~6.35，变异系数为14.0%~16.4%，说明近4年植烟土壤酸碱度均在适宜范围[6–7]内。pH值有逐年降低的趋势，表明土壤有酸化趋势。2010年，28.4%的植烟土壤pH高于7.5，而到2013年仅有1.2%的植烟土壤pH高于7.5。pH低于5.5的土壤比例逐年上升，2013年，38.2%的土壤属于过酸范围，比2012、2011和2010年分别增加了2.8%、4.9%和8.8%。

表4 2010—2013年宜良植烟土壤pH及其分级比例Table 4 Changes of pH value and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

2.4.2 土壤有机质含量的变化

由表5可知，2010—2013年，宜良植烟土壤有机质含量平均值为23.19~25.94 g/kg，变异系数为31.9%~43.8%，有机质含量均在15.0~25.0 g/kg的适宜范围[6–7]内。土壤有机质整体呈增高的趋势。含量大于30 g/kg的土壤比例逐年增加，2010年仅为17.5%， 2013年达到37%，增加了19.5%，适宜含量和含量低于20 g/kg的土壤比例从2010年的46.7%和35.7下降到2013年的42.7%和21.3%。有近40%的样品有机质含量偏高，超过20%的样品有机质含量偏低，适宜比例不到50%。

表5 2010—2013年宜良植烟土壤有机质含量及其分级比例Table 5 Changes of organic matter content and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

2.4.3 土壤碱解氮含量的变化

由表6可知，2010—2013年，宜良植烟土壤碱解氮含量平均值为84.33~118.63 mg/kg，变异系数为29.2%~41.4%，有机质含量均在60~120 mg/kg的适宜范围[6–7]内。2012—2013年与2010—2011年相比，碱解氮含量高于120 mg/kg的土壤比例出现了较大幅度的提高，而碱解氮含量低于60 mg/kg的土壤比例却有所降低。

表6 2010—2013年宜良植烟土壤碱解氮含量及其分级比例Table 6 Changes of hydrolytic N content and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

2.4.4 土壤速效磷含量的变化

由表7可知，2010—2013年，宜良植烟土壤速效磷含量平均值为25.99~40.01 mg/kg，基本在10~40 mg/kg的适宜范围[6–7]内。变异系数为77.3%~119.0%。速效磷含量平均值逐年增高，同时，速效磷含量超过40 mg/kg的土壤比例也不断增高，含量在10~40 mg/kg适宜范围和含量低于10 mg/kg的土壤比例却不断降低。约40%土壤供磷过高，12.3%的土壤低于10 mg/kg，处于缺磷状态。

表7 2010—2013年宜良植烟土壤速效磷含量及其分级比例Table 7 Changes of rapidly available P content and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

2.4.5 土壤速效钾含量的变化

由表8可知，2010—2013年，宜良植烟土壤速效钾含量平均值为177.39~269.49 mg/kg，变异系数为55.9%~82.3%，速效钾处在适宜的范围[6–7]内。土壤速效钾含量逐年增高，2013年速效钾含量比往年提高。相对缺钾或严重缺钾的土壤比例较2010年降低了21.1%，但整个植烟区仍有近1/4的土壤速效钾含量处在低于150 mg/kg的临界水平。

表8 2010—2013年宜良植烟土壤速效钾含量及其分级比例Table 8 Changes of rapidly available K content and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

2.4.6 土壤有效镁含量的变化

由表9可知，2010—2013年，宜良植烟土壤有效镁含量平均值为263.74~295.08 mg/kg，变异系数为52.7%~74.5%，有效镁含量较高[6–7]。含量高于400 mg/kg(富镁水平)的土壤比例逐年降低，而含量在200~400 mg/kg的土壤比例则同有效镁含量平均值一样表现出逐年升高的趋势。全县超过60%的土壤镁含量过高或极高，8%左右的土壤镁含量稍低或较低。

表9 2010—2013年宜良植烟土壤有效镁含量及其分级比例Table 9 Changes of available Mg content and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

2.4.7 土壤有效锌和有效硼含量的变化

由表10、11可知，2010—2013年，宜良植烟土壤有效锌含量平均值为1.86~5.53 mg/kg，2010— 2012年有效锌含量适宜[6–7]。2013年开始，有效锌含量高于5 mg/kg的高锌土壤比例急剧增高，缺锌和锌含量适宜的土壤比例有较大幅度的降低。有效硼含量平均值为0.44~0.85 mg/kg，前3年土壤硼含量较低，但2013年开始，硼含量恢复到适宜范围，且硼含量平均值和含量在0.5~1.0 mg/kg适宜范围的土壤比例呈现出逐年增高的趋势。全县硼含量平均值为0.85 mg/kg，仍有近20%土壤缺硼，20%土壤硼含量过高。

表10 2010—2013年宜良植烟土壤有效锌含量及其分级比例Table 10 Changes of available Zn content and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

表11 2010—2013年宜良植烟土壤有效硼含量及其分级比例Table 11 Changes of available B content and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

2.4.8 土壤水溶性氯含量的变化

由表12可知，2010—2013年，宜良植烟土壤水溶性氯含量除2010年偏高外，其余年份都在适宜范围[6–7]内。2011年，高氯土壤比例较2010年出现了较大幅度的下降，氯含量在5~25 mg/kg 适宜烤烟生长的土壤比例大幅增加。但2011年后，氯含量平均值以及高氯土壤比例逐年增高，含氯量5~25 mg/kg的土壤比例从2011年的69.6%下降到2013年的45.2%，而含量在25~40 mg/kg和含量超过40 mg/kg的土壤比例则分别增加了9.9%和8.4%。

表12 2010—2013年宜良植烟土壤水溶性氯含量及其分级比例Table 12 Changes of water-soluable Cl–content and the percentages of the differently graded soils in Yiliang tobacco-growing area from 2010 to 2013

3 讨 论

对2010—2013年宜良县植烟土壤养分测定并进行综合评价，结果表明，宜良县植烟土壤pH和有机质、碱解氮、速效钾、有效硼含量适宜，速效磷、有效镁、有效锌和水溶性氯含量偏高。7个植烟乡镇中，针对狗街植烟土壤的碱解氮、速效磷、有效锌和有效硼以及竹山的碱解氮、速效磷、有效锌和水溶性氯含量偏高，汤池的有效镁、马街的有效锌和水溶性氯含量超过适宜范围的土壤肥力状况，应采取严格控制相应肥料的施用量的栽培管理措施。

宜良植烟区土壤肥力适宜性Ⅰ级比例为20%，Ⅱ级比例为47.7%，Ⅲ级比例为29.3%，Ⅳ级比例为1.5%，Ⅴ级比例为1.5%；土壤肥力适宜性指数平均值为0.61，处在Ⅱ级范围内，变异系数为0.19%，植烟土壤肥力状况良好。耿家营、狗街和竹山的肥力适宜性指数较高，肥力状况良好，而马街和古城的肥力适宜性指数偏低，土壤肥力有待进一步提高。

2010—2013年，宜良烟区土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量逐年增高，这与相关部门和烟农对施肥的重视程度密不可分。但2013年的测土结果显示，速效磷含量已经超出了适宜植烟范围，因此，在今后的生产中应贯彻“控N、降P、稳K”的指导思想，以防止养分的富集。同时，部分烟区土壤养分已经出现了两极发展的态势，目前全县植烟区域有37%的土壤有机质含量过高，7.9%的土壤N含量过高，39.3%的土壤富磷，20.2%的土壤钾含量过高，且富N、富P、富K的土壤比例呈上升的趋势。在今后的生产中，各乡镇、各村组应该根据各地土壤供肥能力的实际情况进行施肥调整。整个植烟区pH值逐年降低，呈现出潜在的酸化势头，这与有效镁含量变化趋势一致，镁含量的降低是否是导致pH降低的主要原因[15]，还须进一步验证。但有必要在生产中适当增加碱性肥料的施用量，以防止植烟土壤的酸化。微量元素养分锌肥、氯肥含量逐年升高，部分烟区已经严重超标，这些地区应适当减少锌肥和氯肥的施用量。

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责任编辑：罗慧敏

英文编辑：罗 维

Evaluation of soil fertility suitability of Yiliang tobacco-growing area in Yunan province

WANG Yu-jun1a,1b, LU Xin-lang1a,1b,2, CHEN Li-juan1b, ZHOU Ji-heng1a,1b*, WANG Chao3, YANG Jia-ming4
(1.a.College of Bioscience and Biotechnology; b.Institute of Tobacco, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2.Chaling Tobacco Monopoly Bureau, Zhuzhou Municipal Tobacco Company, Zhuzhou, Hunan 412400, China; 3.Hongyun Honghe Tobacco(Group) Co. Ltd., Kunming 650202, China; 4.Yiliang Tobacco Corporation, Yiliang, Yunnan 652100, China)

Soil nutrient contents in Yiliang tobacco-growing area of Yunnan province were surveyed from 2010 to 2013 and integrated fertility index (SFI value) was calculated to analyze the soil fertility suitability of this area. The result indicated that ① the pH, organic matter, hydrolytic N, rapidly available K and available B content were at an appropriate level while rapidly available P, available Mg, available Zn and water-soluble Cl– content were high, the content of available P, water-soluble Cl– had great variation; ② based on SFI, soil fertility suitability of 20% of Yiliang tobacco-growing area graded I, 47.7% graded Ⅱ, 29.3% graded Ⅲ , 1.5% graded Ⅳ and 1.5% graded V and the average SFI was 0.61; ③ from 2010 to 2013, the pH value and available Mg content reduced year by year, while the content of organic matter, hydrolytic N, rapidly available P, rapidly available K, available Zn, available B and water-soluble Cl–were increased.

tobacco-growing soil; fertility; comprehensive evaluation; Yiliang of Yunnan province

S158；S572.06

A

1007−1032(2014)03−0246−07

10.13331/j.cnki.jhau.2014.03.005

投稿网址：http://www.hunau.net/qks

2013–12–16

红云红河烟草(集团)有限责任公司项目(HYHH2012YL03)；中国烟草总公司云南省公司项目(2010YN25)

王育军(1988—)，男，湖南岳阳人，硕士研究生，主要从事烟草栽培与生理生化研究，375319438@qq.com；*通信作者，jhzhou2005@163.com