渝东南烟区土壤pH分布特点及其与土壤养分的关系

张 东， 扈 强， 侯小东*， 关罗浩， 叶为民， 刘新民， 周 林， 闫 宁

(1.中国农业科学院 烟草研究所， 山东 青岛 266101； 2.广东中烟工业有限责任公司， 广东 广州 510610； 3.重庆市烟草公司彭水分公司， 重庆 彭水 409600)



渝东南烟区土壤pH分布特点及其与土壤养分的关系

张 东1， 扈 强2， 侯小东1*， 关罗浩2， 叶为民2， 刘新民1， 周 林3， 闫 宁1

(1.中国农业科学院 烟草研究所， 山东 青岛 266101； 2.广东中烟工业有限责任公司， 广东 广州 510610； 3.重庆市烟草公司彭水分公司， 重庆 彭水 409600)

为渝东南烟区实施平衡施肥、改善土壤环境提供科学依据，采用GPS定位取样的方法对渝东南烟区典型性产烟县彭水县和武隆县的土壤pH分布特点及其与土壤养分的关系进行研究。结果表明：渝东南植烟土壤酸化严重，最适宜烟草生长的土壤pH 5.5～6.5仅占36.36%；渝东南植烟土壤有效态元素含量差异明显，有效硼、有效钼含量极低，水溶性氯含量适宜，碱解氮、交换性镁含量适宜或丰富，有效磷、交换性钙含量差异较大，各级所占比例均衡；土壤pH与土壤有效磷、碱解氮、有效铜、有效锌和有效铁含量之间呈极显著负相关(p<0.01)，与交换性钙、交换性镁含量之间呈极显著正相关(p<0.01)；相对于5.5

渝东南植烟区； 土壤养分； pH； 元素丰缺； 相关关系

土壤酸碱度(pH)是土壤溶液中游离的H+和OH-浓度比例不同而表现出的酸碱性质[1]，其不仅是土壤理化性质的重要特征，也是土壤肥力的重要指标[2]。近年来，国内外研究表明：土壤pH可以影响土壤养分转化及其有效性[3-6]，进而影响作物产量和质量的形成。因此，研究土壤pH有助于对土壤肥力及土壤宜种性作出准确的判断[7]。

烤烟对土壤pH的适应性强，但优质烟叶生产对土壤pH要求较为严格。一般认为，烤烟最适生长pH为5.5～6.5[8-9]。植烟土壤中有效态元素含量水平在一定程度上反映了土壤对烟草营养元素的供应能力，直接影响烟草的生长发育，进而对烟草产质量形成产生影响。关于植烟土壤pH与土壤养分相关性的研究国内已有报道[7,10-14]。土壤pH对土壤有效态养分含量影响明显，土壤pH与土壤有效磷、碱解氮、有效锌和有效铁含量之间呈显著的负相关关系，与植烟土壤交换性钙、交换性镁含量之间呈极显著的正相关关系，且土壤pH值较低时，植烟土壤有机质、碱解氮、有效磷、有效铁和有效锌的含量显著提高。但目前尚未见有关系统分析渝东南植烟区土壤pH与土壤有效态养分的相关性的研究报道。鉴于此，笔者于2012年以渝东南烟区典型性产烟县彭水县和武隆县植烟土壤为研究对象，分析了土壤pH分布特点及其对应的土壤养分丰缺状况，同时对二者之间的相关关系进行分析，以期为当地平衡施肥、改善土壤环境提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 土壤 渝东南烟区典型性产烟县彭水县和武隆县的植烟土壤，共131份样本。

1.1.2 试剂 NH4F-HCL、NH4OAc、重铬酸钾和碱解氮EDTA等试剂。

1.2 土壤采集

供试土壤采自彭水县的润溪、大垭、龙塘、郎溪、靛水和武隆县的双河、土坎、巷口、仙女山等9个常年植烟乡镇，试验地海拔在600～1 500 m，土壤类型为黄壤，地形为山地，烤烟品种为云烟97。共采集土壤样品131份，用GPS进行定位，记录经纬度。在定位的田块采用梅花形或蛇形方式布点取样，每个分样点去掉表层土2～4 cm后垂直挖耕层土约20 cm深，取该剖面的土壤2 kg，然后将5个分样土壤混合(约10 kg)放在塑料盆或布上，用手捏碎摊平，用四分法对角取2份。如果样品仍大于2 kg，按上述步骤继续四分，直至样品重量为2 kg，放入布袋备用。

1.3 土壤pH与养分测定

测定指标包括pH、速效磷、速效钾、有机质、碱解氮、交换性镁、交换性钙、水溶性氯、有效铁、有效铜、有效锌、有效锰、有效钼和有效硼等14项，各项指标具体参照文献[15-16]的方法测定；对所取土样以0.5个pH单位为跨度，共划分为7组，并分别求各组内土壤有效态元素含量。结合我国植烟土壤元素丰缺评价标准(表1)[14,17]，对渝东南植烟区土壤有效态元素含量进行区组划分。

表1 渝东南植烟区土壤有效态元素含量丰缺的评价标准

1.4 数据处理与分析

试验数据的简单处理采用Excel，土壤pH与土壤各元素含量相关性分析、关联性分析以及方差分析则运用SPSS 19.0。其中，关联度分析具体方法：以土壤pH为母序列，土壤各有效养分指标为子序列，对数据进行标准化处理，分辨系数取0.5水平，采用关联分析方法对植烟土壤pH与植烟土壤有效养分指标进行关系密切程度化分析。

2 结果与分析

2.1 渝东南植烟区土壤的pH分布

从表2可知：渝东南植烟区土壤pH为4.24～7.13，平均为5.48，变异幅度较大，分布不均匀。其中，仅有36.36%的植烟土壤处于烟草最适生长pH(5.5

表2 渝东南植烟区土壤pH的分布

Table 2 The distribution of pH in tobacco-planting soil of the southeast of Chongqing

pH级别Groups样品数/个Numberofsamples样品所占比例/%ProportionofdifferentpH4.24

2.2 渝东南植烟区土壤的有效养分含

从表3和图示可知：渝东南植烟区土壤有效态元素含量变异系数为24.59%～85.99%。说明，该区土壤肥力不均匀，有效态元素含量分布极不平衡。其主要是由渝东南地形、土壤母质多样和施肥措施差异所致。该区土壤有效态元素含量差异显著，其中：有机质、速效钾、有效铜、有效锌、有效铁和有效锰的含量丰富或极丰富；有效硼和有效钼的含量极度缺乏；水溶性氯的含量适宜；碱解氮、交换性镁含量量适宜或丰富；有效磷、交换性钙的含量差异较大，各级所占比例均衡。由此可见，平衡施肥技术的推广已迫在眉睫。

表3 渝东南植烟区土壤有效态元素含量的分布及其变异

Table 3 Variation and distribution of every levels of available elements in tobacco-planting soil of the southeast of Chongqing

元素种类Element极低Verylow低Low中(适宜)Middle高(丰)High极高(很丰)Veryhigh变异系数/%Coefficientofvariation有机质/(g/kg)OM——3.8239.6956.4928.30碱解氮/(mg/kg)AN0.766.8761.0726.724.5824.59有效磷/(mg/kg)AP12.2121.3737.4028.240.7658.98速效钾/(mg/kg)AK4.5811.4523.6636.6423.6643.10水溶性氯/(mg/kg)Water-solubleCl——99.240.760.0061.30交换性钙/(cmol/kg)ExchangeableCa16.0321.3721.3727.4813.7474.17交换性镁/(cmol/kg)ExchangeableMg8.4016.0342.7529.013.8263.65有效铜/(mg/kg)AvailableCu0.000.0011.4537.4051.1544.71有效锌/(mg/kg)AvailableZn0.000.0012.2168.7019.0852.99有效铁/(mg/kg)AvailableFe0.000.760.763.0595.4260.99有效锰/(mg/kg)AvailableMn0.000.760.765.3493.1361.75有效硼/(mg/kg)AvailableB64.8935.110.000.000.0046.53有效钼/(mg/kg)AvailableMo46.5627.486.8712.986.1185.99

图示 渝东南植烟区土壤各元素丰缺比例

Fig.The percentage of every levels of available elements in tobacco-planting soil of the southeast of Chongqing

2.3 土壤pH与有效态元素含量的相关关系

2.3.1 简单相关关系 从表4可知：土壤pH与土壤有效磷、碱解氮、有效铜、有效锌和有效铁含量之间呈极显著的负相关关系，与交换性钙、交换性镁含量之间呈极显著的正相关关系。说明，通过改善渝东南植烟土壤pH可以有效地调整当地土壤有效态元素的含量。由关联系数看出，植烟土壤pH与有效养分指标的关联系数均>0.900，密切程度依次为碱解氮>有机质>有效硼>速效钾>氯离子/有效铜>交换镁>有效锌>交换钙>有效磷>有效锰>有效铁/有效钼>有效硫。说明，改善植烟土壤pH对植烟土壤各有效养分含量变化的影响较大。

表4 渝东南植烟区土壤pH与有效态元素含量的相关性及关联度

Table 4 The correlation and association between the contents of every levels of available elements with pH-value in tobacco-planting soil of the southeast of Chongqing

元素种类Elements相关系数Coefficientofassociation关联系数Coefficientofcorrelation元素种类Elements相关系数Coefficientofassociation关联系数Coefficientofcorrelation有效磷AP-0.229**0.937有效铜-0.227**0.950速效钾AK-0.1480.951有效锌-0.320**0.944碱解氮AN-0.237**0.971有效铁-0.611**0.929水溶性氯Water-solubleCl0.1440.950有效锰-0.1570.936交换性钙ExchangeableCa0.799**0.943有效硼-0.0310.952交换性镁ExchangeableMg0.428**0.949有效钼-0.0380.929有机质OM-0.1100.970

注：**表示相关性达极显著。

Note:** shows high significant correlation.

2.3.2 多重比较 对不同pH组之间土壤有效态元素含量进行简单的方差分析发现，不同pH组土壤有效态元素含量之间存在显著差异性。Duncan多重比较结果(表5)表明：当土壤pH≤4.5时，土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量均最高，其中，有效磷含量极显著高于5.5

表5 不同pH组土壤有效态元素的含量

Table 5 The contents of every levels of available elements in different pH groups according to the range of pH-value

元素种类Elements≤4.54.5^5.05.0^5.55.5^6.06.0^6.56.5^7.0>7.0有机质/(g/kg)OM32.13aA27.74aA25.24aA26.77aA25.45aA27.06aA23.42aA碱解氮/(mg/kg)AN162.91aA144.94aA137.98aA137.60aA126.54aAB125.87aAB87.28bB有效磷/(mg/kg)AP55.84aA32.72bB29.62bcB27.62bcB24.88bcB25.56bcB12.96cB速效钾/(mg/kg)AK275.00aA270.37aA247.30aA269.13aA229.71abA256.50aA124.67bA水溶性氯/(mg/kg)Water-solubleCl5.62aA8.50aA7.86aA10.94aA9.44aA10.06aA7.08aA交换性钙/(cmol/kg)ExchangeableCa0.81eE2.89deDE4.13dDE7.91cCD8.74cBC12.37bB16.95aA交换性镁/(cmol/kg)ExchangeableMg0.63dC1.03cdC1.28cdBC1.6bcABC1.42cdBC2.68aA2.32abAB有效铜/(mg/kg)AvailableCu2.01aA2.16aA2.12aA1.84aA1.79aA1.53aA1.41aA有效锌/(mg/kg)AvailableZn2.72aA2.73aA2.09aA1.90aA1.94aA1.47aA1.69aA有效铁/(mg/kg)AvailableFe97.76abAB119.10aA92.41abAB49.34cBC48.60cBC35.29cC65.70bcABC有效锰/(mg/kg)AvailableMn55.73abA65.26abA73.02aA62.11abA61.45abA45.72abA24.16bA有效硼/(mg/kg)AvailableB0.20aA0.19aA0.15aA0.19aA0.19aA0.17aA0.15aA有效钼/(mg/kg)AvailableMo0.13aA0.14aA0.12aA0.11aA0.15aA0.15aA0.07aA

注：同行中不同大、小写字母分别表示0.01和0.05水平差异显著。

Note：In the same row, different small letters indicate significant difference among treatment at 0.05 level，different big letters indicate significant difference among treatment at 0.01 level.

3 结论与讨论

渝东南植烟区土壤酸化现象严重，最适宜优质烟叶形成的土壤所占比例较低，仅占该区植烟土壤的36.36%，严重影响该区优质工业原料输出能力。遏制土壤进一步酸化、提高植烟土壤pH已成为该区面临的重要工作。已有研究表明[18-22]，烟田施用一定量的生石灰、白云石粉和草木灰、聚丙烯酰胺、有机肥、绿肥等可以有效地改良酸化土壤。建议生产中根据不同乡镇土壤pH于施肥前1～2个月撒施一定量的生石灰、白云石或条施草木灰等土壤改良剂，在此基础上，合理调整施肥结构，增施有机肥、绿肥等措施，以此改善当地土壤酸化现状。

渝东南植烟区土壤有效态元素含量差异显著，大量元素中有机质和速效钾含量过高，碱解氮含量适宜，有效磷各级含量均衡。主要是施肥方式差异造成。建议生产中适当减少氮肥施用量，因地制宜调整磷肥施用量。中量元素中水溶性氯含量适宜，交换性钙和交换性镁含量较低的土壤所占比例较大，分别为37.4%和24.43%。可以通过烟田撒施生石灰和增施钙镁磷肥等措施解决。微量元素中有效铜、有效锌、有效铁和有效锰的含量过高，有效硼和有效钼的含量极度缺乏。根据土壤pH与微量元素含量的相关关系，可以用提高土壤pH的方式降低有效铜、有效锌、有效铁和有效锰的含量，通过增施或叶面喷施硼、钼类肥料提高土壤有效硼和有效钼的含量。

综上所述，针对渝东南植烟区土壤酸化现状，结合土壤pH与土壤元素含量的相关关系，可以通过改良酸化土壤、平衡施肥等方式将渝东南植烟区土壤调整到烟草生长发育及产质量形成的适宜状态。

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(责任编辑： 王 海)

Distribution of Soil pH and Correlation to Soil Nutrient in Tobacco-planting Arcas of the Southeast of Chongqing

ZHANG Dong1, HU Qiang2, HOU Xiaodong1*, GUAN Luohao2,YE Weimin2, LIU Xinmin1, ZHOU Lin3, YAN Ning1

(1.TobaccoResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Qingdao,Shandong266101; 2.ChinaTobaccoGuangdongIndustrialCo.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510610; 3.PengshuiTobaccoCompanyofChongqingCity,Pengshui,Chongqing409600，China)

To provide a scientific basis for balanced fertilization and improving soil setting, the authors used the method of GPS location system to take soil samples. The distribution of soil pH and the correlation to soil nutrient were analyzed from 131 soil samples which were collected from the typical tobacco-planting county Pengshui and Wulong in southeast of Chongqing. Results: Tobacco-planting soil acidification in southeastern of Chongqing is serious, and the most suitable tobacco grown soil pH5.5～6.5 accounted for only 36.36%; There are significant differences in content of soil available elements in the southeast of Chongqing. The content of available boron, molybdenum is extremely low; It is suitable of water-soluble chlorine content; And the content of nitrogen, exchangeable magnesium is suitable or rich; However, the content of phosphorus, exchangeable calcium are different, and the distribution of proportion in all levels is well-balanced; Soil pH-value was highly significantly negatively correlated with the content of soil available phosphorus, nitrogen, Cu, Zn, iron pH-value, and highly significantly positively correlated with the content of exchangeable Ca, magnesium; Compared pH≤4.5 with 5.5

tobacco-planting arcas of the southeast of Chongqing; soil nutrient; pH; richness or deficiency; correlation

2014-10-31； 2015-05-06修回

广东中烟工业有限责任公司科技项目“提高重庆烟区优质烟叶原料保障能力研究”(QJ/GY G03.009/01)

张 东(1989-)，男，在读硕士，研究方向：酸化土壤改良及烟叶品质分析。E-mail：405265991@qq.com

*通讯作者：侯小东(1981-)，男，副研究员，硕士，从事烟草新功能成分研究。E-mail：283944961@qq.com。

1001-3601(2015)05-0253-0125-04

S158.3

A