上杭县烟区土壤肥力现状分析

吴龙

摘要 明確土壤的肥力状况，对于烟叶生产中肥料管理具有指导意义。本试验对上杭县烟区306个土壤样品的pH值、有机质、有效氮、磷、钾、中量和微量元素进行了测定分析。结果表明：上杭县植烟土壤的pH范围为4.2～6.6，土壤处于弱酸性；有机质为8.45～65.93 g/kg，有效氮、磷、钾含量分别为65.90～275.20、3.50～83.50、19.30～200.30 mg/kg。在这些指标中，pH值的变异幅度最小，速效磷的变异幅度最大；土壤速效氮含量丰富，速效磷含量适中，速效钾含量严重缺乏。因此，上杭烟区施肥时可适当增加烤烟专用肥中钾肥的比例，减少氮的比例。对中量和微量元素的测定表明，土壤中硫、铁和铜含量丰富，硼和钙含量严重缺乏，部分土壤氯和锌缺乏，个别土壤镁缺乏。因此，烟叶生产中还要高度重视施用硼肥和钙肥，适度补充镁肥和锌肥，极度缺氯土壤可以少量补充氯肥，利于获得较高的烟叶产量和较好的烟叶品质。

关键词 烟区；土壤肥力；评价；福建上杭

中图分类号 S158 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）01-0191-04

Analysis on Soil Nutrient Status of Tobacco-growing Area in Shanghang County

WU Long 1，2

（1 Shanghang Branch of Longyan Tobacco Company in Fujian Province，Shanghang Fujian 364200； 2 College of Agriculture，

Nanjing Agricultural University）

Abstract Exploring the soil fertility status of tobacco-growing area has guiding significance to fertilizer management in tobacco production. In the experiment，306 soil samples in tobacco-growing area in Shanghang County were collected to determine the pH value，organic matter，alkali-hydro nitrogen，available phosphorus，available potassium，available medium elements and trace elements. The results showed that the pH value was 4.2-6.6，indicating the soil was weak acid. The contents of organic matter，alkali-hydro nitrogen，available phosphorus and available potassium were 8.45-65.93 g/kg，65.90-275.20 mg/kg，3.50-83.50 mg/kg and 19.30-200.30 mg/kg，respectively. The variation of pH was the smallest，and that of available phosphorus was the largest. The results also indicated that nitrogen content was rich，phosphorus content was moderate，and potassium content was severely lacking. Thus，the proportion of potassium in tobacco fertilizer should be increased，and the proportion of nitrogen should be reduced. Determination results of medium and trace elements showed that the contents of sulfur，iron and copper were rich，and the contents of boron and calcium were serious lacking，and contents of chlorine，zinc and magnesium were deficient for the part of the soil of tobacco-growing areas in Shanghang County. Therefore，in the tobacco leaf production，it should attach great importance to the application of boron and calcium fertilizer，and supply appropriately the fertilizer of magnesium and zinc. Chlorine fertilizer should be supplied when the soil was extremely short of it，so as to obtain higher yield and better quality of tobacco leaves.

Key words tobacco-growing areas；soil nutrients；evaluation；Shanghang Fujian

烟叶生长过程中，大部分的矿物营养都来自于土壤，土壤的物理和化学特性对烟叶的生长都具有重要影响，其中土壤肥力状况会直接影响烟叶的最终产量和品质[1]。我国地域辽阔，可植烟的地区较多，但不同植烟区域的土壤肥力状况有很大差别[2]，明确不同烟区土壤肥力的状况，在生产中有针对性地采取施肥措施，对烟叶的高效优质及可持续生产具有重要意义；而且，随着烟草种植年限的增加和每年施肥状况的变化，植烟土壤的肥力状况也在不断变化[3]。传统的施肥措施比较粗放，已经不能满足高效优质烟叶生产的要求，而精确的测土平衡施肥能大大节约劳力、提高生产力，是提高烟叶质量和品质，保障烟叶产业可持续发展的根本途径之一[4-6]。

近年来，烤烟生产中，以土壤养分丰缺状况为基础发展的平衡施肥技术获得了重要发展。目前为止，全国各烟区对土壤养分丰缺状况也进行了广泛的研究。例如，唐莉娜等[7]研究表明，福建烟区土壤质地以黏壤土、壤土和砂壤土为主，pH值范围为5.59±0.44，有43.45 %的土壤偏酸性；土壤有机质和速效氮含量较丰富，速效磷分布均匀性较差，大部分土壤供钾能力不足。但此研究在2005年完成，距今已有10余年时间，土壤的养分状况在不断变化。已有研究认为，上杭地区的植烟土壤多为水稻土，土壤酸性较强，需要多施碱性肥料[4]，但对于上杭烟区的植烟土壤整体肥力状况的研究未见报道。上杭是福建省第五大、龙岩市第二大种烟县，年产烤烟5 750 t，烟叶生产是当地重要的经济产业，是农民主要的经济来源之一，对于此地区土壤精确测土平衡施肥的研究十分有必要。因此，本研究对上杭植烟土壤的有机质、有效氮、磷、钾和有效态中量、微量元素进行分析和评价，旨在实现上杭烟区土壤的可持续利用，从而制定合理的施肥措施，为寻找烟叶最佳产量和品质的施肥量、养分配比、高效施肥方法提供依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

土壤样品的采集时间为2012年烟叶未移栽前，对于地力均匀地块采用五点取样法，地力不均匀地块采用“S”形取样法，用取土器对深度为0～20 cm的耕层进行取样。借助于GPS定位技术，在全县20多个种烟乡镇共采集具有代表性的土壤样品306个。土壤样品经登记编号后进行预处理，经过风干、磨细、过筛（1 mm）、混匀、装瓶后保存用于接下来的测定分析。

1.2 土壤养分测定

土壤样品测定指标包括pH值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、有效钾、水溶性氯、铁、硼、锌、硫、交换性钙和交换性镁等。部分测定指标委托上杭县农业局土壤肥料站进行分析化验。其中pH值测定采用pH计法（水土比为1.0∶2.5）；有机质含量测定采用重铬酸钾滴定法；全氮含量测定采用凯氏定氮法；碱解氮含量测定采用碱解扩散法；速效磷含量测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法；速效钾含量测定采用醋酸铵浸提-火焰光度法；水溶性氯含量测定采用硝酸银滴定法；有效硫含量测定采用硫酸钡比浊法测定；有效铁测定用DTPA浸提-原子吸收分光光度法；有效铜、锌含量测定用0.1 mol/L盐酸浸提-原子吸收分光光度法测定；有效硼含量测定采用姜黄素比色法；有效钙、镁含量测定采用乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法，各养分的具体测定步骤参见鲁如坤的《土壤农业化学分析方法》[5]。

1.3 数据处理

在综合分析烟区实际生产中多年施肥试验后，参照唐莉娜等[6-7]建立的福建省植烟土壤养分丰缺状况评价标准，构建了如表1的土壤养分分级标准用于评价上杭烟区植烟土壤养分丰缺状况。本试验的数据统计分析采用Excel 2003和SPSS 20.0，作图采用Origin 8.0。

2 结果与分析

2.1 上杭县植烟土壤养分描述

对上杭县植烟土壤基础养分进行统计分析（表2）可知，各土壤样品的总氮、铁、锌和铜含量均处在较适宜范围，所测定的结果并没有出现在极低的等级评价中。变异系数能反映所测点的分散程度，表2的结果表明，土壤中中量和微量元素的变异系数比有机质、总氮、碱解氮、速效磷和速效钾的变异系数大，表明中量和微量元素在烟区土壤中的空间变异程度较大。变异系数分析的结果还表明，pH值的变异性最小，锌、镁和铜为强变异性，其余各肥力因子为中等强度变异性。

2.2 土壤各养分相关性分析

由表3可知，土壤中各养分间存在一定的关系。其中，pH值与速效磷、速效钾和水溶性氯呈极显著负相关（P<0.01），与镁呈显著负相关（P<0.05），此结果说明，随着pH值的增加，速效磷、速效钾和水溶性氯的含量降低；在相对较高pH值下，也不利于有效态镁的释放。有机质与速效磷呈极显著正相关（P<0.01），与速效钾呈显著正相关（P<0.05），而与其他养分的关系不显著，表明随着土壤有機质含量增加的同时，土壤中速效磷与速效钾含量呈增加趋势。水溶性氯与有效硫和有效镁含量呈显著正相关，说明水溶性氯含量增加，利于有效硫和有效镁的释放。其余各元素之间没有呈现显著的相关关系。

2.3 土壤养分丰缺状况分析与评价

2.3.1 土壤酸碱度。土壤pH值对烟叶的化学成分和最终品质具有重要影响，当土壤pH>7.5时，烟叶的感官品质将明显降低[8]。从图1可以看出，上杭地区植烟土壤的pH值平均为5.26，整体处于适宜水平，pH值范围在4.5～6.5时的比例为96.31%，处于最适宜范围（5.0～5.5）的比例为55.21%。强酸性土壤所占比重较低，只有2.14%的土壤pH<4.5，个别取样点的pH值较高，pH>6.5的比例有1.53%。综合看来，上杭烟区植烟土壤以弱酸性为主，比较适合优质烟叶生产。

2.3.2 土壤有机质。土壤有机质是表征土壤提供养分能力的重要指标。如果含量过高，在烟株生长后期的土壤有机质持续矿化，使营养元素供应过量，导致烟叶贪青晚熟，烘烤特性变差；而土壤有机质含量低，使营养元素供应过低，不利于烟株正常的生长发育[9]。上杭地区植烟土壤有机质范围为8.45～65.93 g/kg（图2），其中有机质含量最适宜的土壤所占比例为51.23%，有机质含量较低的土壤所占比例为1.20%，针对这些有机质含量较低的田块可以采用秸秆还田等措施或补偿性施绿肥来提高土壤中有机质含量；有机质含量高和过高的土壤则分别占到29.45%和1.53%。由于有机质含量较高，在烟株生长后期，对于土壤养分供应控制较困难，所以在有机质偏高的取样地块应提倡在当季少施或者不施有机肥，或将有机肥料施在烟草的秸秆上，这样既可提高土壤肥力，改善土壤的物理性能，还能在烟草生长的后期较好的控制土壤养分的矿化[10]。

2.3.3 土壤氮、磷、钾。烟草生长不仅需要适宜的土壤酸碱度和适宜的土壤有机质，对氮、磷、钾等大量元素的需求也有一个适宜的范围。氮、磷、钾元素缺失或过量也会对烟草的生长和发育造成不利的影响，如黄叶、烂叶、烂根等情况就是由于这些元素含量过多或过少引起[9]。

氮素营养对烤烟产量和品质的影响最为重要，而碱解氮是衡量土壤氮素供应的重要指标，受降雨量、海拔高度、质地、气温、施肥等众多因素的影响，其含量情况可作为当季烟草推荐施氮的参考指标[11]。上杭烟区植烟土壤碱解氮含量有87.11%的取样点在适中范围及高范围内（图3），其中最适范围的比例为38.34%，碱解氮低含量比例的土壤只有1.84%，而且碱解氮含量极低或者极高范围所占的比例较低，其比例分别为0.92%和10.12%，说明上杭烟区大部分植烟土壤碱解氮含量较适宜，极端的土壤条件存在的比例较小。土壤中速效磷含量处于较适宜的水平（图4），各取样点中速效磷平均含量为36.74 mg/kg，只有4.6%和1.23%的土壤速效磷含量处于极低与极高范围，有94.17%的土壤速效磷含量在10～80 mg/kg之间。全国烟区有63.1%的植烟土壤速效钾含量低于150 mg/kg[12]，在上杭烟区的速效钾含量变幅较大，其范围为19.30～200.30 mg/kg，但整体而言，土壤缺钾问题突出。其中速效钾处于极低范围土壤所占比例为65.03%（图5），处于低水平的比例为26.38%，处于适中水平的仅有5.52%，高水平速效钾和极高水平速效钾的土壤只占1.53% 和1.53%，说明上杭地区植烟土壤速效钾明显缺乏或潜在缺乏，较低土壤速效钾含量是制约该区烟叶品质的重要养分指标之一，在后期施肥中对于缺钾土壤要适宜增施钾肥。

2.3.4 土壤有效态中量及微量元素。中量及微量元素在烟叶的品质形成过程中发挥着不可替代的作用，也是人们在烟叶生产过程中关注较少的营养元素[13]。对上杭地区植烟土壤有效态中量和微量元素丰缺状况评价见表4，上杭烟区植烟土壤水溶性氯和锌的含量范围分配较分散，在低、适中、高、极高范围的比例都在16%～33%之间。硫元素作为蛋白质的组成成分，在蛋白质合成中具有重要作用[14]，与烟叶品质有密切的关系。铁在细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶合成中具有重要作用，与烟叶香气前体的形成密切相关，且烟叶铁含量与土壤全铁含量成极显著相关关系[15]。总体来看，硫、铁和铜超过适中范围的比例都在70%以上，表明上杭地区植烟土壤硫、铁、铜的含量较为丰富，不需要进行人为补充。各取样点中有效镁在适中范围内的比例为45.16%，表明大部分土壤有效镁含量适宜，利于烟叶生长。全国土壤普查结果指出，中国土壤容易出现缺硼，而土壤有效硼含量不仅影响烟叶硼含量，还影响烟叶糖碱比和氮碱比，以及其他化学成分的协调性[16]。由表4可知，上杭地区明显缺硼，土壤中有效态硼含量处于适中范围的比例仅为6.45%，处于高范围的比例为3.22%，低范围的比例为6.45%，极度缺硼的土壤则达到83.87%。因此，在生产过程中要注意硼肥的施用。钙是烟株吸收量仅次于钾的营养元素，是构成灰分的主要成分之一，适宜的钙含量能改善土壤的理化性状，在酸性土壤中，充足的钙不仅能中和土壤酸度，还能消除Al3+对烟草根系的毒害[17]。上杭烟区有83.87%的植烟土壤中交换性钙含量低于0.4 mg/kg，属于缺钙土壤，而只有6.45%的植烟土壤处于适宜范围，表明烟株在上杭地区生长很容易出现缺钙症状。

3 结论与讨论

烟草种植在中国是一个重要的经济产业，烟草生产中必须控制好各个方面的影响因素。烟叶的产量与品质是土壤营养、空间营养和烟株营养综合作用的结果，土壤养分的供给状态直接影响烟株的生长发育[18]。本研究表明，上杭烟区植烟土壤的pH值范围为4.2～6.6，有机质、碱解氮、速效磷、有效钾含量分别为8.45～65.93 g/kg、65.90～275.20 mg/kg、3.50～83.50 mg/kg、19.30～200.30 mg/kg，以土壤pH值的变异幅度最小，速效磷含量的变异幅度最大。相关研究也表明[1]，土壤中pH值以及有效氮、磷、钾等相对变异幅度较小，微量养分的相对变异较大。前人研究表明，土壤有机质与其他土壤养分之间存在显著的相关关系[19]。本研究发现，随有机质含量的增加，速效磷和速效钾等含量也增加，而党军政等[1]研究表明，植烟土壤的pH值与全氮、碱解氮、铜和锌等营养元素呈显著的正相关关系，但他们所研究的植烟地区土壤的pH值在5.0～7.0之间，土壤酸性更弱。利用本试验建立的土壤养分分级标准评价上杭烟区土壤养分状况表明，虽然上杭地区土壤pH值在适宜植烟范围的比例较大，但土壤酸度在极低或者低范围内的比例仍有26.06%，比例略偏高，在以后的生产中可以通过人为措施，例如適量使用石灰等碱性肥料[13]，调整土壤pH值，而且适当提高酸度较高的土壤的pH值，也有利于有效态微量元素的释放。土壤有机质含量适中的比例达50%以上，表明上杭地区大部分土壤具有很好的提供养分的能力。但碱解氮、有效磷、有效钾的测定结果表明，有效氮含量丰富，有效磷含量适中，而有效钾含量严重缺乏。因此，在上杭地区可适当调整烤烟专用肥中氮、钾的比例，减少氮肥的输入，避免氮肥过量造成烟叶贪青晚熟，使烘烤特性变差；同时施用肥料时注重增加钾肥施用量，在熟期可以通过叶面喷施钾肥进一步提高烟叶钾含量，促进烟叶落黄成熟，改善烘烤特性。

上杭烟区土壤中量和微量元素的测定表明，有效态硫、铁和铜含量丰富，硼和钙严重缺乏，部分土壤氯和锌缺乏，个别土壤镁缺乏。硼肥是植物必需的元素之一，烟叶硼与土壤有效硼呈极显著正相关，所以土壤中适当增施硼肥可以促进烟叶中硼含量，利于烤烟生长发育，提高烟叶经济效益和内在品质[20]，此外通过叶面施肥也能很好地改善烟叶后期缺硼的症状[16]；钙含量的缺乏则可以通过适量使用石灰等碱性肥料[13]，补充钙肥的同时，改善上杭烟区土壤相对酸性的问题。一般认为优质烟生长要求土壤含氯量为25～30 mg/kg，若土壤含氯量≥45 mg/kg，会影响烟叶的燃烧性，降低烟叶品质[6]。因此，氯含量极低的土壤可少量补氯。锌是许多酶活性的组成部分，施用硫酸锌肥，能使烟叶色泽鲜明，油分较足，产量和产值均有明显提升[21]，但应注意硫酸锌肥不要与磷肥混合施用。个别土壤有效镁缺乏，但与以往研究结果相比[22]，上杭烟区植烟土壤交换性镁含量有所提高，仅22.58%的植烟土壤交换性镁含量偏低，多数土壤交换性镁含量在适宜至丰富范围，但在生产中也可以适量施用镁肥，因为上杭烟区大部分土壤严重缺钾，大量使用钾肥后，由于钾和镁之间的拮抗作用可能引起烟草缺镁[6]。

由于不同烟区土壤的养分状况不同，所以根据情况对应地采取不同的施肥措施。本试验对上杭地区植烟土壤近年来的营养状况分析后，提出了适当的施肥措施，但随着烟草种植年限的增加和施肥水平的变化，烟田土壤的养分状况也将不断改变，在一定年限后需要再次对上杭烟区植烟土壤养分进行分析和评价，进而制定合理的施肥策略。

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