邹焱++王程栋++石俊雄++徐宜民++张恒
摘要:为了了解贵州省烟区植烟土壤肥力状况,在贵州省9个市(州)13个产烟县65个主要种烟乡镇采集土壤进行理化性状检测。结果表明,贵州省植烟土壤以酸性至中性土壤为主;土壤有机质含量较丰富,20~40 g/kg含量范围内的土壤占72.3%;土壤全氮和碱解氮含量较丰富,其中全氮含量主要在1.0 g/kg以上,碱解氮含量主要在90 mg/kg以上;土壤全磷和有效磷含量较丰富,其中全磷含量主要在0.8 g/kg以上,有效磷含量主要在10 mg/kg以上;土壤全钾含量中等,土壤速效钾含量较丰富,其含量主要在150 mg/kg以上;土壤氯离子含量适中,主要在30 mg/kg以下。因此,贵州省烟区需加强植烟土壤保育,增施有机肥,实行轮作,施用石灰中和改良酸性较严重土壤。
关键词:植烟土壤;养分含量;贵州省
中图分类号:S151.9+5 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)05-0834-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.05.009
Analysis on Nutrient Contents Status of Tobacco-planting Soil in Guizhou Province
ZOU Yan1,WANG Cheng-dong2,SHI Jun-xiong1,XU Yi-min2,ZHANG Heng1,ZHU Jing-wei1
(1.Guizhou Academy of Tobacco Science,Guiyang 550081,China;
2.Tobacco Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences,Qingdao 266101,Shandong,China)
Abstract: In order to explore the soil fertility conditions of tobacco-planting area in Guizhou,the pH value and soil nutrient contents were analyzed based on 65 main tobacco towns,13 county produced tobacco,9 cities. The results showed that the soil acidity was between acid and neutral. The soil organic matter was rich and the content in the range of 20~40 g/kg accounted for 72.3%. Soil total nitrogen and available nitrogen were rich, and total nitrogen content was mainly above 1.0 g/kg,and available nitrogen content was above 90 mg/kg. Soil total phosphorus and available phosphorus were rich,and total phosphorus content was mainly above 0.8 g/kg,available phosphorus content was mainly above 10 mg/kg. Soil total potassium content was at intermediate-level,available potassium was rich and the content was mainly above 150 mg/kg. Soil chloride ion content was mainly below 30 mg/kg. In conclusion,we need to strengthen soil conservation,including application of organic fertilizer,rotation and application of lime to improve acid soil.
Key words: tobacco-planting soil; nutrient contents; Guizhou province
貴州省是中国第二大烟叶产区,常年种植面积在20万hm2左右,植烟土壤主要为黄壤、石灰土、水稻土和紫色土[1]。植烟土壤养分状况是反映烟区土壤质量的重要指标,也是烟叶生产过程中合理施肥的重要依据,与烟叶品质密切相关[2,3]。自2003年开始,贵州省烟区进行了新一轮的烟叶种植区划研究,对植烟土壤进行了普查,并根据土壤、气候等条件对烟区重新进行了分区。新的区划成果应用于生产中导致了部分产区种植布局的调整,而随着2007年以来贵州省现代烟草农业的发展[4],以基地单元为单位的种植布局调整已覆盖整个烟区。目前烟叶种植已基本调整至适宜和最适宜区域,部分烟区还进行了土地整治,以适应规模化种植和机械化作业。同时,部分烟区也对布局调整后的烟地土壤肥力状况进行了调查[5-7]。本研究着眼于整个贵州省烟区,选择代表性种烟县的种烟乡镇调查植烟土壤养分状况,旨在为烟区可持续发展的土壤管理提供依据。
1 材料与方法
1.1 研究区域概况
贵州省地处云贵高原,是一个隆起于四川盆地和广西丘陵之间的岩溶化山原,介于东经103°36′-109°35′、北纬24°37′-29°13′之间,海拔147~2 900 m。贵州全省耕地面积373.2万hm2,烤烟种植面积约占全省耕地面积的5.4%,烟区分布较广,遍及9个市(州),其中遵义市和毕节市是贵州省两大烤烟主产区。本研究以分布在全省各市(州)的13个产烟县(区)(天柱县、凯里市、贵定县、德江县、道真县、余庆县、遵义县、开阳县、安顺市西秀区、黔西县、兴仁县、盘县和威宁县)为研究区域,区域内气候属亚热带季风气候,温度适宜,雨量充沛,无霜期长。
1.2 样品采集及分析方法
在9个市(州)13个代表性产烟县(区)中每个县选择5个代表性主产烟乡镇,然后各乡镇选择代表性种烟地块进行采样,共采集土样65个。土壤样品于2011年7-8月采集,按S型路线进行取样,每个土样由同一地块5~8个随机点位0~20 cm的耕作层土样混合组成。土壤样品采回后经风干、去杂后过100目筛后备用。
土壤pH采用pH计测定,土壤有机质含量采用重铬酸钾外加热法测定,土壤全氮含量采用元素分析仪测定,土壤碱解氮含量采用碱解扩散法测定,土壤全磷和有效磷含量采用紫外分光光度计法测定,土壤全钾和速效钾含量采用火焰光度法测定,土壤氯离子含量采用硝酸银容量法(莫尔法)测定[8]。土壤pH及土壤养分丰缺分级参考文献[3,9]进行划分。
1.3 数据统计与分析
利用Excel对试验数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 土壤pH
由表1可知,土壤pH在4.03~7.98间,平均为5.73±1.03,变异系数为18.0%,表明土壤pH偏低,且不同区域之间变化幅度较小。从土壤pH分布状况来看(图1),pH<4.5的强酸性土壤占10.8%,4.5~5.5的酸性土壤占36.9%,5.5~6.5的微酸性土壤占29.2%,6.5~7.5的中性土壤占13.9%,>7.5的碱性土壤占9.2%,可见,贵州省植烟土壤以酸性至中性土壤为主,其所占比例达到80.0%。
2.2 土壤有机质含量
土壤有机质含量在17.40~46.60 g/kg间,平均为(28.54±7.63) g/kg,变异系数为26.8%(表1),表明土壤有机质含量较丰富,且不同区域之间变化幅度不大。从土壤有机质含量分布状况看(图2),<10 g/kg的低含量土壤所占比例为零,10~20 g/kg的较低含量土壤占18.5%,20~30 g/kg的中等含量土壤占40.0%,30~40 g/kg的丰富含量土壤占32.3%, >40 g/kg的很丰富含量土壤占9.2%,可见,贵州省植烟土壤有机质含量主要分布在20~40 g/kg范围内,其所占比例达到72.3%。
2.3 土壤全氮与碱解氮含量
土壤全氮含量在0.70~2.60 g/kg间,平均为(1.66±0.41) g/kg,变异系数为24.9%(表1),表明土壤全氮含量中等偏高,且不同区域之间变化幅度不大。从土壤全氮含量的分布状况看(图3),<1.0 g/kg的较低含量土壤占3.0%,1.0~1.5 g/kg的中等含量土壤占38.5%,1.5~2.0 g/kg的丰富含量土壤占43.1%,>2.0 g/kg的很丰富含量土壤占15.4%,可见,全省植烟土壤全氮含量主要分布在1.0 g/kg以上范围内,其所占比例达到97.0%。
土壤碱解氮含量在80.35~256.38 mg/kg间,平均为(137.14±37.25) mg/kg,变异系数为27.2%,表明土壤碱解氮含量较丰富,且不同区域之间变化幅度也不大。从土壤碱解氮含量的分布状况看(图3),<90 mg/kg的较低含量土壤仅占4.6%,90~120 mg/kg的中等含量土壤占36.9%,120~150 mg/kg的丰富含量土壤占26.2%,>150 mg/kg的很丰富土壤占32.3%,可见,全省土壤碱解氮含量主要分布在90 mg/kg以上含量范圍内,其所占比例达95.4%。
2.4 土壤全磷与有效磷含量
土壤全磷含量在0.50~1.80 g/kg间,平均为(0.97±0.28) g/kg,变异系数为28.7%(表1),表明土壤全磷含量较高,且不同区域之间变化幅度不大。从土壤全磷含量的分布状况看(图4),<0.6 g/kg的较低含量土壤占12.3%,0.6~0.8 g/kg的中等含量土壤占21.5%,0.8~1.0 g/kg的丰富含量土壤占30.8%, >1.0 g/kg的很丰富含量土壤占35.4%,可见,全省植烟土壤全磷含量主要分布在0.8 g/kg以上范围内,其所占比例达到66.2%。
土壤有效磷含量在3.40~119.00 mg/kg间,平均为(27.35±27.28) mg/kg,变异系数为99.8%,表明土壤有效磷含量中等偏上,且不同区域之间变化幅度大。从土壤有效磷含量的分布状况看(图4),<5 mg/kg的低含量土壤占7.7%,5~10 mg/kg的较低含量土壤占20.0%,10~20 mg/kg的中等含量土壤占30.8%,20~40 mg/kg的丰富含量土壤占21.5%,>40 mg/kg的很丰富土壤占20.0%,可见,全省土壤有效磷含量主要分布在10 mg/kg以上含量范围内,其所占比例达72.3%。
2.5 土壤全钾与速效钾含量
土壤全钾含量在3.50~88.20 g/kg间,平均为(19.17±13.52) g/kg,变异系数为70.5%(表1),表明土壤全钾含量中等,且不同区域之间变化幅度大。从土壤全钾含量的分布状况看(图5),<10 g/kg的低含量土壤占20.0%,10~15 g/kg的较低含量土壤占20.0%,15~20 g/kg的中等含量土壤占26.2%,20~25 g/kg的丰富含量土壤占12.3%,>25 g/kg的很丰富含量土壤占21.5%,可见,贵州省植烟土壤全钾含量在各范围内分布均衡。
土壤速效钾含量在90.06~594.39 mg/kg间,平均为(254.75±121.98) mg/kg,变异系数为47.9%,表明土壤速效钾含量较高,且不同区域之间变化幅度较大。从土壤速效钾含量的分布状况看(图5),<100 mg/kg的较低含量土壤仅占3.1%,100~150 mg/kg的中等含量土壤占18.5%,150~200 mg/kg的丰富含量土壤占18.5%,>200 mg/kg的很丰富土壤占60.0%,可见,贵州省土壤速效钾含量主要分布在150 mg/kg以上含量范围内,其所占比例达78.5%。
2.6 土壤氯离子含量
土壤氯离子含量在3.83~162.00 mg/kg间,平均为(16.20±11.53) mg/kg,变异系数为71.2%(表1),表明土壤氯离子含量中等偏低,且不同区域之间变化幅度大。从土壤氯离子含量的分布状况看(图6),<10 mg/kg的低含量土壤占30.8%,10~20 mg/kg的较低含量土壤占47.7%,20~30 mg/kg的中等含量土壤占10.8%,30~40 mg/kg的较高含量土壤占4.6%,>40 mg/kg的高含量土壤占6.2%,可见,贵州省土壤氯离子含量主要分布在30 mg/kg以下含量范围内,其所占比例达89.2%。
3 小结与讨论
本研究结果表明,贵州省植烟土壤有机质含量、及氮、磷、钾全量养分和速效养分含量均较丰富,但土壤pH呈下降趋势,土壤酸化明显,可见烟区土壤质量在下降。土壤酸度受多种因子影响,而土壤是一个缓冲体系,在一个短的时期内土壤pH不会有大的变化[2],但长期对土地的过度利用就会使土壤质量变劣。一般认为中国植烟土壤pH在5.5~6.5為最适宜范围[10],据1958年第一次全国土壤普查资料,贵州省植烟土壤的pH为5.8~7.0[11],而本次调查发现贵州省植烟土壤pH在5.5以下的土壤占47.7%,已接近一半。土壤酸度与土壤养分的有效性密切相关,也影响烟株对养分的吸收[2]。土壤酸化在其他烟区也很普遍[12],江厚龙等[13]对重庆市10个县植烟土壤调查表明,一半以上的植烟土壤酸化严重。笔者认为贵州省植烟土壤酸化的主要原因在于对土壤的粗放管理与不合理利用,具体表现如长期施用大量化肥、少施有机肥、烤烟长期连作等。从1958年到现在,烟叶生产化肥使用量已翻了数倍,大量化学肥料特别是生理酸性肥料的施用量和使用方法不当都会不同程度地加速土壤酸化的进程[12]。有机质含量高的土壤其缓冲性能就高,土壤pH不会发生大的变化[2],长期施用有机肥能提高土壤有机质含量,从而增加土壤的缓冲能力,还能适当提高酸性土壤的pH[14]。烤烟连作也是大部分烟区存在的普遍现象,据本次实地调查,贵州省烟区烤烟连作比例超过50%。长期连作会导致土壤pH下降,土壤养分比例失衡,还会导致根际土壤微生物区系发生变化[15,16]。
随着中国工业化和城镇化的发展,烟区农村大部分青壮年劳力由农村走向城市,烟区土地流转加速,规模化种植逐步形成。在社会大变革中,农村土地经营制度也会发生大的变革,但在以家庭联产承包责任制条件下的土地流转存在诸多不确定性,导致种烟大户对流转来的土地大多进行粗放管理,使得烟地精耕细作和用地养地相结合的难度增加,烟区土壤酸化还可能进一步扩大,因此烟草行业及烟区各级政府部门应引起高度重视,需加强植烟土壤保育,增施有机肥,实行轮作,施用石灰中和改良酸性较严重土壤。
参考文献:
[1] 冯勇刚,李继新,陈 尧,等.贵州烟草栽培学[M].成都:四川科学技术出版社,2015.
[2] 曹志洪.优质烤烟生产的土壤与施肥[M].南京:江苏科学技术出版社,1991.
[3] 胡国松,郑 伟,王震东,等.烤烟营养原理[M].北京:科学出版社,2000.
[4] 李明海,陈 尧,邹 焱,等.现代烟草农业探索[M].成都:四川科学技术出版社,2008.
[5] 任春燕,吴永琴,周建云,等.贵阳市植烟土壤养分状况及适宜性评价[J].作物研究,2012,26(7):55-57.
[6] 腊贵晓,顾怀胜,刘国顺,等.喀斯特地区烟田土壤养分的空间变异特征[J].水土保持研究,2012,19(3):48-53.
[7] 刘国顺,腊贵晓,李祖良,等.毕节地区植烟土壤有效态微量元素含量评价[J].中国烟草科学,2012,33(3):23-27.
[8] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科学技术出版社,2000.
[9] 殷红慧,张家征,徐天养,等.文山烟区主要植烟土壤养分综合评价与分析[J].云南农业大学学报(自然科学版),2014,29(6):888-895.
[10] 苏德成,王元英,王树声,等.中国烟草栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,2005.
[11] 中国农业科学院烟草研究所.中国烟草栽培[M].上海:上海科学技术出版社,1963.
[12] 张 东,扈 强,杜咏梅,等.植烟土壤酸化及改良技术研究进展[J].中国烟草科学,2013,34(5):113-118.
[13] 江厚龙,张定志,李纳钾,等.重庆烟区植烟土壤养分现状分析[J].河南农业科学,2015,44(6):58-63.
[14] 王宏武,冯柱安,胡钟胜,等.长期施用有机堆肥对土壤性状与烟叶质量的影响[J].中国烟草学报,2012,18(2):6-11,16.
[15] 石秋环,焦 枫,耿 伟,等.烤烟连作土壤环境中的障碍因子研究综述[J].中国烟草学报,2009,15(6):81-84.
[16] 齐虹凌,贺国强,李恒全,等.轮作与连作对烤烟不同生育期根际土壤细菌群落结构的影响[J].中国烟草学报,2015,21(5):42-48.