陇县植烟土壤养分状况分析及综合评价

张喜峰，郑 敏，王 静，邓小成，王 玮，赵小林

（宝鸡市烟草公司陇县分公司，陕西宝鸡721200）

陇县植烟土壤养分状况分析及综合评价

张喜峰，郑 敏，王 静，邓小成，王 玮，赵小林

（宝鸡市烟草公司陇县分公司，陕西宝鸡721200）

为探明陇县植烟土壤养分状况，基于野外采集的121份土壤样品，运用经典统计方法、主成分分析数学原理分析了该区域土壤养分丰缺状况，并对该烟区土壤肥力进行了综合评价。结果表明：陇县烟区氮磷钾、有效镁养分含量比较丰富，有效锌、有机质、氯离子含量偏低，pH值偏高，并且土壤养分地区差异较大。土壤肥力指标主要分布于中级和较高2个等级，其中新集川镇、曹家湾镇的土壤肥力指标较高。以土壤肥力指标为基础，可将陇县烟区分为3类，第І类包括八渡镇、城关镇；第Ⅱ类包括东南镇、温水镇；第Ⅲ类包括曹家湾镇、天成镇、新集川镇。因此，应按照“控氮、稳磷钾、增碳、补微”的原则进行养分管理，适当增施氯肥、锌肥和有机肥，为烟叶产质量形成提供适宜的土壤养分状况。

陇县；烤烟；土壤养分；综合评价

0 引言

土壤养分含量是衡量烟田土壤肥力的重要标志，直接影响烤烟生长发育、营养状况，进而对烟叶的产量、品质和风格产生显著作用[1-2]。有研究表明，土壤肥力是各种养分因素协调程度的综合表现，协调的土壤养分是优质烤烟生产的基础[3-5]。近年来，随着现代烟草农业的发展和优质烟叶生产中养分管理的需要，烟区土壤养分丰缺及其综合评价分析受到了广泛关注[6]；对植烟土壤养分迚行综合评价已经成为确定各烟区烤烟生产潜力的一个重要手段[7]。众多学者对植烟土壤养分丰缺及土壤适宜性评价进行了许多研究，如张春华等[8]、汪旋[9]、李强等[10]分别对平顶山、重庆、曲靖植烟土壤微量元素空间变异特征及土壤肥力适宜性评价进行了研究。然而，受气候、地形、土壤类型、种植制度和施肥状况等因素的影响，不同植烟区域土壤养分状况存在显著的差异[11]。因此，掌握特定烟区土壤养分的丰缺状况，明确其空间变异特征，对于优化烟区植烟施肥方案，合理指导肥料施用，提高肥料利用率，保障烟区土壤的可持续利用和优质烟叶生产具有重要意义[12]。陇县是陕西省重要的烤烟生产基地之一，目前针对该区域土壤养分丰缺及肥力综合评价的研究报道较少[13]，笔者通过对2015年植烟土壤养分状况进行系统分析，进一步明确土壤养分丰缺、肥力特征，以期为陇县烟区土壤养分分区管理、科学施肥及烟叶精益生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

根据烟区土壤类型、地形地貌、种植规模，采用GPS定位技术，选择有代表性的121个取样点，对烟区7个植烟镇基本烟田进行定位取样。在烟田未施基肥及烤烟移栽前，进行取样，取样深度0～20 cm；并对土样及时登记，经风干研磨及过筛后，带回实验室进行土壤养分测定。

1.2 测定项目

土壤样品检测项目包括速解氮、速效磷、速效钾、全氮、全钾、全磷、有机质、有效锌、有效镁、氯离子及土壤pH值，按照鲍士旦[14]的测定方法，进行土壤养分测定。

1.3 数据处理与分析方法

1.3.1 植烟土壤养分含量丰缺评价标准及适宜性评价方法 参照中国植烟土壤养分丰缺评价标准[15]和张春华[8]、罗建新[16]等的研究结果，制定了陇县烟区土壤养分丰缺评价指标体系（表1），并进行适宜性评价。

1.3.2 模糊综合评价法 根据文献[6,19-18]和当地生产实际，确定土壤指标的隶属函数，以及各指标的拐点和阈值（表2）。植烟土壤养分速效氮、速效磷、有机质、全氮、pH值、氯离子符合抛物型函数，速效钾、全磷、全钾、有效镁、有效锌属于S型隶属函数，公式如(1)～(2)所示。

抛物型隶属函数：

表1 陇县植烟土壤养分含量丰缺评价标准

S型隶属函数：

土壤肥力指标(Soil Fertility Іndex,SFІ)计算方法：本研究采用主成分分析方法分析法确定各指标的权重系数。土壤肥力指标采用指数和法进行计算，公式如(3)所示。

其中SFI为土壤肥力指标；Wi为第i个指标的隶属度；Ni为第i各指标的权重。

1.3.3 数据处理 采用SAS V8和Excel 2007进行试验数据的统计和作图。

2 结果与分析

2.1 陇县烟区土壤养分含量的总体分析

2.1.1 陇县烟区土壤养分状况的总体特征 由表3可知，速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、有效镁比较丰富，其中速效钾、全钾、有效镁适宜比例均达到50%以上，其他养分含量适宜比例低于50%。有机质、有效锌、氯离子含量偏低，其中有机质含量适宜比例达到52.07%，有效锌、氯离子含量适宜比例分别为19.83%、1.65%，适宜比例较低。土壤pH值适宜比例仅为7.44%，偏高比例较高。从变异系数来看，有机质、全氮、全钾、pH值变异程度较小，速效氮、速效钾、全磷、有效镁、氯离子变异程度较大，速效磷、有效锌变异程度最大。

2.1.2 陇县烟区土壤养分含量的区域特征 从表4可知，各镇的速效钾含量无显著差异，其余养分含量在各镇之间表现出不同程度差异。东南镇、天成镇、新集川镇的速效钾含量较丰富，其他镇均在适宜范围内。曹家湾镇、新集川镇、东南镇速效磷含量总体上比较丰富，城关镇、温水镇、天成镇、八渡镇速效磷含量总体在适宜范围内。新集川镇、曹家湾镇、城关镇、东南镇速效氮含量总体偏高，其余镇含量较低，总体在适宜范围内。新集川镇、曹家湾镇全磷含量较高，其余镇含量适宜。东南镇、新集川镇全氮含量较高，温水镇最低。东南镇全钾含量偏高，八渡镇、新集川镇较低，其余镇在适宜范围内。东南镇有机质含量最高，除温水镇、城关镇外，其余镇有机质含量总体适宜。八渡镇、东南镇、天成镇有效锌含量适宜，其余镇普遍偏低。曹家湾镇、温水镇、新集川镇有效镁含量普遍较高，其余镇含量适宜。八渡镇氯离子含量最高，但各镇氯离子含量偏低。各镇pH值差异较小，都偏高。总体来看，陇县烟区氮磷钾、有效镁养分含量比较丰富，有效锌、有机质含量偏低，氯离子含量低，pH值偏高。

表2 土壤肥力指标所属的隶属函数类型及其阈值

表3 陇县烟区土壤养分含量及其各等级土壤占比

2.2 陇县烟区土壤肥力指标

土壤肥力指标按得分高低划分为低(＜0.2)、较低(0.2～0.4)、中(0.4～0.6)、较高(0.6～0.8)、高(＞0.8)共 5个等级；土壤肥力指标越高，说明土壤养分含量越高，植物生长所需的养分条件越好[19]。由表5可知，各镇土壤肥力指标差异显著，新集川镇、曹家湾镇的土壤肥力指标较高，天成镇、东南镇、温水镇次之，八渡镇、城关镇较低。陇县植烟土壤肥力指标主要分布于中级和较高2个等级，表明陇县植烟土壤肥力较好，中级主要包括城关镇、温水镇、八渡镇，较高级包括天成镇、新集川镇、曹家湾镇、东南镇。

2.3 陇县植烟土壤肥力指标聚类分析

以陇县各植烟镇土壤肥力指标为基础，用欧氏距离最短距离法迚行聚类分析，将陇县植烟镇分为3类（图1），第І类包括八渡镇、城关镇；第Ⅱ类包括东南镇、温水镇；第Ⅲ类包括曹家湾镇、天成镇、新集川镇。

表4 陇县烟区土壤养分状况

表5 陇县烟区壤肥力指标描述性分析

图1 陇县烟区土壤肥力指标聚类分析

3 结论

陇县烟区氮磷钾、有效镁养分含量比较丰富，有效锌、有机质含量偏低，氯离子含量低，pH值偏高；土壤养分地区差异较大。土壤肥力指标主要分布于中级和较高2个等级，其中新集川镇、曹家湾镇的土壤肥力指标较高，表明该区土壤肥力较好，适宜烤烟生长。根据土壤肥力指标将陇县烟区分为3类，第І类包括八渡镇、城关镇；第Ⅱ类包括东南镇、温水镇；第Ⅲ类包括曹家湾镇、天成镇、新集川镇。针对陇县养分丰缺状况和肥力分布特点，应采取“控氮、稳磷钾、增碳、补微”的方法进行养分管理，在烟叶生产过程中合理施肥，做到因地制宜，尤其是要适量增施锌肥、氯肥和有机肥，平衡烟株营养状况，提升烟叶质量。

4 讨论

前人研究结果显示，土壤养分是评价土壤肥力的主要指标，其丰缺状况和供应直接影响烤烟的生长发育、产量和品质；土壤肥力的高低不仅受土壤养分和植物吸收能力的独立作用，更取决于各土壤养分因子的协调程度[20-21]。本试验结果表明，从全县整体情况来看，植烟土壤速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、有效镁比较丰富，适宜比例较高，这些养分为该地区生产优质烟叶提供了基本保障；其他养分含量适宜比例较低。除有机质、全氮、全钾、pH值变异程度较小，其他养分含量变异程度较大，说明各镇植烟土壤养分含量差异较大，分布不均。从全县土壤肥力指标综合评价来看，该地区土壤肥力指标主要分布于中级和较高2个等级，其中新集川镇、曹家湾镇的土壤肥力指标较高，天成镇、东南镇、温水镇次之，八渡镇、城关镇较低，说明陇县植烟土壤肥力较好，适宜烤烟生长，能够满足优质烟叶生产养分需求。

有研究表明，土壤pH值通过影响烤烟生长发育、土壤养分有效性，进而对烟叶产、质量产生作用[22]。在实际生产中，应针对土壤酸碱性采取不同的管理措施，偏酸性土壤，后期管理应注意防止烟株提早落黄；偏碱性土壤，应防止烟株贪青晚熟[23-24]。烤烟是忌氯作物，但氯也是烤烟必需的营养元素，在一定范围内，氯能提高烟叶品质；偏低使烟叶产量、物理特性变差；偏高使烤烟糖代谢受阻、淀粉积累、填充力和持火力下降，烟叶质量和可用性明显下降[25]。锌是烤烟生长发育所必需的一种微量元素，可防止烟株衰老，促进生长，对烟叶质量及工业可用性具有重要的影响[26]。当土壤有效锌含量缺乏时，烟株生长缓慢，且容易发生病害，如花叶病等；当含量适宜时，可显著促进烤烟光合作用，使烟株长势健壮、分层落黄好、易烘烤，烟叶香气质、香气量、杂气和余味得到显著改善[27]。本研究结果表明，土壤pH值适宜比例仅为7.44%，偏高比例较高。陇县烟区隶属渭北坮塬烟区，土壤偏碱性，pH值较高是该烟区土壤的本质属性。土壤有效锌、氯离子含量整体偏低，适宜比例分别为19.83%、1.65%，主要原因是烟叶生产中，没有注重配施锌、氯微量元素，烟株只是从土壤中吸收，造成土壤有效锌、氯离子偏低，这与研究结果相同。

土壤养分为烤烟生长发育提供营养，是影响烟叶产、质量关键因素之一；虽然不同肥力水平的土壤均能种植烟草，但其产质量存在较大差异，只有协调的土壤养分状况才能生产优质适产的烟叶。本研究结果显示，陇县植烟土壤养分地区差异较大，土壤肥力不均衡，因此应遵循“控氮、稳磷钾、增碳、补微”的原则，推广测土配方施肥，并制定切实可行的施肥措施。在实际生产中，在应控制氮肥和稳定磷钾肥的前提下，增加八渡、城关等镇的磷钾肥用量；针对多数镇土壤有机质含量较低，可通过增施农家肥、商品有机肥、微生物有机肥，提高土壤有机质含量；通过推行种植绿肥、秸秆还田、酒糟等栽培措施，改良烟田土壤理化性状，提高土壤微生物活性，降低土壤pH值；通过根灌或者穴施的方法，适当增施氯肥和锌肥，补充土壤锌、氯微量元素，以平衡烟株生长发育的营养需求，协调烟株营养代谢，促进烟叶品质的提升。

[1] 陈建军,邹勇,李福君,等.粤北始兴烟区植烟土壤养分状况分析[J].中国烟草学报,2012,18(6):60-64.

[2] 何俊瑜,陈博,陈秀兰,等.贵州铜仁地区主工烟区植烟土壤养分状况[J].土壤,2012,44(6):953-959.

[3] 黎妍妍,许自成,肖汉乾,等.湖南桂阳烟区土壤养分状况的综合评价[J].西南农业学报,2007,20(1):72-76.

[4] 左兴俊,徐树建.临沂烟区土壤养分状况和烟叶质量及关系分析[J].中国烟草科学,2010,10,31(5):49-52.

[5] 毕庆文,王海明,陈国华,等.鄂西南植烟土壤养分状况分析[J].中国烟草科学,2007,28(6):22-26.

[6] 李卫,张树锋,向成高,等.云南文山烟区土壤有机质的时空分布特征[J].中国烟草科学,2014,35(6):44-47.

[7] 吕永华,詹寿,马武军,等.广东主要植烟土壤养分特征及施肥模式研究[J].中国农业科学,2004,37(2):49-56.

[8] 张春华,张正扬,刘国顺,等.植烟土壤有效态微量元素空间变异特征[J].土壤,2010,42(1):20-25.

[9] 汪旋.基于GІS和计算智能的烤烟生态适宜性评价[D].重庆:西南大学,2009.

[10] 李强,周冀衡,杨荣生,等.曲靖植烟土壤养分空间变异及土壤肥力适宜性评价[J].应用生态学报,2011,22(4):950-956.

[11] 熊德中,蔡海洋,张仁椒.福建烟区土壤中量和微量营养元素含量状况的研究[J].中国生态农业学报,2007,15(4):36-38.

[12] 何俊瑜,陈博,陈秀兰,等.贵州铜仁地区主要烟区植烟土壤养分状况[J].土壤,2012,44(6):953-959.

[13] 韦成才,张立新,马英明,等.陕西主要植烟区土壤理化特性与肥力评价[J].西北农业学报,2013,22(4):178-183.

[14] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,2000.

[15] 陈江华,刘建利,李志宏.中国植烟土壤及烟草养分综合管理[M].北京:科学出版社,2008:39.

[16] 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):376-380.

[17] 李锡宏,林国平,黎妍妍,等.恩施州烤烟种植气候适生性与土壤适宜性研究[J].中国烟草科学,2008,29(5):18-21.

[18] 张浩,彭月月,李斌,等.宜宾地区土壤养分空间变异及其丰缺状况分析[J].中国烟草科学,2016,37(4):30-34.

[19] 何元胜,杨美仙,亚平,等.临沧烟区土壤肥力综合评价.中国烟草科学,2014,35(3):23-26.

[20] 李强,周冀衡,杨荣生,等.曲靖植烟土壤养分空间变异及土壤肥力适宜性评价[J].应用生态学报,2011,22(4):950-956.

[21] 陈建军,邹勇,李福君,等.粤北始兴烟区植烟土壤养分状况分析[J].中国烟草学报,2012,18(6):60-64.

[22] 崔喜色,史岩玱,赵色,等.土壤pH值对烤烟叶片光合特性和烟碱含量的影响[J].吉林农业大学学报,2005,27(6):591-593,602.

[23] 许自成,王林,肖汉乾.湖南烟区土壤pH分布特点及其与土壤养分的关系[J].中国生态农业学报,2008,16(4):831-834.

[24] 尚斌,李德成,徐宜民,等.武陵山烤烟产区土壤有机质与pH特征研究[J].土壤通报,2015,46(3):590-596.

[25] 李明德,肖汉乾,汤海涛,等.氯素营养对烤烟生长収育和产量、品质的影响[J].中国烟草学报,2004,10(6):21-24.

[26] 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.

[27] 李卫,周冀衡,张一扬,等.云南曲靖烟区土壤肥力状况综合评价[J].中国烟草学报,2010,16(2):62-65.

Soil Nutrients Analysis and Soil Fertility Evaluation in Longxian Tobacco-growing Areas

Zhang Xifeng,Zheng Min,Wang Jing,Deng Xiaocheng,Wang Wei,Zhao Xiaolin
(Longxian County Tobacco Company of Baoji,Baoji 721200,Shaanxi,China)

To investigate the nutrient status in tobacco planting soils in Longxian,121 soil samples were collected,the abundance or deficiency condition of soil nutrients was analyzed by classics statistical approach and mathematical principle of principal component analysis,and soil comprehensive fertility was evaluated.The results showed that the contents of soil nitrogen,phosphorus,potassium and available magnesium were rich,while the contents of available zinc,organic matter and chloride were at the low side,the pH value was at the high side,and soil nutrient contents varied much among areas in Longxian.The soil fertility indexes(SFI)in Longxian were mainly in middle and relatively high groups,Xinjichuan and Caojiawan had the highest SFI.Based on SFI,Longxian tobacco-growing areas could be classified into 3 groups.GroupⅢincluded Badu and Chengguan;groupⅡincluded Dongnan and Wenshui;groupⅢincluded Caojiawan,Tiancheng and Xinjichuan.Therefore,the soil nutrient management should be carried out according to‘controlling N,firming P and K,increasing organic carbon,replenishing trace elements’,and the application of chloride fertilizer,zinc fertilizer and organic manure should be properly increased,which could provide suitable nutrient environment for improving yield and quality of flue-cured tobacco.

Longxian;Flue-Cured Tobacco;Soil Nutrients;Comprehensive Evaluation

S572.062

A论文编号：cjas17040002

陕西省烟草专卖局特色烟叶开发重大科技项目(ZDZX2011－001)。

张喜峰，男，1986年出生，陕西渭南人，农艺师，硕士，主要从事烟叶生产及技术研究与推广工作。通信地址：721200陕西省宝鸡市陇县城关镇尚德路10-3号 陇县烟草公司，Tel：0917-4601268，E-mail：xifengzhang090824@yeah.net。

2017-04-02，

2017-06-28。