保山市植烟土壤交换性镁含量及空间分布

濮永瑜 ， 毛春堂， 潘义宏， 周芳芳， 马 旭， 陈月舞*

(1.保山市烟草公司， 云南 保山 678000； 2.云南五佳生物科技有限公司， 云南 昆明 650106； 3.云南香料烟有限责任公司， 云南 保山 678000)

镁是植物叶绿素的重要成分，在光合作用、蛋白质代谢、碳水化合物及脂肪的合成中起重要作用，还是多种酶的激活剂。适量的镁能提高烟叶的产量，增加水溶性碳水化合物含量，降低蛋白质及烟碱含量，并可改善烟叶的光泽、油分和弹性。此外镁还具有一定的助燃能力，适量的镁能促使烟叶燃烧完全，对烟灰有一定的凝结作用，但镁过量会降低烟叶燃烧性[1-4]。我国土壤特别是南方红黄壤区域缺镁较为严重[5]。

研究发现，土壤酸碱度是影响土壤养分有效性和转化的决定因素之一，对烤烟的产量和品质有着重要的影响[6-7]，土壤镁含量与土壤酸碱度、离子组成和阳离子交换量有密切关系[8-10]。保山是云南四大新烟区之一，但未见对保山烟区植烟土壤交换性镁含量及空间分布的研究报道。为此，笔者采集保山腾冲市、昌宁县、隆阳区、施甸县和龙陵县共5个县(区)植烟土壤样品进行分析检测及评价，旨在为保山烟区的植烟土壤改良、平衡施肥及特色优质烟叶开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集

2017年，根据保山市主要植烟县(市、区)的植烟土壤成土母质、土壤类型、地形地貌、生产水平和耕种制度等情况，在腾冲、昌宁、隆阳、施甸、龙陵5个主要植烟区，累积采集耕层土壤样品587个，采集点代表性强，并用GPS定位。土壤采集：在小春作物收获后、烤烟移栽前，按S型均匀8个点分别采集耕层0～20 cm土壤样品，混合均匀，四分法缩小样品量并去掉杂质，每个样品保留0.5 kg，自然风干。田间采集的土样经过登记编号后进行预处理，风干、混匀、磨细、过筛、装瓶后备用。

1.2 样品指标分析

土壤样品统一送至云南省农业科学研究院土壤肥料测试中心，分别测定其pH、有机质、速效氮、速效磷、速效钾等含量。具体测定方法参见《土壤农业化学常规分析方法》[11]和《土壤农化分析》[12]。

1.3 数据分析

数据处理采用Excel 2010，统计描述、异常值剔除、方差分析、相关分析和聚类分析采用SPSS Statistics 21.0，利用Arc Gis9软件生成空间分布图。

2 结果与分析

2.1 保山市植烟土壤交换性镁含量

从表1可知，保山市植烟土壤交换性镁含量在9.90～995.50 mg/kg，平均值为224.03 mg/kg，且呈正态分布(图1)。植烟土壤交换性镁含量<50 mg/kg的比例占10.90%，含量50～100 mg/kg的比例占19.25%，含量100～200 mg/kg的比例占28.79%，含量200～400 mg/kg的比例占25.21%，含量>400 mg/kg的比例占15.84%。可见，保山市植烟土壤交换性镁集中分布于中高含量范围内。各县(市、区)的情况：腾冲市植烟土壤交换性镁含量<50 mg/kg的比例占37.84%，含量50～100 mg/kg的比例占38.74%，集中分布于低含量范围内；龙陵县植烟土壤交换性镁含量<50 mg/kg的比例占7.14%，含量50～100 mg/kg的比例占35.71%，含量100～200 mg/kg的比例占28.57%；昌宁县植烟土壤交换性镁含量<50 mg/kg的比例占9.44%，含量50～100 mg/kg的比例占20.56%，含量100～200 mg/kg的比例占37.22%，昌宁县和龙陵县植烟土壤交换性镁含量集中分布于中低范围内；施甸县和隆阳县植烟土壤交换性镁含量集中分布于中高范围内。

表1 保山市不同烟区植烟土壤交换性镁含量Table 1 Content of exchangeable Mg in different tobacco-growing soil in Baoshan

图1 保山市植烟土壤交换性镁含量的动态分布Fig.1 Dynamic distribution of exchangeable Mg content in tobacco-growing soil in Baoshan

2.2 保山市植烟土壤交换性镁含量的聚类分析

从图2可看出，保山不同县市植烟土壤交换性镁含量可分为3类(距离5)，第一类是腾冲市，其植烟土壤交换性镁含量主要分布于低范围内；第二类是昌宁县、龙陵县，其植烟土壤交换性镁含量主要分布于中低范围内；第三类是施甸县、隆阳区，其植烟土壤交换性镁含量主要分布于中高范围内。

图2 保山烟区植烟土壤交换性镁含量的聚类Fig.2 Cluster of exchangeable Mg content in tobacco-growing soil in Baoshan

2.3 保山市植烟土壤交换性镁含量的空间分布

从图3可知，保山市植烟土壤交换性镁含量分布规律较明显，以块状分布为主，说明保山植烟土壤交换性镁含量具有较高的空间异质性，体现了保山烟区植烟土壤交换性镁含量空间分布的特异性。保山烟区植烟土壤交换性镁含量主要分为3个板块，其中，腾冲市板块处于低含量水平，龙陵县和昌宁县板块处于中低水平，隆阳区和施甸县板块处于中高水平。

图3 保山市植烟土壤交换性镁含量空间分布Fig.3 Spatial distribution of exchangeable Mg content in tobacco-growing soil in Baoshan

2.4 保山市不同pH植烟土壤的交换性镁含量

最适宜烤烟生长的土壤pH为5.5～6.5，弱酸性及中性土壤均适于烤烟生长[1-13]，土壤镁含量与土壤酸碱度有密切关系[8-10]。土壤pH与交换性镁含量的相关系数为r=0.345,P=0.00，其相关性为极显著。由表2可知，不同pH植烟土壤的交换性镁平均含量为104.04～372.32 mg/kg，且随着pH升高而升高。方差分析和多重比较结果表明，土壤pH<5.0、5.0～5.5、5.0～6.0的土壤交换性镁含量与pH 6.0～6.5、pH 6.5～7.0、7.0～7.5、≥7.5的差异极显著。

表2 保山市不同pH的植烟土壤交换性镁含量Table 2 Content of exchangeable Mg in tobacco-growing soil with different pH in Baoshan

2.5 保山市不同有机质植烟土壤的交换性镁含量

由表3可知，不同有机质的植烟土壤的交换性镁平均含量为141.28～282.38 mg/kg，随着植烟土壤有机质含量的升高交换性镁含量呈先升后降的趋势，土壤有机质含量与交换性镁含量的相关系数为r=-0.21，P=0.00，其相关性为极显著负相关。方差分析和多重比较结果表明，有机质含量以30 mg/kg、40 mg/kg为界限，有机质含量小于30 mg/kg、30～40 mg/kg和大于40 mg/kg的土壤交换性镁含量存在极显著性差异，不同有机质含量之间的变异系数均较大，离散程度较高。

表3 保山市不同有机质植烟土壤的交换性镁含量Table 3 Content of exchangeable Mg in tobacco-growing soils with different organic matter content in Baoshan

3 结论与讨论

研究表明，保山市植烟土壤交换性镁含量平均为224.50 mg/kg，95%置信区间在209.26～239.47 mg/kg，处于中高含量，不同市县之间的土壤交换性镁含量分布规律明显，呈块状分布，其中，腾冲市板块处于低含量水平，龙陵县和昌宁县板块处于中低水平，隆阳区和施甸县板块处于中高水平。土壤pH与交换性镁含量呈极显著相关，且植烟土壤交换性镁含量随pH升高而升高。土壤有机质含量与交换性镁含量的相关性为极显著负相关，不同土壤有机质含量之间的变异系数均较大，离散程度较高，随着植烟土壤有机质含量的升高交换性镁含量呈先升后降的趋势，拐点为有机质含量40 mg/kg。