红河烟区不同类型植烟土壤养分分析

夏体渊，黄 坤，陈泽斌，陆庆华，付亚丽*，唐佐芯，任 禛，陈艳芳，何建忠

(1.昆明学院科研处，云南 昆明 650214；2.云南省烟草公司红河州公司技术中心，云南 弥勒 652300；3.昆明学院农学院，云南 昆明 650214；4.红河州烟草公司石屏分公司，云南 石屏 662200)

【研究意义】红河烟区是云南省优质烟草原料产区之一，也是红云红河集团最大的“四大核心原料区”之一。红河烟区每年采购的原料约占红河集团总采购量的60 %，在卷烟配方中占有极其重要的地位[1]。植烟土壤肥力水平是影响烟叶产量和品质的重要因素。土壤类型、耕作制度和施肥管理水平导致不同生态烟区烟草种植土壤养分丰缺程度存在较大差异[2]。了解烟区土壤养分状况，对烟区土壤的合理利用、改良和精确施肥具有重要意义。【前人研究进展】红河地区土壤类型有13种，包括砖红壤、红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、红灰土、干红壤、紫色土、黑灰土、火山灰土、冲积土和水稻土[3]。红壤、黄壤、粘土、砂壤土、水稻土、粘土占比为烤烟种植土壤的98 %[4]。不同土壤类型烟叶的主要化学成分研究结果表明，棕壤属中壤，土壤渗透性好，微生物活性强，养分释放迅速，烟株氮钾吸收高峰期早[5]。然而，砂姜土稍粘，土壤渗透性稍差，虽然土壤养分含量高，但微生物活性不如褐土，养分释放速率也较慢[6]。同时，对不同母质发育的土壤部分理化性质与烟叶常规化学成分之间的关系研究表明，土壤有机质含量高，烟叶香气质量好，杂气轻，土壤有效钾含量高，烟叶香气质量好[7]。岩母质发育的土壤所产烟叶的评吸品质最好，其次是石灰岩、斜长石花岗岩和正长石花岗岩，玄武岩母质土壤所产烟叶评吸质量最差[8]。【本研究切入点】目前关于红河烟区不同类型植烟土壤养分丰缺状况评价还未见报道。【拟解决的关键问题】以红河州不同类型植烟土壤为研究对象，土壤样品采集后严格按照国家标准或行业标准所规定的方法进行检测，检测项目包含pH、有机质、水解性氮、有效磷、速效钾、水溶性氯、有效硼、有效锌、有效钼，共9项土壤养分指标，并对检测结果进行统计分析，探明不同类型土壤的养分丰缺状况，为红河烟区土壤管理、合理施肥和品质改良提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 土壤样品采集

以乡(镇)为单位设立取样点。取样点数量按照不同土壤类型、种烟规模、品种、海拔(以200 m为1个海拔段)等因素进行确定。海拔分为1350～1550、1551～1750、1751～1950 m，共3个海拔段，在同一海拔段内，烤烟种植面积>133.33 hm2，种植相同品种烤烟且土壤类型具有典型代表性的村委会，设立土壤取样点2～3个；烤烟种植面积<66.67 hm2的村委会，则视其品种、土壤类型的代表性，设立土壤取样点1～2个；烤烟种植面积<20 hm2的村委会除特殊情况外，原则上不设取样点。取样点数量的确定须兼顾当地烤烟种植基地单元规划(或行政区划)；兼顾主要土壤类型；兼顾田烟和地烟；兼顾品种区划。按照上述因素，结合红河烤烟种植区域实际情况，2018年在红河8个县67个乡(镇)设立取样点共888个，每个取样点采集土壤样品1个。采用5点取样法，按梅花型或蛇型取样，采集5个分样点。

1.2 测定项目及方法

土壤养分指标及分析方法见表1，操作步骤按参考文献[9]进行。

1.3 数据统计

采用Excel 2010软件进行样本数、平均值、变幅、变异系数、区间百分比的统计。

2 结果与分析

2.1 不同类型土壤pH值

2018年采烤结束后，共采集红河烟区土壤样品888份，其中，红壤542份，黄壤9份，胶泥土37份，砂壤土249份，水稻土43份，粘土8份。适宜的pH值是保证烟草正常发育和品质形成的重要条件，通常情况下，土壤pH 5.5～7.0适宜烤烟生长，5.5～6.5最适宜烤烟生长[10]。对红河烟区888份土壤样品的pH值分析可知(表2)，6种类型土壤平均pH除了黄壤稍低外，均在烤烟适宜生长的范围内，但存在着不同程度的变异，以黄壤pH的变化最小，变异系数为6.53 %，其他类型土壤pH变化则较大，变异系数介于16.32 %～19.60 %。6种类型土壤中，pH适宜的土壤所占比例(5.5～7.0)以红壤最高，为39.30 %，其余依次为水稻土(37.21 %)、黄壤(33.33 %)、胶泥土(27.03 %)、砂壤土(26.91 %)、粘土(25.00 %)。pH值>7.0的土壤所占比例为0 %～45.94 %，其中所占比例黄壤最低，为0 %，胶泥土最高，为45.94 %，其次为水稻土(39.54 %)、粘土(37.50 %)、红壤(35.81 %)、砂壤土(23.29 %)。pH值<5.5的土壤所占比例为23.25 %～66.67 %，其中水稻土所占比例最低，为23.25 %，黄壤所占比例最高，为66.67 %，其余依次为砂壤土(49.8 %)、粘土(37.50 %)、胶泥土(27.03 %)、红壤(24.89 %)、水稻土(23.25 %)。

表1 土壤理化性状检测项目及方法

表2 红河烟区不同类型土壤pH值分布

2.2 不同类型土壤有机质含量

土壤有机质是植物养分的来源，具有刺激或抑制植物的特殊功能[11]。优质烟叶生长后期以碳代谢为主，对氮的需求量不大，过高的有机质含量会造成后期吸氮过剩，降低烟叶品质[12]。对红河烟区不同土壤类型有机质含量分析可知(表3)，不同土壤类型的有机质含量均值由高到低依次为黄壤(33.68 g/kg)、水稻土(28.72 g/kg)、粘土(28.44 g/kg)、红壤(28.18 g/kg)、砂壤土(25.82 g/kg)、胶泥土(23.61 g/kg)。从变异系数来看，不同类型土壤有机质含量变化较大，变异系数为21.88 %～45.79 %。适宜烟草生长的有机质含量通常为15～25 g/kg[13]。红河烟区6种类型土壤的有机质平均含量除胶泥土外，其余土壤类型均高于适宜有机质含量范围。在适宜范围内(15～ 25 g/kg)，胶泥土所占比例最高，为43.24 %，其余依次为砂壤土(36.95 %)、水稻土(30.23 %)、红壤(27.89 %)、粘土(25.00 %)、黄壤(22.22 %)。不同土壤类型有机质含量偏高的比例由高到低依次为黄壤(77.78 %)、粘土(62.5 %)、红壤(58.49 %)、水稻土(55.82 %)、砂壤土(48.59 %)、胶泥土(40.54 %)。不同土壤类型有机质含量偏低的比例由高到低依次为胶泥土(16.22 %)、砂壤土(14.46 %)、水稻土(13.95 %)、红壤(13.65 %)、粘土(12.50 %)、黄壤(0 %)。

表3 红河烟区不同类型土壤有机质含量

表4 红河烟区不同类型土壤碱解氮含量

2.3 不同类型土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量

氮素是影响烟草生长发育和烟叶品质的最重要因素[14]，烤烟产量和品质与土壤氮素含量和供给量密切相关[15]。对红河烟区不同类型土壤碱解氮含量分析(表4)可知，红河烟区不同类型土壤碱解氮含量平均值最高的是黄壤，达162.67 mg/kg；胶泥土碱解氮平均含量最低，为106.37 mg/kg。其他4种类型土壤碱解氮含量平均值的变化幅度为123.94～112.04 mg/kg。从变异系数来看，不同类型土壤碱解氮含量变化较大，变异系数为21.42 %～45.60 %。从碱解氮的区间百分比来看，不同类型土壤中，碱解氮高含量(AN≥150 mg/kg)比例最高的是黄壤(66.67 %)，最低是粘土(12.5 %)，其余4种类型土壤为30.23 %～13.51 %；碱解氮中等含量(100 mg/kg ≤AN<150mg/kg)比例最高的是粘土(62.5 %)，最低的是水稻土(30.23 %)，其余4种类型土壤为33.33 %～40.96 %；碱解氮低含量(AN<100 mg/kg)比例最高的是胶泥土(48.65 %)，最低的是黄壤(0 %)，其余4种类型土壤为25.00 %～39.53 %。

磷肥与适量氮肥配施能使烟叶糖分正常合成和积累，改善烟叶的色泽和吸烟品质，获得优良的外观和内在品质[16]。对红河烟区不同类型土壤速效磷含量分析(表5)可知，不同土壤类型速效磷平均含量除黄壤外(12.64 mg/kg)，其余5种类型土壤均在中等(20≤AP<40 mg/kg)水平，速效磷含量平均最高的是砂壤土，为39.60 mg/kg；最低的是红壤，为23.03 mg/kg。土壤速效磷含量偏高(≥40 mg/kg)的比例由高到低分别为砂壤土(35.75 %)、胶泥土(21.62 %)、水稻土(18.61 %)、红壤(15.13 %)、粘土(12.50 %)、黄壤(11.11 %)；土壤速效磷含量偏低(< 20 mg/kg)的比例由高到低分别为黄壤(88.89 %)、胶泥土(64.87 %)、红壤(59.78 %)、水稻土(44.18 %)、砂壤土(29.31 %)、粘土(25.00 %)。

土壤速效钾易受外界环境条件如水分、温度等因素的影响，在土壤中的迁移率大，易淋失，尤其在高温雨季，淋失更严重[17]。王亚虹等[18]认为，植烟土壤中速效钾含量越高越好。对红河烟区不同类型土壤速效钾含量分析(表6)可知，红壤速效钾平均含量最高，为230.50 mg/kg；其余依次为胶泥土(218.43 mg/kg)、水稻土(217.67 mg/kg)、粘土(189.46 mg/kg)、砂壤土(185.75 %)，最低为黄壤，为160.89 mg/kg。除了红壤中速效钾平均含量高外，其余5种类型土壤的速效钾平均含量均在中等范围内(150≤AK<220 mg/kg)；土壤速效钾含量偏低(<150 mg/kg)的比例由高到低依次为黄壤(55.55 %)、砂壤土(50.6 %)、水稻土(39.53 %)、红壤(33.21 %)、粘土(25.00 %)、胶泥土(24.33 %)。土壤速效钾含量偏高(≥ 220 mg/kg)的比例由高到低依次为红壤(45.02 %)、胶泥土(43.24 %)、水稻土(41.87 %)、黄壤(33.34 %)、砂壤土(30.93 %)、粘土(12.5 %)。

表5 红河烟区不同类型土壤速效磷含量

表6 红河烟区不同类型土壤速效钾含量

烤烟是一种忌氯作物，烟叶中氯浓度过高会影响烟叶的吸食质量，而烟叶中氯含量主要受土壤中氯浓度的影响，二者呈正相关关系[19]。因此，在适宜的范围内控制土壤氯含量对烟草品质的形成具有重要意义。对红河烟区不同类型土壤水溶性氯含量分析(表7)可知，6种类型土壤水溶性氯平均含量最高的是黄壤(14.51 mg/kg)，最低的是粘土(4.56 mg/kg)。6种类型土壤的水溶性氯含量变化均较大，变异系数为27.98 %～201.89 %。6种类型土壤中水溶性氯含量偏高(30～45 mg/kg)的土壤类型所占比例分别为胶泥土(2.70 %)、砂壤土(2.01 %)、红壤(1.11 %)；土壤水溶性氯含量过高(>45 mg/kg)的土壤类型所占比例分别为黄壤(11.11 %)、砂壤土(4.82 %)、胶泥土(2.70 %)、水稻土(2.33 %)、红壤(1.48 %)。

尽管植物中微量元素的含量较低，但它们是烟草生长、产量和品质形成的必需营养素[20]。例如，当烤烟缺锌时，生长缓慢，植株矮，节间短，叶小，顶部叶簇生，下部叶有许多坏死斑点[21]；当缺硼时，叶会变厚、收缩、扭曲或翻转[22]。参考国内相关研究结果[23]，将红河州植烟土壤有效锌、有效硼和有效钼的临界值定为0.5、0.5、0.15 mg/kg。对红河烟区不同类型土壤微量元素含量分析(表8)可知，6种类型土壤有效锌含量基本能够满足优质烤烟生产的需求，含量由高到低依次为胶泥土(4.15 mg/kg)、水稻土(3.73 mg/kg)、砂壤土(2.75 mg/kg)、粘土(2.67 mg/kg)、黄壤(1.33 mg/kg)；低于临界值的土壤所占比例分别为0 %，11.63 %，2.75 %，5.22 %、2.67 %、33.33 %。6种类型土壤有效硼平均含量均低于临界值，含硼量普遍偏低。低于临界值的土壤所占比例由高到低依次为粘土(100 %)、黄壤(88.89 %)、水稻土(88.37 %)、红壤(78.04 %)、胶泥土(72.97 %)、砂壤土(68.27 %)。除黄壤外，其余5种类型土壤有效钼含量在临界值(0.15 mg/kg)以下的比例均较大，由高到低依次为：粘土(87.50 %)、砂壤土(79.12 %)、胶泥土(72.97 %)、水稻土(67.44 %)、红壤(53.14 %)。

表7 红河烟区不同类型土壤水溶性氯含量

表8 红河烟区不同类型土壤微量元素含量

3 讨 论

红河烟区6种植烟土壤类型多呈酸性或微酸性，平均pH除了黄壤稍低外，其他类型土壤平均pH均适宜优质烤烟生长。除黄壤外，其余5种类型土壤分别有23.29 %～45.94 %的土壤偏碱，施肥时应尽量不施或少施碱性肥料，可施用生理酸性肥料进行改良；偏酸的土壤所占比例为23.25 %～66.67 %，其中黄壤所占比例最高，为66.67 %，应减少酸性肥料的施用、改用碱性肥料，并适当施用生石灰，调节土壤pH值在烤烟适宜生长范围。红河烟区6种类型土壤的有机质平均含量除胶泥土外，其余土壤类型均高于适宜有机质含量范围。不同土壤类型有机质含量偏高的比例最高的是黄壤，为77.78 %，要减施有机肥或者控制有机肥的用量。不同土壤类型有机质含量偏低的比例最高的是胶泥土，为16.22 %，要注重有机肥的补充。红河烟区不同类型土壤碱解氮含量平均值最高的是黄壤，达162.67 mg/kg；胶泥土碱解氮平均含量最低，为106.37 mg/kg。碱解氮含量比例最高的是黄壤，为66.67 %；碱解氮含量比例最高的是胶泥土，为48.65 %，可施用腐殖质有机肥提高土壤有机质和腐殖酸含量，促进土壤团聚体结构形成，吸收矿质养分，改善土壤养分[24]；烟草种植季节少施或不施有机肥，并控制氮肥用量，适当增加磷钾肥用量[25]。不同土壤类型速效磷平均含量除黄壤偏低外，其余5种类型土壤均在中等范围水平，速效磷含量最高的是砂壤土，平均为39.60 mg/kg；最低的是红壤，平均为23.03 mg/kg，对于速效磷含量偏低的黄壤和红壤，应增加磷肥的施用量。黄壤的土壤速效钾含量偏低，应结合实际增施钾肥。胶泥土和砂壤土水溶性氯含量偏高，应禁止使用含氯肥料，通过合理的灌溉和轮作措施，消除含氯肥料的使用，减少土壤含氯量[26]。6种类型土壤有效锌含量基本能够满足优质烤烟生产的需求；有效硼和有效钼含量整体偏低，其中有效硼含量低于临界值的比例为68.27 %～100 %，有效钼含量低于临界值的比例为53.14 %～87.50 %，应结合生产实际适当补充硼肥和钼肥。

4 结 论

红河州不同类型植烟土壤养分适宜性属中上等，较适宜烤烟种植。建议应对适宜性稍差的植烟土壤，结合烟叶品质调整施肥方案，以达到改善土壤养分状况、提高烟叶品质。