玉溪市红塔区烤烟种植区土壤元素养分丰缺状况研究

张翠萍 武仕强 王泉 陈祯 娄灯吉 吕永忠 汪朔帆 钱雷 桂正文 杨帝男

摘要分析了红塔区烤烟种植区土壤元素含量，利用经验贝叶斯克里金插值分析了红塔区全境和规划种植烤烟土壤的元素分布情况。结果表明红塔区烤烟种植区域土壤主要问题是pH偏低以及交换性Mg不足区域较大，占比均达50%左右，且缺Mg和pH偏低的区域具有高度的叠加，主要位于红塔区西部和西北部，这2个指标具有强烈的正相关性。其次是部分区域有机质、水溶性氯和有效硼含量不足。除元素含量不足的问题外，营养过剩也是需要注意的问题，有效氮和有机质超过适宜含量的面积占比较大，需要控制氮肥和有机肥的施用，这样可以减少农业面源污染，同时节约肥料投入。研究结果可为红塔区烤烟种植区域规划和土壤施肥提供参考。

关键词经验贝叶斯克里金插值；pH；交换性镁；有机质；水溶性氯

中图分类号S 158.3文献标识码A文章编号0517-6611（2023）24-0157-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.24.035

Study on the Nutrient Abundance and Deficiency of Soil Elements in the Tobacco Planting Area of Hongta District， Yuxi City

ZHANG Cuiping1，WU Shiqiang1，WANG Quan2  et al

（1. Hongta District Branch of Yuxi Tobacco Company， Yuxi， Yunnan 653100;2.College of Chemistry， Biology and Environment， Yuxi Normal University， Yuxi， Yunnan 653100）

AbstractIn this study， the soil element content in the tobacco planting area in Hongta District was analyzed， and the element distribution of the soil for the planned tobacco planting in Hongta District using Empirical Bayesian Kriging （EBK） interpolation was analyzed. The results showed that the main problems of the soil in the tobacco planting area in Hongta District were the low pH and the large area of exchange Mg deficiency， accounting for about 50%， and the areas with Mg deficiency and low pH had a high degree of superposition， mainly located in the west and northwest of Hongta District. These two indicators had a strong positive correlation. Secondly， the lack of organic matter， watersoluble chlorine and effective boron content in some areas. In addition to the problem of insufficient element content， excess nutrition was also a problem that needed to be paid attention to. The area of nitrogen and organic matter exceeding the appropriate content occupied a large proportion， so the application of nitrogen fertilizer and organic fertilizer needed to be controlled， which could reduce agricultural nonpoint source pollution and saved fertilizer input. The results of this study can provide a reference for regional planning of tobacco cultivation and soil fertilization in Hongta District.

Key wordsEmpirical Bayesian Kriging interpolation;pH;Exchangeable magnesium;Organic matter;Watersoluble chlorine

云南省玉溪市被誉为“云烟之乡”［1］。红塔区是玉溪市的中心城区，其周边乡镇分布集中连片烤烟种植区，烤烟种植面积约5 197 hm2。对玉溪烟区土壤元素的研究较多，其中艾华林等［2］研究认为玉溪烟区土壤缺镁。由于土壤钾镁具有交互作用，潘金华等［3］曾建议应在适当施用镁肥的基础上增施钾肥。王树林等［4］研究认为玉溪烤烟单叶重存在偏大的问题，并从生态布局优化、合理轮作、增密降氮、提高成熟度等方面提出改进措施。杨继周等［5］从气候角度分析了玉溪适合种植烤烟的区域。但烤烟种植区域规划需要综合考虑气候、土壤因素。朱安琪［6］通过土壤、气候等因素研究规划了玉溪烤烟种植适宜区域。为了解红塔区烤烟种植区域各种土壤大量元素和微量元素空间分布特征，了解各种必需元素不足的分布区域，为将来的精准施肥和植烟区域规划提供服务，笔者根据2018—2021年采樣监测的土壤数据，采用经验贝叶斯克里金法插值得到红塔区土壤各元素空间分布特征。此外，通过相关分析法了解红塔区土壤元素间的相关性特征。

1材料與方法

1.1样品采集

2018—2021年采集799个采样点的植烟土壤样本，测定有效磷（P）、pH、有效锌（Zn）、有效硼（B）、有机质（OM）、有效氮（N）、交换性镁（Mg）、有效钾（K）、水溶性氯（Cl）、交换性钙（Ca），共10种土壤理化指标。测定方法采用国标方法（表1）。根据玉溪优质烟叶的适产养分临界值［1，7-11］确定土壤养分适宜含量（表2）。

1.2研究方法

将红塔区所有监测点按照烤烟种植区规划地块取平均值，得到140个规划地块的土壤监测数据，将其插值到红塔区边界范围内的全部国土，再分别按照红塔区全境和规划烤烟种植区进行统计。空间插值采用GeoSense Pro 2.1软件，插值方法为经验贝叶斯克里金法［12］，子集大小和模拟次数均为100，半变异函数类型为幂函数，邻域类型为标准圆形。相关分析采用斯皮尔曼相关分析，分别统计了P<0.01和P<0.05这2个显著性指标，使用R语言的corrplot［13］和Hmisc［14］2个包进行相关性分析和作图。

2结果与分析

土壤监测结果表明，水溶性氯、交换性钙、交换性镁的变幅较大（表2）。插值分析结果表明，红塔区全境土壤有效磷、有效锌、有效氮、有效钾、交换性钙含量均分别超过10、0.5、60、100、800 mg/kg，均达到适宜种植烟草的水平（图1，图2、图3a、b，图4b、d、e）。

规划区土壤pH大于5.5的面积约占55.31%，接近50%的土壤不适合烤烟种植。但红塔区pH在4.5～5.5的土地达52.81%，说明红塔区超过50%的土壤不适合烤烟种植。未来需要寻找pH适宜的区域，并调整烤烟种植区域的规划。pH低于适宜值的区域位于红塔区西南部，也有少部分位于最东北和最西北部区域，而高于适宜值的主要分布在东南部（图1、图2、图3c）。规划区有效硼含量超过0.5 mg/kg的区域占96.20%，说明绝大部分区域有效硼含量适宜烤烟种植（图1、图3d）。规划区有机质大于15 g/kg的土地占78%，说明大部分规划烤烟种植区域的有机质足够，但也有少部分区域需要补充有机质（图1）。而红塔区全境缺有机质的土壤约占28%（图2）。需要补充有机质的区域主要分布在中南部，还有少量区域在东北部（图4a）。规划区交换性镁小于120 mg/kg的土地约占43%，而红塔区全境则达47%，缺镁的区域主要位于红塔区西部大部分区域（图4c）。水溶性氯在10～45 mg/kg适合烤烟种植，适宜区域在规划区约占88%，在红塔区全境约占91%。不适宜区域位于红塔区西北和西南部分区域（图4f）。

综上，红塔区烤烟种植区土壤主要问题是pH不适宜以及交换性Mg不足区域较大，占比均达50%左右。其次是有机质缺乏区域超过了20%，以及水溶性氯不适宜区域接近10%，最后是有效硼含量不足区域不足5%。由此可知，pH不适宜和缺镁的区域有部分叠加，主要位于红塔区西部和西北部。有效氮和有机质超过适宜含量的面积占比较大，需要控制氮肥和有机肥的施用，这样可以减少农业面源污染，同时节约肥料投入。

从图5可以看出，绝大部分测定参数之间都具有统计学意义的相关性。其中pH与OM、N、P之间呈负相关，OM与Mg呈负相关，Ca与Cl呈负相关，其余指标之间都呈正相关关系，相关系数较高的有pH与Mg；OM与N。而不具有相关性的指标有pH与B，OM与Cl，N和Mg，P和Ca、Mg，B和Mg。

3结论

红塔区烤烟种植区土壤主要问题是pH偏低以及交换性Mg不足区域较大，占比均达50%左右，且缺Mg和pH偏低的区域具有高度的叠加，主要位于红塔区西部和西北部，这2个指标具有强烈的正相关性。其次是有机质缺乏区域超过20%，以及水溶性氯不适宜区域接近10%，最后是有效硼含量不足区域不足5%。除元素含量不足的问题外，营养过剩也是需要注意的，有效氮和有机质超过适宜含量的面积占比较大，需要控制氮肥和有机肥的施用，这样可以减少农业面源污染，同时节约肥料投入。

参考文献

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