Spatiotemporal variation characteristics and suitability evaluation of soil nutrients in tobacco-growing areas of southwestern Hubei

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20250091

Abstract

Abstract:

To clarify the spatiotemporal variation characteristics of soil nutrients in tobacco-growing soils in the mountainous areas of southwestern Hubei and optimize tobacco-growing layouts and balanced fertilization practices, 578 tobacco-growing soil samples from 10 townships in Jianshi County were collected and analyzed in 2018 and 2021. The results indicated that, compared with 2018, the soil pH value, organic matter, and total nitrogen content in 2021 decreased by 0.55, 6.06 g·kg^-1, and 0.47 g·kg^-1, respectively, while the available phosphorus and available potassium content increased by 9.91 and 37.62 mg·kg^-1, respectively. The average integrated fertility index in 2021 was 0.72, showing an increase compared with 2018. Based on these findings, measures such as increasing organic fertilizer application and adjusting potassium fertilization methods are recommended to improve soil fertility, enhance potassium utilization efficiency, and increase organic matter and total nitrogen content in Jianshi County's tobacco-growing soils.

Key words: tobacco-growing soil, nutrient content, suitability index, variability analysis

CLC Number:

S572

CHEN Chengli, WEN Tao, ZHANG Fang, XIONG Tao, QIN Yongsheng, WANG Junyong, ZHOU Yuzi, LUO Fang, MA Fanglei, RAN Juan. Spatiotemporal variation characteristics and suitability evaluation of soil nutrients in tobacco-growing areas of southwestern Hubei[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2025, 66(6): 1363-1368.

Figures/Tables 7

References 35

[1]	陶睿, 王子芳, 高明, 等. 重庆市丰都县紫色土养分空间变异及土壤肥力评价[J]. 土壤, 2017, 49(1): 155-161.
[2]	张玉铭, 毛任钊, 胡春胜, 等. 华北太行山前平原农田土壤养分的空间变异性研究[J]. 应用生态学报, 2004, 15(11): 2049-2054.
[3]	梁增芳, 倪九派. 酉阳县不同质地植烟土壤肥力状况分析[J]. 西南农业学报, 2014, 27(4): 1621-1625.
[4]	郭迎新, 陈永亮, 苗琪, 等. 洱海流域植烟土壤养分时空变异特征及肥力评价[J]. 中国农业科学, 2022, 55(10): 1987-1999.
[5]	邓小华, 杨丽丽, 周米良, 等. 湘西喀斯特区植烟土壤速效钾含量分布及影响因素[J]. 山地学报, 2013, 31(5): 519-526.
[6]	张嘉雯. 基于GIS的四川主要雪茄烟区生态适宜性评价研究[D]. 郑州: 河南农业大学, 2021.
[7]	许自成, 肖汉乾, 赵献章, 等. 植烟土壤养分丰缺状况评价的统计方法[J]. 土壤通报, 2004, 35(5): 558-561.
[8]	陈留美, 桂林国, 吕家珑, 等. 应用主成分分析和聚类分析评价不同施肥处理条件下新垦淡灰钙土土壤肥力质量[J]. 土壤, 2008, 40(6): 971-975.
[9]	崔超岗, 周冀衡, 李强, 等. 陆良县植烟土壤类型与土壤肥力的灰色关联度分析[J]. 西南农业学报, 2016, 29(5): 1172-1176.
[10]	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.
[11]	焦敬华. 鄂西南烟区不同海拔土壤养分状况和土壤—烤烟硒含量的分布特点[D]. 郑州: 河南农业大学, 2008.
[12]	赵爽. 恩施烟区气候与土壤养分因素交互作用对白肋烟生长和品质的影响[D]. 郑州: 河南农业大学, 2013.
[13]	鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 3版. 北京: 中国农业出版社, 2000.
[14]	陈江华, 刘建利, 李志宏, 等. 中国植烟土壤及烟草养分综合管理[M]. 北京: 科学出版社, 2008.
[15]	于寒青, 徐明岗, 吕家珑, 等. 长期施肥下红壤地区土壤熟化肥力评价[J]. 应用生态学报, 2010, 21(7): 1772-1778.
[16]	王军艳, 张凤荣, 王茹, 等. 应用指数和法对潮土农田土壤肥力变化的评价研究[J]. 农村生态环境, 2001, 17(3): 13-16, 20.
[17]	徐辰生, 陈爱国, 徐茜, 等. 南平烟区植烟土壤肥力评价研究[J]. 中国烟草科学, 2016, 37(4): 24-29.
[18]	骆伯胜, 钟继洪, 陈俊坚. 土壤肥力数值化综合评价研究[J]. 土壤, 2004, 36(1): 104-106, 111.
[19]	李晓宁, 高明, 王子芳. 重庆市植烟土壤肥力数值化综合评价[J]. 西南农业学报, 2007, 20(1): 67-71.
[20]	张明发, 田峰, 李孝刚, 等. 基于烤烟生产的湘西植烟土壤质量综合评价[J]. 中国烟草学报, 2017, 23(3): 87-97.
[21]	孙奕荷, 张凯, 鲁琪飞, 等. 三个典型植烟生态区土壤养分适宜性评价[J]. 作物杂志, 2023(1): 115-121.
[22]	周冀衡, 段灿枝, 余佳斌, 等. 根际酸度对烤烟生长与养分吸收的影响[J]. 土壤, 2000, 32(1): 43-46.
[23]	查宇璇, 冉茂, 周鑫斌. 烟田土壤酸化原因及调控技术研究进展[J]. 土壤, 2022, 54(2): 211-218.
[24]	周碧青, 邱龙霞, 张黎明, 等. 基于灰色关联-结构方程模型的土壤酸化驱动因子研究[J]. 土壤学报, 2018, 55(5): 1233-1242.
[25]	潘剑玲, 代万安, 尚占环, 等. 秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展[J]. 中国生态农业学报, 2013, 21(5): 526-535.
[26]	韦建玉, 黄崇峻, 金亚波, 等. 重庆市主要烟区土壤肥力状况综合评价[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2019, 41(11): 30-36.
[27]	张一扬, 粟深河, 林北森, 等. 靖西市植烟土壤有机质含量的时空变异特征[J]. 土壤, 2020, 52(1): 202-206.
[28]	李春俭, 张福锁, 李文卿, 等. 我国烤烟生产中的氮素管理及其与烟叶品质的关系[J]. 植物营养与肥料学报, 2007, 13(2): 331-337.
[29]	张叶叶, 莫非, 韩娟, 等. 秸秆还田下土壤有机质激发效应研究进展[J]. 土壤学报, 2021, 58(6): 1381-1392.
[30]	王淑颖, 李小红, 程娜, 等. 地膜覆盖与施肥对秸秆碳氮在土壤中固存的影响[J]. 中国农业科学, 2021, 54(2): 345-356.
[31]	闫慧峰, 石屹, 李乃会, 等. 烟草钾素营养研究进展[J]. 中国农业科技导报, 2013, 15(1): 123-129.
[32]	薛剑波, 符云鹏, 尹永强. 影响烟草中烟碱含量的因素及调控措施[J]. 安徽农业科学, 2005, 33(6): 1053-1055.
[33]	李强, 戴美玲, 向德明, 等. 湘西喀斯特区植烟土壤有效磷时空变异及风险评估[J]. 土壤, 2018, 50(1): 181-189.
[34]	武德传, 罗红香, 宋泽民, 等. 黔南山地植烟土壤主要养分空间变异和管理分区[J]. 应用生态学报, 2014, 25(6): 1701-1707.
[35]	戢飞, 丁才夫, 文涛, 等. 不同海拔施氮量与移栽密度对烤烟质量的影响[J]. 贵州农业科学, 2022, 50(4): 51-60.

级别	pH值	有机质含量/ (g·kg^-1)	全氮含量/ (g·kg^-1)	速效磷含量/ (mg·kg^-1)	速效钾含量/ (mg·kg^-1)
极缺	—	—	<0.5	—	<80
缺	<5.5	<15	0.5~1.0	<10	80~150
适中	5.5~7.0	15~25	>1.0~2.0	10~20	>150~220
高	>7.0~7.5	>25~35	>2.0~2.5	>20~40	>220~350
很高	>7.5	>35	>2.5	>40	>350

级别	pH值	有机质含量/ (g·kg^-1)	全氮含量/ (g·kg^-1)	速效磷含量/ (mg·kg^-1)	速效钾含量/ (mg·kg^-1)
极缺	—	—	<0.5	—	<80
缺	<5.5	<15	0.5~1.0	<10	80~150
适中	5.5~7.0	15~25	>1.0~2.0	10~20	>150~220
高	>7.0~7.5	>25~35	>2.0~2.5	>20~40	>220~350
很高	>7.5	>35	>2.5	>40	>350

指标	隶属函数类型	拐点值
指标	隶属函数类型	X₁	X₂	X₃	X₄
pH值	抛物线型	5.0	5.5	7.0	7.5
有机质含量	抛物线型	15.0	25.0	35.0	45.0
全氮含量	抛物线型	0.5	1.0	1.5	2.0
速效磷含量	S型	5.0	—	—	40.0
速效钾含量	S型	80.0	—	—	350.0

指标	隶属函数类型	拐点值
指标	隶属函数类型	X₁	X₂	X₃	X₄
pH值	抛物线型	5.0	5.5	7.0	7.5
有机质含量	抛物线型	15.0	25.0	35.0	45.0
全氮含量	抛物线型	0.5	1.0	1.5	2.0
速效磷含量	S型	5.0	—	—	40.0
速效钾含量	S型	80.0	—	—	350.0

指标	pH值
指标	2018年	2021年	2018年	2021年	2018年	2021年	2018年	2021年	2018年	2021年
平均值	6.49 a	5.94 b	33.67 a	27.61 a	2.50 a	2.03 a	18.27 b	28.18 a	167.36 b	204.98 a
标准差	0.88	0.59	8.97	8.84	0.67	0.59	9.39	12.22	65.87	76.14
峰度	0.10	-0.32	1.52	1.74	3.57	-0.15	3.65	-0.02	0.48	0.38
偏度	-0.29	-0.26	0.94	0.72	0.69	0.72	1.48	0.12	0.75	0.84
变异系数/%	13.56	10.02	26.65	32.02	26.93	29.05	51.38	43.36	39.36	37.15