引用本文
刘兰, 张金霖, 王佩, 王军. 广东连州烟区土壤养分状况分析[J]. 浙江农业科学, 2017,(9):1529-1534   
Doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20170910
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广东连州烟区土壤养分状况分析
刘兰1, 张金霖2, 王佩3, 王军1,*
1.广东省烟草南雄科学研究所,广东 南雄 512400
2.广东烟草清远市有限公司,广东 清远 511515
3.四川中烟工业有限责任公司,四川 成都 610017
通信作者:王 军(1975—),男,安徽巢湖人,高级农艺师,博士,从事烟草栽培品质生理及质量评价工作,E-mail:wangjun4170@126.com。

作者简介:刘 兰(1988—),女,广东韶关人,助理农艺师,硕士,从事烟草化学研究工作,E-mail:292729863@qq.com。

基金项目: 广东省烟草专卖局(公司)科技项目[粤烟科(2014)1号]
摘要

为了解广东连州烟区植烟土壤养分状况,为平衡施肥提供依据,对全市8个乡镇采集的143个土壤样品进行测试分析。结果表明,全区土壤平均pH值为6.38,有机质19.63 g·kg-1,碱解氮122.26 mg·kg-1,速效磷22.61 mg·kg-1,速效钾132.78 mg·kg-1,交换性钙20.83 cmol·kg-1,交换性镁1.86 cmol·kg-1,有效铜1.65 mg·kg-1,有效锌2.30 mg·kg-1,有效铁106.10 mg·kg-1,有效锰11.70 mg·kg-1,有效硼0.36 mg·kg-1,水溶性氯12.83 mg·kg-1。分土壤类型来看,砂泥田酸化严重,红火泥地呈微酸性至中性,牛肝田呈中性,紫色土呈碱性,石灰泥田偏碱性,5类植烟土壤中有机质、碱解氮、速效磷含量处于丰富水平,速效钾含量偏低,中量元素丰富,微量元素唯独有效硼供应不足,红火泥地和石灰泥田水溶性氯偏低。根据连州烟区土壤养分状况,提出在烟叶生产中应控氮、增钾、补硼肥,偏酸性的砂泥田施用适量石灰的建议。

关键词: 连州烟区; 植烟土壤; 土壤养分; 施肥
中图分类号:S572   文献标志码:A   文章编号:0528-9017(2017)09-1529-06

土壤是烟草养分的来源库[1], 土壤养分的丰缺状况与烟草品质的优劣密切相关[2]。受成土母质、气候条件、地形水文等的影响, 不同土壤类型在理化性质上差异较大, 其养分含量、供肥性能和养分利用率也有很大差异[3]。深入了解不同类型植烟土壤的养分状况, 才能更好地根据土壤条件制定科学的施肥方法, 选择适宜的栽培措施, 以充分发挥土壤生产潜力, 进一步提高烟叶产量和品质。

为追求经济利益, 长期以来, 烟田主要采用高强度、掠夺式的耕作模式, 但由此也导致近年全国部分烟区出现植烟土壤退化、土壤板结、酸化等土壤质量恶化现象[4], 一定程度上影响了烟叶的正常生长和品质。我国云南[5, 6, 7]、河南[8]、重庆[9]和福建[10, 11, 12]等地相继对其烟叶产区植烟土壤肥力状况进行调查分析, 系统开展烟草平衡施肥研究, 以促进烟区可持续发展。

广东连州烟区位于广东省西北部, 地处南岭山脉南麓, 常年种植烟叶面积666.6 hm2, 收购量2万担, 烟叶风格浓香型特征突出[13], 整体属于烤烟生长的适宜区[14]。主要植烟土壤类型包括牛肝田、砂泥田、紫色土、红火泥地和石灰泥田。在本研究检索范围内, 未见关于广东连州烟区植烟土壤肥力状况的研究报道。为此, 本研究特开展专题调查, 以明确连州烟区植烟土壤的养分状况, 并针对不同类型土壤提出对策及建议, 以期为连州特色优质烟叶生产、平衡施肥等提供理论依据与参考。

1 材料与方法
1.1 土壤样品采集

遵循“ 随机性、代表性” 原则, 于2015年11— 12月在连州市8个植烟乡镇5种主要植烟土壤上采集耕层土壤样品143个(表1)。样品采集在起垄前未施肥情况下开展, 采用“ S” 形线路布点取样, 并用GPS定位, 避开路边、田埂、沟边、肥堆等特殊区域, 每个样品区覆盖3 335~6 670 m2, 由采样区内15~20个样点混合组成, 采集耕层深度0~20 cm的土壤样品, 采样量均匀一致, 一个混合样1 kg, 采集后样品统一做好标志, 按基本烟田编号填写样品信息。样品经自然风干、粉碎过筛、装瓶后用于测定分析。

表1 土壤样品在不同土壤类型的分布情况
1.2 土壤样品测定项目和方法

土壤样品pH值采用pH计法测定; 有机质含量采用重铬酸钾滴定法测定; 碱解氮含量采用碱解扩散法测定; 速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法; 速效钾含量采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定; 交换性钙、镁含量采用原子吸收分光光度法测定; 有效铁、锰、铜、锌含量采用DTPA(pH值7.3)浸提-原子吸收分光光度法测定; 有效硼含量采用沸水浸提-黄姜素比色法测定; 水溶性氯含量采用硝酸银滴定法测定。

1.3 植烟土壤养分分级标准

参考和借鉴全国第二次土壤普查微量元素分级表[15]以及我国植烟土壤养分丰缺指标体系[3]制定本研究所用的植烟土壤养分分级标准。

pH值:< 4.5, 极低; 4.5~5.5, 低; 5.5~7.0, 适中; 7.0~7.5, 高; > 7.5, 极高。

有机质/(g· kg-1):< 15, 适中; 15~25, 高; > 25, 极高。

碱解氮:< 65 mg· kg-1, 适中; 65~100 mg· kg-1, 高; > 100 mg· kg-1, 极高。

速效磷:< 10 mg· kg-1, 低; 10~20 mg· kg-1, 适中; 20~40 mg· kg-1, 高; > 40 mg· kg-1, 极高。

速效钾:< 80 mg· kg-1, 极低; 80~150 mg· kg-1, 低; 150~220 mg· kg-1, 适中; 220~350 mg· kg-1, 高; > 350 mg· kg-1, 极高。

交换性钙:< 2 cmol· kg-1, 极低; 2~4 cmol· kg-1, 低; 4~6 cmol· kg-1, 适中; 6~10 cmol· kg-1, 高; > 10 cmol· kg-1, 极高。

交换性镁:< 0.4 cmol· kg-1, 极低; 0.4~0.8 cmol· kg-1, 低; 0.8~1.6 cmol· kg-1, 适中; 1.6~3.2 cmol· kg-1, 高; > 3.2 cmol· kg-1, 极高。

有效铜:< 0.1 mg· kg-1, 极低; 0.1~0.2 mg· kg-1, 低; 0.2~1.0 mg· kg-1, 适中; 1.0~1.8 mg· kg-1, 高; > 1.8 mg· kg-1, 极高。

有效锌:< 0.3 mg· kg-1, 极低; 0.3~0.5 mg· kg-1, 低; 0.5~1.0 mg· kg-1, 适中; 1.0~3.0 mg· kg-1, 高; > 3.0 mg· kg-1, 极高。

有效铁:< 2.5 mg· kg-1, 极低; 2.5~4.5 mg· kg-1, 低; 4.5~10 mg· kg-1, 适中; 10~20 mg· kg-1, 高; > 20 mg· kg-1, 极高。

有效锰:< 1.0 mg· kg-1, 极低; 1.0~5.0 mg· kg-1, 低; 5.0~15 mg· kg-1, 适中; 15~30 mg· kg-1, 高; > 30 mg· kg-1, 极高。

有效硼:< 0.2 mg· kg-1, 极低; 0.2~0.5 mg· kg-1, 低; 0.5~1.0 mg· kg-1, 适中; 1.0~1.5 mg· kg-1, 高; > 1.5 mg· kg-1, 极高。

水溶性氯:< 10 mg· kg-1, 低; 10~30 mg· kg-1, 适中; 30~42 mg· kg-1, 高; > 42 mg· kg-1, 极高。

2 结果与分析
2.1 pH值

从表2可看出, 连州烟区植烟土壤pH值在3.83~7.96, 平均值为6.38, 变异系数18.6%。其中, 在适中范围(5.5~7.0)的占28.7%, pH值高(7.0~7.5)的植烟土壤占34.3%, 极高的(> 7.5)占12.6%, 属于低和极低的(< 5.5)合计占24.5%。牛肝田土壤pH值在适中范围的分布比例最大, 占50.0%, 总体呈中性; 砂泥田则总体偏酸性, 53.9%的土壤pH值在5.5以下; 紫色土无pH值在5.5以下的土壤, 总体上呈微碱性; 红火泥地土壤pH值变异系数较大, 总体呈微酸性至中性; 石灰泥田总体偏碱性。据此建议, 在牛肝田上施用中性肥料, 在紫色土优先选用生理酸性肥料, 砂泥田上需要适当补充生石灰或白云石粉, 并尽量选用生理碱性肥料, 以提高土壤pH值, 提高土壤营养元素的有效性。

表2 连州烟区不同植烟土壤类型的pH状况
2.2 有机质

从表3可看出, 连州烟区植烟土壤有机质含量在8.30~39.70 g· kg-1, 平均值为19.63 g· kg-1, 大多数(72.0%)土壤有机质含量> 15 g· kg-1, 属于高或极高水平, 说明连州烟区植烟土壤有机质含量总体处于丰富至很丰富水平。全区植烟土壤有机质含量变异系数为34.6%, 土壤样本间变异较大, 地块间肥力不均匀。牛肝田有机质含量整体较高, 55.3%的土壤有机质含量> 25 g· kg-1, 属于极高水平; 砂泥田和紫色土有机质含量超过1/2处于高水平; 红火泥地和石灰泥田有44.4%的土壤样品有机质含量属于高水平。因此, 在有机质含量偏高的连州烟区进行烟叶生产时, 应注意严格控制供氮。

表3 连州烟区不同植烟土壤类型的有机质含量状况
2.3 大量元素

连州烟区植烟土壤碱解氮平均值为122.26 mg· kg-1, 变幅为44.90~268.20 mg· kg-1(表4)。从标准差和变异系数分析, 土壤样本间变异较大, 地块间供氮能力不均匀。土壤碱解氮含量< 65 mg· kg-1的仅占7.0%, 而属于极高水平(> 100 mg· kg-1)的则占53.9%, 说明连州烟区土壤碱解氮含量总体处于高~极高水平。牛肝田碱解氮含量明显高于其他4类土壤, 平均值达到185.35 mg· kg-1, 石灰泥田77.8%的土壤样本碱解氮含量属于极高水平, 砂泥田和红火泥地也有超过1/2的土壤样本碱解氮含量达到极高水平, 紫色土碱解氮含量相对最低, 但仍主要处于高水平(77.1%)。因此, 在连州烟区烟叶生产中, 应严格控制氮肥用量。

表4 连州烟区不同植烟土壤类型的碱解氮含量状况

连州烟区植烟土壤速效磷含量总体处于适中~高水平, 平均值22.61 mg· kg-1, 变幅为3.50~77.80 mg· kg-1(表5)。从标准差和变异系数分析, 土壤样本间变异较大, 地块间供磷能力不均匀。17.5%的土壤速效磷含量低于10 mg· kg-1, 属于缺磷土壤, 42.7%的土壤样本速效磷含量处于适中水平, 39.9%的土壤样本速效磷含量处于高或极高水平(> 20 mg· kg-1)。牛肝田土壤速效磷平均值较高, 总体上含量较丰富, 但变异较大; 砂泥田土壤样本速效磷含量以适中至高水平居多; 紫色土、红火泥地和石灰泥田缺磷样本(速效磷含量< 10 mg· kg-1)占比约1/3。对于烟叶生产过程中的缺磷土壤类型, 应针对性地调整配方中磷的含量, 适当增加磷的供应。

连州烟区植烟土壤属于重度缺钾, 速效钾含量平均仅132.78 mg· kg-1, 有66.4%的土壤样本速效钾含量属于低或极低水平(< 150 mg· kg-1), 其中, 14.0%的土壤样本属于极度缺钾(< 80 mg· kg-1), 仅有9.1%的样本处于高水平, 无速效钾含量属于极高水平的样本(表6)。分类别来看, 紫色土土壤速效钾含量相对较丰富, 其他4类土壤缺钾(< 150 mg· kg-1)比例都超过1/2, 石灰泥田样本土壤速效钾含量全部属于低水平。因此, 在连州烟区烟叶生产中, 必须重视钾肥的施用, 提高土壤钾的供应。

表5 连州烟区不同植烟土壤类型的速效磷含量状况
表6 连州烟区不同植烟土壤类型的速效钾含量状况
2.4 中量元素

连州烟区植烟土壤钙较丰富, 交换性钙含量平均值为20.83 cmol· kg-1, 但变异系数较大, 含量范围在0.56~146.19 cmol· kg-1(表7)。9.8%的土壤样本缺钙(< 4 cmol· kg-1), 82.5%的土壤样本交换性钙含量属于高或极高水平(> 6 cmol· kg-1), 其中, 63.6%的样本达到极高水平(> 10 cmol· kg-1)。牛肝田和砂泥田仅有少部分土壤不同程度缺钙, 总体处于高至极高水平; 紫色土、红火泥地和石灰泥田无缺钙土壤, 交换性钙含量整体属于极高水平。

表7 连州烟区不同植烟土壤类型的交换性钙含量状况

连州烟区植烟土壤镁含量处于适中~高水平, 平均值为1.86 cmol· kg-1(表8)。37.8%的土壤样本交换性镁含量处于适中水平(0.8~1.6 cmol· kg-1), 48.3%的样本交换性镁含量属于高水平(1.6~3.2 cmol· kg-1), 7.0%的样本交换性镁含量属于极高水平(> 3.2 cmol· kg-1)。分类别来看, 土壤交换性镁含量依次为紫色土> 牛肝田> 砂泥田> 红火泥地> 石灰泥田。

表8 连州烟区不同植烟土壤类型的交换性镁含量状况
2.5 微量元素

连州烟区植烟土壤有效铜平均值为1.65 mg· kg-1(表9)。仅有2.1%的土壤样本极度缺铜(< 0.1 mg· kg-1), 27.3%的样本在适中范围(0.2~1.0 mg· kg-1), 28.7%的样本属于高水平(1.0~1.8 mg· kg-1), 42.0%的样本属于极高水平(> 1.8 mg· kg-1)。总体来说, 连州烟区土壤有效铜含量处于适中~高水平。

表9 连州烟区不同植烟土壤类型的有效铜含量状况

连州烟区植烟土壤有效锌含量整体偏高, 平均值为2.30 mg· kg-1(表10)。连州烟区无土壤样本缺锌, 87.4%的样本有效锌含量属于高水平(1.0~3.0 mg· kg-1), 12.6%的样本有效锌含量属于极高水平(> 3.0 mg· kg-1)。

连州烟区植烟土壤有效铁含量相对较高, 平均值为106.10 mg· kg-1, 含量在3.30~338.30 mg· kg-1, 样本间变异较大, 说明全区土壤有效铁含量分布不均匀(表11)。仅有0.7%的土壤样本缺铁(2.6~4.5 mg· kg-1), 这些土壤主要是紫色土。

表10 连州烟区不同植烟土壤类型的有效锌含量状况
表11 连州烟区不同植烟土壤类型的有效铁含量状况

连州烟区植烟土壤有效锰含量平均值为11.70 mg· kg-1(表12)。76.2%的样本有效锰含量在适中范围(5.0~15 mg· kg-1), 仅有3.5%的土壤缺锰, 主要分布在牛肝田、砂泥田和紫色土上。整个烟区无土壤样本有效锰含量达极高水平(> 30 mg· kg-1)。

表12 连州烟区不同植烟土壤类型的有效锰含量状况

连州烟区植烟土壤样本中, 超过1/2的样本存在不同程度的缺硼现象, 仅有13.3%的样本有效硼含量在适中范围(表13)。各土类土壤普遍缺硼, 尤其是红火泥地和石灰泥田, 100%缺硼。仅牛肝田和砂泥田上有少数样本有效硼含量达到高或极高水平(> 1.0 mg· kg-1)。

综上, 连州烟区植烟土壤有效铜、有效锌、有效铁和有效锰含量相对丰富, 但有效硼含量过低, 烟叶生产中可适当施用硼肥, 以促进烟株光合作用, 增加干物质积累, 保障烟株正常生长发育。

2.6 水溶性氯

连州烟区植烟土壤水溶性氯含量普遍在适中范围(10~30 mg· kg-1), 26.6%的土壤缺氯(< 10 mg· kg-1), 无含氯丰富(> 30 mg· kg-1)的土壤样本(表14)。氯离子对烟草的燃烧具有阻碍性, 但缺氯会使烟叶干燥, 弹性差, 易破碎, 所以在缺氯的土壤上可适当施用含氯肥料, 以改善烟叶质量。

表13 连州烟区不同植烟土壤类型的有效硼含量状况
表14 连州烟区不同植烟土壤类型的水溶性氯含量状况
3 讨论

连州烟区土壤类型以牛肝田、砂泥田和紫色土为主, 红火泥地和石灰泥田相对较少。牛肝田呈中性, 有机质、碱解氮、速效磷含量高, 速效钾含量较缺; 砂泥田呈酸性, 有机质、碱解氮、速效磷含量高, 速效钾偏低; 紫色土呈碱性, 有机质、碱解氮含量适中~高, 速效磷和速效钾含量适中; 红火泥地呈微酸性~中性, 有机质和速效磷含量适中, 碱解氮含量高, 严重缺钾; 石灰泥田偏碱性, 有机质和速效磷含量适中, 碱解氮含量高, 极度缺钾。5种类型土壤都富含交换性钙和交换性镁, 以及有效铜、有效锌、有效铁、有效锰, 但是都不同程度地缺硼, 红火泥地和石灰泥田水溶性氯含量亦偏低。调查显示, 不同类型的植烟土壤养分状况差异较大, 在田间管理上应有针对性地进行操作。

连州烟区植烟土壤整体上氮和磷较丰富, 而钾素缺乏。在烤烟生长发育过程中, 若氮素营养过量, 烟株生长迅速, 叶片肥大粗糙, 烟叶不能适时成熟落黄, 烤后烟叶外观效果差, 品质下降; 若磷素过量, 烟叶老而厚, 组织粗糙, 油分少, 影响烟叶品质; 钾素不足时, 烟株碳氮代谢减弱, 生长缓慢, 烟叶易变黄枯死, 烟叶化学成分协调性差, 工业可用性低。大田栽培中烟株缺钾通常发生在旺长中期, 应注意适时追施钾肥。根据连州烟区土壤肥力况, 建议当地在烟草生产中, 应避免氮磷肥施用过量, 适当补充钾肥, 以提高土壤养分的均衡供应能力, 促进烟株的稳健生长和烟叶生产的可持续发展。

中、微量元素对烟草的生长发育、烟叶产量和品质也具有重要作用[16], 主要参与调节烟株体内的各种代谢。连州烟区中、微量元素含量普遍在适中~高水平, 但硼素缺乏。烟株缺硼时, 光合作用效率降低, 上部叶片呈淡绿色, 叶形扭曲, 甚至枯死。因此建议当地适当补充硼肥施用, 保障烟株正常生长发育。

The authors have declared that no competing interests exist.

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