植煙土壤有效態微量元素分析評價及對策

黎 根，吳風光，汪 健，王海明，王豹祥，王 林

（湖北中煙工業有限責任公司，武漢 430040）

微量元素是植物生長發育必需的營養元素，其研究受到人們的普遍關注[1,3-12]。土壤中微量元素參與煙株一系列的生理生化作用，其豐缺狀況可導致煙葉產量下降，品質降低。目前，土壤微量與大、中量元素營養不平衡的矛盾日益突出[12]。研究結果表明[4,7,10-11]，在微量元素缺乏的煙區土壤合理施用微肥，可明顯促進煙株的生長發育，煙葉落黃早，成熟度好，產量高，品質優良，香氣質與香氣量得到明顯改善。在某些植煙土壤，微量元素缺乏已成為煙葉生產主要障礙因素之一[3-4,7]。清江流域是全國優質煙葉生產基地，是“清江源”特色優質煙葉品牌主要產區，具有鮮明的“綠色生態、富硒低害”生態特征，該區域所產煙葉形成了獨特的“甜雅香”風格特色，煙葉以“甜潤優雅、濃郁芬芳、香氣豐滿、留香綿長”為主要特征。本研究以清江流域植煙土壤為對象，分析評價了土壤有效態微量元素的分布特點，以期為“清江源”特色優質煙葉生產技術體系提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 采樣方法

2008年，在煙田尚未施用底肥前，采集清江流域煙區土壤樣品304個，其中，宣恩30個，咸豐60個，恩施市63個，利川61個，巴東76個，來鳳 14個。具體采樣方法是：應用棋盤法采集土壤樣品，即在同一采樣單元內每 8～10個點的土樣構成一個0.5 kg左右的混合土樣。從田間采來的土樣經登記編號后進行預處理，經過風干、磨細、過篩、混勻、裝瓶后備測定分析之用。

1.2 測定方法

土壤樣品有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅、有效鉬、有效硼、水溶性氯等7項微量元素養分測定方法參照文獻[2]。

1.3 評價標準

參考微量元素肥料工作會議所制定的“全國農業系統的土壤速效微量元素豐缺指標”(西安，1985)和“中國科學院微量元素組的土壤有效態微量元素評價標準”(南京，1989)，綜合分析清江流域煙區多年煙草施肥試驗，全面權衡煙葉產量、質量與土壤微量元素養分狀況，制訂了清江流域煙區土壤有效態微量元素的五級評價標準（表1）。

表1 清江流域煙區土壤有效態微量元素分級評價標準 mg/kgTable1 Standard contents of soil available microelements in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

2 結 果

2.1 清江流域煙區土壤有效態微量元素描述性統計

從平均含量來看，清江流域煙區土壤有效鉬、有效鐵、有效錳、有效銅含量較豐富（表2），其平均含量分別為（0.41 ± 0.40）、（21.53 ± 10.49）、（26.99± 20.73）、（1.19 ± 1.41）mg/kg。有效鋅、有效硼含量偏低，平均含量分別為（1.03 ± 0.56）、（0.34 ±0.20）mg/kg，水溶性氯含量極低，平均含量僅為（3.19 ± 5.82）mg/kg。從變異系數來看，清江流域煙區土壤有效態微量元素分布存在廣泛的差異，其變異系數由大到小依次是：水溶性氯＞有效銅＞有效鉬＞有效錳＞有效硼＞有效鋅＞有效鐵，變異系數分別達到182.59%、118.01%、97.56%、76.80%、58.10%、54.40%、48.72%。變異系數能反映隨機變量的離散程度，一般認為變異系數≤10%為弱變異性，變異系數為10%～100%為中等變異性，變異系數≥100%為強變異性。由此可知，水溶性氯、有效銅的變異強度屬于強變異，有效鉬、有效錳、有效硼、有效鋅、有效鐵的變異強度屬于中等變異。

表2 清江流域煙區土壤有效態微量元素含量Table 2 The contents of soil available microelements in tobacco-growing areas in Qingjiang valley

2.2 清江流域各產區土壤有效態微量元素分析

2.2.1 土壤有效鐵 鐵是許多酶的輔基，如細胞色素、細胞色素氧化酶，過氧化物酶和過氧化氫等，是合成葉綠素必需的元素，煙草中鐵主要分布在葉片[1]。表3結果表明，各產區植煙土壤有效鐵含量高低順序是：利川﹥巴東﹥來鳳﹥恩施市﹥咸豐﹥宣恩。其中，利川土壤有效鐵含量極豐富，平均為36.38 mg/kg，所有土壤樣品的有效鐵含量均大于10 mg/kg，其中有 4.92%的土壤樣品有效鐵含量大于60 mg/kg；巴東土壤有效鐵含量平均為 23.07 mg/kg，有 96.05%的土壤樣品有效鐵含量大于 10 mg/kg；來鳳和恩施市土壤有效鐵含量相近，平均分別為 17.53 和 17.39 mg/kg，分別有 100%和96.83%的土壤樣品有效鐵含量大于10 mg/kg；宣恩產區土壤有效鐵的含量相對較低，但含量仍屬于豐富等級，平均為13.83 mg/kg，有56.67%的土壤樣品有效鐵含量大于10 mg/kg，并且有效鐵含量存在較廣泛的變異，變異系數為55.18%。

2.2.2 土壤有效錳 錳是形成葉綠素并維持其正常結構的必需元素，是光合放氧復合體的主要成分，是許多酶的活化劑[1]。煙草是高度需錳的作物，是除氯以外煙草微量元素中含量最多的元素，以葉片含量最高[13]。由表4可知，各產區（因恩施市有效錳數據丟失未列出）植煙土壤有效錳含量高低順序是：利川﹥來鳳﹥巴東﹥宣恩﹥咸豐。其中，利川土壤有效錳含量極豐富，平均為44.80 mg/kg，所有的土壤樣品有效錳含量均大于 10 mg/kg，有96.72%的土壤樣品有效錳含量大于20 mg/kg，屬極豐富等級；來鳳土壤有效錳含量豐富，平均為29.77 mg/kg，有 64.28%的土壤樣品有效錳含量大于 20 mg/kg；巴東土壤有效錳含量平均為24.22 mg/kg，有50.00%土壤樣品有效錳含量大于20 mg/kg，并且有效錳含量存在較廣泛的變異，變異系數達84.50%；宣恩和咸豐產區土壤有效錳的含量相對較低，但平均含量仍在適宜范圍，分別為 19.96 和19.10 mg/kg，分別有66.67%和58.34%的土壤樣品有效錳含量大于10 mg/kg，但有效錳含量存在較廣泛的變異，變異系數分別達82.08%和99.73%。

表3 清江流域煙區土壤有效鐵含量分級Table 3 Classification for the contents of available Fe in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

表4 清江流域煙區土壤有效錳含量分級Table 4 Classification for the contents of available Mn in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

2.2.3 土壤有效銅 銅是多種氧化酶的構成成分，煙草中銅多分布于煙株生長活躍的幼嫩組織[1,13]。各產區植煙土壤有效銅含量高低順序是，宣恩﹥恩施市﹥來鳳﹥利川﹥咸豐﹥巴東，結果見表5。其中，宣恩土壤有效銅含量豐富，平均為3.95 mg/kg，有96.67%的土壤樣品有效銅含量大于0.5 mg/kg，有43.33%的土壤樣品有效銅含量大于3.0 mg/kg，有效銅含量存在較廣泛的變異，變異系數達81.25%；恩施土壤有效銅含量較豐富，平均為1.52 mg/kg，有 93.65%的土壤樣品有效銅含量大于 0.5 mg/kg，但存在較廣泛的變異，變異系數高達110.75%；來鳳土壤有效銅含量平均為1.26 mg/kg，有78.57%的土壤樣品有效銅含量大于0.5 mg/kg；利川和咸豐土壤有效銅含量相近，平均分別為0.84和0.82 mg/kg，分別有88.52%和76.67%的土壤樣品有效銅含量大于0.5 mg/kg；巴東產區土壤有效銅的含量相對較低，但含量仍然適宜，平均為 0.75 mg/kg，有 84.21%的土壤樣品有效銅含量大于 0.5 mg/kg。

2.2.4 土壤有效鋅 鋅是很多酶的組成成分或活化劑，煙草中鋅分布主要集中在煙草根和頂端生長點[13]。各產區植煙土壤有效鋅含量結果見表6，其含量高低順序是：恩施市﹥咸豐﹥來鳳﹥利川﹥宣恩﹥巴東。其中，恩施土壤有效鋅含量平均為1.50 mg/kg，有 90.57%的土壤樣品有效鋅含量大于 1.0 mg/kg；咸豐和來鳳土壤有效鋅含量相近，平均分別為1.10 和1.00 mg/kg，分別有56.67%和42.85%的土壤樣品有效鋅含量大于1.0 mg/kg；利川土壤有效鋅含量平均為0.88 mg/kg，有77.05%的土壤樣品有效鋅含量小于 1.0 mg/kg，且存在一定程度的變異，變異系數為49.84%；宣恩和巴東土壤有效鋅含量相近，平均分別為0.60和0.56 mg/kg，含量較低，分別有96.67%和85.52%的土壤樣品有效鋅含量小于1.0 mg/kg。

2.2.5 土壤有效鉬 鉬是硝酸還原酶和固氮酶的組分，其應用作用突出表現在氮素代謝方面，煙草中鉬主要分布在幼嫩葉片。煙草對鉬的需要量低于其他礦質養分[13]。由表7得知，各產區植煙土壤有效鉬含量高低順序是：巴東﹥來鳳﹥恩施市﹥咸豐﹥宣恩﹥利川。其中，巴東和來鳳產區土壤有效鉬含量極豐富，平均分別為0.55 和0.532 mg/kg，分別有90.79%和100.00%的土壤樣品有效鉬含量大于0.20 mg/kg；并且兩產區土壤有效鉬含量均存在較小的變異，變異系數分別為38.01%和26.53%。恩施、咸豐和宣恩產區土壤有效鉬含量均較豐富，平均分別為0.46、0.38和0.31 mg/kg，有效鉬含量大于0.2 mg/kg的土壤樣品分別占73.02%、96.67%和86.67%。利川土壤有效鉬的含量在各產區中相對較低，但也屬于豐富狀態，平均為 0.21 mg/kg，有14.76%的土壤樣品有效鉬含量小于0.10 mg/kg。

表5 清江流域煙區土壤有效銅含量分級Table 5 Classification for the contents of available Cu in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

表6 清江流域煙區土壤有效鋅含量分級Table 6 Classification for the contents of available Zn in tobacco- growing areas in Qingjiang valley

表7 清江流域煙區土壤有效鉬含量分級Table7 Classification for the contents of available Mo in tobacco-growing areas in Qingjiang valley

2.2.6 土壤有效硼 硼是煙草必需營養元素，對植物細胞壁形成，細胞分裂和碳、氮代謝過程起著重要的調節作用。煙草是中等需硼作物，以葉片積累最多[13]。由表8可知，各產區植煙土壤有效硼含量高低順序是：宣恩﹥來鳳﹥利川﹥咸豐﹥巴東﹥恩施市。宣恩土壤有效硼含量中等偏低，平均為0.39 mg/kg，有40.00%的土壤樣品有效硼含量在（0.3～0.6) mg/kg之間；來鳳、利川、咸豐和巴東土壤有效硼含量相近，平均分別為0.34、0.34、0.30和0.30 mg/kg，均屬于中等偏低狀態，分別有 35.72%、45.90%、53.34%和 56.00%的土壤樣品有效硼含量小于0.3 mg/kg；恩施市土壤有效硼含量最低，平均為0.16 mg/kg，有90.00%土壤樣品有效硼含量小于0.3 mg/kg，屬于極度缺乏狀態。

2.2.7 土壤水溶性氯 氯是煙草生長發育必要的微量營養元素，適量的氯供應有利于煙草生長，增強細胞膨壓，從而提高抗旱能力，能減少因干旱而造成葉片枯斑現象，煙草中以葉片含氯最高[1,13]。各產區植煙土壤水溶性氯含量結果見表9，其含量高低順序是：利川﹥來鳳﹥咸豐﹥巴東﹥宣恩﹥恩施市。其中，僅有利川市土壤水溶性氯含量較高，平均為5.40 mg/kg，土壤樣品水溶性氯含量大于5.0 mg/kg的僅占22.95%，且變異性大，變異系數高達273.22%；恩施市和宣恩縣植煙土壤水溶性氯含量極低，平均分別為0.41 和1.59 mg/kg，其中恩施市植煙土壤水溶性氯含量變異性較大，變異系數高達117.68%。清江流域其他各產區土壤水溶性氯含量均在3.5 mg/kg左右，均屬極低水平。

表8 清江流域煙區土壤有效硼含量分級Table 8 Classification for the contents of available B in tobacco-growing areas in Qingjiang valley

表9 清江流域煙區土壤水溶性氯含量分級Table 9 Classification for the contents of water soluble Cl in tobacco-growing areas in Qingjiang valley

3 結 論

（1）清江流域植煙土壤有效硼和有效鋅含量中等偏低，有效鐵、有效銅和有效錳含量較豐富，有效鉬含量極豐富，水溶性氯含量極低。有效鐵、有效銅、有效鉬、有效錳、有效硼、有效鋅、水溶性氯的含量在中等（含）以上比例分別為：99.54%、85.38%、79.89%、70.65%、51.99%、46.17%、1.4%。

（2）清江流域煙區微量元素含量分布存在廣泛差異。水溶性氯、有效銅、有效鉬、有效錳、有效硼、有效鋅、有效鐵的變異系數分別達到182.59%、118.01%、97.56%、76.80%、58.10%、54.40%、48.72%。其中，利川產區以土壤有效鐵、有效錳、水溶性氯含量為最高，有效鉬含量為最低，宣恩產區以有效銅和有效硼含量為最高，有效鐵含量為最低，恩施市產區以有效鋅含量為最高，有效硼和水溶性氯為最低，巴東產區以有效鉬含量為最高，有效銅、有效鐵含量為最低，咸豐產區以有效錳為最低。

（3）在生產中，清江流域煙區應適當補充含硼、氯等的微量元素肥料，其中，恩施市產區應特別注意補充硼肥，來鳳產區應注意硼肥高效利用的問題，恩施市、宣恩、巴東、咸豐、來鳳產區在生產中應注意適當補充含氯肥料，特別是恩施市產區。

[1]王瑞新.煙草化學[M].北京：中國農業出版社， 2003：245-275.

[2]鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業出版社，2000：25-38.

[3]羅建新，石麗紅，龍世平.湖南主產煙區土壤養分狀況與評價[J].湖南農業大學學報：自然科學版，2005，31（4）：376-380.

[4]胡國松，鄭偉，王震東，等.烤煙營養原理[M].北京：科學出版社，2000.

[5]陶曉秋.四川西南煙區土壤有效態微量元素含量評價[J].土壤，2004，36（4）：438-441.

[6]霍沁建，石孝均，關博謙.重慶植煙土壤氯素含量[J].西南農業大學學報：自然科學版，2004，26（4）：494-497.

[7]周毓華.微肥施用對煙葉產質量的影響研究[J].中國煙草科學，2000，21 （4）：29-31.

[8]李明德，肖漢乾，余崇祥，等.湖南煙區土壤中、微量元素狀況及施肥效應研究[J].中國煙草科學，2005，26（1）：25-27.

[9]董國政，劉德輝，姜月華，等.湖州市土壤微量元素含量與有效性評價[J].土壤通報，2004，35（4）：475-478.

[10]崔國明，張輝.鉬肥對煙葉產量品質的影響[J].煙草科技，2000（3）：39-41.

[11]崔國明，黃必志，柴家榮，等.硼對烤煙生理生化及產質量的影響[J].中國煙草科學，2000，21（3）：14-18.

[12]劉武定.微量元素營養與微肥施用[M].北京：中國農業出版社，1995：1-2.

[13]韓錦峰.煙草栽培生理[M].北京：中國農業出版社，2003：120-123.