植煙土壤養分系統研究法中不同指示作物的比較

田 里，尹力初，胡瑞芝，羅蘭芳，彭 宇，周曙光

（1.湖南農業大學資源環境學院，湖南 長沙 410128；2.湖南中煙工業有限責任公司技術中心，湖南 長沙 410014）

不同作物的營養特性不同，對各種養分元素及各養分元素程度的需求存在差異[1－2]，所以生產實踐中不能通過某種作物產量的盈虧和產質的優劣來判斷土壤中養分元素的豐缺與否[3-5]。本試驗參考前人的研究[6-12]通過對張家界桑植縣植煙土壤養分狀況的系統研究，對比高粱與烤煙在指示植煙土壤養分限制因子中存在的差異，探求高粱作為土壤養分狀況系統研究法中通用的指示作物能否運用于桑植植煙土壤上，為張家界植煙土壤養分系統研究提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集與制備

在湖南張家界的白石鎮、上洞街鎮與龍潭坪鎮3個烤煙產區分別選擇有代表性的植煙田塊，通過多點隨機采樣法（20～30個點）采集耕層土樣約80 kg。自然風干后過2 mm篩，充分混合后再從中多點隨機取出1.5 kg子樣品供土壤有效養分狀況分析，以及進行土壤對主要營養元素的吸附試驗。其余土樣用作盆栽試驗。

1.2 土壤有效養分含量分析及其吸附試驗

供試土壤的有效養分含量分析及其吸附試驗采用ASI分析測定方法[7]。測定的指標包括pH值、交換性 Ca、Mg，有效 P、K、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B。吸附試驗是為生物盆栽試驗中最佳處理肥料用量提供依據，開展吸附試驗的養分元素根據供試土壤有效養分分析結果確定。

1.3 盆栽試驗

根據土壤有效養分含量和吸附試驗結果，對照各養分臨界值標準，確定土壤各養分的豐缺狀況，制定盆栽試驗方案，盆栽試驗均設置了15個處理（見表1）。在確定最佳處理時，除使各種養分調整到最適狀態外，還考慮土壤酸度，Ca/Mg，Mg/K的平衡[13]，從最佳處理配方中除去或加入某一元素構成元素的豐缺診斷處理。

表1 盆栽試驗設置

在各處理下，先將各種待加入的養分元素配成溶液，一次性加入足量風干土中，在室內陰干捻細后充分混勻，裝入250 mL不透明塑料杯，每杯裝土150 mL，塑料杯放入高8 cm的周轉箱內，每塑料杯在底部鉆有3個直徑1 cm的小孔，在裝土前墊入厚度2 cm的棉花用來保證植株水分的供應。在植株生長的過程中用自動供水瓶保持周轉箱中灌溉液的液面高度為2～3 cm，其中缺N和CK處理用蒸餾水，其他處理用0.3 g/L NH4NO3溶液灌溉。

盆栽試驗在湖南農業大學資源環境學院玻璃溫室進行，每處理重復3次，指示作物為烤煙（中煙201）和高粱（湘糯粱11號）。收獲時剪取植株地上部分，烘干后計算單株重量，并以最佳處理的單株生物量為100%，計算各處理的相對產量。

2 結果與分析

2.1 供試土壤養分狀況評價

從表2中可以看出：參照ASI法的土壤養分適宜值[14-16]，桑植白石點植煙土壤中有效 Ca、K、Fe、Mn和B含量豐富，而P、Mg、Cu、Zn和S缺乏，Mg/K 偏低；上洞街點土壤中Ca、Fe、Mn和B含量豐富，而K、P、Cu、Mg、Zn 和 S 缺乏，Mg/K 偏低，且 Ca/Mg 過高；龍潭坪點土壤中 K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、B 含量較為豐富，而P、S、Zn含量明顯缺乏，Ca/Mg稍低。

表2 土壤有效養分狀況分析

2.2 供試土壤養分吸附分析

根據各供試土壤的有效養分分析結果，分別對各土壤相應的虧缺養分進行吸附試驗，同時，考慮到目前為止，吸附試驗中對產量數據有意義的元素只包括 K、P、SO4-S、B、Cu、Mn、Zn 等 7 種養分，故只對P、S、Zn、Cu、K這5種元素開展相應的吸附試驗（表3）。因土壤對養分的吸附在一定范圍內都可以用直線方程Y=AX+B擬合，從而可以算出，白石供試土壤所虧缺的養分要達到它們相應的適宜值，需要在生物盆栽試驗中施入P 124 mg/L土、Cu 2.3 mg/L土、S 84 mg/L土、Zn 3.9 mg/L土；上洞街生物盆栽試驗中需要施入P 131 mg/L土、K 32 mg/L土、S 73 mg/L土、Cu 2.4 mg/L土、Zn 8.2 mg/L土；龍潭坪生物盆栽試驗中需要施入P 118 mg/L土、S 139 mg/L土、Zn 4.3 mg/L土。

表3 土壤養分元素吸附特征曲線

2.3 不同指示作物盆栽生物量的比較

高粱盆栽試驗中（表4），白石土壤缺N、P、Cu、S使高粱相對產量分別減少了76%、29%、22%、20%，而其他養分的施用與否則無不良影響；上洞街土壤缺 N、P、S分別減少了 88%、37%、22%，加Mn有減產趨勢，而其他養分的施用與否則無不良影響；龍潭坪土壤缺N、S、P分別減少了86%、38%、29%，加Fe有減產的趨勢，而其他養分的施用與否則無不良影響。因此，高粱作為指示作物時所反映出的土壤養分限制因子及其虧缺順序為N、P、S、Cu等。

表4 供試土壤生物盆栽試驗相對產量 （%）

烤煙盆栽試驗中（表 4），白石土壤缺 N、P、Mg、Cu、S使烤煙生物量分別減少82%、51%、27%、19%、15%，缺 Ca、Zn 有減產的趨勢，加 Mn、Fe、B、K 有一定的負面效應；上洞街土壤缺N、P、Mg分別減少了85%、63%、20%，而其他養分的施用與否沒有不良影響；龍潭坪土壤缺N、P、S、Zn分別減少87%、61%、25%、20%，加Fe、Cu和Mn有一定的負面效應。因此，烤煙作為指示作物時所反映出的土壤養分限制因子及其虧缺順序為 N、P、Mg、S、Zn、Cu 等。

對比上述兩種作物盆栽試驗結果可以發現：高粱與烤煙在指示桑植植煙土的養分限制因子及其虧缺順序上基本相同，即N、P、S、Cu等。但也要注意到，高粱與烤煙所指示的土壤養分限制因子及其虧缺順序上也存在著差異：高粱對S比較敏感，而烤煙對Mg較敏感，且烤煙所指示的養分限制因子多于高粱，這是因為不同的作物由于其自身的營養特性，對各種養分元素及其需求的程度存在差異[2,4]。

3 小結

桑植植煙土壤有效Ca、Fe、Mn和B含量豐富。高粱與烤煙在指示張家界植煙土壤的養分限制因子及其虧缺順序上基本相同，故土壤養分系統研究法中高粱作為一種通用的指示作物，基本上也能作為指示植物應用于植煙土壤養分的系統研究。但兩種作物對S、Mg指示作用并不一樣，且所指示土壤養分限制因子的多寡也存在一定差異，故盆栽試驗中選取的指示作物最好與田間種植作物相一致。

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