南平煙區(qū)植煙土壤理化性狀聚類分析與施肥對策

陳朝陽，陳星峰

（1.福建省煙草公司南平市公司松溪分公司，福建 松溪 353500；2.福建省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站，福州 350003）

隨著多元統(tǒng)計分析等現(xiàn)代研究方法的廣泛應(yīng)用，土壤質(zhì)量評價已逐漸側(cè)重定量評價和多因素的綜合評價[1-3]，聚類分析在農(nóng)業(yè)研究上已得到廣泛應(yīng)用，煙草農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域也不例外[4-10]。目前，針對南平煙區(qū)植煙土壤的研究主要集中在各種營養(yǎng)元素的豐缺評價和單因素評價等方面[9-24]，運用聚類分析綜合分析南平煙區(qū)植煙土壤的類型尚未見報道。南平市有耕地面積20.9萬hm2，主要分布在河谷盆地、坡地和山垅谷地。植煙土壤均為水稻土，多為灰泥田和黃泥田，是優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)適宜區(qū)。筆者等[19-24]曾對南平煙區(qū)植煙土壤主要理化性狀進行了研究。本研究通過聚類分析，對南平煙區(qū)植煙土壤進行綜合評價，以期為烤煙平衡施肥進行分類指導和制定烤煙專用肥配方提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土樣采集

以總體均勻、個體隨機為原則，2008年12月—2009年1月在南平煙區(qū)所轄10個縣（市、區(qū)）的118個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）采集代表性土樣1101份，采樣點基本均勻分布且密集于烤煙種植常用地塊（種煙村不少于 1份土樣）。采樣按常年種煙面積20 hm2左右取1份。每份土樣在烤煙前茬作物收獲后、起壟施肥前用GPS定位，隨機采集5～10個0～20 cm的等量耕層土壤，用四分法留取2 kg土壤樣品，風干、過篩后供測定。

1.2 測定方法

土壤主要理化指標由福建農(nóng)林大學資源與環(huán)境學院測定，測定項目和方法見表 1。各方法的具體內(nèi)容見文獻[25]。

表1 土壤樣品測定方法Table1 Test methods of soil samples

1.3 土壤主要理化指標分級標準

本研究根據(jù)前人研究結(jié)果[26-33]和專家意見，結(jié)合南平烤煙生產(chǎn)實際，全面權(quán)衡煙葉產(chǎn)量、質(zhì)量與土壤理化指標的關(guān)系，以煙葉優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)為目標、土壤養(yǎng)分生物有效性為核心，構(gòu)建南平煙區(qū)植煙土壤主要理化指標分級評價標準（表2），用于評價其適宜狀況。

表2 土壤主要特性分級標準Table2 Classification criteria of soil properties

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS v3.01軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié) 果

2.1 土壤主要理化指標

南平煙區(qū)植煙土壤主要理化指標狀況見表 3。各指標水平評價以表 2和文獻[26]為標準，變異強度評價參照薛正平等[34]的弱變異（CV＜10%）、中等變異（10%≤CV≤30%）和強變異（CV＞30%）三級評價法。

2.2 聚類結(jié)果

以各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）土壤理化指標平均值原始數(shù)據(jù)經(jīng)標準化轉(zhuǎn)換后，用卡方距離、離差平方和法聚類，取聚類距離5.76，可將南平煙區(qū)植煙土壤分成5個類群（圖1）。各類群土壤主要理化指標特征及方差分析和LSD法多重比較結(jié)果表明，除速效磷分類模型差異不顯著外，土壤堿解氮和速效鉀差異達顯著水平，其他16項指標差異均達極顯著水平，說明各類群土壤物理化學性狀特征明顯，符合南平烤煙生產(chǎn)實際，對分類指導南平煙區(qū)科學平衡施肥具有現(xiàn)實參考意義，因此該聚類分析結(jié)果合理。具體土壤類群間土壤理化性狀差異見表 4。各土壤類群分布狀況和烤煙施肥對策見圖2和表5。

表3 南平煙區(qū)植煙土壤主要特性Table3 The statistics of soil properties

（1）土壤類群Ⅰ：包括304個土樣，分布在5個縣（市）21個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占17.80%，主要特征為：交換性鎂豐富，有效硼低，質(zhì)地、全氮、全磷、堿解氮、速效磷、有效硫、有效鋅和水溶性氯中等，pH、有機質(zhì)、全鉀、速效鉀、交換性鈣較低，有效鐵、錳、銅均不缺。重點施肥措施：以石灰（氧化鈣）調(diào)節(jié)土壤pH，控氮增鉀，適磷補硼。

（2）土壤類群Ⅱ：包括153個土樣，分布在2個市18個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占15.25%，主要特征為：交換性鎂豐富，全鉀低，質(zhì)地、全磷、速效磷、有效硫、有效鋅、有效硼和水溶性氯中等，pH、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀、交換性鈣較低，有效鐵、錳、銅均不缺。重點施肥措施：以石灰調(diào)節(jié)土壤pH，適氮增鉀，補磷控硫。

圖1 各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）植煙土壤聚類Fig.1 Dendrogram of tobacco-growing soils

表4 南平煙區(qū)各類群土壤主要理化特征差異Table4 Soil property data for each clusters

（3）土壤類群Ⅲ：包括156個土樣，分布在7個縣（市、區(qū)）19個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占16.10%，主要特征為：全鉀、速效鉀、有效硼低，pH、有機質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、交換性鈣和水溶性氯較低，質(zhì)地、速效磷、交換性鎂、有效硫、有效鋅中等，緩效鉀最低，有效鐵、錳、銅均不缺。重點施肥措施：交替施用石灰和白云石粉（氧化鎂）調(diào)節(jié)土壤pH，適氮磷，重施鉀，補硼氯。

（4）土壤類群Ⅳ：包括32個土樣，分布在4個縣（市、區(qū)）13個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占11.02%，主要特征為：全磷、交換性鎂、有效鋅豐富， pH、全鉀、速效鉀、有效硼低，質(zhì)地較高，全氮、速效磷、有效硫中等，有機質(zhì)、堿解氮、交換性鈣和水溶性氯較低，緩效鉀最高，有效鐵、錳、銅均不缺。重點施肥措施：重施石灰調(diào)節(jié)土壤pH，適氮增鉀，控磷硫，補硼氯。

（5）土壤類群Ⅴ：包括456個土樣，分布在7個縣（市、區(qū)）47個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占39.83%，主要特征為：交換性鎂豐富，有效硼低，質(zhì)地、有機質(zhì)、全氮、全磷、速效磷、有效硫、有效鋅中等，pH、全鉀、堿解氮、速效鉀、交換性鈣和水溶性氯較低，有效鐵、錳、銅均不缺。重點施肥措施：以石灰調(diào)節(jié)土壤pH，適氮控磷增鉀，補硼氯。

3 小 結(jié)

圖2 南平煙區(qū)植煙土壤聚類分布圖Fig.2 Custering distribution map of tobacco-growing soils

表5 南平煙區(qū)各土壤類群分布與施肥對策Table5 The distribution and fertilization solution in different clusters

南平煙區(qū)植煙土壤偏酸，pH平均為 5.14；質(zhì)地幾乎為壤土，土壤＜0.01 mm黏粒含量比例平均為42.15%；交換性鎂、有效鐵、有效錳、有效銅含量豐富，平均為73.23 mg/kg、72.89 mg/kg、25.60 mg/kg、3.04 mg/kg；有機質(zhì)、全氮、全磷、速效磷、有效硫、有效鋅含量中等，平均為24.57 g/kg、1.58 g/kg、0.58 g/kg、26.88 mg/kg、36.98 mg/kg、2.51 mg/kg；堿解氮、速效鉀、交換性鈣、水溶性氯含量較低，平均為144.61 mg/kg、85.83 mg/kg、507.42 mg/kg、20.05 mg/kg；全鉀、有效硼含量低，平均為14.85g/kg、0.26 mg/kg。土壤pH變異最小（CV為7.71%），屬弱變異；土壤質(zhì)地、有機質(zhì)、全氮、全鉀、堿解氮、有效鐵的變異系數(shù)均在 10%～30%之間，屬變異中等；其余 13項土壤養(yǎng)分均屬強變異，其中速效磷、水溶性氯、有效硼的變異系數(shù)分別達到80.30%、77.90%和75.87%。

通過聚類分析，可將南平煙區(qū)植煙土壤分成 5個類群：（1）土壤類群Ⅰ分布在5個縣（市）21個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占17.80%，應(yīng)施用石灰調(diào)節(jié)土壤pH，烤煙施肥實行“控氮增鉀，適磷補硼”；（2）土壤類群Ⅱ分布在2個市18個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占15.25%，應(yīng)施用石灰調(diào)節(jié)土壤pH，烤煙施肥實行“適氮增鉀，補磷控硫”；（3）土壤類群Ⅲ分布在 7個縣（市、區(qū)）19個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占16.10%，應(yīng)交替施用石灰和白云石粉調(diào)節(jié)土壤 pH，烤煙施肥實行“適氮磷，重施鉀，補硼氯”；（4）土壤類群Ⅳ分布在4個縣（市、區(qū)）13個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占11.02%，應(yīng)重施石灰調(diào)節(jié)土壤pH，烤煙施肥實行“適氮增鉀，控磷硫，補硼氯”；（5）土壤類群Ⅴ分布在7個縣（市、區(qū)）47個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），占39.83%，應(yīng)施用石灰調(diào)節(jié)土壤pH，烤煙施肥實行“適氮控磷增鉀，補硼氯”。

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