湘西植煙土壤有效鐵含量及變化規律研究

劉 遜，黎 娟*，周米良，張黎明，田 峰

(1湖南農業大學農學院，長沙410128;2湘西自治州煙草專賣局，湖南吉首416000)

煙草生產崇尚的是優質適產，而這與土壤營養、空間營養和煙株營養密不可分，其中土壤營養是根本，土壤養分的供給狀態直接影響煙株的生長發育［1］。鐵是綠色植物生長發育必需的微量元素之一，它不但參與光合作用和葉綠素的合成，而且參與體內氧化還原反應和電子傳遞［2，3］，對作物的生長發育有著不可或缺的作用。有效鐵能顯著提高漂浮育苗中煙苗的出苗率，促進壯苗的培育［4，5］，鐵素營養水平可以直接影響煙株的生理代謝，間接影響煙株的抗性水平［6］。目前，有關土壤有效鐵對煙株的生長發育及煙葉品質影響的研究較少［7］。相比較而言，包括鐵素營養在內的微量元素的分布報道較多［8～17］，但系統分析湘西州植煙土壤有效鐵含量及變化規律的文獻較少。筆者分析了湘西州植煙土壤有效鐵含量區域分布特征，并在此基礎上側重分析了在土壤類型、海拔高度、空間分布上的變化規律，旨在為湘西州的植煙土壤改良和平衡施肥以及特色優質煙葉開發提供理論依據。

1 研究區域與方法

1.1 研究區域

湘西州位于湖南省西北部，地處武陵山區，地勢西北高東南低，由西北向東南傾斜，屬中國由西向東逐漸降低第二階梯之緣。該地屬山地氣候，氣候溫和，四季分明，類型多樣。年降水量約1 284～1 417 mm，雨量集中在春季和夏季，秋季較為干旱。光照與水分適合煙葉生產。年日照時數1 152～1 391 h。年平均氣溫16.0～17.0℃，日平均氣溫≥10℃積溫較高，為4 995～5 340℃，且延續時間較長，為237～245 d。湘西獨特的地理位置和氣候條件，特別適合優質煙葉的生產，山地煙葉質量風格突出，配伍性強［18］。

1.2 樣品采集

2011年，于湘西州的7個植煙縣(永順縣、龍山縣、鳳凰縣、保靖縣、瀘溪縣、花垣縣、古丈縣)的81個鄉鎮中的煙葉專業村和具有煙葉種植發展潛力的375個村采集植煙土壤樣品。種植面積在20 hm2以下的采集1個土樣，超過20 hm2的取2個樣，每個村按照具有代表性、連片性好且遠離公路的要求選擇1～2個取樣點。土壤樣品的采集時間均統一定在烤煙移栽前的第2個月內完成，并避開雨季。樣品采集的同時，用GPS確定采樣點地理坐標和海拔高度，并進行耕地資源背景信息調查。

取樣時以GPS定點田塊為中心田塊，采用多點取樣法，取樣深度為20 cm，用土鉆鉆取包括周邊數個田塊在內的土樣。每個田塊采用五點法，取5個小樣點土壤，制成1個0.5 kg左右的混合土樣，共采集具有代表性的耕層土樣488個。田間采樣登記編號，經過風干、磨細、過篩、混勻等預處理后裝瓶備用。室內樣品檢測在湖南農業大學資源環境學院進行。

1.3 土壤有效鐵測定方法

參照文獻［19］，植煙土壤有效鐵采用DTPA浸提－原子吸收分光光度法測定。

1.4 統計分析方法

1.4.1 植煙土壤有效鐵含量分級

在綜合分析湖南煙區煙草生產實際后，參照羅建新等［20］建立的湖南省植煙土壤養分豐缺狀況分級體系，將植煙土壤有效鐵含量分為缺乏(＜2.50 mg/kg)、偏低(2.50 ～4.50 mg/kg)、適宜(4.51 ～10.00 mg/kg)、偏高(10.01 ～60.00 mg/kg)、豐富(＞60.00 mg/kg)等5個等級。

1.4.2 植煙土壤有效鐵含量空間分布圖繪制

用SPSS17.0軟件進行原始數據處理及分析，剔除異常離群數據;采用探索分析法(explore)檢測數據正態性;采用ArcGIS 9軟件中的地統計學模塊的Kriging插值方法繪制植煙土壤有效鐵含量的空間分布圖。

2 結果與分析

2.1 有效鐵含量總體分布特征

湘西州植煙土壤有效鐵含量總體水平較高，平均值為83.20 mg/kg。從分布頻率來看，有效鐵含量只有2個分布區間，其中處于“偏高”水平的樣本數為總樣本數的48.98%，處于“豐富”水平的樣本數為總樣本數的51.02%。由此可見，湘西州植煙土壤有效鐵比較富余，在煙葉大田生產過程中可不考慮鐵肥的施入。

2.2 不同植煙縣有效鐵含量的變化

由表1可知，湘西州植煙土壤有效鐵含量變幅10.04～328.89 mg/kg，變異系數82.31%，屬強變異，其中，瀘溪縣植煙土壤有效鐵含量變異系數在100%以上。7個產煙縣植煙土壤有效鐵含量平均72.873～89.845 mg/kg，從高到低依次為:永順縣、古丈縣、花垣縣、龍山縣、鳳凰縣、保靖縣、瀘溪縣;7個縣植煙土壤有效鐵含量平均值都處于很高水平。方差分析結果表明，不同縣之間的植煙土壤有效鐵含量差異不顯著(F=0.590，sig.=0.739)。7個縣植煙土壤有效鐵含量的變異系數為62.87%～125.50%，為中等強度變異至強變異，從大到小排序為:瀘溪縣、鳳凰縣、花垣縣、古丈縣、永順縣、龍山縣、保靖縣。

表1 湘西州植煙土壤有效鐵統計特征Table 1 Descriptive statistics of available iron contents in Xiangxi tobacco－growing soil

2.3 不同植煙土壤類型有效鐵含量的變化

由表2可知，6個主要植煙土壤類型的有效鐵含量平均在73.0～111.31 mg/kg，從高到低依次為:紅灰土、石灰土、紅壤、黃壤、水稻土、黃棕壤。方差分析結果表明，不同植煙土壤類型的有效鐵含量差異達極顯著水平(F=4.204，sig.=0.001)，經Duncan多重比較，紅灰土壤的有效鐵含量極顯著地高于黃棕壤土壤類型。

6個主要植煙土壤類型的有效鐵含量適宜樣本比例都為0%。

表2 湘西州不同植煙土壤類型有效鐵的含量Table.2 The contents of available iron in different tobacco－growing soil types in Xiangxi

2.4 不同海拔高度植煙土壤有效鐵含量變化

由表3可知，5個海拔高度組的植煙土壤有效鐵含量平均在62.00～92.00 mg/kg，與海拔高度的關系不明顯。方差分析結果表明，不同海拔高度的植煙土壤有效鐵含量差異不顯著。

5個海拔高度組的植煙土壤有效鐵含量適宜樣本比例均為0%。

表3 湘西州不同海拔高度植煙土壤有效鐵含量Table.3 The contents of available iron in different altitude in Xiangxi tobacco－growing soil

2.5 植煙土壤有效鐵空間分布

由圖1可知，湘西州植煙土壤有效鐵含量總體上呈斑塊狀分布態勢。以有效鐵含量89.9～184.0 mg/kg為主要分布面積，主要分布在湘西州的南部和北部地區;其次為有效鐵含量56.1～89.9 mg/kg的分布面積，主要分布在湘西州的中部地區。

圖1 湘西州植煙土壤有效鐵含量的空間分布Fig.1 Spatial distribution of tobacco－growing soil available iron contents in Xiangxi

3 結論

湘西州植煙土壤有效鐵含量總體水平較高，平均值83.20 mg/kg，變幅 10.04 ～328.89 mg/kg，變異系數82.31%，屬強變異。不同縣之間的植煙土壤有效鐵含量差異不顯著，從大到小排序為:瀘溪縣、鳳凰縣、花垣縣、古丈縣、永順縣、龍山縣、保靖縣。綜合試驗結果來看，各煙葉產區可基本不考慮鐵肥的施入。

不同土壤類型土壤的有效鐵含量差異極顯著，從高到低依次為:紅灰土、石灰土、紅壤、黃壤、水稻土、黃棕壤。不同海拔高度的植煙土壤有效鐵含量差異不顯著，5個海拔高度組的植煙土壤有效鐵含量平均在62.00～92.00 mg/kg。

植煙土壤有效鐵含量Kriging插值圖顯示，湘西州植煙土壤有效鐵含量總體上呈斑塊狀分布態勢，以有效鐵含量89.9～184.0 mg/kg為主要分布面積，主要分布在湘西州的南部和北部地區。

［1］ 肖協中，李德臣，郭承芳，等.煙草化學［M］.北京:中國農業出版社，1997.44－194.

［2］ 韓錦峰.煙草栽培生理［M］.北京:中國農業出版社，1996.

［3］ 肖浪濤，王三根.植物生理學［M］.北京:中國農業出版社，2004.

［4］ 楊宇虹，晉 艷，吳玉萍，等.烤煙漂浮育苗基質中有效鐵含量對出苗率和煙苗生長的影響［J］.煙草科技，2008，(11):63 －65.

［5］ 李 曄，王潮中，趙秀香，等.鐵營養對煙草幼苗生長及生理生化指標的影響［J］.中國農學通報，2006，22(9):213－215.

［6］ 劉祖祺，張石城.植物抗性生理學［M］.北京:中國農業出版社，1994.42－68.

［7］ 徐淑芬，史芝文，王 貴，等.微量元素對烤煙質量的影響［J］.中國農學通報，1995，11(11):21－23.

［8］ 陳江華，李志宏，劉建利，等.全國主要煙區土壤養分豐缺狀況評價［J］.中國煙草學報，2004，11(3):14－18.

［9］ 何 軼，何 偉，周冀衡，等.云南施甸煙區植煙土壤養分狀況綜合評價［J］.湖南農業大學學報(自然科學版)，2009，35(5):537 －541.

［10］ 鄭 明，周冀衡，李 強，等.曲靖煙區植煙土壤主要養分現狀分析及施肥對策［J］.湖北農業科學，2010，49(4):825－830.

［11］ 謝鵬飛，鄧小華，何命軍.寧鄉縣植煙土壤養分豐缺狀況分析［J］.中國農學通報，2011，27(5):154－162.

［12］ 唐莉娜，陳順輝，林祖斌，等.福建煙區土壤主要養分特征及施肥對策［J］.煙草科技，2008，(1):56 －60.

［13］ 鄒加明，單沛祥，李文璧，等.大理州植煙土壤肥力質量現狀與演變趨勢［J］.中國煙草學報，2002，8(4):14－20.

［14］ 徐雪芹，陳志燕，周 俊，等.湖南邵陽主煙區土壤養分特征分析及施肥對策［J］.安徽農業科學，2009，37(5):2071 －2074，2128.

［15］ 龔智亮，唐莉娜.福建南平植煙土壤主要養分特征及生產對策［J］.中國農學通報，2009，25(16):153－155.

［16］ 黎 娟，劉 遜，鄧小華，等.湘西植煙土壤有效鋅含量及其變化規律研究［J］.云南農業大學學報(自然科學版)，2012(2):210－214.

［17］ 黎 娟，鄧小華，周米良，等.湘西植煙土壤交換性鎂含量及空間分布研究［J］.江西農業大學學報，2012，(2):232－236.

［18］ 張黎明，周米良，向德明，等.湘西山區建設現代煙草農業的思考［J］.作物研究，2010，24(1):76－79.

［19］ 魯如坤.土壤農業化學分析方法［M］.北京:中國農業科學技術出版社，1999.166－187.

［20］ 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.