邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布特征研究

于慶濤，鄒 凱，鄧小華，李永富，陽向馗，戴勇強，王建波

(1邵陽市煙草專賣局，湖南邵陽422000;2湖南農(nóng)業(yè)大學，長沙410128)

煙草屬喜鉀作物，鉀素供應充足對其生長發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量以及卷煙制品的安全性都具有良好作用［1～3］。煙葉含鉀量高低與其基因型和所處的生態(tài)環(huán)境及耕作栽培措施等密切相關(guān)，其中植煙土壤營養(yǎng)是根本，土壤中鉀供給狀態(tài)是影響煙葉鉀含量高低的重要因素［3，4］。占土壤全鉀2%左右的土壤速效鉀是易被作物吸收利用的鉀，其含量高低常被作為判斷植煙土壤鉀素含量豐缺的重要指標［5，6］。有關(guān)植煙土壤鉀素含量狀況的研究已有較多報道［7～12］。陳江華［7］等對全國主要煙區(qū)、王樹會［8］等對云南煙區(qū)、羅建新等［9］與王欣等［10］對湖南煙區(qū)的植煙土壤速效鉀含量分布狀況進行了研究，匡傳富等［11］對湖南郴州煙區(qū)、鄧小華等［12］對湘西煙區(qū)、謝鵬飛等［13］對湖南寧鄉(xiāng)縣的土壤速效鉀含量分布特征進行了分析，但系統(tǒng)分析湖南省邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布特征的研究未見報道。邵陽市位于湖南省中部略偏西南，屬典型的中亞熱帶濕潤季風氣候，常年產(chǎn)煙1.5×104t左右，是湖南省重要烤煙產(chǎn)區(qū)。研究邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布特征，可為邵陽市植煙土壤鉀素養(yǎng)分管理及烤煙栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

2012年在邵陽市的隆回、邵陽和新寧3個植煙縣的27個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，采集具有代表性的耕作層土樣1 790個。統(tǒng)一采集時間選在12月份完成。土鉆取耕層土樣深度為20 cm。每一地塊取小土樣10～15個點，制成0.5 kg左右的混合土樣。土樣田間登記編號，用GPS采集取樣點地理坐標(包括經(jīng)度和緯度)。土樣經(jīng)過預處理后(風干、混勻、磨細、過篩等)裝瓶備測。

1.2 土壤速效鉀、pH、有機質(zhì)測定

按照GB/T 7856－1989，采用原子吸收分光光度法測定植煙土壤速效鉀含量。土壤pH按照NY/T 1121.2－2006，采用pH計法(水土比為1.0∶2.5)測定;有機質(zhì)含量按照NY/T 1121.6－2006，采用重鉻酸鉀滴定法測定。

1.3 統(tǒng)計分析

1.3.1 植煙土壤速效鉀含量豐缺分級

參照以往研究［7，9，11，12］，將邵陽市植煙土壤速效鉀含量分為 5級:缺乏(＜80.00 mg/kg)、偏低(80.00～160.00 mg/kg)、適宜(160.00～240.00 mg/kg)、豐富(240.00～350.00 mg/kg)、極豐富(＞350.00 mg/kg)。

1.3.2 植煙土壤速效鉀含量空間分布圖繪制

首先用探索分析法(explore)剔除異常離群數(shù)據(jù);K－S法檢測數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，如果不符合正態(tài)分布，對數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉(zhuǎn)換;然后用ArcGIS 9軟件中的地統(tǒng)計學模塊的Kriging插值方法繪制植煙土壤速效鉀含量的空間分布圖［14］。

2 結(jié)果與分析

2.1 植煙土壤速效鉀含量縣域分布

由表1可知，邵陽市植煙土壤速效鉀含量變幅在35.40 ～728.00 mg/kg，平均值為 113.75 mg/kg，總體處于偏低水平;變異系數(shù)為50.40%，屬強變異。土壤速效鉀處于適宜范圍內(nèi)的樣本占12.01%;“偏低”的樣本為55.31%，“缺乏”的樣本為29.55%，“偏低”及“缺乏”的樣本土壤速效鉀處于缺乏或潛在缺乏狀態(tài)。“豐富”的樣本為2.85%，“極豐富”的樣本為0.28%。

3個植煙縣土壤速效鉀含量平均值在100.55～121.99 mg/kg，其含量高低表現(xiàn)為:邵陽縣＞新寧縣＞隆回縣，其中邵陽縣和新寧縣土壤速效鉀含量高于整個煙區(qū)平均值。方差分析結(jié)果表明，邵陽縣和新寧縣植煙土壤速效鉀含量極顯著高于隆回縣，而邵陽縣和新寧縣植煙土壤速效鉀含量差異不顯著。

3個植煙縣土壤速效鉀含量的變異系數(shù)為44.20% ～52.95%，大小排序為:邵陽縣＞新寧縣＞隆回縣。其中，邵陽縣的植煙土壤速效鉀含量的變異系數(shù)在50%以上，屬強變異;其他2縣植煙土壤速效鉀含量屬中等強度變異。

3個植煙縣土壤速效鉀含量適宜樣本比例在5.11% ～16.49%，按從高到低依次為:新寧縣＞邵陽縣＞隆回縣。各縣植煙土壤速效鉀含量均以“偏低”的樣本比例最多。

表1 邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布Table 1 Distribution of available K contents in Shaoyang tobacco－growing soil

2.2 植煙土壤速效鉀含量空間分布

采用ArcGIS9軟件繪制邵陽市植煙土壤速效鉀含量空間分布圖。考慮到土壤樣本的速效鉀含量不為正態(tài)分布(Kolmogorov－Smirnov Z值為5.582，p=0.000＜0.05)，對其數(shù)據(jù)對數(shù)轉(zhuǎn)換后進行Kriging插值。由圖1可知，邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布態(tài)勢總體上呈斑塊狀。以速效鉀含量100.00～130.00 mg/kg為主要分布面積，速效鉀含量80.00～100.00 mg/kg的為次要分布面積。在邵陽縣和新寧縣的速效鉀含量大于160.00 mg/kg的植煙土壤較散分布，以插花狀分布于各縣。

圖1 邵陽市植煙土壤速效鉀含量空間分布Fig.1 Spatial distribution of available K contents for tobacco－growing soil in Shaoyang

2.3 植煙土壤不同pH組速效鉀含量的分布

將土壤樣本的 pH值按(－∞，4.5)、［4.5，5.0)、［5.0，5.5)、［5.5，6.0)、［6.0，6.5)、［6.5，7.0)、［7.0，7.5)、［7.5，+∞)分為 8 組，其樣本數(shù)分別為21、101、339、429、467、206、201、26 個，分別統(tǒng)計各pH組的植煙土壤速效鉀平均值及適宜樣本比例，結(jié)果見圖2。8個pH組的植煙土壤速效鉀含量平均值在108.66～125.10 mg/kg，適宜樣本比例在10.51%～38.10%。不同pH組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著(F=1.991，sig.=0.053)。不同pH組之間植煙土壤速效鉀含量適宜樣本比例差異較大，以pH小于4.5和大于7.5的2個組的土壤速效鉀含量適宜樣本比例相對較高，在20%以上。

2.4 植煙土壤不同有機質(zhì)組速效鉀含量的分布

將土壤樣本的有機質(zhì)含量按(－∞，15)、［15，20)、［20，25)、［25，30)、［30，35)、［35，40)、［40，45)、［45，50)、［50，55)、［55，60)、［60，+ ∞)分為11 組，其樣本數(shù)分別為 109、272、417、349、266、123、115、56、48、14、21，分別統(tǒng)計各有機質(zhì)組的植煙土壤速效鉀平均值及適宜樣本比例，結(jié)果見圖3。11個有機質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量平均值在95.99～131.17 mg/kg，適宜樣本比例在 0～18.80%。方差分析結(jié)果表明，不同有機質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量差異極顯著(F=5.205，sig.=0.000)，主要為30～35 g/kg、55～60 g/kg有機質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量極顯著高于45～50 g/kg組，而其他有機質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著。植煙土壤有機質(zhì)含量在35 g/kg以下，土壤速效鉀含量有隨有機質(zhì)提高而增加的趨勢;植煙土壤有機質(zhì)含量在35g/kg以上，土壤速效鉀含量隨有機質(zhì)提高而降低的趨勢。不同有機質(zhì)含量組之間植煙土壤速效鉀含量適宜樣本比例差異較大，以30 ～35 g/kg、20 ～25 g/kg、35 ～40 g/kg、40 ～45 g/kg等4個有機質(zhì)含量組的土壤速效鉀含量適宜樣本比例相對較高，在10%以上。

圖2 邵陽市不同pH值的植煙土壤速效鉀含量Fig.2 The contents of available K for tobacco－growing soil in different pH in Shaoyang

圖3 邵陽市不同有機質(zhì)的植煙土壤速效鉀含量Fig.3 The contents of available K for tobacco－growing soil in different organic matter in Shaoyang

3 結(jié)論

邵陽市植煙土壤速效鉀含量總體上處于偏低水平，平均值為113.75 mg/kg，變異系數(shù)為50.40%;適宜土壤樣本占12.01%，可能有缺鉀現(xiàn)象的土壤樣本占29.55%。不同縣植煙土壤速效鉀含量高低表現(xiàn)為:邵陽縣＞新寧縣＞隆回縣，差異達極顯著水平。邵陽市植煙土壤速效鉀含量總體上呈斑塊狀分布態(tài)勢。以植煙土壤速效鉀含量100.00～130.00 mg/kg為主要分布面積，其次為速效鉀含量80.00～100.00 mg/kg的分布面積。速效鉀含量大于160.00 mg/kg的植煙土壤以插花狀分布于邵陽縣和新寧縣。不同pH組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著。植煙土壤速效鉀含量在不同有機質(zhì)組間存在極顯著差異，主要為30～35 g/kg、55～60 g/kg有機質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量極顯著高于45～50 g/kg組，而其他有機質(zhì)含量組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著。

4 討論

(1)邵陽市植煙土壤速效鉀偏低，一部分植煙土壤速效鉀處于缺乏或潛在缺乏狀態(tài)，可能是由于粘土礦物對鉀的固定或鉀鈣拮抗作用或鉀素隨水流失所致，也有可能是雜交水稻的推廣從稻田土壤中帶走的鉀素較多有關(guān)。因此，鉀素不足是邵陽市植煙土壤面臨的難題。科學施用鉀肥，特別是植煙稻田需重施鉀肥，才能獲得優(yōu)質(zhì)煙葉。

(2)采用Kriging插值繪制邵陽市植煙土壤速效鉀含量空間分布圖，不僅對無采樣點的土壤速效鉀含量可進行估值，而且可直觀地描述植煙土壤速效鉀含量的分布格局，對邵陽市的煙田分區(qū)管理和因地施肥具有重要指導意義。

(3)依據(jù)pH分組研究邵陽市植煙土壤速效鉀含量分布，其結(jié)果與尤開勛［15］的研究結(jié)果不同，他認為宜昌市植煙土壤在土壤酸化過程中，養(yǎng)分鉀的有效性大幅度提高。與鄧小華［14］的研究結(jié)果也不同，他認為湘西植煙土壤速效鉀含量有隨pH值的升高而升高的趨勢。這種結(jié)果的差異可能與樣本來源不同有關(guān)。

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