湘西植煙土壤有效錳含量及變化規律研究

摘要：為探明湘西土家族苗族自治州（湘西州）植煙土壤有效錳含量特征，測定了其主產煙區的488個土壤樣本有效錳含量，并采用傳統統計學和地統計學方法分析了植煙土壤有效錳含量適宜樣本分布、縣域差異、土壤類型差異、海拔差異及空間分布特點。結果表明，①湘西州植煙土壤有效錳含量總體上屬高水平，均值為81.478 mg/kg，處于適宜范圍內的樣本占17.98%，變幅為10.043～280.480 mg/kg，變異系數達81.06%。②不同縣之間土壤有效錳含量差異不顯著，均值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、蘆溪縣。③不同土壤類型有效錳含量差異達極顯著水平（P<0.01），從高到低依次為紅灰土、石灰土、黃壤、紅壤、水稻土、黃棕壤。其中紅灰土壤的有效錳含量極顯著地高于黃棕壤。④不同海拔高度的植煙土壤有效錳含量差異顯著（P<0.05），其中800～1 000 m海拔高度組土壤有效錳含量顯著高于海拔高度1 000 m以上組。⑤湘西州植煙土壤有效錳含量總體上呈斑塊狀分布態勢，以有效錳含量45.30～89.10 mg/kg為最大分布面積，且以插花形式出現。

關鍵詞：植煙土壤；有效錳；土壤類型；空間分布；湘西州煙區

中圖分類號：F324.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）17-4103-04

Content and Change of Available Manganese in Tobacco-Growing Soil from Xiangxi

TIAN Mao-cheng1，LI Juan2，TIAN Feng1，LIU Xun2，DENG Xiao-hua2，ZHOU Mi-liang1，WU Qiu-ming3

（1.Tobacco Monopoly Bureau of Xiangxi Autonomous Prefecture， Jishou 416000，Hunan，China； 2. College of Agronomy，Hunan Agricultural University， Changsha 410128，China； 3. Agricultural Bureau of Xiangxi Autonomous Prefecture， Jishou 416000，Hunan，China）

Abstract： In order to understand the distribution of available manganese contents in tobacco growing soils of Xiangxi， distribution frequency of available manganese contents， differences among different counties， soil types， altitude and spatial distribution of available manganese contents were analyzed by collected 488 soil samples. The results were as follows： ①Available manganese contents in the tobacco soil was little higher with a mean of 81.478 mg/kg， amplitude of 10.04～280.48 mg/kg and variation coefficient of 81.06%. About 17.98% of the soil samples of available manganese contents were suitable for tobacco cultivation. ②There were no significant differences among the different counties on the contents of available manganese， and the order of available manganese content in soil for different counties were Yongshun>Guzhang>Huayuan>Longshan>Fenghuang>Baojing>Luxi. ③There was extremely significant differences among different soil types for the contents of available manganese， and the order of available manganese content in soil for different soil types were red ash soil>lime soil>yellow soil>red soil>paddy field>yellow brown soil. ④There were significant differences among the different altitudes for the contents of available manganese， especially between the group [800 m，1 000 m）and [1 000 m，+∞）. ⑤Kriging interpolation map indicated that the spatial distributions of available manganese were plaque shape distribution and its main area was in flower arrangement style， the content of which was 45.3～89.1 mg/kg.

Key words： tobacco-growing soil； available manganese； soil type spatial distribution； Xiangxi tobacco growing areas

收稿日期：2012-11-20

基金項目：國家煙草專賣局特色優質煙葉開發重大專項（ts-03）；湘西州煙區生態評價與品牌導向型基地布局研究項目（2011130165）

作者簡介：田茂成（1968-），男（土家族），湖南龍山人，農藝師，主要從事煙草栽培技術研究，（電子信箱）maochengt@163.com；通訊作者，

黎 娟（1981-），湖南常德人，講師，碩士，主要從事煙草種植技術研究與教學工作，（電話）13787016366（電子信箱）282617472@qq.com。

煙草的產質量形成是多種因素共同作用的結果，其中土壤營養是其根本，土壤養分的供給狀態直接影響煙株的生長發育[1]。錳是煙草生長發育必需的微量元素之一，能直接參與光合作用，參與植物體內很多代謝過程[2-4]。作物不同部位對錳元素的吸收作用不同，研究認為當土壤錳濃度>1 500 mg/kg時， 作物整個植株吸收的錳有76.6%～88.1%分布在地上部。煙草是一種錳的耐性和富集植物，微量元素錳對煙草的生長表現出了“低促進高抑制”現象， 即在低濃度時， 錳作為一種營養元素對煙草的生長有一定促進作用， 但是高濃度的錳阻礙了煙草的生長和發育[5-7]。聶新柏等[8]研究表明，缺錳土壤增施錳肥可在一定程度上促進煙草生長，煙草根與莖的干、鮮重得到了提高，并能顯著地提高土壤和煙葉的錳含量，且煙葉產量和品質較為理想[9，10]。關于土壤錳素的研究報道較多[11-13]，錳及其他微量元素在植煙土壤中的分布亦有不少報道[14-21]，但系統分析湘西土家族苗族自治州（下文簡稱湘西州）植煙土壤有效錳含量及變化規律的研究尚未見報道。因此，本研究在分析湘西州植煙土壤有效錳含量特征分布的基礎上，側重分析了其在土壤類型、海拔、空間分布上的變化規律，以期為其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、云貴高原東側的武陵山區，屬中國由西向東逐漸降低第二階梯之緣，地勢西北高東南低，由西北向東南傾斜。屬亞熱帶季風性濕潤氣候區。降水豐沛、雨量集中，年降水量1 284～1 417 mm，雨量多集中在春、夏兩季，多見秋旱，與煙葉生產所需光照、水分一致。年日照時間為1 152～1 391 h，年平均氣溫為16.0～17.0 ℃，日平均氣溫≥10 ℃的有效積溫4 995～5 340 ℃，持續時間237～245 d。植煙土壤成土母質多樣，主要由石灰巖、板頁巖、紫色沙巖和砂巖發育而成，多分布在海拔800～1 200 m的中低山丘陵區。湘西州由于地理位置特殊、氣候條件獨特， 非常有利于優質煙葉生產，煙葉質量一直得到湖南省內外卷煙工業企業的青睞，常年產煙葉2.25×104 t左右，是湖南省第三大煙葉產區[22]。

1.2 樣品采集

土壤樣品的采集于2011年在湘西州進行，室內樣品測定分析在湖南農業大學資源環境學院進行。在湘西州主要煙區的7個植煙縣（永順縣、龍山縣、鳳凰縣、保靖縣、蘆溪縣、花垣縣、古丈縣）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，采集具有代表性的耕作層土樣488個。土壤樣品的采集時間均統一選在煙草移栽前的2個月內完成，同時避開雨季，種植面積在20 hm2左右采集一個土樣。采用土鉆鉆取，取耕層土樣深度為20 cm，每個地塊一般取10～15個小樣點（鉆土樣）土壤，制成1個0.5 kg左右的混合土樣。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。樣品采集的同時用GPS確定采樣點地理坐標和海拔高度，絕大部分進行了耕地資源調查。

1.3 土壤有效錳測定方法

參照文獻[23]，植煙土壤有效錳含量采用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 植煙土壤有效錳含量分級 在綜合分析湖南省煙區煙草生產實際和多年煙草施肥試驗后，以煙葉優質適產為目標，以植煙土壤養分的生物有效性為核心，參照羅建新等[24]建立的湖南省植煙土壤養分豐缺狀況分級體系，將植煙土壤有效錳含量分為缺乏（<5.00 mg/kg）、偏低（5.00～10.00 mg/kg）、適宜（10.01～20.00 mg/kg）、偏高（20.01～40.00 mg/kg）、很高（>40.00 mg/kg）5級。

1.4.2 植煙土壤有效錳含量空間分布圖繪制 原始數據處理及分析采用SPSS 17.0軟件進行，探索分析法（explore）剔除異常離群數據，K-S法檢測數據正態性，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錳含量的空間分布圖。

2 結果與分析

2.1 土壤有效錳含量總體分布特征

由圖1可知，湘西州植煙土壤有效錳含量總體上屬高水平。湘西州植煙土壤有效錳含量處于適宜范圍內的樣本占17.98%，“缺乏”和“偏低”的植煙土壤樣本為0，“偏高”的樣本占18.59%，“很高”的植煙土壤樣本占63.43%。由此可見，湘西州植煙土壤錳含量較高，大部分植煙土壤有效錳含量充足而有余，可滿足烤煙正常生長發育的需求，基本上可不考慮施用錳肥。

2.2 不同植煙縣土壤有效錳含量

由表1可知，7個主產煙縣植煙土壤有效錳含量均值在57.813～86.751 mg/kg。有效錳含量按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、蘆溪縣；7個縣植煙土壤有效錳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錳含量差異不顯著 （P>0.05）。

7個縣植煙土壤有效錳含量變異系數為62.87%～116.67%，都為強變異，從大到小排序為蘆溪縣、鳳凰縣、花垣縣、古丈縣、龍山縣、永順縣、保靖縣。其中，蘆溪縣植煙土壤有效錳含量變異系數在100%以上，說明其土壤有效錳含量分布變異很大。

2.3 不同植煙土壤類型有效錳含量

由圖2可知， 6個主要植煙土壤類型的有效錳含量平均在68.25～111.31 mg/kg，按從高到低依次為紅灰土、石灰土、黃壤、紅壤、水稻土、黃棕壤。經Duncan（Duncan’s multiple rang test法，下同）多重比較，紅灰土壤的有效錳含量極顯著地高于黃棕壤；其他土壤類型之間有效錳含量差異不顯著。

6個主要植煙土壤類型的有效錳含量處于適宜范圍的樣本比例在1.43%～28.63%，不同土壤類型之間差異較大，按從高到低依次為水稻土、黃棕壤、黃壤、紅灰土、紅壤、石灰土。

2.4 不同海拔高度植煙土壤有效錳含量

由圖3可知，5個海拔高度組的植煙土壤有效錳含量平均在61.68～91.84 mg/kg。方差分析結果表明，不同海拔高度的植煙土壤有效錳含量差異達顯著水平（P<0.05），800～1 000 m海拔高度組植煙土壤有效錳含量顯著高于1 000 m以上組，其他海拔高度組土壤有效錳含量差異不顯著。

5個海拔高度組的植煙土壤有效錳含量適宜樣本比例在11.70%～21.43%。不同海拔高度組之間差異較大，以海拔高度1 000 m以上組的土壤有效錳含量適宜樣本比例最高。

2.5 植煙土壤有效錳空間分布變化

由圖4可知，湘西州植煙土壤有效錳含量總體上呈斑塊狀分布態勢。以有效錳含量45.30～89.10 mg/kg為最大分布面積，且以插花形式出現；其次為有效錳含量89.10～171.90 mg/kg的分布面積，但分布較分散。

3 小結與討論

湘西州植煙土壤有效錳含量總體上屬高水平，平均值為81.478 mg/kg，變幅為10.043～280.480 mg/kg，變異系數為81.06%，處于適宜范圍內的樣本占17.98%。不同縣之間的植煙土壤有效錳含量差異不顯著，按從高到低排列依次為永順縣、古丈縣、花垣縣、龍山縣、鳳凰縣、保靖縣、蘆溪縣。

不同植煙土壤類型的有效錳含量差異達極顯著水平，按從高到低排列依次為紅灰土、石灰土、黃壤、紅壤、水稻土、黃棕壤。不同海拔高度的植煙土壤有效錳含量差異達顯著水平，800～1 000 m海拔高度組植煙土壤有效錳含量顯著高于海拔高度1 000 m以上組。

湘西州植煙土壤有效錳含量總體上呈斑塊狀分布態勢，以有效錳含量45.30～89.10 mg/kg為最大分布面積，且以插花形式出現。采用Kriging插值繪制的等值線圖直觀地描述了湘西州主產煙區植煙土壤有效錳含量的分布格局，這對煙田的分區管理和因地施肥具有重要的指導意義。

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（責任編輯 劉春萍）