渝東南煙區土壤pH分布特點及其與土壤養分的關系

張 東， 扈 強， 侯小東*， 關羅浩， 葉為民， 劉新民， 周 林， 閆 寧

(1.中國農業科學院 煙草研究所， 山東 青島 266101； 2.廣東中煙工業有限責任公司， 廣東 廣州 510610； 3.重慶市煙草公司彭水分公司， 重慶 彭水 409600)

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渝東南煙區土壤pH分布特點及其與土壤養分的關系

張 東1， 扈 強2， 侯小東1*， 關羅浩2， 葉為民2， 劉新民1， 周 林3， 閆 寧1

(1.中國農業科學院 煙草研究所， 山東 青島 266101； 2.廣東中煙工業有限責任公司， 廣東 廣州 510610； 3.重慶市煙草公司彭水分公司， 重慶 彭水 409600)

為渝東南煙區實施平衡施肥、改善土壤環境提供科學依據，采用GPS定位取樣的方法對渝東南煙區典型性產煙縣彭水縣和武隆縣的土壤pH分布特點及其與土壤養分的關系進行研究。結果表明：渝東南植煙土壤酸化嚴重，最適宜煙草生長的土壤pH 5.5～6.5僅占36.36%；渝東南植煙土壤有效態元素含量差異明顯，有效硼、有效鉬含量極低，水溶性氯含量適宜，堿解氮、交換性鎂含量適宜或豐富，有效磷、交換性鈣含量差異較大，各級所占比例均衡；土壤pH與土壤有效磷、堿解氮、有效銅、有效鋅和有效鐵含量之間呈極顯著負相關(p<0.01)，與交換性鈣、交換性鎂含量之間呈極顯著正相關(p<0.01)；相對于5.5

渝東南植煙區； 土壤養分； pH； 元素豐缺； 相關關系

土壤酸堿度(pH)是土壤溶液中游離的H+和OH-濃度比例不同而表現出的酸堿性質[1]，其不僅是土壤理化性質的重要特征，也是土壤肥力的重要指標[2]。近年來，國內外研究表明：土壤pH可以影響土壤養分轉化及其有效性[3-6]，進而影響作物產量和質量的形成。因此，研究土壤pH有助于對土壤肥力及土壤宜種性作出準確的判斷[7]。

烤煙對土壤pH的適應性強，但優質煙葉生產對土壤pH要求較為嚴格。一般認為，烤煙最適生長pH為5.5～6.5[8-9]。植煙土壤中有效態元素含量水平在一定程度上反映了土壤對煙草營養元素的供應能力，直接影響煙草的生長發育，進而對煙草產質量形成產生影響。關于植煙土壤pH與土壤養分相關性的研究國內已有報道[7,10-14]。土壤pH對土壤有效態養分含量影響明顯，土壤pH與土壤有效磷、堿解氮、有效鋅和有效鐵含量之間呈顯著的負相關關系，與植煙土壤交換性鈣、交換性鎂含量之間呈極顯著的正相關關系，且土壤pH值較低時，植煙土壤有機質、堿解氮、有效磷、有效鐵和有效鋅的含量顯著提高。但目前尚未見有關系統分析渝東南植煙區土壤pH與土壤有效態養分的相關性的研究報道。鑒于此，筆者于2012年以渝東南煙區典型性產煙縣彭水縣和武隆縣植煙土壤為研究對象，分析了土壤pH分布特點及其對應的土壤養分豐缺狀況，同時對二者之間的相關關系進行分析，以期為當地平衡施肥、改善土壤環境提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 土壤 渝東南煙區典型性產煙縣彭水縣和武隆縣的植煙土壤，共131份樣本。

1.1.2 試劑 NH4F-HCL、NH4OAc、重鉻酸鉀和堿解氮EDTA等試劑。

1.2 土壤采集

供試土壤采自彭水縣的潤溪、大埡、龍塘、郎溪、靛水和武隆縣的雙河、土坎、巷口、仙女山等9個常年植煙鄉鎮，試驗地海拔在600～1 500 m，土壤類型為黃壤，地形為山地，烤煙品種為云煙97。共采集土壤樣品131份，用GPS進行定位，記錄經緯度。在定位的田塊采用梅花形或蛇形方式布點取樣，每個分樣點去掉表層土2～4 cm后垂直挖耕層土約20 cm深，取該剖面的土壤2 kg，然后將5個分樣土壤混合(約10 kg)放在塑料盆或布上，用手捏碎攤平，用四分法對角取2份。如果樣品仍大于2 kg，按上述步驟繼續四分，直至樣品重量為2 kg，放入布袋備用。

1.3 土壤pH與養分測定

測定指標包括pH、速效磷、速效鉀、有機質、堿解氮、交換性鎂、交換性鈣、水溶性氯、有效鐵、有效銅、有效鋅、有效錳、有效鉬和有效硼等14項，各項指標具體參照文獻[15-16]的方法測定；對所取土樣以0.5個pH單位為跨度，共劃分為7組，并分別求各組內土壤有效態元素含量。結合我國植煙土壤元素豐缺評價標準(表1)[14,17]，對渝東南植煙區土壤有效態元素含量進行區組劃分。

表1 渝東南植煙區土壤有效態元素含量豐缺的評價標準

1.4 數據處理與分析

試驗數據的簡單處理采用Excel，土壤pH與土壤各元素含量相關性分析、關聯性分析以及方差分析則運用SPSS 19.0。其中，關聯度分析具體方法：以土壤pH為母序列，土壤各有效養分指標為子序列，對數據進行標準化處理，分辨系數取0.5水平，采用關聯分析方法對植煙土壤pH與植煙土壤有效養分指標進行關系密切程度化分析。

2 結果與分析

2.1 渝東南植煙區土壤的pH分布

從表2可知：渝東南植煙區土壤pH為4.24～7.13，平均為5.48，變異幅度較大，分布不均勻。其中，僅有36.36%的植煙土壤處于煙草最適生長pH(5.5

表2 渝東南植煙區土壤pH的分布

Table 2 The distribution of pH in tobacco-planting soil of the southeast of Chongqing

pH級別Groups樣品數/個Numberofsamples樣品所占比例/%ProportionofdifferentpH4.24

2.2 渝東南植煙區土壤的有效養分含

從表3和圖示可知：渝東南植煙區土壤有效態元素含量變異系數為24.59%～85.99%。說明，該區土壤肥力不均勻，有效態元素含量分布極不平衡。其主要是由渝東南地形、土壤母質多樣和施肥措施差異所致。該區土壤有效態元素含量差異顯著，其中：有機質、速效鉀、有效銅、有效鋅、有效鐵和有效錳的含量豐富或極豐富；有效硼和有效鉬的含量極度缺乏；水溶性氯的含量適宜；堿解氮、交換性鎂含量量適宜或豐富；有效磷、交換性鈣的含量差異較大，各級所占比例均衡。由此可見，平衡施肥技術的推廣已迫在眉睫。

表3 渝東南植煙區土壤有效態元素含量的分布及其變異

Table 3 Variation and distribution of every levels of available elements in tobacco-planting soil of the southeast of Chongqing

元素種類Element極低Verylow低Low中(適宜)Middle高(豐)High極高(很豐)Veryhigh變異系數/%Coefficientofvariation有機質/(g/kg)OM——3.8239.6956.4928.30堿解氮/(mg/kg)AN0.766.8761.0726.724.5824.59有效磷/(mg/kg)AP12.2121.3737.4028.240.7658.98速效鉀/(mg/kg)AK4.5811.4523.6636.6423.6643.10水溶性氯/(mg/kg)Water-solubleCl——99.240.760.0061.30交換性鈣/(cmol/kg)ExchangeableCa16.0321.3721.3727.4813.7474.17交換性鎂/(cmol/kg)ExchangeableMg8.4016.0342.7529.013.8263.65有效銅/(mg/kg)AvailableCu0.000.0011.4537.4051.1544.71有效鋅/(mg/kg)AvailableZn0.000.0012.2168.7019.0852.99有效鐵/(mg/kg)AvailableFe0.000.760.763.0595.4260.99有效錳/(mg/kg)AvailableMn0.000.760.765.3493.1361.75有效硼/(mg/kg)AvailableB64.8935.110.000.000.0046.53有效鉬/(mg/kg)AvailableMo46.5627.486.8712.986.1185.99

圖示 渝東南植煙區土壤各元素豐缺比例

Fig.The percentage of every levels of available elements in tobacco-planting soil of the southeast of Chongqing

2.3 土壤pH與有效態元素含量的相關關系

2.3.1 簡單相關關系 從表4可知：土壤pH與土壤有效磷、堿解氮、有效銅、有效鋅和有效鐵含量之間呈極顯著的負相關關系，與交換性鈣、交換性鎂含量之間呈極顯著的正相關關系。說明，通過改善渝東南植煙土壤pH可以有效地調整當地土壤有效態元素的含量。由關聯系數看出，植煙土壤pH與有效養分指標的關聯系數均>0.900，密切程度依次為堿解氮>有機質>有效硼>速效鉀>氯離子/有效銅>交換鎂>有效鋅>交換鈣>有效磷>有效錳>有效鐵/有效鉬>有效硫。說明，改善植煙土壤pH對植煙土壤各有效養分含量變化的影響較大。

表4 渝東南植煙區土壤pH與有效態元素含量的相關性及關聯度

Table 4 The correlation and association between the contents of every levels of available elements with pH-value in tobacco-planting soil of the southeast of Chongqing

元素種類Elements相關系數Coefficientofassociation關聯系數Coefficientofcorrelation元素種類Elements相關系數Coefficientofassociation關聯系數Coefficientofcorrelation有效磷AP-0.229**0.937有效銅-0.227**0.950速效鉀AK-0.1480.951有效鋅-0.320**0.944堿解氮AN-0.237**0.971有效鐵-0.611**0.929水溶性氯Water-solubleCl0.1440.950有效錳-0.1570.936交換性鈣ExchangeableCa0.799**0.943有效硼-0.0310.952交換性鎂ExchangeableMg0.428**0.949有效鉬-0.0380.929有機質OM-0.1100.970

注：**表示相關性達極顯著。

Note:** shows high significant correlation.

2.3.2 多重比較 對不同pH組之間土壤有效態元素含量進行簡單的方差分析發現，不同pH組土壤有效態元素含量之間存在顯著差異性。Duncan多重比較結果(表5)表明：當土壤pH≤4.5時，土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量均最高，其中，有效磷含量極顯著高于5.5

表5 不同pH組土壤有效態元素的含量

Table 5 The contents of every levels of available elements in different pH groups according to the range of pH-value

元素種類Elements≤4.54.5^5.05.0^5.55.5^6.06.0^6.56.5^7.0>7.0有機質/(g/kg)OM32.13aA27.74aA25.24aA26.77aA25.45aA27.06aA23.42aA堿解氮/(mg/kg)AN162.91aA144.94aA137.98aA137.60aA126.54aAB125.87aAB87.28bB有效磷/(mg/kg)AP55.84aA32.72bB29.62bcB27.62bcB24.88bcB25.56bcB12.96cB速效鉀/(mg/kg)AK275.00aA270.37aA247.30aA269.13aA229.71abA256.50aA124.67bA水溶性氯/(mg/kg)Water-solubleCl5.62aA8.50aA7.86aA10.94aA9.44aA10.06aA7.08aA交換性鈣/(cmol/kg)ExchangeableCa0.81eE2.89deDE4.13dDE7.91cCD8.74cBC12.37bB16.95aA交換性鎂/(cmol/kg)ExchangeableMg0.63dC1.03cdC1.28cdBC1.6bcABC1.42cdBC2.68aA2.32abAB有效銅/(mg/kg)AvailableCu2.01aA2.16aA2.12aA1.84aA1.79aA1.53aA1.41aA有效鋅/(mg/kg)AvailableZn2.72aA2.73aA2.09aA1.90aA1.94aA1.47aA1.69aA有效鐵/(mg/kg)AvailableFe97.76abAB119.10aA92.41abAB49.34cBC48.60cBC35.29cC65.70bcABC有效錳/(mg/kg)AvailableMn55.73abA65.26abA73.02aA62.11abA61.45abA45.72abA24.16bA有效硼/(mg/kg)AvailableB0.20aA0.19aA0.15aA0.19aA0.19aA0.17aA0.15aA有效鉬/(mg/kg)AvailableMo0.13aA0.14aA0.12aA0.11aA0.15aA0.15aA0.07aA

注：同行中不同大、小寫字母分別表示0.01和0.05水平差異顯著。

Note：In the same row, different small letters indicate significant difference among treatment at 0.05 level，different big letters indicate significant difference among treatment at 0.01 level.

3 結論與討論

渝東南植煙區土壤酸化現象嚴重，最適宜優質煙葉形成的土壤所占比例較低，僅占該區植煙土壤的36.36%，嚴重影響該區優質工業原料輸出能力。遏制土壤進一步酸化、提高植煙土壤pH已成為該區面臨的重要工作。已有研究表明[18-22]，煙田施用一定量的生石灰、白云石粉和草木灰、聚丙烯酰胺、有機肥、綠肥等可以有效地改良酸化土壤。建議生產中根據不同鄉鎮土壤pH于施肥前1～2個月撒施一定量的生石灰、白云石或條施草木灰等土壤改良劑，在此基礎上，合理調整施肥結構，增施有機肥、綠肥等措施，以此改善當地土壤酸化現狀。

渝東南植煙區土壤有效態元素含量差異顯著，大量元素中有機質和速效鉀含量過高，堿解氮含量適宜，有效磷各級含量均衡。主要是施肥方式差異造成。建議生產中適當減少氮肥施用量，因地制宜調整磷肥施用量。中量元素中水溶性氯含量適宜，交換性鈣和交換性鎂含量較低的土壤所占比例較大，分別為37.4%和24.43%。可以通過煙田撒施生石灰和增施鈣鎂磷肥等措施解決。微量元素中有效銅、有效鋅、有效鐵和有效錳的含量過高，有效硼和有效鉬的含量極度缺乏。根據土壤pH與微量元素含量的相關關系，可以用提高土壤pH的方式降低有效銅、有效鋅、有效鐵和有效錳的含量，通過增施或葉面噴施硼、鉬類肥料提高土壤有效硼和有效鉬的含量。

綜上所述，針對渝東南植煙區土壤酸化現狀，結合土壤pH與土壤元素含量的相關關系，可以通過改良酸化土壤、平衡施肥等方式將渝東南植煙區土壤調整到煙草生長發育及產質量形成的適宜狀態。

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(責任編輯： 王 海)

Distribution of Soil pH and Correlation to Soil Nutrient in Tobacco-planting Arcas of the Southeast of Chongqing

ZHANG Dong1, HU Qiang2, HOU Xiaodong1*, GUAN Luohao2,YE Weimin2, LIU Xinmin1, ZHOU Lin3, YAN Ning1

(1.TobaccoResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Qingdao,Shandong266101; 2.ChinaTobaccoGuangdongIndustrialCo.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510610; 3.PengshuiTobaccoCompanyofChongqingCity,Pengshui,Chongqing409600，China)

To provide a scientific basis for balanced fertilization and improving soil setting, the authors used the method of GPS location system to take soil samples. The distribution of soil pH and the correlation to soil nutrient were analyzed from 131 soil samples which were collected from the typical tobacco-planting county Pengshui and Wulong in southeast of Chongqing. Results: Tobacco-planting soil acidification in southeastern of Chongqing is serious, and the most suitable tobacco grown soil pH5.5～6.5 accounted for only 36.36%; There are significant differences in content of soil available elements in the southeast of Chongqing. The content of available boron, molybdenum is extremely low; It is suitable of water-soluble chlorine content; And the content of nitrogen, exchangeable magnesium is suitable or rich; However, the content of phosphorus, exchangeable calcium are different, and the distribution of proportion in all levels is well-balanced; Soil pH-value was highly significantly negatively correlated with the content of soil available phosphorus, nitrogen, Cu, Zn, iron pH-value, and highly significantly positively correlated with the content of exchangeable Ca, magnesium; Compared pH≤4.5 with 5.5

tobacco-planting arcas of the southeast of Chongqing; soil nutrient; pH; richness or deficiency; correlation

2014-10-31； 2015-05-06修回

廣東中煙工業有限責任公司科技項目“提高重慶煙區優質煙葉原料保障能力研究”(QJ/GY G03.009/01)

張 東(1989-)，男，在讀碩士，研究方向：酸化土壤改良及煙葉品質分析。E-mail：405265991@qq.com

*通訊作者：侯小東(1981-)，男，副研究員，碩士，從事煙草新功能成分研究。E-mail：283944961@qq.com。

1001-3601(2015)05-0253-0125-04

S158.3

A