湘西植煙土壤pH和主要養(yǎng)分特征及其相互關(guān)系①

鄧小華，張 瑤，田 峰，張黎明*，蔡云帆，田明慧，張明發(fā)

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128；2 湖南省煙草公司湘西自治州公司，湖南吉首 416000)

湘西植煙土壤pH和主要養(yǎng)分特征及其相互關(guān)系①

鄧小華1，張 瑤1，田 峰2，張黎明2*，蔡云帆2，田明慧2，張明發(fā)2

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128；2 湖南省煙草公司湘西自治州公司，湖南吉首 416000)

為了解湘西煙區(qū)植煙土壤pH和主要養(yǎng)分特征及其相互關(guān)系，于2015年采集煙區(qū)1 242個(gè)土壤樣本，研究了植煙土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的適宜性分布、縣域分布以及pH與這些養(yǎng)分指標(biāo)的量化關(guān)系。結(jié)果表明：①湘西煙區(qū)植煙土壤pH平均值為6.12，有20.77% 樣品偏酸和18.20% 的樣品偏堿；有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量的平均值分別為28.42 g/kg和145.63 mg/kg，總體上處于適宜水平；有效磷含量的平均值為28.94 mg/kg，有近40%樣品偏高；速效鉀含量平均值為198.76 mg/kg，有近45% 的樣品偏低。②主產(chǎn)煙縣植煙土壤pH和養(yǎng)分差異極顯著。③土壤主要養(yǎng)分含量與pH之間呈現(xiàn)曲線關(guān)系；當(dāng)pH<5.5時(shí)或pH>8.0時(shí)，隨土壤pH變化，主要養(yǎng)分含量變化較大；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH變化，主要養(yǎng)分含量變化平緩。當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量快速下降；當(dāng)pH 在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高，有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀含量緩慢升高，堿解氮含量緩慢下降；當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨土壤pH升高，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷含量快速下降，速效鉀含量快速升高。

植煙土壤；pH；土壤養(yǎng)分；分布特征；相互關(guān)系

土壤肥力的基礎(chǔ)是土壤養(yǎng)分狀況，土壤養(yǎng)分狀況與優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)有著密切聯(lián)系[1–2]。pH影響土壤養(yǎng)分的形成、轉(zhuǎn)化和有效性[3–4]，從而影響煙株生長(zhǎng)發(fā)育以及煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量[5–7]。植煙土壤 pH與土壤養(yǎng)分的區(qū)域分布特征[8]及其關(guān)系一直是研究的熱點(diǎn)，這些研究或是主要集中于土壤pH與土壤養(yǎng)分的簡(jiǎn)單相關(guān)分析，或是由于受樣品數(shù)量和區(qū)域來源局限，各自的研究結(jié)果不完全一致[3–4,9–12]。地處武陵山區(qū)的湘西煙區(qū) (湘西土家族苗族自治州)，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，近年來基本煙田面積為 30.7萬 hm2，常年產(chǎn)煙2.25萬t以上，煙葉質(zhì)量一直受到省內(nèi)外重點(diǎn)卷煙工業(yè)企業(yè)青睞，是我國(guó)的一個(gè)重要煙區(qū)[13–15]。本研究分析了湘西煙區(qū)植煙土壤pH和主要養(yǎng)分分布的特點(diǎn)及其之間的相互關(guān)系，以期為湘西煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分管理和土壤維護(hù)與改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

于2015年在湘西州的7個(gè)植煙縣、88個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中的510個(gè)村，采集具有代表性的耕作層(0 ~ 20 cm)土樣1 242個(gè)。保靖縣、鳳凰縣、古丈縣、花垣縣、龍山縣、瀘溪縣、永順縣的采集樣本數(shù)量分別為102、155、95、160、300、70、360個(gè)。土樣采集要求在土壤翻耕之前，同時(shí)避開雨季；種植面積在 20 hm2左右采集1個(gè)土樣；每一地塊土鉆取小土樣10 ~ 15個(gè)點(diǎn)，制成1.5 kg左右的混合土樣。

1.2 土壤pH和主要養(yǎng)分的測(cè)定

測(cè)定方法按土壤農(nóng)化常規(guī)分析方法進(jìn)行[16]。土壤pH采用pH計(jì)法(水土比為1︰2.5)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀滴定法、堿解氮采用堿解擴(kuò)散法、有效磷采用碳酸氫鈉浸提–鉬銻抗比色法、速效鉀采用醋酸銨浸提–火焰光度法測(cè)定。

1.3 植煙土壤pH和主要養(yǎng)分適宜性分級(jí)

參照以往研究[3–4,17–18]，將植煙土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀分為極低、低、適宜、高、極高5級(jí)，具體見表1。依據(jù)各等級(jí)比例對(duì)植煙土壤pH和主要養(yǎng)分豐缺狀況進(jìn)行診斷。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Microsoft Office Excel 2010和IBM Statistics SPSS 20.0軟件進(jìn)行原始數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析。采用SPSS中的探索性分析剔除異常值；多重比較采用新復(fù)極差法，英文大寫字母表示P<0.01差異顯著水平；英文小寫字母表示P<0.05差異顯著水平。

表1 植煙土壤pH和主要養(yǎng)分適宜性等級(jí)Table 1 Grades of pH and nutrients of tobacco-growing soil

2 結(jié)果與分析

2.1 植煙土壤pH和主要養(yǎng)分的適宜性分布特征

由表 2可知，湘西植煙土壤 pH變幅在 4.17 ~ 8.17，平均值為6.12，在適宜范圍內(nèi)。從樣品分布看，土壤pH在適宜范圍的樣本占34.06%，pH<5.0(強(qiáng)酸性土壤)樣品占 20.77%，pH>7.5(堿性土壤)的樣品占18.20%。可見，部分樣品土壤偏酸或偏堿需要采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)節(jié)。

表2 植煙土壤pH和主要養(yǎng)分適宜性分布Table 2 Statistics and suitability frequency distribution of pH and nutrients of tobacco-growing soils

植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量變幅在3.73 ~ 69.30 g/kg，平均值為28.42 g/kg，在適宜范圍內(nèi)。從樣品分布看，土壤有機(jī)質(zhì)含量在適宜范圍的樣本占42.13%，<10.0 g/kg樣品占 1.45%，>40.0 g/kg的樣品占 12.67%，還有24.54% 的樣品在30.0 ~ 40.0 g/kg的范圍內(nèi)。可見，湘西煙區(qū)植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量總體上是適宜的。

植煙土壤堿解氮含量變幅在34.20 ~ 257.90 mg/kg，平均值為145.63 mg/kg，在適宜范圍內(nèi)。從樣品分布看，土壤堿解氮含量在適宜范圍的樣本占 60.62%，<60.0 mg/kg樣品占1.72%，>240.0 mg/kg的樣品占1.31%。可見，湘西煙區(qū)植煙土壤堿解氮含量總體上是適宜的。

植煙土壤有效磷含量變幅在0.84 ~ 89.80 mg/kg，平均值為28.94 mg/kg，在適宜范圍內(nèi)。從樣品分布看，土壤有效磷含量在適宜范圍的樣本占41.58%，<5.0 mg/kg樣品占6.84%，>40.0 mg/kg的樣品占25.83%，還有14.13% 的樣品在30.0 ~ 40.0 mg/kg的范圍內(nèi)。可見，湘西煙區(qū)部分植煙土壤有效磷含量偏高。

植煙土壤速效鉀含量變幅在28.00 ~ 520.00 mg/kg，平均值為198.76 mg/kg，在適宜范圍內(nèi)。從樣品分布看，土壤速效鉀含量在適宜范圍的樣本只占24.14%，<80.0 mg/kg樣品占13.42%，還有31.14% 的樣品在80.0 ~ 160.0 mg/kg的范圍內(nèi)。可見，湘西煙區(qū)有近45% 的土壤樣品速效鉀含量偏低。

從變異系數(shù)看，其大小排序?yàn)橛行Я住⑺傩р洝⒂袡C(jī)質(zhì)、堿解氮、pH，其中，土壤pH屬中等強(qiáng)度變異，其他為強(qiáng)變異。

2.2 植煙土壤pH和主要養(yǎng)分縣域分布特征

由表3可知，湘西煙區(qū)植煙土壤pH縣域差異極顯著(F=30.301，Sig.=0.000)，主要是保靖縣植煙土壤pH相對(duì)較高，但在適宜范圍內(nèi)；古丈縣和花垣縣植煙土壤pH相對(duì)較低，屬于“強(qiáng)酸性”土壤。植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量縣域差異極顯著(F=20.840，Sig.=0.000)，主要是鳳凰縣和花垣縣植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高，保靖縣和古丈縣植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低，但均在適宜范圍內(nèi)。植煙土壤堿解氮含量縣域差異極顯著(F=13.363，Sig.=0.000)，主要是鳳凰縣和花垣縣植煙土壤堿解氮含量相對(duì)較高，古丈縣植煙土壤堿解氮含量相對(duì)較低，但均在適宜范圍內(nèi)。植煙土壤有效磷含量縣域差異極顯著(F=11.323，Sig.=0.000)，主要是龍山縣和花垣縣植煙土壤有效磷含量相對(duì)較高，在“高”范圍內(nèi)；保靖縣植煙土壤有效磷含量相對(duì)較低，在“低”范圍內(nèi)。植煙土壤速效鉀含量縣域差異極顯著(F= 14.3945，Sig.=0.000)，主要是永順縣、龍山縣和花垣縣植煙土壤速效鉀含量相對(duì)較高，但在適宜范圍內(nèi)；瀘溪縣植煙土壤速效鉀含量相對(duì)較低，在“低”范圍內(nèi)。

表3 植煙土壤pH和主要養(yǎng)分的縣域分布Table 3 Statistics of pH and nutrients of tobacco-growing soil in different counties

2.3 植煙土壤pH與土壤養(yǎng)分指標(biāo)間的關(guān)系

2.3.1 與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系 1)不同pH組的土壤有機(jī)質(zhì)含量分布。將湘西植煙土壤pH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)、(7.5，8.0)、(8.0，+∞)分為9組，其各組樣本數(shù)量分別為28、230、205、154、145、124、130、212、14，分別統(tǒng)計(jì)不同土壤 pH組的有機(jī)質(zhì)含量平均值及適宜性樣本分布頻率，結(jié)果見表4。9個(gè)pH組的植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值在26.09 ~ 31.24 g/kg。不同 pH組的植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量差異極顯著(F= 4.489；Sig.=0.000)，pH 7.0 ~ 7.5和pH 7.5 ~ 8.0組的植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于pH 5.0 ~ 5.5組。不同pH組之間植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量適宜樣品比例以pH> 8.0組最高，pH 7.0 ~ 7.5組最低。

表4 不同pH組的土壤有機(jī)質(zhì)含量及分布Table 4 Statistics and suitability frequency distribution of organic matter contents under different soil pH groups

2)土壤pH與有機(jī)質(zhì)含量的分組回歸。將分組后的土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤pH進(jìn)行直線回歸，其方程為y?有機(jī)質(zhì)=0.290 x +26.70(R2= 0.047)，表明土壤有機(jī)質(zhì)含量有隨pH升高而升高的趨勢(shì)，但這種關(guān)系沒有達(dá)到顯著性。將分組后的土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤 pH進(jìn)行曲線擬合(圖 1)，其最優(yōu)回歸方程為y? =-0 .554 x5+ 16.95 x4-206 x3+ 1243 x2-3731x +有機(jī)質(zhì)4 479(R2= 0.922**)。表明植煙土壤pH與有機(jī)質(zhì)含量存在曲線關(guān)系。當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高而有機(jī)質(zhì)快速下降；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高而有機(jī)質(zhì)緩慢升高；當(dāng) pH>8.0時(shí)，隨土壤 pH升高而有機(jī)質(zhì)快速下降。

圖1 植煙土壤pH與有機(jī)質(zhì)含量的關(guān)系Fig. 1 Relationship between pH and organic matter content oftobacco-growing soil

2.3.2 與堿解氮的關(guān)系 1)不同pH組的土壤堿解氮含量分布。分別統(tǒng)計(jì)不同pH組的土壤堿解氮含量平均值及適宜性樣本分布頻率，結(jié)果見表5。9個(gè)pH組的植煙土壤堿解氮含量平均值在129.12 ~ 167.81 mg/kg。不同pH組的植煙土壤堿解氮含量差異顯著(F=2.444；Sig.=0.013)，pH<4.5組的植煙土壤堿解氮含量相對(duì)較高，pH>8.0組的土壤堿解氮含量相對(duì)較低。不同 pH組之間植煙土壤堿解氮含量適宜樣品比例以 pH 6.5 ~ 7.0組最高，pH>8.0組最低；除pH>8.0組外，其他各pH組的堿解氮適宜樣本比例均大于50%。

表5 不同pH組的土壤堿解氮含量及分布Table 5 Statistics and suitability frequency distribution of alkaline hydrolytic nitrogen contents under different soil pH groups

2)土壤pH與堿解氮含量的分組回歸。將分組后的土壤堿解氮含量與土壤pH進(jìn)行直線回歸，其方程為y?堿解氮=-6 .391 x +185.6(R2= 0.663*)，表明土壤堿解氮含量有隨pH升高而降低的趨勢(shì)，這種關(guān)系達(dá)到了顯著性。將分組后的土壤堿解氮含量與土壤 pH進(jìn)行曲線擬合(圖 2)，其最優(yōu)回歸方程為y? =-3 .793x3+ 71.85x2- 450.2x +1077(R2= 0.908**)。堿解氮表明植煙土壤 pH與堿解氮含量存在明顯的曲線關(guān)系。當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高而堿解氮含量快速下降；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高而堿解氮含量緩慢下降；當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨土壤pH升高而堿解氮含量快速下降。

圖2 植煙土壤pH與堿解氮含量的關(guān)系Fig. 2 Relationship between pH and alkaline hydrolytic nitrogen content of tobacco-growing soil

2.3.3 與有效磷的關(guān)系 1)不同pH組的土壤有效磷含量分布。分別統(tǒng)計(jì)不同pH組的土壤有效磷含量平均值及適宜性樣本分布頻率，結(jié)果見表6。9個(gè)pH組的植煙土壤有效磷含量平均值在26.19 ~ 41.08 mg/kg。不同pH組的植煙土壤有效磷含量差異顯著(F=2.365；Sig.=0.016)，pH<4.5組的植煙土壤有效磷含量顯著高于其他各組。不同pH組之間植煙土壤有效磷含量適宜樣品比例以pH 6.5 ~ 7.0組最高，pH>8.0組最低。

表6 不同pH組的土壤有效磷含量及分布Table 6 Statistics and suitability frequency distribution of available phosphorus content under different soil pH groups

2)土壤pH與有效磷含量的分組回歸。將分組后的土壤有效磷含量與土壤pH進(jìn)行直線回歸，其方程為y?速效磷=-1 .784 x +40.82(R2= 0.260)，表明土壤有效磷含量有隨pH升高而降低的趨勢(shì)，但這種關(guān)系沒有達(dá)到顯著性。將分組后的土壤有效磷含量與土壤pH進(jìn)行曲線擬合(圖3)，其最優(yōu)回歸方程為y?速效磷=-0.897 x5+28.02 x4-347.6 x3+2143 x2-6 575 x +8 059 ( R2= 0.989**)。表明植煙土壤pH與有效磷含量存在明顯的曲線關(guān)系。當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高而有效磷含量快速下降；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高而有效磷含量緩慢升高；當(dāng)pH大于8.0時(shí)，隨土壤pH升高而有效磷含量快速下降。

圖3 植煙土壤pH與有效磷含量的關(guān)系Fig. 3 Relationship between pH and available phosphorus content of tobacco-growing soil

2.3.4 與速效鉀含量的關(guān)系 1)不同 pH組的土壤速效鉀含量分布。分別統(tǒng)計(jì)不同pH組的土壤速效鉀含量平均值及適宜性樣本分布頻率，結(jié)果見表7。9個(gè) pH組的植煙土壤速效鉀含量平均值在 182.12 ~ 224.23 mg/kg。不同pH組的植煙土壤速效鉀含量差異不顯著(F=1.217；Sig.=0.285)。不同 pH組之間植煙土壤速效鉀含量適宜樣品比例較低，均在30%以下。

表7 不同pH組的土壤速效鉀含量及分布Table 7 Statistics and suitability frequency distribution of available potassium content under different soil pH groups

2)土壤pH與速效鉀含量的分組回歸。將分組后的土壤速效鉀含量與土壤 pH進(jìn)行直線回歸，其方程為y?速效鉀=3.253 x +182.3(R2= 0.107)，表明土壤速效鉀含量有隨pH升高而升高的趨勢(shì)，但這種關(guān)系沒有達(dá)到顯著性。將分組后的土壤速效鉀含量與土壤pH進(jìn)行曲線擬合(圖4)，其最優(yōu)回歸方程為 y?速效鉀=4.288x5-131x4+ 1581x3- 9392 x2+ 27 451x - 31354(R2= 0.957**)。表明植煙土壤 pH與速效鉀含量存在明顯的曲線關(guān)系。當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高而速效鉀含量快速下降；當(dāng)在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高而速效鉀含量緩慢升高；當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨土壤pH升高而速效鉀含量快速升高。

圖4 植煙土壤pH與速效鉀含量的關(guān)系Fig. 4 Relationship between pH and available potassium content of tobacco-growing soil

3 討論

雖然煙草對(duì)土壤pH適應(yīng)性很強(qiáng)，但一般認(rèn)為種植在土壤pH 5.5 ~ 7.0的煙葉質(zhì)量較好。僅從湘西州植煙土壤pH平均值6.12看，呈弱酸性至中性，能滿足優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的要求。但有 20.77% 的樣品土壤pH<5.0為強(qiáng)酸性土壤，還有 18.20% 的樣品土壤pH>8.0為強(qiáng)堿性土壤，其土壤 pH嚴(yán)重偏離適值范圍，要引起重視。對(duì)于強(qiáng)酸性土壤應(yīng)采用適量施用石灰或白云石或其他堿性肥料，對(duì)部分強(qiáng)堿性土壤可通過增施石膏粉或施用酸性肥料定向改良，調(diào)節(jié)土壤pH至合適范圍以滿足優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的需要。

優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)要求植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量在 20 ~ 30 g/kg的中等范圍為宜[19–21]。從湘西植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值(28.42 g/kg) 來看，是適宜烤煙種植的，但變幅(變異系數(shù)36.40%)較大，仍有近20% 的植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量低于20 g/kg。因此，針對(duì)部分有機(jī)質(zhì)含量偏低的植煙土壤，生產(chǎn)上應(yīng)注意加強(qiáng)有機(jī)肥的施用，采用秸稈還田或冬種綠肥改良土壤，亦可在烤煙種植當(dāng)季施用活性有機(jī)肥料或腐熟的有機(jī)肥。關(guān)于植煙土壤pH與有機(jī)質(zhì)含量的關(guān)系，胡向丹等[4]研究認(rèn)為植煙土壤pH與有機(jī)質(zhì)含量不存在顯著相關(guān)性，鄒凱等[3]和許自成等[9]研究認(rèn)為植煙土壤 pH與有機(jī)質(zhì)含量為顯著正相關(guān)，王暉等[12]研究認(rèn)為有機(jī)質(zhì)含量均隨pH的升高而降低，這些與本研究結(jié)果還是有區(qū)別的。本研究認(rèn)為植煙土壤pH與有機(jī)質(zhì)含量不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是在不同的土壤pH范圍表現(xiàn)不同的量化關(guān)系。當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高而有機(jī)質(zhì)含量快速下降；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高而有機(jī)質(zhì)含量緩慢升高；當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨土壤pH升高而有機(jī)質(zhì)含量快速下降。

氮是決定煙草產(chǎn)量和質(zhì)量的重要營(yíng)養(yǎng)元素之一，土壤堿解氮含量能較好地反映土壤氮素供應(yīng)狀況和土壤氮素釋放速率[21–22]。湘西煙區(qū)土壤堿解氮含量平均值145.63 mg/kg，總體上處于適宜水平，但仍有近20%的植煙土壤堿解氮含量處在較低水平(<110 mg/kg)，可見湘西煙區(qū)耕層土壤堿解氮含量處于中等至略偏低水平。因此，在烤煙生產(chǎn)過程中要注意氮肥的有效施用。關(guān)于植煙土壤pH與堿解氮含量的關(guān)系，鄒凱等[3]和胡向丹等[4]研究認(rèn)為植煙土壤 pH與堿解氮含量不存在顯著相關(guān)性，王暉等[12]研究認(rèn)為堿解氮含量均隨pH的升高而降低。本研究結(jié)果植煙土壤堿解氮含量隨土壤pH升高而降低，但不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是在不同的土壤pH范圍表現(xiàn)不同的下降速率。當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高而堿解氮含量快速下降；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高而堿解氮含量緩慢下降；當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨土壤pH升高而堿解氮含量快速下降。

有效磷是土壤肥力的主要指標(biāo)之一。烤煙對(duì)于磷素供應(yīng)的要求是足而不過多，過多的磷素營(yíng)養(yǎng)對(duì)于煙葉品質(zhì)有顯著的不利影響[23]。湘西煙區(qū)植煙土壤耕層有效磷含量平均值為28.94 mg/kg，雖然在適宜范圍內(nèi)，但有40% 的土壤樣品有效磷含量偏高(>30.0 mg/kg)。因此，在烤煙生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)不同土壤類型、土壤供磷能力和土壤有效磷含量狀況，采取針對(duì)性的措施，調(diào)整配方中磷素比例，適當(dāng)施用磷肥。關(guān)于植煙土壤pH 與有效磷含量的關(guān)系，胡向丹等[4]和王暉等[12]研究認(rèn)為植煙土壤pH與土壤有效磷含量不存在顯著相關(guān)性，鄒凱等[3]研究認(rèn)為植煙土壤pH與土壤有效磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)，許自成等[9]研究認(rèn)為植煙土壤pH與土壤有效磷含量呈顯著正相關(guān)，可見不同研究者的樣本不同，其研究結(jié)果存在較大差異。本研究認(rèn)為植煙土壤pH與有效磷含量存在明顯的曲線關(guān)系，當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高而有效磷含量快速下降；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高而有效磷含量緩慢升高；當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨土壤pH升高而有效磷含量快速下降。

煙葉含鉀量充足對(duì)卷煙制品的安全性都具有良好作用[24]。土壤速效鉀含量常被作為判斷植煙土壤鉀素含量豐缺的重要指標(biāo)[26–27]。湘西煙區(qū)植煙土壤速效鉀含量平均值為 198.76 mg/kg，雖在適宜范圍內(nèi)，但有近45% 的土壤樣品速效鉀含量偏低。因此，在烤煙生產(chǎn)上，對(duì)速效鉀含量偏低的植煙土壤應(yīng)重視鉀肥施用，特別是在煙葉生長(zhǎng)后期應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)施鉀肥。關(guān)于植煙土壤 pH與速效鉀含量的關(guān)系，王暉等[12]研究認(rèn)為植煙土壤pH與土壤速效鉀含量間的相關(guān)性不顯著，鄒凱等[3]研究認(rèn)為植煙土壤pH與土壤速效鉀含量呈顯著正相關(guān)，胡向丹等[4]和許自成等[9]研究認(rèn)為植煙土壤pH與土壤速效鉀含量呈顯著負(fù)相關(guān)，尤開勛等[24]研究認(rèn)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。本研究認(rèn)為植煙土壤pH與速效鉀含量為曲線關(guān)系，當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高而速效鉀含量快速下降；當(dāng)在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤 pH升高而速效鉀含量緩慢升高；當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨土壤pH升高而速效鉀含量快速升高。不同研究者的結(jié)果差異，主要在于樣本的數(shù)量所處的土壤pH范圍不同所致。

植煙土壤pH與主要養(yǎng)分含量有著密切關(guān)系，但由于不同研究者的樣本土壤pH所處的范圍不同，主要土壤養(yǎng)分的含量不同，加之樣本數(shù)量的限制，如果采用簡(jiǎn)單相關(guān)分析，其研究結(jié)果就有可能存在差異，簡(jiǎn)單相關(guān)分析方法不能真實(shí)反映兩個(gè)相關(guān)變量間的量化關(guān)系。采用分組回歸方法研究表明，湘西煙區(qū)土壤pH與主要養(yǎng)分的關(guān)系為曲線關(guān)系，當(dāng)pH<5.5時(shí)或pH>8.0時(shí)，隨土壤pH變化，主要養(yǎng)分含量變化較大；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH變化，主要養(yǎng)分變化平緩。

4 結(jié)論

湘西煙區(qū)植煙土壤pH平均值為6.12，有20.77%樣品偏酸和18.20% 的樣品偏堿；有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量的平均值分別為28.42 g/kg和145.63 mg/kg，總體上處于適宜水平；有效磷含量的平均值為28.94 mg/kg，有近40% 樣品偏高；速效鉀含量平均值為198.76 mg/kg，有近45% 的樣品偏低。主產(chǎn)煙縣植煙土壤pH和養(yǎng)分差異極顯著。

湘西植煙土壤主要養(yǎng)分含量與pH之間呈現(xiàn)曲線關(guān)系；當(dāng)pH<5.5時(shí)或pH>8.0時(shí)，隨土壤pH變化，主要養(yǎng)分含量變化較大；當(dāng)pH在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH變化，主要養(yǎng)分含量變化平緩。當(dāng)pH<5.5時(shí)，隨土壤pH升高，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量快速下降；當(dāng)pH 在5.5 ~ 8.0時(shí)，隨土壤pH升高，有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀含量緩慢升高，堿解氮含量緩慢下降；當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨土壤pH升高，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷含量快速下降，速效鉀含量快速升高。

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pH and Main Nutrients of Tobacco-growing Soils and Their Relations in Western Hunan

DENG Xiaohua1, ZHANG Yao1, TIAN Feng2, ZHANG Liming2*, CAI Yunfan2, TIAN Minghui2, ZHANG Mingfa2
(1 College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2 Tobacco Monopoly Bureau of Xiangxi Autonomous Prefecture, Jishou, Hunan 416000, China)

1 242 soil samples were collected in 2015 from tobacco-growing areas in western Hunan, and the suitability distribution, county regional distribution of tobacco-growing soil pH, organic matter, hydrolytic nitrogen, available phosphorus and available potassium as well as the quantitative relations between soil pH and soil nutrients were studied. The results were as follows: 1) Soil pH was generally suitable for tobacco cultivation, with a mean of 6.12. pH of 20.77% of the soil samples was less than 5.0, while pH of 18.20% of the soil samples was greater than 7.5. Mean contents of organic matter and hydrolytic nitrogen were 28.42 g/kg and 145.63 mg/kg, respectively, generally suitable for tobacco cultivation. Mean content of available phosphorus was 28.94 mg/kg, available phosphorus content of about 40% of the soil samples was higher for high quality tobacco cultivation. Mean content of available potassium was 198.76 mg/kg, available potassium content of about 45% of the soil samples was lower for high quality tobacco cultivation. 2) There were extremely significant differences in pH and soil nutrients among different counties. 3) Soil nutrients had curvilinear relationship with pH, when pH<5.5 or >8.0, soil nutrient contents changed rapidly with pH change, but when pH was 5.5–8.0, soil nutrient contents changed slowly with pH change. When pH<5.5, contents of organic matter, hydrolytic nitrogen, available phosphorus and available potassium decreased rapidly with pH increase; when pH was 5.5–8.0, contents of organic matter, available phosphorus and available potassium increased slowly but content of hydrolytic nitrogen decreased slowly with pH increase; and when pH>8.0, contents of organic matter, hydrolytic nitrogen and available phosphorus decreased rapidly but content of available potassium increased rapidly with pH increase.

Tobacco-growing soil; pH; Soil nutrients; Distribution characteristics; Relationship

S572.06；S158

A

10.13758/j.cnki.tr.2017.01.008

湖南省煙草專賣局項(xiàng)目“湘西煙區(qū)土壤pH變化機(jī)制及調(diào)控技術(shù)研究與應(yīng)用”(xx15-18Aa01)和湖南省煙草專賣局重點(diǎn)項(xiàng)目“湘西州煙區(qū)植煙土壤維護(hù)和改良研究與示范”(13-14ZDAa03)資助。

* 通訊作者(24229046@qq.com)

鄧小華(1965—)，男，湖南永州人，博士，教授，主要從事煙草科學(xué)與工程技術(shù)研究。E-mail: yzdxh@163.com