重慶市巫溪縣植煙區土壤養分現狀及施肥區劃

摘要：為更好地了解重慶市巫溪植煙區土壤養分情況，于2021年在巫溪植煙區進行實地勘測調研，對土壤各養分指標進行測定，分析獲得巫溪植煙區土壤養分現狀，并由此進行施肥區劃、制定施肥方案。結果表明：2021年，巫溪植煙區土壤pH均值為6.15，其中，有33.2%的煙田土壤酸化；土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂平均含量分別為24.60g/kg、120.56mg/kg、35.95mg/kg、287.06mg/kg、5.93cmol/kg和0.80cmol/kg；處于較缺乏水平的分別占15.3%、18.8%、11.4%、16.3%、35.2%、48.5%；處于過量水平的分別占10.9%、3.0%、54.9%、63.4%、40.6%、1.5%。相較于2017年，土壤酸化情況加劇，pH低于5.5的酸性土壤增加了18.2%，有33.2%的土壤酸化情況亟待改善；土壤有機質、堿解氮、有效磷及速效鉀含量均有不同程度的增長。交換性鈣鎂含量與土壤pH均呈顯著的線性正相關，但在地塊分布上二者均表現出較大差異性，分布不均衡。土壤中交換性陽離子含量與pH呈現線性負相關。巫溪植煙區應遵循“改良土壤酸化現狀，保持有機質、氮素含量，控磷鉀，增鈣鎂”的措施，以各養分指標測定結果為基礎結合測土配方施肥的原理，進行施肥區劃，并按照“縣域大配方、地塊小調整”的管理原則，為改善煙區土壤質量，提升煙草品質、增加烤煙產量建立科學的養分管理方案。

關鍵詞：巫溪縣；煙田土壤；養分含量；施肥區劃

中圖分類號：S158.5

文獻標識碼：A

文章編號：1008－0457（2023）04－0001－09

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2023.04.001

重慶市巫溪縣是全國優質的煙葉產區之一，烤煙產業是巫溪縣山區居民增收和推進鄉村振興的骨干產業。土壤是煙草賴以生存的基礎，在適宜的海拔、氣候等外界條件下，土壤養分含量是制約煙草生長及其產、質量的關鍵因素［1］。土壤養分的非均衡化會引起土壤理化性質的改變，造成酸化板結等情況，易致使土壤酶活下降，抑制土壤微生物活動，惡化根系環境，使煙株生長受阻，煙葉品質差，降低吸食感受［2］。因此，確定煙草良好生長發育所必需的養分含量，調控各養分間的比例，平衡必需元素與大量元素間的關系，明確具體養分管理措施是提升烤煙質量與產量的關鍵。胡海洲等［3］通過對貴州盤縣主要煙田土壤的pH、有機質、氮素、磷素、鉀素、陽離子交換量等養分指標進行測定，分析了盤縣土壤養分現狀并對當地煙草營養調控、平衡施肥提出了指導性建議。但目前為止，未曾有關于重慶巫溪縣煙田土壤狀況及施肥區劃的相關研究報道。因此，為全面掌握巫溪植煙區土壤肥力特征、豐缺情況，于2021年對巫溪植煙區土壤進行養分測定，并為制定出因地制宜、行之有效的施肥方案提供可靠的數據理論支持。

1材料與方法

1.1區域自然概況

巫溪縣位于重慶東北部，E108°44′～109°58′，N31°14′～31°44′。亞熱帶暖濕季風氣候，四季分明，雨量充沛。

1.2土壤樣品采集與制備

2021年11月—2022年1月對重慶市巫溪縣整體植煙土壤進行采樣（圖1），當地種植煙草品種為‘云煙87’，煙田的種植年限大都在20年以上，大部分煙田采用常年連作方式。目前施肥方案為底肥采用復合肥（8∶12∶25）50kg/667m2，菜籽餅肥20kg/667m2，有機肥150kg/667m2，提苗肥（20-15-10）6kg/667m2，氮鉀復合肥（12.5∶0∶33.5）5kg/667m2，硫酸鉀7kg/667m2，按現代煙草農業規劃，一個種植單元（大約66700m2）采集一個土樣，遵循“土壤質地、地形、地貌能代表較大地塊”的要求，秉承“土樣厚度、深淺、寬狹大體一致”的原則，用“S型”布點法在各采樣點中隨機劃分出15個分采點進行垂直取樣。撥去土樣表面2～4cm的土壤并去除雜質。用四分法取約2kg的土樣帶回實驗室處理研究。將土樣自然風干，經粗磨和細磨后，粉碎過篩并分類、標記、裝瓶，測定分析各項養分指標。

1.3分析方法

參考土壤農化分析中的各項測定方法進行測定分析。按1∶2.5的水土比處理土樣并用pH計直接測定土壤pH［4］；重鉻酸鉀容量法（外加熱法）測定土壤有機質的含量［4］；NaOH堿解擴散法測定土壤氮素含量［4］；Olsen法進行前處理后用鉬銻抗比色法測定土壤磷素含量［4］；NH4AC前處理后用火焰光度計法測定土壤鉀素含量［4］；NH4Cl-NH4AC法測定交換性鈣鎂［4］。

1.4數據分析

數據的處理采用Excel2019、Origin2021進行統計分析，并運用Section2016及Mapgis67進行圖的繪制和分析。

1.5評價標準

通過參考第二次全國土壤普查報告及其他學者研究結果［5-8］，并結合巫溪縣煙田養分情況與煙株長勢現狀，將pH及土壤肥力劃分為5個等級（圖2），土壤評價標準如表1、表2所示：

2結果與分析

2.1巫溪植煙區土壤pH狀況及評價

2021年巫溪植煙區土壤pH平均值為6.15，有33.2%的煙田土壤呈弱酸性，存在酸化情況，無極酸性土壤（圖3）。其中朝陽鎮弱酸性土壤占比最多，為57.1%；其次分別為下堡、尖山和通城，占比分別為56%、36%、21.1%，古路無酸性土壤存在；處于適宜pH的煙田土壤占30.7%；有36.1%的土壤pH較高。2017年巫溪植煙區土壤pH均值為6.52，與該年相比，巫溪植煙區弱酸性土壤增加了18.2%，處于最適宜pH范圍土壤減少了3.5%，土壤酸化情況加重。需施用石灰、牡蠣鉀粉或其他堿性肥料來改良土壤pH，以供作物良好生長。

2.2巫溪植煙區土壤有機質含量狀況及評價

2021年巫溪植煙區土壤有機質平均含量為24.6g/kg，變異系數為19.62%，變異程度較小，地塊間差異較小，有機質含量分布較為均勻（圖4、圖5）。巫溪植煙區僅有15.3%的土壤有機質較為缺乏，有84.7%的土壤有機質含量豐富。其中，尖山有機質含量最高，占比為96%，其次為朝陽鎮、古路和下堡，占比分別為94.3%、91.4%和80%；通城有機質含量相對缺乏，占比為78.9%。針對有機質缺乏的區域可采用秸稈還田、高溫堆肥和施用有機肥等方式來增加土壤有機質含量；對于有機質含量豐富的區域，應在后續施肥中注意把控有機肥的施用量，防止對煙草生長造成負影響。

2.3巫溪植煙區土壤氮、磷、鉀含量現狀及評價

2.3.1巫溪植煙區土壤氮素含量狀況及評價

2021年巫溪植煙區土壤堿解氮含量均值為120.56mg/kg，其中有18.8%的土壤含量過低；處于適宜水平的占比為78.2%，其中，古路和朝陽鎮均占85.7%，其后依次為尖山、下堡和通城，分別占84%、72%、68.4%；含量豐富的共占3%（圖6、圖7）。整體而言，巫溪植煙區堿解氮含量十分適宜，后續應嚴格控制氮肥用量，維持氮素含量處于最優區間。

2.3.2巫溪植煙區土壤磷素現狀及評價

2021年巫溪植煙區土壤有效磷含量均值為35.95mg/kg，變異系數為55.41%，變異系數較大，分布不均勻。巫溪植煙區有11.4%的土壤有效磷含量過低，其中通城最為缺乏，占比為15.8%；有33.7%的土壤有效磷處于適宜范圍，其中，古路占比最高，為25.4%，其后依次是通城、下堡、尖山和朝陽鎮，分別占42.1%、40%、16%、5.7%；有54.9%的土壤有效磷含量處于較高水平，其中朝陽鎮有效磷含量極高，占比91.4%（圖8、圖9）。總體而言，巫溪植煙區有效磷含量較為豐富。2017年巫溪縣煙田土壤有效磷含量為26.86mg/kg，與之相比凈增長了9.09mg/kg，在后續生產中可適當減少磷肥的施用，使磷素含量處于適宜水平。

2.3.3巫溪植煙區土壤鉀素現狀及評價

2021年巫溪植煙區土壤速效鉀含量均值為287.06mg/kg，變異系數為47.15%，變異程度較大，分布不均勻。巫溪植煙區有16.3%的土壤速效鉀含量過低，其中，朝陽鎮最為缺乏，占比為22.7%；有20.3%的土壤速效鉀處于適宜范圍；有63.4%的土壤含量豐富（圖10、圖11）。總體而言，巫溪植煙區土壤速效鉀含量也處于較高水平。與往年相比，速效鉀含量呈上升趨勢，應注意對鉀素含量的調控。

2.4巫溪植煙區土壤交換性鈣、鎂含量現狀及評價

2021年巫溪植煙區土壤交換性鈣（圖12-a）、交換性鎂（圖12-b）平均含量分別為5.93cmol/kg和0.80cmol/kg。巫溪植煙區分別有35.2%、48.5%的土壤交換性鈣、鎂含量低，其中，朝陽鎮和下堡較為缺乏，占比分別達到了62.9%、74.3%和60.00%、64.00%，處于適宜范圍的土壤分別為24.3%和13.9%；處于較高水平的分別占40.6%、15.4%。總體而言，巫溪植煙區土壤交換性鎂含量較低，且交換性鈣、鎂分布不均，地塊差異極大。

2.5巫溪植煙區土壤交換性鈣、鎂含量及土壤陽離子交換量與pH的關系

將巫溪植煙區土壤交換性鈣、鎂含量與土壤pH進行線性擬合。由圖13可知，擬合所得曲線斜率均為正值，故二者與pH均呈線性顯著正相關（Plt;0.01）。比較斜率可知，土壤交換性鈣與pH擬合所得斜率更大，表明煙田土壤pH在提高相同程度時，土壤交換性鈣的增量將大于土壤交換性鎂。

將巫溪植煙區土壤陽離子交換量與pH進行線性擬合。結果表明，該擬合曲線斜率為負值，二者呈線性負相關（圖14）。

3結論與討論

3.1巫溪植煙區土壤現狀分析及演變情況

土壤是植物賴以生存的基礎，是植物營養的根本來源［9］。目前總體而言，巫溪植煙區土壤肥力較高，但仍存在些許問題亟待改善。

研究表明，土壤酸堿度的改變在引起土壤養分的有效性及各種理化性質等發生變化的同時還會對煙株根系的生長和對養分的利用產生制約作用，進而影響煙草對養分的吸收和煙株的光合作用效率及干物質、香氣物質的累積，最終對煙草的生長及優質烤煙的生產產生直接影響［10-11］。2021年巫溪縣煙田土壤的pH均值是6.15，雖總體處于適宜水平，但發生酸化的土壤較往年有所增長，有逐步酸化的傾向，土壤酸化情況有待改善。因此，根據研究結果并結合實地情況，對于巫溪植煙區的酸化土壤采取分段改良的措施：參照吳佳蓉等［12］的研究，對于pH低于5.0的酸性土壤應施用1.3t/hm2的石灰并配施1t/hm2高溫堆肥以提高pH；根據張圣煒等［13］的研究，對于pH介于5.0與5.5間的弱酸性土壤可施用牡蠣鉀粉100kg/667m2，以實現成本與改良效益的最大化。

適宜的土壤有機質含量是優質煙生產的必需條件，其含量過高或過低都將降低煙葉的品質。若有機質缺乏則會導致各香氣物質減少，燃燒時雜氣較重，刺激性強，吸食品質較差；而當有機質過量時，會引起氮素的大量礦化，在導致煙葉晚熟的同時由于氮代謝轉化不及時，煙堿含量上升，降低烤煙品質［14］。巫溪植煙區土壤有機質含量較為豐富且逐年提高，僅有15.3%的土壤有機質較為缺乏。因此，對于有機質含量較高的地塊，需對其進行嚴格調控，減少有機肥和生物肥的使用；對于有機質含量過低的煙田，可利用生物糞便、廢棄秸稈等原料并配施微生物菌劑來發酵產有機肥。將腐熟的肥料按照300kg/667m2的用量來施加以提高土壤有機質含量［15］。同時，還可施加腐熟的菜籽粕為煙株提供營養，提高氮、磷等養分的有效性，促進吸收［16］。

氮、磷、鉀作為植物生長的必需元素，在煙草作物的生長過程中有著極為重要的影響。當氮素含量適宜時，花芽分化極快，葉片長勢迅猛，煙株株高和莖圍在短時間內大量增加［17］。磷參與著煙草作物體內的各種代謝反應，是影響煙草產量與品質的重要元素［18］。當磷素缺乏時，會抑制相關養分元素轉運蛋白的表達，導致地上部生長受阻，阻礙干物質的累積；而當磷素過量，則會引起煙株早熟，光合作用累積物質被大量消耗，器官發育不良，組織脆弱，燃燒時彈性低，雜氣重，品質差［19-21］。煙草素有“喜鉀作物”之稱，其吸收量遠高于氮素和磷素；當鉀素出現虧缺時，會引起膜上各種蛋白質、受體失活，酶活下降，嚴重時會導致煙株死亡［22-23］。因此，將氮、磷、鉀三種必需元素均調控到適宜水平，平衡好三者間的施用比例，是獲得優質烤煙、實現產量最大化的關鍵。否則，過量或缺乏都將影響煙株品質甚至減產虧損。巫溪植煙區土壤磷、鉀素含量極為豐富，且逐年增加，但變異系數較大，各地塊間差異較大，含量分布不均；堿解氮含量適宜，利于植株生長。在后續生產中，要根據當地煙田養分情況，制定合理的施肥區劃方案。總體上應減少磷、鉀肥的使用，對于較為缺乏的地塊，可按照施肥配方建議施用P2O5及高螯合態有機鉀肥或生物鉀肥硅酸鹽菌粉等來分別增加磷素和鉀素含量［24］；繼續保持氮素適宜水平。

鈣、鎂元素是煙株體內不可或缺的中量元素。鈣作為第二信使參與著諸多生化反應及信息傳遞過程，對保護細胞膜，維護其完整性有重要作用；當鈣素處于適宜水平時，由于煙堿含量的增加，煙葉品質和產量均得到提升；而當鈣素缺乏時，根系生長停滯，蛋白質合成受阻，游離的氨基酸增多，煙株中有機物累積量下降，吸食香氣不濃郁［25］。鎂作為構成葉綠素的中心元素，是葉綠素的合成關鍵，催化提高光合系統Ⅱ的活性，促進光合作用的進行；作為多種反應的催化劑，在鎂素缺乏時，會導致各種生理活動難以進行，植株的生命活動受到抑制，并且缺鎂還會造成RNA合成受阻，蛋白質無法合成［26］。巫溪植煙區有35.2%的土壤交換性鈣含量偏低，其余處于適宜或較高水平，變異系數較大，分布極不均；土壤交換性鎂含量較為缺乏，總體呈中等偏低水平，僅有1.5%的土壤含量較高。針對以上交換性鈣、交換性鎂較為缺乏的煙田，可施用硅鈣鉀鎂肥100kg/667m2進行處理以增加交換性鈣、交換性鎂含量，保證煙株良好生長［27］。

pH與土壤交換性鈣、交換性鎂含量的關系能直接反應土壤的酸化情況。若鈣、鎂離子不斷與H+發生交換，難以在膠體表面被穩定吸附而大量淋失，含量較低，則表明此處土壤酸化情況嚴重；反之，在堿性土壤中，其離子濃度含量相對較高［28］。巫溪植煙區土壤pH與交換性鈣、交換性鎂含量關系為線性顯著正相關，與唐韻等［29］的研究結果一致。

陽離子交換量能反映土壤結構情況，是評價土壤肥力狀況、保水保肥能力及緩沖性能的重要指標［30］。當前，pH與陽離子交換量間的關系并無定論。本研究中，巫溪植煙區土壤pH與陽離子交換量呈線性負相關，即隨著陽離子交換量增加，土壤pH下降。該結果與楊亞楠等［31］、魏孝榮等［32］的研究結果相符。唐賢等［33］認為，土壤有機質是影響陽離子交換量的根本原因。有機質經礦化和腐質化作用形成各種礦質養分、腐殖質和有機酸等，可引起pH下降；其中腐殖質帶有大量的負電荷，將使得陽離子交換量增多。因此，在后續生產中，針對有機質較為缺乏的地塊可施加有機肥或配施微生物菌劑、無機肥等，增加土壤有機質含量，提高微生物分解作用，以增加陽離子交換量，提高土壤質量和緩沖能力［34］。

3.2施肥區劃建議

通過對2021年巫溪植煙區土壤現狀及變化趨勢的分析，并秉承“縣域大配方，地塊小調整”的原則，以實現“改良土壤酸化現狀，保持有機質、氮素含量，控磷鉀，增鈣鎂”的目標。通過將巫溪植煙區各養分含量圖進行疊加，綜合分析，得到巫溪植煙區土壤施肥區劃圖并由此制定合理且科學的施肥方案（圖15）。為使煙田土壤養分含量均處于最適宜的狀態，對于低等肥力土壤應施用7.5～8.0kg的氮肥，中等肥力的土壤施用7.0～7.5kg氮肥，高等肥力的土壤施用6.0～7.0kg氮肥。由于巫溪植煙區磷、鉀含量偏高，需減少磷、鉀肥的施用量，調整其施肥比例。對于低等肥力土壤應分別施用7.0～7.5kg的磷肥和18.5～20kg的鉀肥，中等肥力的土壤分別施用磷肥6.5～7.0kg和鉀肥17.5～18.5kg，高等肥力的土壤分別施用磷肥5.5～6.0kg和鉀肥15.0～17.5kg。

巫溪植煙區土壤pH總體處于適宜水平，但部分煙田土壤存在逐步酸化現狀，需根據不同地塊的不同酸化程度及時分段改良；煙田土壤肥力整體較高，有機質含量豐富且逐年上升，其中，氮、鉀元素含量豐富，磷元素含量處于中等水平，后續應注意對磷鉀元素含量的把控；土壤pH與交換性鈣、鎂含量呈顯著正相關，與土壤陽離子交換量呈負相關，鈣、鎂含量空間分布差異性較大，針對較為缺乏的地塊應及時補充；通過秉承“縣域大配方，地塊小調整”的原則，在分析土壤養分測定數據的基礎上繪制植煙區土壤施肥區劃圖，制定出相應的施肥方案，以提高巫溪植煙區烤煙的產量與質量，最終實現遵循“改良土壤酸化現狀，保持有機質、氮素含量，控磷鉀，增鈣鎂”的目標。

（責任編輯：段麗麗）

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