貴州植煙土壤氮?磷?鉀豐缺指標的研究

李想 李光雷 王定斌 李彩斌 張龍 柳強 楊靜 蔣衛 沈子霞 芶劍渝 朱經偉 劉艷霞 劉海偉 孫光軍

摘要 為建立貴州植煙土壤的氮、磷、鉀養分豐缺指標，根據在貴州遵義、畢節和黔東南開展的煙草肥料試驗，分析土壤有效氮、磷、鉀養分含量與煙葉相對產量之間的相關性，以缺素區與全量施肥區煙葉相對產量≥95%、85%～<95%、65%～<85%、50%～<65%和＜50%為標準，將對應的土壤速效養分分別劃分為極高、高、中、低和極低5個等級。結果顯示，貴州各試驗點植煙土壤堿解氮、有效磷和速效鉀平均值分別為122.66、32.52和347.25 mg/kg，而缺氮、缺磷、缺鉀處理煙葉相對產量平均值分別為84.00%、91.97%和101.00%。經過關系方程推算得出，貴州植煙土壤極高、高、中、低和極低肥力等級堿解氮指標分別為≥134.9、123.8～<134.9、101.5～<123.8、84.8～<101.5和<84.8 mg/kg，有效磷指標分別為≥34.5、28.0～<34.5、14.9～<28.0、5.1～<14.9和<5.1 mg/kg，速效鉀指標分別為≥324.0、285.3～<324.0、207.8～<285.3、149.6～<207.8和<149.6 mg/kg，可為貴州煙草產區合理施肥提供參考和指導。

關鍵詞 烤煙；豐缺指標；相對產量；肥力評價；貴州

中圖分類號 S158? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2024）06-0155-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.034

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Study on the Abundance-deficiency Indices of Soil Nitrogen，Phosphorus，Potassium for Tobacco Planting Soils in Guizhou

LI Xiang1， LI Guang-lei1， WANG Ding-bin2 et al

（1.Guizhou Tobacco Company， China National Tobacco Corporation， Guiyang， Guizhou 550004; 2. Qiandongnan Branch of Guizhou Tobacco Company， Kaili， Guizhou 556099）

Abstract In order to establish the abundance-deficiency indices of soil nitrogen，phosphorus，potassium for tobacco planting soils in Guizhou Province， the correlation between the content of available nitrogen， phosphorus， and potassium nutrients in soil and the relative yield of tobacco leaves was analyzed based on fertilizing experiments we performed in Zunyi， Bijie and Qiandongnan. Based on the criteria that the relative yield of tobacco leaves was ≥95%， 85%-<95%， 65%-<85%， 50%-<65%， and <50% in the nutrient deficient plots， the corresponding soil available nutrients were divided into five grades， namely， extremely high， high， medium， low， and extremely low. The results showed that the average values of available nitrogen， available phosphorus， and available potassium were 122.66， 32.52， and 347.25 mg/kg， respectively. The average relative yields of tobacco leaves under nitrogen， phosphorus， and potassium deficiency treatments were 84.00%， 91.97%， and 101.00%， respectively. According to the calculation of the relationship equation， the indexes of alkali-hydrolyzable nitrogen in the extremely high， high， medium， low， and very low fertility grades of tobacco planting soils in Guizhou are≥134.9， 123.8-<134.9， 101.5-<123.8，84.8-<101.5， and<84.8 mg/kg， the indexes of available phosphorus are≥34.5， 28.0-<34.5， 14.9-<28.0， 5.1-<14.9， and <5.1 mg/kg， and the indexes of available potassium are≥324.0， 285.3-<324.0， 207.8-<285.3， 149.6-<207.8， and<149.6 mg/kg， respectively. It would provide reference and guidance for rational fertilization in Guizhou tobacco planting areas.

Key words Flue-cured tobacco;Abundance-deficiency indices;Relative yields;Fertility evaluation;Guizhou

土壤是農作物生產的物質基礎，土壤養分含量是煙草合理施肥的重要依據和作物產質量的基礎。近年肥料的過量施用逐漸成為全球關注的環境問題，因此合理的土壤肥力評價有助于生產者或管理者科學調整肥料施用方法，減少生產資源浪費，提高土壤生產力，并保護生態環境，促進農業生產可持續發展。此前我國植煙土壤肥力評價已有不少報道［1-3］。

然而，目前土壤肥力評價應用的養分豐缺指標大多數還是以20世紀80年代開展的第二次土壤普查結果為基準，隨著數十年土壤肥力的變化，其對目前施肥的指導意義已經大幅減弱。因此，近年研究者們對不同作物建立了土壤大量養分的豐缺指標，如孫洪仁等［4-6］建立了中國小麥、馬鈴薯、紫花苜蓿等作物土壤氮磷鉀豐缺指標。由于我國各區域間土壤類型多變，養分供應狀況不同，因此針對不同區域，也建立了土壤養分的豐缺指標，如李云祥等［7］研究了甘肅中部灌區春小麥土壤氮磷鉀養分豐缺指標，陳華等［8］建立了云南旱地小麥養分豐缺指標，賈良良等［9］建立了河北平原夏玉米農田土壤磷、鉀養分豐缺指標，張輝等［10］提出了長江中下游甘薯土壤氮磷鉀養分區域豐缺指標。

煙草是我國重要的經濟作物，在全國十幾個省份廣泛種植。然而，針對植煙土壤豐缺指標的研究相對缺乏。貴州屬亞熱帶濕潤季風氣候區，四季分明，年均氣溫15 ℃左右，年降雨量1 000～1 400 mm，年無霜期250～300 d。貴州氣候適宜，是我國煙草種植大省，也是各個工業優質煙葉原料的生產基地。因此，該研究以前期在貴州煙區實施的44個氮、磷、鉀肥料田間試驗為基礎，建立了貴州植煙土壤大量養分豐缺指標，為指導貴州蜜甜香煙葉產區的科學施肥提供重要理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點設在貴州省遵義播州區、黔東南州黃平縣、畢節市大方縣和黔西縣，其中播州、大方和黔西各設10個試驗點，黃平縣設14個試驗點，共44個試驗點。試驗地選擇肥力均勻、平坦，具有代表性的高、中、低不同肥力水平的田塊。

1.2 試驗設計

采用田間試驗。試驗設全量施肥對照、缺氮、缺磷、缺鉀共4個處理，施肥方案由區縣煙草公司提供。氮肥采用硝酸銨鈣（含N 15.5%），磷肥采用鈣鎂磷肥（含P2O5 12%），鉀肥采用硫酸鉀（含K2O 50%），于起壟前作為基肥施入，施肥量統計情況見表1。試驗采用隨機區組設計，每個處理設3次重復，每小區面積約為60 m2（5 m×12 m）。煙草品種采用當地主栽品種，田間管理措施均參照當地生產方案執行。每小區在采烤結束后，對煙葉產量進行統計。

1.3 樣品采集與檢測

于煙田起壟施肥前在每個試驗地塊按“S”形或“梅花”形取樣法取耕層土壤樣品，取樣深度0～20 cm，均勻混合成一個基礎農化土樣，經分揀雜物、自然風干、研磨后過20目篩備用。土壤指標檢測均采用標準方法，堿解氮采用堿解擴散法（LY/T 1228—2015），有效磷采用連續流動法（NY/T 1121.25—2012），速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法（NY/T 889—2004）。基礎土樣速效養分檢測結果統計數據見表1。

1.4 數據分析

采用相對產量法確定土壤肥力分級。

相對產量=Xi/Xt×100%

式中：Xi是缺i元素時煙葉產量（kg/hm2），i為氮、磷、鉀；Xt為全量施肥時煙葉產量（kg/hm2）。相對產量≥95%的土壤此元素肥力等級為極高，85%～<95%為高，65%～<85%為中，50%～<65%為低，<50%為極低。

應用IBM SPSS 19.0進行數據分析，采用Ducan法（P＜0.05）方差分析。Microsoft Excel 2010和IBM SPSS 19.0繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 煙葉產量情況

全量施肥、缺氮、缺磷、缺鉀各處理下44個試驗點煙葉產量統計情況見表2。全量施肥對照處理，所有試驗點產量平均值為2 035.48 kg/hm2，4個縣區大方（2 108.89 kg/hm2）＞黔西（2 046.16 kg/hm2）＞播州（2 025.22 kg/hm2）＞黃平（1 982.76 kg/hm2）。缺氮處理，所有試驗點產量平均值為1 707.32 kg/hm2，4個縣區大方（2 157.44 kg/hm2）＞播州（1 632.31 kg/hm2）＞黔西（1 619.63 kg/hm2）＞黃平（1 502.03 kg/hm2）。缺磷處理，所有試驗點產量平均值為1 873.76 kg/hm2，4個縣區大方（2 231.77 kg/hm2）＞黔西（2 028.24 kg/hm2）＞黃平（1 673.39 kg/hm2）＞播州（1 641.77 kg/hm2）。缺鉀處理，所有試驗點產量平均值為2 044.22 kg/hm2，4個縣區大方（2 169.70 kg/hm2）＞黃平（2 073.92 kg/hm2）＞黔西（2 033.74 kg/hm2）＞播州（1 887.61 kg/hm2）。從變異系數看出，缺氮、缺磷、缺鉀處理的數據波動高于全量施肥對照處理。

2.2 相對產量

通過缺素處理產量與全量施肥對照處理的比值可計算各處理相對產量數據，缺氮處理全部試驗點和各縣區點位箱式圖見圖1。播州、黔西、大方、黃平煙葉相對產量平均值分別為79.28%、81.06%、103.24%、75.74%，全部樣點平均值為84.00%。方差分析表明，缺氮處理大方煙葉相對產量顯著高于其他縣區，說明大方產區土壤氮養分供應量較其他產區高。

缺磷處理全部試驗點和各縣區點位箱式圖見圖2，播州、黔西、大方、黃平煙葉相對產量平均值分別為80.77%、98.97%、106.23%、84.78%，全部樣點平均值為91.97%。方差分析表明，缺磷處理大方煙葉相對產量顯著高于播州和黃平，黔西煙葉相對產量顯著高于播州，說明大方和黔西產區土壤磷養分供應量高于播州和黃平。

缺鉀處理全部試驗點和各縣區點位箱式圖見圖3，播州、黔西、大方、黃平煙葉相對產量平均值分別為93.13%、100.16%、104.09%、85.03%，全部樣點平均值為101.00%。方差分析表明，缺鉀處理4個縣區煙葉相對產量無顯著差異。

2.3 土壤肥力

按照缺素處理煙葉相對產量與土壤肥力對應關系，可計算各試驗點氮、磷、鉀3種元素的肥力水平，見表3。所有樣點中，土壤氮極高肥力占29.55%，中等肥力占50.00%，低與極低肥力占近16.00%；土壤磷極高肥力占50.00%以上，中、高肥力各占18.18%，低與極低肥力共占11.37%；土壤鉀極高肥力樣點占近60.00%，低肥力及以下占比不足7.00%。在這一定程度反映出貴州植煙土壤的綜合肥力水平，總體上磷、鉀肥力較高，而氮肥力中高。

2.4 養分豐缺指標的確定

通過建立各試驗點土壤速效養分與此養分缺素處理時煙葉相對產量的對應關系，嘗試推算各個土壤養分的豐缺指標，見圖4～6。將相應缺素區相對產量節點（50%、65%、85%和95%）代入對應線性方程，得到貴州植煙土壤堿解氮、有效磷和速效鉀豐缺指標建議值（表3）。

3 討論

煙草吸收的養分主要來自土壤，其生長發育、產量、品質都與土壤有密切的關系。對植煙土壤養分豐缺狀況進行診斷，有助于改進施肥技術，提高煙草肥料利用率，對維持煙區土壤養分平衡，保障煙區煙葉質量穩定性，實現煙區可持續發展具有重要意義［2］。貴州煙葉風格特征鮮明，得到多家工業的認可，在我國煙草產業體系建設和中式卷煙發展中起到重要的作用，因此對貴州煙草產區土壤肥力的評價也多有研究。遵義市作為蜜甜香烤煙的主要生產煙區，土壤氮處于上等水平，有效磷、速效鉀處于中等水平［10-11］。畢節植煙土壤速效氮含量總體較為豐富，有效磷含量總體偏高［12］。六盤水市各植煙區土壤堿解氮含量豐富，速效磷含量偏低，速效鉀含量豐富至適宜［13］。黔南山地植煙土壤有機質含量適中，堿解氮、有效磷和速效鉀含量豐富［14］。黔東南州土壤含氮量中等，有效磷較低，鉀含量豐富［15］。而且，土壤養分隨時間有緩慢的變化趨勢，比如2006—2016年遵義植煙土壤速效鉀增加了57.25%，堿解氮和有效磷則有所下降［11］，畢節土壤速效鉀也有增加趨勢［16］。劉海偉等［17］研究發現，貴州植煙土壤養分存在表層聚集的現象，耕層土壤氮、磷速效養分含量較為豐富，鉀含量變異較大。所以，有必要研究和重新建立適宜貴州植煙土壤肥力評價的養分豐缺指標。

土壤養分豐缺指標的常用研究方法是采用肥料試驗的相對產量。農業部《測土配方施肥技術規范（2011年修訂版）》，以缺素相對產量≥95%、90%～<95%、75%～<90%、60%～<75%和<60%分別定為高、較高、中、較低和低5個土壤肥力等級。但在實際應用中，根據不同作物或不同產地區域，相對產量范圍和等次數量均有所調整，但一般氮、磷、鉀3個元素都采用同一套等級范圍［8］。孫洪仁等［4-5］在研究全國小麥和馬鈴薯產地土壤養分豐缺指標時，相對產量選用≥100%、90%～100%、80%～90%、70%～80%、60%～70%、50%～60%和＜50%將土壤大量養分肥力劃分為7個等級。李云祥等［7］研究甘肅中部灌區春小麥土壤氮、磷、鉀豐缺指標時，選用≥90%、80%～90%、70%～80%、60%～70%、50%～60%、<50%將土壤肥力劃分為6個等級。賈良良等［9］選用相對產量＞95%、>85%～95%、>75%～85%、>65%～75%、≤65%將河北平原夏玉米農田土壤劃分為5個等級。陳華等［8］選用＞90%、75%～90%、60%～75%和＜60%將云南旱地小麥土壤速效養分分別劃分為高、中等、低和極低4個等級。該研究也采用5個等級，選定相對產量范圍為≥95%、85%～<95%、65%～<85%、50%～<65%和＜50%。對比該研究豐缺指標與此前文獻所用指標［18］，發現堿解氮、有效磷指標范圍趨中收縮，而速效鉀指標低肥力限度提升。

貴州為山地高原，海拔670～2 150 m，土壤類型多，成土母質復雜，地帶性與非地帶性土壤分布相交錯，非地帶性土壤分布十分明顯，土壤養分含量變異也較為顯著［17］。從該研究結果看，畢節市的大方和黔西綜合肥力較高，因而今后還可針對不同地市對土壤養分的豐缺指標進一步優化。

4 結論

土壤有效氮、磷、鉀養分含量與對應缺素區煙葉相對產量建立經過關系方程R2分別為0.600 8、0.578 8和0.530 7，從而推算出貴州植煙土壤極高、高、中等、低和極低肥力等級堿解氮指標分別為≥134.9、123.8～<134.9、101.5～<123.8、84.8～<101.5和<84.8 mg/kg，有效磷指標分別為≥34.5、28.0～<34.5、14.9～<28.0、5.1～<14.9和<5.1 mg/kg，速效鉀指標分別為≥324.0、285.3～<324.0、207.8～<285.3、149.6～<207.8和<149.6 mg/kg。

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