張大純,楊清林,張雙雙,賈少成,蔣尊龍,靳志麗*,王錫春
(1河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,鄭州450016;2山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,濟(jì)南250100;3湖南省煙草公司永州市公司,永州425000)
土壤養(yǎng)分是評價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)[1]。諸多研究表明,植煙土壤養(yǎng)分供應(yīng)水平影響煙草生長發(fā)育水平,進(jìn)而影響煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[2~4]。其中氮、磷、鉀大量養(yǎng)分是植物營養(yǎng)三要素,是決定烤煙產(chǎn)質(zhì)量水平的關(guān)鍵因素[5]。
永州位于湖南省西南部,屬于南嶺丘陵區(qū)焦甜純甜香型烤煙產(chǎn)區(qū),是全國烤煙種植適宜區(qū)和優(yōu)勢區(qū)。土壤營養(yǎng)狀況的調(diào)查和分析是烤煙平衡施肥的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[6],繼2000年第一次土壤養(yǎng)分普查后,永州市于2015年啟動(dòng)了第二次土壤普查,全面調(diào)查了植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況并做出客觀評價(jià),以為本區(qū)烤煙配方施肥、特色優(yōu)質(zhì)煙葉區(qū)域優(yōu)化布局提供基礎(chǔ)支撐。
2015年在永州市所有產(chǎn)煙縣(寧遠(yuǎn)、新田、藍(lán)山、江華、江永、道縣、東安),以種煙村為單位采集代表性土壤樣品689個(gè),其中寧遠(yuǎn)193個(gè)、新田115個(gè)、藍(lán)山80個(gè)、江華136個(gè)、江永55個(gè)、道縣80個(gè)、東安30個(gè)。土壤樣品的采集時(shí)間選在前茬作物收獲后,煙草尚未施用底肥和移栽以前完成,同時(shí)避開降雨。在采樣地塊,GPS定位,采用“S”形或?qū)蔷€取樣法,多點(diǎn)取耕層0~20 cm深度的土壤樣品,制成一個(gè)約1.0 kg的混合土樣。土樣登記編號后進(jìn)行預(yù)處理,經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過篩、混勻、裝瓶備用。
土壤全氮采用硫酸-硫酸鉀-硫酸銅消煮、蒸餾滴定法測定;全磷采用氫氧化鈉熔融、鉬銻抗比色法測定;全鉀采用氫氧化鈉熔融、火焰光度法測定;堿解氮采用擴(kuò)散法;有效磷采用碳酸氫鈉浸提、鉬銻抗比色法測定;速效鉀采用醋酸銨浸提、火焰光度法測定。其具體測定方法參考文獻(xiàn)[7]。
參照羅建新等[8]建立的湖南省植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況評價(jià)體系,同時(shí)結(jié)合煙區(qū)多年肥料試驗(yàn)結(jié)果,建立土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)。
采用DPS統(tǒng)計(jì)軟件和EXCEL進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
各指標(biāo)均值均大于臨界值,各指標(biāo)數(shù)據(jù)離散程度由大到小依次為有效磷、速效鉀、全磷、全氮、全鉀、堿解氮(表1)。土壤有效磷和速效鉀數(shù)據(jù)變異較大,數(shù)據(jù)分布范圍分別為5.59~120.10 mg/kg和34~515 mg/kg。因此,施用磷、鉀肥時(shí),應(yīng)因地制宜,合理施用。
表1 永州煙區(qū)土壤養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)描述
2.2.1 土壤全氮分布特征
土壤全氮含量是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)[9]。研究表明,成土母質(zhì)和土地利用方式是土壤全氮空間變異的顯著影響因子[10]。永州市土壤全氮含量總體水平較高,全氮含量水平較低的樣本沒有,中等水平的樣本占比1.3%,較高和高水平的樣本占比98.7%,較高和高水平樣本比例從高到低依次為東安、道縣、寧遠(yuǎn)、江華、新田、藍(lán)山、江永(表2)。統(tǒng)計(jì)表明,各產(chǎn)區(qū)之間的土壤全氮含量達(dá)到了極顯著差異,東安、藍(lán)山全氮含量總體較高,與其它產(chǎn)區(qū)均達(dá)到了極顯著差異水平,江永全氮含量相對較低,與大部分產(chǎn)區(qū)差異達(dá)極顯著水平。
2.2.2 土壤堿解氮分布特征
土壤堿解氮受降雨量、海拔高度、質(zhì)地、施肥等因素的影響,可作為當(dāng)季煙草推薦施氮量的關(guān)鍵參考指標(biāo)[5]。全市大部分樣本土壤堿解氮處于中等和較高水平,占比80.9%,低水平的樣本沒有,中等及以上水平的樣本比例從高到低依次為東安、藍(lán)山、江華、寧遠(yuǎn)、新田、道縣、江永(表3)。統(tǒng)計(jì)表明,各產(chǎn)區(qū)之間的土壤堿解氮含量達(dá)到了極顯著差異,東安、藍(lán)山全氮含量總體較高,與其它產(chǎn)區(qū)均達(dá)到了極顯著差異水平,其它5個(gè)產(chǎn)區(qū)堿解氮含量差異不顯著。
表3 永州煙區(qū)土壤堿解氮均值及各等級所占比例
2.2.3 土壤全磷分布特征
土壤磷素既是影響植物生長和土壤肥力的關(guān)鍵指標(biāo),也是調(diào)控土壤碳、氮生物化學(xué)循環(huán)過程的重要元素[11]。從表4可以看出,全市大部分樣本土壤全磷含量各等級均占有一定比例,其中以含量中等和較高的樣本比例較高,全市全磷含量中等及以上樣本占比91.4%,各產(chǎn)區(qū)從高到低依次為新田、藍(lán)山、江華、寧遠(yuǎn)、東安、江永、道縣。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,各產(chǎn)區(qū)土壤全磷含量達(dá)到了極顯著差異,藍(lán)山全磷含量總體較高,與其它產(chǎn)區(qū)均達(dá)到了極顯著水平,道縣、東安全磷含量相對較低,與大部分產(chǎn)區(qū)差異達(dá)極顯著水平。
表4 永州煙區(qū)土壤全磷均值及各等級所占比例
2.2.4 土壤有效磷分布特征
土壤有效磷常作為土壤磷素用量的重要參考指標(biāo)[5]。由表5可知,全市大部分樣本土壤有效磷含量處于中等及以上水平,占比96.7%,較低含量水平的樣本只占3.3%,低水平的沒有。各產(chǎn)區(qū)中等及以上水平樣本比例從高到低依次為江華、藍(lán)山、道縣、東安、新田、江永、寧遠(yuǎn)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,各產(chǎn)區(qū)之間的土壤有效磷含量達(dá)到了極顯著差異,江華、藍(lán)山有效磷含量總體較高,與其它產(chǎn)區(qū)均達(dá)到了極顯著水平,其它5產(chǎn)區(qū)之間的差異不顯著。
表5 永州植煙土壤有效磷均值及各等級所占比例
2.2.5 土壤全鉀分布特征
土壤全鉀含量取決于成土母質(zhì)風(fēng)化程度、土壤質(zhì)地和耕作措施,反映土壤鉀素貯量狀況[12]。由表6可以看出,全市土壤樣本全鉀含量各級別均占有一定比例,其中以含量中等樣本比例較高,含量較低和較高樣本也占有一定比例,含量處于高級別的樣本比例較小。全市全鉀含量中等及以上樣本占比82.3%,各產(chǎn)區(qū)從高到低依次為東安、江華、藍(lán)山、江永、道縣、新田、寧遠(yuǎn)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,各產(chǎn)區(qū)之間的土壤全鉀含量達(dá)到了極顯著差異,東安、江華全鉀含量總體較高,與大多數(shù)產(chǎn)區(qū)差異達(dá)極顯著水平,其它5產(chǎn)區(qū)全鉀含量差異不顯著。
表6 永州植煙土壤全鉀均值及各等級所占比例
2.2.6 土壤速效鉀分布特征
表7顯示全市土壤速效鉀含量分布范圍較寬,變異較大,各含量等級均有一定比例分布,其中以較低、中等和較高三個(gè)級別所占比例相對較高,中等及以上水平樣本占比59.2%,各產(chǎn)區(qū)這一比例從高到低依次為藍(lán)山、寧遠(yuǎn)、新田、江華、東安、道縣、江永。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,各產(chǎn)區(qū)之間的土壤速效鉀含量達(dá)到了極顯著差異,藍(lán)山速效鉀含量總體較高,與其它產(chǎn)區(qū)均達(dá)極顯著水平,其它6產(chǎn)區(qū)速效鉀含量差異不顯著。
表7 永州植煙土壤速效鉀均值及各等級所占比例
將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)植煙土壤大量養(yǎng)分進(jìn)行中間距離法系統(tǒng)聚類分析,得到78個(gè)主要產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤大量養(yǎng)分聚類圖(圖1),可將產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)分為5種類別(表8)。第Ⅰ類別:全氮高、全磷中、全鉀中、堿解氮較高、有效磷高、速效鉀中。第Ⅱ類別:全氮高、全磷較高、全鉀中、堿解氮高、有效磷高、速效鉀中。第Ⅲ類別:全氮高、全磷中、全鉀中、堿解氮中、有效磷較高、速效鉀較低。第Ⅳ類別:全氮高、全磷較高、全鉀中、堿解氮較高、有效磷高、速效鉀較高。第Ⅴ類別:全氮高、全磷較高、全鉀中、堿解氮較高、有效磷高、速效鉀高。對各類別統(tǒng)計(jì)分析表明,全磷、堿解氮、有效磷、速效鉀在類別之間的差異達(dá)顯著水平,全氮、全鉀在各類別之間差異不顯著。
表8 各類別土壤大量元素含量比較
永州煙區(qū)土壤全氮含量豐富,堿解氮中等或較高,土壤潛在供氮能力強(qiáng),當(dāng)季供氮水平比較充足;土壤全磷大多數(shù)中等及較高,速效磷絕大多數(shù)中等或較高,磷貯存量和供應(yīng)能力比較適宜;土壤全鉀及速效鉀分布范圍較寬,40%以上的土壤速效鉀含量不足,土壤鉀貯存和供應(yīng)能力相對不足。
聚類分析將永州土壤大量養(yǎng)分分為五大類型,五種類型土壤應(yīng)根據(jù)其養(yǎng)分含量,因地制宜合理施肥。
根據(jù)永州各煙區(qū)土壤養(yǎng)分特征和分區(qū)類型,推薦施肥策略為:煙田氮肥用量應(yīng)控制在127.5~150 kg/hm2;推薦氮磷比 1∶0.8~1;適當(dāng)增加鉀肥用量,推薦氮鉀比1∶2.5~3。速效氮較高以上水平煙田,N用量127.5~135.0 kg/hm2;速效氮中等水平煙田,N用量142.5 kg/hm2左右;速效氮較低水平煙田,N用量約150 kg/hm2。根據(jù)各類別區(qū)氮肥用量和氮磷、氮鉀比例,確定磷、鉀肥用量。