劉 剛,李 浩,董賢春,饒雄飛,覃光炯,喬德平,向祖宏,秦鐵偉,袁躍斌
(1.湖北省煙草公司 宜昌市公司,湖北 宜昌 443000;2.湖北省煙草科學研究院,湖北 武漢 430030)
土壤養(yǎng)分含量是評價土壤肥力的重要指標,影響煙葉品質(zhì)的重要生態(tài)條件之一,其豐缺狀況和供應(yīng)強度直接影響煙草的生長發(fā)育、煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量,優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)與土壤養(yǎng)分狀況有著十分密切的關(guān)系[1-3]。宜昌市位于湖北省西南部,地處長江上游與中游的結(jié)合部,鄂西山區(qū)向江漢平原的過渡地帶,位于中亞熱帶與亞熱帶的過渡地帶,屬亞熱帶季風性濕潤氣候。轄3個縣級市、5區(qū)、5縣,共有19個鄉(xiāng)、67個鎮(zhèn)、24個街道辦事處。全市煙葉產(chǎn)區(qū)集中在興山縣、秭歸縣、五峰土家族自治縣和長陽土家族自治縣,其中興山縣和秭歸縣全部種植烤煙;五峰土家族自治縣和長陽土家族自治縣以白肋煙和馬里蘭煙為主(統(tǒng)稱晾煙),種植有少量烤煙。生態(tài)條件、土壤條件、栽培制度、生產(chǎn)水平和種煙歷史等均會影響煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分狀況,距離上次宜昌市煙區(qū)植煙土壤普查已有10余年,關(guān)于現(xiàn)階段宜昌煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分狀況的研究較少。鑒于此,對宜昌煙區(qū)主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤樣品進行土壤養(yǎng)分分析,以期為宜昌市煙區(qū)合理施肥提供參考依據(jù)。
在興山、秭歸、五峰和長陽4個產(chǎn)煙縣分別選擇3~4個代表性主產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn),在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)選擇代表性種煙地塊進行采樣,覆蓋該范圍內(nèi)各種土壤類型、肥力水平、地勢及灌溉條件等(取樣密度:山區(qū)5 hm2/樣,平原12 hm2/樣),共采集土樣430個,其中,興山縣134個,秭歸縣174個,五峰縣70個和長陽縣52個。
土壤樣品采樣、處理及貯存參照土壤檢測 第1部分:土壤樣品的采集、處理和貯存(NYT 1121.1-2006)進行,采集耕作層土壤,每個取樣地點取15~20個小樣點,制成1個混合樣;每個小樣點的采土部位、深度及數(shù)量力求一致;采樣時避開溝渠、林帶、田埂、路邊、舊房基、糞堆底及微地形高低不平等無代表性地段。
所有土壤樣品檢測委托湖北省煙草科學研究院完成,土壤pH采用pH計法,有機質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法,堿解氮采用堿解擴散法,有效磷采用鉬銻抗比色法,速效鉀采用醋酸銨-火焰光度法。
利用Excel對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。
由表1可知,宜昌市煙區(qū)植煙土壤pH在3.96~8.33,平均為6.31±1.08,變異系數(shù)為17.25%,以弱酸性至中性為主,占52.56%。其中pH<5.5的酸性土壤占28.14%,5.5~6.5的弱酸性土壤占27.21%,6.5~7.5的中性土壤占25.35%,>7.5的弱堿性土壤占19.30%。
興山縣植煙土壤pH平均為7.05±0.90,主要以>7.5的弱堿性土壤為主,占41.79%,其中pH>6.5的土壤占74.63%。秭歸縣植煙土壤pH平均為6.23±0.91,以5.5~6.5的弱酸性土壤為主,占39.66%,6.5~7.5的土壤占65.52%。五峰縣植煙土壤pH平均為5.88±0.99,以<5.5的酸性土壤為主,占41.43%,pH<6.5的土壤占72.86%。長陽縣植煙土壤pH平均為5.24±0.88,以<5.5的酸性土壤為主,占76.92%。
宜昌市植煙土壤的有機質(zhì)含量為中等水平,為(25.87±9.41)g/kg,變異系數(shù)為36.39%。土壤有機質(zhì)含量,<20 g/kg的低含量土壤占24.65%,20~30 g/kg的中等含量土壤占47.91%,30~40 g/kg的豐富含量土壤占19.77%,>40 g/kg的很豐富含量土壤占7.67%。宜昌植煙土壤有機質(zhì)含量以20~40 g/kg為主,占67.68%。
興山縣植煙土壤有機質(zhì)含量為(25.89±9.23)g/kg,以20~30 g/kg中等含量為主,占45.52%;<20 g/kg的低含量土壤占23.88%。秭歸縣植煙土壤有機質(zhì)含量為(22.24±8.30)g/kg,以中等含量(20~30 g/kg)為主,占47.13%;<20 g/kg的低含量土壤占38.51%。五峰縣植煙土壤有機質(zhì)含量為(30.07±8.06)g/kg,以20~30 g/kg中等含量為主,占57.14%;<20 g/kg的低含量土壤僅占4.29%。長陽縣植煙土壤有機質(zhì)含量為(32.30±9.46)g/kg,以20~30 g/kg中等含量為主,占44.23%,<20 g/kg的低含量土壤僅占7.69%。
由表3可知,宜昌市植煙土壤的堿解氮含量為32.41~331.33 mg/kg,平均為(121.64±40.95)mg/kg。<50 mg/kg的較低含量土壤僅占2.09%,50~90 mg/kg的中等含量土壤占17.91%,90~140 mg/kg的豐富含量土壤占51.16%,>140 mg/kg的很豐富含量土壤占28.84%。以90 mg/kg以上的豐富含量土壤為主,占80.0%。
興山縣植煙土壤堿解氮含量為(111.37±34.66)mg/kg,以90~140 mg/kg的豐富含量土壤為主,占57.46%。秭歸縣植煙土壤堿解氮含量為(107.80±32.46)mg/kg,以90~140 mg/kg為主,占62.07%。五峰縣植煙土壤堿解氮含量為(148.99±29.98)mg/kg,以140 mg/kg以上的很豐富含量土壤為主,占67.14%。長陽縣植煙土壤堿解氮含量為(157.62±53.91)mg/kg,以140 mg/kg以上的很豐富含量土壤為主,占59.62%。
表1 宜昌市煙區(qū)植煙土壤的pHTable 1 Tobacco-planting soil pH in Yichang City
表2 宜昌市煙區(qū)植煙土壤的有機質(zhì)含量Table 2 OM content in tobacco-planting soil in Yichang City
表3 宜昌市煙區(qū)植煙土壤的堿解氮含量Table 3 AN content in tobacco-planting soil in Yichang City
由表4可知,宜昌市植煙土壤的有效磷含量在2.31~211.60 mg/kg,平均為(44.52±30.57)mg/kg。從土壤有效磷含量的分布狀況看,<5 mg/kg的低含量土壤占2.56%,5~10 mg/kg的較低含量土壤占4.42%,10~25 mg/kg的中等含量土壤占22.33%,>25 mg/kg的豐富含量土壤占70.70%。有效磷含量以高于10 mg/kg的中高-豐富含量土壤居多,占93.03%。
興山縣植煙土壤有效磷含量為(48.91±34.86)mg/kg,以高于25 mg/kg的土壤為主,占73.13%。秭歸縣植煙土壤有效磷含量為(40.52±25.80)mg/kg,以高于25 mg/kg的土壤為主,占66.67%。五峰縣植煙土壤有效磷含量為(48.20±30.36)mg/kg,以高于25 mg/kg的土壤為主,占82.86%。長陽縣植煙土壤有效磷含量為(41.62±32.46)mg/kg,以高于25 mg/kg的土壤為主,占61.54%。
表4 宜昌市煙區(qū)植煙土壤的有效磷含量Table 4 AP content in tobacco-planting soil in Yichang City
由表5可知,宜昌市植煙土壤的速效鉀含量在35.34~1010.9 mg/kg,平均為(277.70±168.64)mg/kg。從土壤速效鉀含量分布看,<120 mg/kg的低含量土壤占11.16%,120~160 mg/kg的中等含量土壤占11.63%,160~190 mg/kg的豐富含量土壤占9.30%,>190 mg/kg的極豐富含量土壤占67.91%。以160 mg/kg以上含量土壤為主,占77.21%。
興山縣植煙土壤速效鉀含量為(367.59±199.79)mg/kg,以>190 mg/kg的極豐富含量土壤為主,占82.09%。秭歸植縣煙土壤速效鉀含量為(262.70±146.70)mg/kg,以>190 mg/kg的極豐富含量土壤為主,占70.69%。五峰縣植煙土壤速效鉀含量為(220.49±108.39)mg/kg,以>190 mg/kg的極豐富含量土壤為主,占57.14%。長陽縣植煙土壤速效鉀含量為(168.09±80.86)mg/kg,以<120 mg/kg的低含量土壤占與>190 mg/kg的極豐富含量土壤為主,分別占34.62%和36.54%。
表5 宜昌市煙區(qū)植煙土壤的速效鉀含量Table 5 AK content in tobacco-planting soil in Yichang City
土壤酸堿性是土壤的基本性質(zhì)之一,對土壤中微生物的活動、有機質(zhì)的合成與分解、營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與釋放、土壤保持養(yǎng)分能力等有明顯的影響。pH是評價植煙土壤適種性的重要指標,煙草生長以弱酸性至中性土壤為宜,pH過低或過高都會影響煙株正常生長發(fā)育[4-5]。宜昌市長江以南的秭歸縣、五峰縣和長陽縣植煙土壤呈酸性至微酸性,長江以北的興山縣則以中性至弱堿性為主。與2002年[6]相比,興山縣持續(xù)施用硝酸鉀肥,同時受干旱氣候影響,植煙土壤堿化加劇,pH>7.5的堿性土壤占41.79%,甚至接近1982年全國第2次土壤普查水平(45.68%);秭歸縣植煙土壤酸化得到遏制,但部分區(qū)域也有堿化的趨勢;五峰縣和長陽縣晾煙區(qū)大量施用氮肥同時施用未腐熟農(nóng)家肥,導致植煙土壤進一步酸化,長陽縣酸化尤其嚴重。為防止土壤酸化和堿化,對于酸化比較明顯的區(qū)域,即pH小于5.5的土壤,應(yīng)適時適量使用生石灰和白石粉,調(diào)節(jié)土壤至合適的酸度范圍,遏制植煙土壤進一步酸化;對于酸化不明顯的區(qū)域,采取改變施肥種類,減少生理酸性肥料的施用量,進行土壤保育;對pH在7.5以上的煙區(qū),可施用生理酸性肥料,改善土壤pH;同時,要加強輪作,改善土壤環(huán)境。
有機質(zhì)是土壤養(yǎng)分重要的物質(zhì)基礎(chǔ),其不僅為作物提供較全面的養(yǎng)分,同時對改善調(diào)節(jié)土壤的理化結(jié)構(gòu)和耕性有重要的作用。土壤有機質(zhì)含量高,可維持良好的土壤理化性狀,如土壤的保水保肥性、土壤肥力和土壤耕性等,但對于煙葉來說,土壤有機質(zhì)含量高,可能影響煙葉的內(nèi)在質(zhì)量[7-8]。宜昌市煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量為五峰縣>長陽縣>興山縣>秭歸縣,有機質(zhì)含量處于<20 g/kg低水平的土壤主要位于秭歸縣和興山縣。可能原因主要與有機肥施用習慣有關(guān),興山縣和秭歸縣烤煙產(chǎn)區(qū)農(nóng)家肥施用量少,而五峰縣產(chǎn)區(qū)仍較大范圍保留施用農(nóng)家肥的習慣。為推進宜昌煙葉的健康持續(xù)發(fā)展,應(yīng)進一步加大餅肥的施用量,鼓勵煙農(nóng)種植綠肥和增施腐熟農(nóng)家肥,以提高土壤有機質(zhì)含量。
氮是影響煙株生長發(fā)育及煙葉品質(zhì)的最重要元素。土壤氮素含量中,堿解氮是土壤有效氮[9]。宜昌煙區(qū)土壤堿解氮含量為五峰縣>長陽縣>興山縣>秭歸縣。總體看,晾煙區(qū)的長陽縣和五峰縣植煙土壤的堿解氮含量較高,而烤煙區(qū)的興山縣和秭歸縣植煙土壤的堿解氮含量中等。相關(guān)研究[10-11]表明,施氮能明顯提高土壤的堿解氮含量,晾煙生長發(fā)育所需氮素較多,施氮量在225 kg/hm2左右,遠高于烤煙區(qū)的施氮量。一般認為,氮素供應(yīng)過高會導致煙葉碳氮代謝失調(diào),煙堿過量積累,成熟期推遲,難以正常落黃成熟。所以,煙葉生產(chǎn)中應(yīng)嚴格控制氮肥用量,增施有機氮素,以提高煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量。
磷是烤煙必需的營養(yǎng)元素之一,合理施用磷肥對煙葉生長有重要意義。周寶庫等[12-13]研究表明,施用磷肥土壤有效磷明顯提高,煙葉生產(chǎn)中長期施用含磷高的配方肥料是造成宜昌煙區(qū)土壤有效磷含量較高的主要原因。煙草是喜鉀作物,鉀對煙葉的品質(zhì)具有重要作用,土壤速效鉀含量受土壤酸堿度影響,酸性強的土壤有效鉀含量少,堿性強的土壤有效鉀含量就多[14-15]。所以,長陽縣酸性土壤的速效鉀含量較低,而興山縣偏堿性土壤的速效鉀含量最高。宜昌市煙區(qū)植煙土壤速效鉀和有效磷分布不平衡,其中以興山縣的土壤中有效磷和速效鉀的含量最高,長陽縣的土壤有有效磷和速效鉀的含量最低。因此,應(yīng)調(diào)整施肥比例,降低施用磷肥和鉀肥的比例,從而提高肥料的利用率,減少面源污染。
綜上所述,宜昌市煙區(qū)的興山縣和秭歸縣土壤速效鉀和有效磷含量偏高,堿解氮含量適中,有機質(zhì)適中,根據(jù)優(yōu)質(zhì)煙葉養(yǎng)分需求特點,在提高土壤有機質(zhì)含量的基礎(chǔ)上繼續(xù)控制施氮量。另外,興山縣煙區(qū)還需施用生理酸性肥料,調(diào)節(jié)土壤pH。五峰縣煙區(qū)土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷及速效鉀含量水平較高,而土壤pH偏酸性,該縣“晾轉(zhuǎn)烤”區(qū)域施肥應(yīng)以調(diào)酸與控氮相結(jié)合。長陽縣煙區(qū)土壤有機質(zhì)、堿解氮和有效磷含量相對較高,而速效鉀含量較低,且土壤pH呈酸性,故煙葉生產(chǎn)中施肥需遵循“調(diào)酸、增鉀”的原則。