上杭縣煙區土壤肥力現狀分析

吳龍

摘要 明確土壤的肥力狀況，對于煙葉生產中肥料管理具有指導意義。本試驗對上杭縣煙區306個土壤樣品的pH值、有機質、有效氮、磷、鉀、中量和微量元素進行了測定分析。結果表明：上杭縣植煙土壤的pH范圍為4.2～6.6，土壤處于弱酸性；有機質為8.45～65.93 g/kg，有效氮、磷、鉀含量分別為65.90～275.20、3.50～83.50、19.30～200.30 mg/kg。在這些指標中，pH值的變異幅度最小，速效磷的變異幅度最大；土壤速效氮含量豐富，速效磷含量適中，速效鉀含量嚴重缺乏。因此，上杭煙區施肥時可適當增加烤煙專用肥中鉀肥的比例，減少氮的比例。對中量和微量元素的測定表明，土壤中硫、鐵和銅含量豐富，硼和鈣含量嚴重缺乏，部分土壤氯和鋅缺乏，個別土壤鎂缺乏。因此，煙葉生產中還要高度重視施用硼肥和鈣肥，適度補充鎂肥和鋅肥，極度缺氯土壤可以少量補充氯肥，利于獲得較高的煙葉產量和較好的煙葉品質。

關鍵詞 煙區；土壤肥力；評價；福建上杭

中圖分類號 S158 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）01-0191-04

Analysis on Soil Nutrient Status of Tobacco-growing Area in Shanghang County

WU Long 1，2

（1 Shanghang Branch of Longyan Tobacco Company in Fujian Province，Shanghang Fujian 364200； 2 College of Agriculture，

Nanjing Agricultural University）

Abstract Exploring the soil fertility status of tobacco-growing area has guiding significance to fertilizer management in tobacco production. In the experiment，306 soil samples in tobacco-growing area in Shanghang County were collected to determine the pH value，organic matter，alkali-hydro nitrogen，available phosphorus，available potassium，available medium elements and trace elements. The results showed that the pH value was 4.2-6.6，indicating the soil was weak acid. The contents of organic matter，alkali-hydro nitrogen，available phosphorus and available potassium were 8.45-65.93 g/kg，65.90-275.20 mg/kg，3.50-83.50 mg/kg and 19.30-200.30 mg/kg，respectively. The variation of pH was the smallest，and that of available phosphorus was the largest. The results also indicated that nitrogen content was rich，phosphorus content was moderate，and potassium content was severely lacking. Thus，the proportion of potassium in tobacco fertilizer should be increased，and the proportion of nitrogen should be reduced. Determination results of medium and trace elements showed that the contents of sulfur，iron and copper were rich，and the contents of boron and calcium were serious lacking，and contents of chlorine，zinc and magnesium were deficient for the part of the soil of tobacco-growing areas in Shanghang County. Therefore，in the tobacco leaf production，it should attach great importance to the application of boron and calcium fertilizer，and supply appropriately the fertilizer of magnesium and zinc. Chlorine fertilizer should be supplied when the soil was extremely short of it，so as to obtain higher yield and better quality of tobacco leaves.

Key words tobacco-growing areas；soil nutrients；evaluation；Shanghang Fujian

煙葉生長過程中，大部分的礦物營養都來自于土壤，土壤的物理和化學特性對煙葉的生長都具有重要影響，其中土壤肥力狀況會直接影響煙葉的最終產量和品質[1]。我國地域遼闊，可植煙的地區較多，但不同植煙區域的土壤肥力狀況有很大差別[2]，明確不同煙區土壤肥力的狀況，在生產中有針對性地采取施肥措施，對煙葉的高效優質及可持續生產具有重要意義；而且，隨著煙草種植年限的增加和每年施肥狀況的變化，植煙土壤的肥力狀況也在不斷變化[3]。傳統的施肥措施比較粗放，已經不能滿足高效優質煙葉生產的要求，而精確的測土平衡施肥能大大節約勞力、提高生產力，是提高煙葉質量和品質，保障煙葉產業可持續發展的根本途徑之一[4-6]。

近年來，烤煙生產中，以土壤養分豐缺狀況為基礎發展的平衡施肥技術獲得了重要發展。目前為止，全國各煙區對土壤養分豐缺狀況也進行了廣泛的研究。例如，唐莉娜等[7]研究表明，福建煙區土壤質地以黏壤土、壤土和砂壤土為主，pH值范圍為5.59±0.44，有43.45 %的土壤偏酸性；土壤有機質和速效氮含量較豐富，速效磷分布均勻性較差，大部分土壤供鉀能力不足。但此研究在2005年完成，距今已有10余年時間，土壤的養分狀況在不斷變化。已有研究認為，上杭地區的植煙土壤多為水稻土，土壤酸性較強，需要多施堿性肥料[4]，但對于上杭煙區的植煙土壤整體肥力狀況的研究未見報道。上杭是福建省第五大、龍巖市第二大種煙縣，年產烤煙5 750 t，煙葉生產是當地重要的經濟產業，是農民主要的經濟來源之一，對于此地區土壤精確測土平衡施肥的研究十分有必要。因此，本研究對上杭植煙土壤的有機質、有效氮、磷、鉀和有效態中量、微量元素進行分析和評價，旨在實現上杭煙區土壤的可持續利用，從而制定合理的施肥措施，為尋找煙葉最佳產量和品質的施肥量、養分配比、高效施肥方法提供依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

土壤樣品的采集時間為2012年煙葉未移栽前，對于地力均勻地塊采用五點取樣法，地力不均勻地塊采用“S”形取樣法，用取土器對深度為0～20 cm的耕層進行取樣。借助于GPS定位技術，在全縣20多個種煙鄉鎮共采集具有代表性的土壤樣品306個。土壤樣品經登記編號后進行預處理，經過風干、磨細、過篩（1 mm）、混勻、裝瓶后保存用于接下來的測定分析。

1.2 土壤養分測定

土壤樣品測定指標包括pH值、有機質、全氮、堿解氮、有效磷、有效鉀、水溶性氯、鐵、硼、鋅、硫、交換性鈣和交換性鎂等。部分測定指標委托上杭縣農業局土壤肥料站進行分析化驗。其中pH值測定采用pH計法（水土比為1.0∶2.5）；有機質含量測定采用重鉻酸鉀滴定法；全氮含量測定采用凱氏定氮法；堿解氮含量測定采用堿解擴散法；速效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀含量測定采用醋酸銨浸提-火焰光度法；水溶性氯含量測定采用硝酸銀滴定法；有效硫含量測定采用硫酸鋇比濁法測定；有效鐵測定用DTPA浸提-原子吸收分光光度法；有效銅、鋅含量測定用0.1 mol/L鹽酸浸提-原子吸收分光光度法測定；有效硼含量測定采用姜黃素比色法；有效鈣、鎂含量測定采用乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法，各養分的具體測定步驟參見魯如坤的《土壤農業化學分析方法》[5]。

1.3 數據處理

在綜合分析煙區實際生產中多年施肥試驗后，參照唐莉娜等[6-7]建立的福建省植煙土壤養分豐缺狀況評價標準，構建了如表1的土壤養分分級標準用于評價上杭煙區植煙土壤養分豐缺狀況。本試驗的數據統計分析采用Excel 2003和SPSS 20.0，作圖采用Origin 8.0。

2 結果與分析

2.1 上杭縣植煙土壤養分描述

對上杭縣植煙土壤基礎養分進行統計分析（表2）可知，各土壤樣品的總氮、鐵、鋅和銅含量均處在較適宜范圍，所測定的結果并沒有出現在極低的等級評價中。變異系數能反映所測點的分散程度，表2的結果表明，土壤中中量和微量元素的變異系數比有機質、總氮、堿解氮、速效磷和速效鉀的變異系數大，表明中量和微量元素在煙區土壤中的空間變異程度較大。變異系數分析的結果還表明，pH值的變異性最小，鋅、鎂和銅為強變異性，其余各肥力因子為中等強度變異性。

2.2 土壤各養分相關性分析

由表3可知，土壤中各養分間存在一定的關系。其中，pH值與速效磷、速效鉀和水溶性氯呈極顯著負相關（P<0.01），與鎂呈顯著負相關（P<0.05），此結果說明，隨著pH值的增加，速效磷、速效鉀和水溶性氯的含量降低；在相對較高pH值下，也不利于有效態鎂的釋放。有機質與速效磷呈極顯著正相關（P<0.01），與速效鉀呈顯著正相關（P<0.05），而與其他養分的關系不顯著，表明隨著土壤有機質含量增加的同時，土壤中速效磷與速效鉀含量呈增加趨勢。水溶性氯與有效硫和有效鎂含量呈顯著正相關，說明水溶性氯含量增加，利于有效硫和有效鎂的釋放。其余各元素之間沒有呈現顯著的相關關系。

2.3 土壤養分豐缺狀況分析與評價

2.3.1 土壤酸堿度。土壤pH值對煙葉的化學成分和最終品質具有重要影響，當土壤pH>7.5時，煙葉的感官品質將明顯降低[8]。從圖1可以看出，上杭地區植煙土壤的pH值平均為5.26，整體處于適宜水平，pH值范圍在4.5～6.5時的比例為96.31%，處于最適宜范圍（5.0～5.5）的比例為55.21%。強酸性土壤所占比重較低，只有2.14%的土壤pH<4.5，個別取樣點的pH值較高，pH>6.5的比例有1.53%。綜合看來，上杭煙區植煙土壤以弱酸性為主，比較適合優質煙葉生產。

2.3.2 土壤有機質。土壤有機質是表征土壤提供養分能力的重要指標。如果含量過高，在煙株生長后期的土壤有機質持續礦化，使營養元素供應過量，導致煙葉貪青晚熟，烘烤特性變差；而土壤有機質含量低，使營養元素供應過低，不利于煙株正常的生長發育[9]。上杭地區植煙土壤有機質范圍為8.45～65.93 g/kg（圖2），其中有機質含量最適宜的土壤所占比例為51.23%，有機質含量較低的土壤所占比例為1.20%，針對這些有機質含量較低的田塊可以采用秸稈還田等措施或補償性施綠肥來提高土壤中有機質含量；有機質含量高和過高的土壤則分別占到29.45%和1.53%。由于有機質含量較高，在煙株生長后期，對于土壤養分供應控制較困難，所以在有機質偏高的取樣地塊應提倡在當季少施或者不施有機肥，或將有機肥料施在煙草的秸稈上，這樣既可提高土壤肥力，改善土壤的物理性能，還能在煙草生長的后期較好的控制土壤養分的礦化[10]。

2.3.3 土壤氮、磷、鉀。煙草生長不僅需要適宜的土壤酸堿度和適宜的土壤有機質，對氮、磷、鉀等大量元素的需求也有一個適宜的范圍。氮、磷、鉀元素缺失或過量也會對煙草的生長和發育造成不利的影響，如黃葉、爛葉、爛根等情況就是由于這些元素含量過多或過少引起[9]。

氮素營養對烤煙產量和品質的影響最為重要，而堿解氮是衡量土壤氮素供應的重要指標，受降雨量、海拔高度、質地、氣溫、施肥等眾多因素的影響，其含量情況可作為當季煙草推薦施氮的參考指標[11]。上杭煙區植煙土壤堿解氮含量有87.11%的取樣點在適中范圍及高范圍內（圖3），其中最適范圍的比例為38.34%，堿解氮低含量比例的土壤只有1.84%，而且堿解氮含量極低或者極高范圍所占的比例較低，其比例分別為0.92%和10.12%，說明上杭煙區大部分植煙土壤堿解氮含量較適宜，極端的土壤條件存在的比例較小。土壤中速效磷含量處于較適宜的水平（圖4），各取樣點中速效磷平均含量為36.74 mg/kg，只有4.6%和1.23%的土壤速效磷含量處于極低與極高范圍，有94.17%的土壤速效磷含量在10～80 mg/kg之間。全國煙區有63.1%的植煙土壤速效鉀含量低于150 mg/kg[12]，在上杭煙區的速效鉀含量變幅較大，其范圍為19.30～200.30 mg/kg，但整體而言，土壤缺鉀問題突出。其中速效鉀處于極低范圍土壤所占比例為65.03%（圖5），處于低水平的比例為26.38%，處于適中水平的僅有5.52%，高水平速效鉀和極高水平速效鉀的土壤只占1.53% 和1.53%，說明上杭地區植煙土壤速效鉀明顯缺乏或潛在缺乏，較低土壤速效鉀含量是制約該區煙葉品質的重要養分指標之一，在后期施肥中對于缺鉀土壤要適宜增施鉀肥。

2.3.4 土壤有效態中量及微量元素。中量及微量元素在煙葉的品質形成過程中發揮著不可替代的作用，也是人們在煙葉生產過程中關注較少的營養元素[13]。對上杭地區植煙土壤有效態中量和微量元素豐缺狀況評價見表4，上杭煙區植煙土壤水溶性氯和鋅的含量范圍分配較分散，在低、適中、高、極高范圍的比例都在16%～33%之間。硫元素作為蛋白質的組成成分，在蛋白質合成中具有重要作用[14]，與煙葉品質有密切的關系。鐵在細胞色素氧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶合成中具有重要作用，與煙葉香氣前體的形成密切相關，且煙葉鐵含量與土壤全鐵含量成極顯著相關關系[15]?？傮w來看，硫、鐵和銅超過適中范圍的比例都在70%以上，表明上杭地區植煙土壤硫、鐵、銅的含量較為豐富，不需要進行人為補充。各取樣點中有效鎂在適中范圍內的比例為45.16%，表明大部分土壤有效鎂含量適宜，利于煙葉生長。全國土壤普查結果指出，中國土壤容易出現缺硼，而土壤有效硼含量不僅影響煙葉硼含量，還影響煙葉糖堿比和氮堿比，以及其他化學成分的協調性[16]。由表4可知，上杭地區明顯缺硼，土壤中有效態硼含量處于適中范圍的比例僅為6.45%，處于高范圍的比例為3.22%，低范圍的比例為6.45%，極度缺硼的土壤則達到83.87%。因此，在生產過程中要注意硼肥的施用。鈣是煙株吸收量僅次于鉀的營養元素，是構成灰分的主要成分之一，適宜的鈣含量能改善土壤的理化性狀，在酸性土壤中，充足的鈣不僅能中和土壤酸度，還能消除Al3+對煙草根系的毒害[17]。上杭煙區有83.87%的植煙土壤中交換性鈣含量低于0.4 mg/kg，屬于缺鈣土壤，而只有6.45%的植煙土壤處于適宜范圍，表明煙株在上杭地區生長很容易出現缺鈣癥狀。

3 結論與討論

煙草種植在中國是一個重要的經濟產業，煙草生產中必須控制好各個方面的影響因素。煙葉的產量與品質是土壤營養、空間營養和煙株營養綜合作用的結果，土壤養分的供給狀態直接影響煙株的生長發育[18]。本研究表明，上杭煙區植煙土壤的pH值范圍為4.2～6.6，有機質、堿解氮、速效磷、有效鉀含量分別為8.45～65.93 g/kg、65.90～275.20 mg/kg、3.50～83.50 mg/kg、19.30～200.30 mg/kg，以土壤pH值的變異幅度最小，速效磷含量的變異幅度最大。相關研究也表明[1]，土壤中pH值以及有效氮、磷、鉀等相對變異幅度較小，微量養分的相對變異較大。前人研究表明，土壤有機質與其他土壤養分之間存在顯著的相關關系[19]。本研究發現，隨有機質含量的增加，速效磷和速效鉀等含量也增加，而黨軍政等[1]研究表明，植煙土壤的pH值與全氮、堿解氮、銅和鋅等營養元素呈顯著的正相關關系，但他們所研究的植煙地區土壤的pH值在5.0～7.0之間，土壤酸性更弱。利用本試驗建立的土壤養分分級標準評價上杭煙區土壤養分狀況表明，雖然上杭地區土壤pH值在適宜植煙范圍的比例較大，但土壤酸度在極低或者低范圍內的比例仍有26.06%，比例略偏高，在以后的生產中可以通過人為措施，例如適量使用石灰等堿性肥料[13]，調整土壤pH值，而且適當提高酸度較高的土壤的pH值，也有利于有效態微量元素的釋放。土壤有機質含量適中的比例達50%以上，表明上杭地區大部分土壤具有很好的提供養分的能力。但堿解氮、有效磷、有效鉀的測定結果表明，有效氮含量豐富，有效磷含量適中，而有效鉀含量嚴重缺乏。因此，在上杭地區可適當調整烤煙專用肥中氮、鉀的比例，減少氮肥的輸入，避免氮肥過量造成煙葉貪青晚熟，使烘烤特性變差；同時施用肥料時注重增加鉀肥施用量，在熟期可以通過葉面噴施鉀肥進一步提高煙葉鉀含量，促進煙葉落黃成熟，改善烘烤特性。

上杭煙區土壤中量和微量元素的測定表明，有效態硫、鐵和銅含量豐富，硼和鈣嚴重缺乏，部分土壤氯和鋅缺乏，個別土壤鎂缺乏。硼肥是植物必需的元素之一，煙葉硼與土壤有效硼呈極顯著正相關，所以土壤中適當增施硼肥可以促進煙葉中硼含量，利于烤煙生長發育，提高煙葉經濟效益和內在品質[20]，此外通過葉面施肥也能很好地改善煙葉后期缺硼的癥狀[16]；鈣含量的缺乏則可以通過適量使用石灰等堿性肥料[13]，補充鈣肥的同時，改善上杭煙區土壤相對酸性的問題。一般認為優質煙生長要求土壤含氯量為25～30 mg/kg，若土壤含氯量≥45 mg/kg，會影響煙葉的燃燒性，降低煙葉品質[6]。因此，氯含量極低的土壤可少量補氯。鋅是許多酶活性的組成部分，施用硫酸鋅肥，能使煙葉色澤鮮明，油分較足，產量和產值均有明顯提升[21]，但應注意硫酸鋅肥不要與磷肥混合施用。個別土壤有效鎂缺乏，但與以往研究結果相比[22]，上杭煙區植煙土壤交換性鎂含量有所提高，僅22.58%的植煙土壤交換性鎂含量偏低，多數土壤交換性鎂含量在適宜至豐富范圍，但在生產中也可以適量施用鎂肥，因為上杭煙區大部分土壤嚴重缺鉀，大量使用鉀肥后，由于鉀和鎂之間的拮抗作用可能引起煙草缺鎂[6]。

由于不同煙區土壤的養分狀況不同，所以根據情況對應地采取不同的施肥措施。本試驗對上杭地區植煙土壤近年來的營養狀況分析后，提出了適當的施肥措施，但隨著煙草種植年限的增加和施肥水平的變化，煙田土壤的養分狀況也將不斷改變，在一定年限后需要再次對上杭煙區植煙土壤養分進行分析和評價，進而制定合理的施肥策略。

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