王晶　王鵬　劉騰飛　陳炬廷　張弘蒙　吳明　葉協(xié)鋒　吳紹軍　石剛

摘要明確廣元市漢陽(yáng)鎮(zhèn)植煙土壤肥力狀況，為該區(qū)煙草種植合理布局、平衡施肥和土壤保育提供數(shù)據(jù)支撐。以廣元市漢陽(yáng)鎮(zhèn)植煙土壤為研究對(duì)象，采集25個(gè)土樣，測(cè)定土壤pH、基礎(chǔ)養(yǎng)分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，利用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算土壤綜合肥力得分（IFI）。結(jié)果表明，該煙區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)和全氮平均值分別為6.98、19.13 g/kg和1.48 g/kg，均處于中等水平，其中72.00%土壤有機(jī)質(zhì)含量高于15.00 g/kg；土壤有效磷、堿解氮和速效鉀平均含量分別為30.41、46.79和135.72 mg/kg，56%的土壤有效磷含量低于10 mg/kg，68%土壤速效鉀含量低于150 mg/kg，52%土壤IFI處于低水平。該煙區(qū)土壤Ca、Fe、Mn、P變異系數(shù)分別為39.94%、50.02%、65.79%、49.70%，均屬于強(qiáng)變異；土壤Mg、Cu、Zn變異系數(shù)分別為31.30%、31.66%、32.71%，均屬于中等變異，各指標(biāo)變異系數(shù)表現(xiàn)為Mn>P>Ca>Zn>Cu>Mg>K。該煙區(qū)土壤各礦質(zhì)元素之間大多呈顯著或極顯著相關(guān)，各理化指標(biāo)間大多呈顯著或極顯著相關(guān)，各礦質(zhì)元素與基礎(chǔ)養(yǎng)分間相關(guān)性較差。

關(guān)鍵詞土壤肥力；IFI；礦質(zhì)元素

中圖分類(lèi)號(hào)X825文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2023）11-0124-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.031開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Suitability Evaluation of Tobacco-planting Soil Fertility in Hanyang Town， Guangyuan City

WANG Jing WANG PengLIU Teng-fei et al（1.College of Tobacco， Henan Agricultural University / National Research Base of Tobacco Cultivation Physiology and Biochemistry / Key Laboratory of Tobacco Cultivation in Tobacco Industry，Zhengzhou， Henan 450002；2.Wuhan Cigarette Factory of Hubei China Tobacco Industry Co.，Ltd.，Wuhan， Hubei 430051）

AbstractTo clarify the soil fertility status of tobacco planting in Hanyang Town， Guangyuan City， and provide data support for rational distribution of tobacco planting， balanced fertilization and soil conservation.? In this study， 25 soil samples were collected from tobacco planting soil in Hanyang Town， Guangyuan City. The soil pH， basic nutrients and mineral nutrients were measured， and the soil comprehensive fertility score （IFI） was calculated by fuzzy comprehensive evaluation method.? The results showed as follows：? the average values of soil pH， organic matter and total nitrogen were 6.98， 19.13 g/kg and 1.48 g/kg， respectively， which were in the middle level， and 72.00% soil organic matter content was higher than 15.00 g/kg.? The average contents of soil available P， alkali-hydrolyzable N and available K were 30.41， 46.79 and 135.72 mg/kg， respectively. The available P of 56% soil was lower than 10 mg/kg， the available K of 68% soil was lower than 150 mg/kg， and the IFI of 52% soil was at low level.? The variation coefficients of soil Ca， Fe， Mn and P were 39.94%， 50.02%， 65.79% and 49.70%， respectively.? The variation coefficients of soil Mg， Cu and Zn were 31.30%， 31.66% and 32.71%， respectively， belonging to moderate variation. The variation coefficients of each index showed as Mn>P>Ca>Zn>Cu>Mg>K.? There were significant or extremely significant correlations between most of the soil mineral elements and most of the physical and chemical indexes， but the significance between the mineral elements and the basic nutrients was poor.

Key wordsSoil fertility;IFI;Mineral elements

土壤肥力是土壤的本質(zhì)屬性，是反映土壤肥沃性的一個(gè)重要指標(biāo)。煙草是一種適應(yīng)性較廣的經(jīng)濟(jì)作物，土壤養(yǎng)分豐缺狀況對(duì)煙株生長(zhǎng)發(fā)育、煙葉產(chǎn)質(zhì)量有重要影響，因此，對(duì)土壤肥力的正確認(rèn)識(shí)和客觀評(píng)價(jià)是提高煙草質(zhì)產(chǎn)量及更好利用土壤資源的依據(jù)［1］。近年來(lái)，越來(lái)越多的評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于土壤肥力評(píng)價(jià)中。目前土壤養(yǎng)分及肥力質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的方法有主成分分析法［2］、模糊數(shù)學(xué)分析法［3］、地統(tǒng)計(jì)學(xué)法［4］、聚類(lèi)分析法［2］、指數(shù)和法［5-6］等，通過(guò)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)得分可以對(duì)土壤肥力質(zhì)量數(shù)值化評(píng)價(jià)［1，7］。

礦質(zhì)元素是土壤組成的重要部分。土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成與成土條件和成土過(guò)程密切相關(guān)，對(duì)土壤的物理、化學(xué)、生物性質(zhì)作用明顯，具有極大影響，是土壤分化、成土的基礎(chǔ)，同時(shí)參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的全過(guò)程［8-9］。礦質(zhì)元素是煙草生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，雖然土壤中礦質(zhì)元素被煙株吸收的量少，但煙草生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，在煙株生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著不可替代的作用。Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、P、Zn等礦質(zhì)元素供應(yīng)不足或過(guò)多時(shí)，煙葉的正常生長(zhǎng)發(fā)育受阻，產(chǎn)量和質(zhì)量降低［10-14］。

廣元是四川主要烤煙產(chǎn)區(qū)之一，筆者主要利用主成分分析法和模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法分析廣元漢陽(yáng)鎮(zhèn)煙區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全碳、有效磷、堿解氮、速效鉀含量等指標(biāo)，利用相關(guān)關(guān)系分析研究土壤中基礎(chǔ)養(yǎng)分和礦質(zhì)元素含量，揭示廣元漢陽(yáng)鎮(zhèn)煙區(qū)土壤養(yǎng)分分布特征，對(duì)煙區(qū)土壤綜合肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為該區(qū)煙草種植合理布局、平衡施肥和土壤保育提供數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1土壤于2021年3月8日在廣元市漢陽(yáng)鎮(zhèn)采用“五點(diǎn)法”采集移栽前耕層土樣25個(gè)，并用GPS定位標(biāo)記。土樣經(jīng)登記編號(hào)后進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩、混勻、裝瓶后備用。

1.2測(cè)定指標(biāo)與方法測(cè)定指標(biāo)包括pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、堿解氮、速效鉀以及礦質(zhì)元素等，按《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》中各指標(biāo)測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照《中國(guó)植煙土壤及煙草養(yǎng)分綜合管理》［15］的植煙土壤主要養(yǎng)分豐缺標(biāo)準(zhǔn)，將pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、堿解氮、速效鉀劃分為極高、高、中等、低、極低5個(gè)等級(jí)（表1）。

1.4模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法通過(guò)模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)植煙土壤的綜合肥力狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)［3］。首先確定各養(yǎng)分指標(biāo)的隸屬函數(shù)，計(jì)算各指標(biāo)隸屬度，然后采用主成分分析法［16］確定各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，最后采用指數(shù)和法求出各土壤樣品的綜合肥力得分（integrated fertility index，IFI）。將IFI劃分為５個(gè)等級(jí)，即高（IFI>0.75）、較高（0.65

1.5數(shù)據(jù)處理與分析采用Excel 2010和IBM Statistic SPSS 23.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分

2.1.1廣元漢陽(yáng)鎮(zhèn)植煙土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分描述性統(tǒng)計(jì)分析。由表2和表3可知，該煙區(qū)土壤pH為4.59～8.01，平均值為6.98，其中60%的樣品土壤pH處于高水平（>7.0）；有機(jī)質(zhì)含量為9.71～31.26 g/kg，平均值為19.13 g/kg，高有機(jī)質(zhì)含量（>15 g/kg）土壤占72%；全氮平均含量為1.48 g/kg，80%土壤全氮含量適宜（1.0～<2.0 g/kg）；有效磷平均含量為30.41 mg/kg，56%土樣有效磷含量低于10 mg/kg，屬于強(qiáng)變異；堿解氮平均含量為46.79 mg/kg，變異系數(shù)為34.64%，屬于中等變異，12%土壤堿解氮含量處于偏高水平；速效鉀平均含量為135.72 mg/kg，68%煙區(qū)土壤速效鉀含量處于低水平。各指標(biāo)變異系數(shù)表現(xiàn)為有效磷>堿解氮>有機(jī)質(zhì)>速效鉀>全氮>pH。

2.1.2漢陽(yáng)鎮(zhèn)植煙土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分主成分分析。土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和堿解氮含量分布不均，單個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)不能有效代表土壤綜合肥力空間分布特征。因此，利用主成分分析法對(duì)pH、土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分等6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。由表3可知，第1、2主成分特征值分別為3.244、1.658，方差貢獻(xiàn)率分別為54.074%、27.625%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為81.699%，肥力指標(biāo)權(quán)重由大至小的順序?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)>全氮>堿解氮>速效鉀>有效磷>pH。

該煙區(qū)60%土壤樣品pH>7.0處于高和極高水平，因此需定向調(diào)節(jié)土壤pH；56%土壤樣品有機(jī)質(zhì)含量高，4%的土壤其有機(jī)質(zhì)含量處于低水平；全氮是土壤中所有可被植物利用和不可被植物利用的氮素總稱(chēng)，92%土壤樣品全氮含量處于中等及以上水平；88%土壤樣品堿解氮含量處于中等及以上水平，因此該煙區(qū)可適當(dāng)減施或穩(wěn)施氮肥；胡國(guó)松等［17］認(rèn)為植煙土壤中速效鉀含量越高越好，該煙區(qū)68%土壤樣品速效鉀含量低，施肥需根據(jù)不同樣地的鉀含量科學(xué)增施鉀肥，但應(yīng)注意鉀肥施用方式和時(shí)間；56%土壤樣品有效磷含量低，32%土壤樣品有效磷含量極高，該煙區(qū)應(yīng)分類(lèi)施磷肥，注意補(bǔ)磷與控磷相結(jié)合；煙區(qū)52%土壤樣品IFI極低，只有24%的土壤樣品IFI處于中等及以上水平，這與張啟莉等［18］研究結(jié)果一致，表明廣元市土壤理化指標(biāo)綜合肥力處于較低和低水平。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮權(quán)重較高，分別為0.33、0.32，與土壤有效磷、速效鉀含量顯著正相關(guān)，土壤氮含量偏高，需要控制氮素施用量，因此可以適當(dāng)增施有機(jī)肥，以提高土壤速效鉀、有效磷含量，這與劉漢軍等［19］的研究結(jié)果一致，廣元煙區(qū)增施有機(jī)肥顯著提高煙區(qū)上等煙比例和產(chǎn)值，烤煙鉀素含量增加。

2.2礦質(zhì)元素

2.2.1漢陽(yáng)鎮(zhèn)植煙土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)描述性統(tǒng)計(jì)分析。由表4可知，該煙區(qū)土壤Ca含量變異系數(shù)為39.94%，屬于強(qiáng)變異；按照土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值農(nóng)田Cu含量劃分為一級(jí)≤35 mg/kg，二級(jí)（酸性土≤50 mg/kg，中性和堿性土≤100 mg/kg），三級(jí)≤400 mg/kg，該煙區(qū)Cu含量為1.02～3.91 mg/kg，該煙區(qū)Cu含量均處于一級(jí)水平；Fe含量為855.41～8 960.00 mg/kg，平均值3 386.54 mg/kg，變異系數(shù)為50.02%，屬于強(qiáng)變異；Mg含量為286.45～1 428.00 mg/kg，變異系數(shù)為31.30%，屬中等變異；土壤Mn、P含量分別為24.67～303.64、49.14～244.43 mg/kg，變異系數(shù)分別為65.79%、49.70%，均屬于強(qiáng)變異；土壤Zn含量為5.47～17.97 mg/kg，變異系數(shù)32.71%，均屬于中等變異。各指標(biāo)變異系數(shù)表現(xiàn)為Mn>Fe>P>Ca>Zn>Cu>Mg。

2.2.2漢陽(yáng)鎮(zhèn)植煙土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)分析。利用主成分分析法對(duì)Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Pi、Zn等礦質(zhì)元素含量進(jìn)行綜合分析（表5）。第1、2主成分特征值分別為4.49、1.08，方差貢獻(xiàn)率分別為64.15%、15.37%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為79.52%，肥力指標(biāo)權(quán)重由大至小的順序?yàn)镕e>Cu>Mn>Mg=Zn>Ca>P，土壤Fe、Cu含量與其他礦質(zhì)元素均呈顯著正相關(guān)，可以通過(guò)調(diào)控土壤Fe、Cu含量增加其余礦質(zhì)元素含量。

2.3漢陽(yáng)鎮(zhèn)植煙土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分與礦質(zhì)養(yǎng)分相關(guān)性分析對(duì)土壤養(yǎng)分（包含理化指標(biāo)及礦質(zhì)元素）進(jìn)行相關(guān)性分析（表6），pH與有機(jī)質(zhì)、有效磷、堿解氮和土壤Zn含量呈極顯著或顯著相關(guān)；有機(jī)質(zhì)與全氮、堿解氮、速效鉀呈極顯著或顯著相關(guān)；全氮與堿解氮和土壤Zn含量呈極顯著或顯著相關(guān)；有效磷與堿解氮呈顯著相關(guān)；堿解氮與速效鉀呈顯著相關(guān)；速效鉀與Cu、Fe、Mn、P呈顯著相關(guān)；土壤Mg與Cu、Fe、Mn呈極顯著或顯著相關(guān)；土壤Cu與Fe、Mn、P、Zn呈極顯著相關(guān)，土壤Fe與Mn、P之間也呈極顯著相關(guān)。土壤礦質(zhì)元素之間交互相關(guān)性較顯著；但土壤理化指標(biāo)與礦質(zhì)元素間交互相關(guān)性一般。

3結(jié)論

土壤養(yǎng)分是評(píng)價(jià)土壤肥力的主要指標(biāo)，其豐缺狀況和供應(yīng)強(qiáng)度直接影響煙草的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)。土壤肥力不僅受土壤養(yǎng)分和植物吸收能力的獨(dú)立作用，更取決于各因子的協(xié)調(diào)程度［20］。該煙區(qū)土壤綜合肥力得分極低，主成分分析結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮權(quán)重最高，分別為0.33、0.32，土壤增施有機(jī)肥、鉀肥、磷肥，可以有效提高土壤綜合肥力。因此，廣元市漢陽(yáng)鎮(zhèn)在今后的施肥過(guò)程中應(yīng)保持有機(jī)肥、鉀肥、磷肥含量處于最優(yōu)水平，根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥赖膶?shí)際情況，結(jié)合土壤養(yǎng)分豐缺狀況，均衡各營(yíng)養(yǎng)元素的配比，制定適宜的平衡施肥方案，以提高煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量。

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