王正旭,吳 昊,王劍松,何淑婷,張錢(qián)雙嬌,徐梓荷,劉 魁,田陽(yáng)陽(yáng),王軍偉,宛 祥,李湘?zhèn)?孫蒙猛,趙文軍

(紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司,云南玉溪 653100)

煙草是一種適宜性很強(qiáng)的作物,除鹽堿性較重的土壤外,幾乎在各種土壤中都能生長(zhǎng)[1]。但土壤是煙草生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ),其理化性狀的不同對(duì)煙葉質(zhì)量的影響非常明顯[2]。土壤中的養(yǎng)分、水分和空氣是煙葉生產(chǎn)適宜程度評(píng)價(jià)指標(biāo)之一和煙葉產(chǎn)質(zhì)量形成的基本條件。為保證獲取優(yōu)質(zhì)的、有地域特色的煙葉原料,對(duì)植煙區(qū)的土壤養(yǎng)分性狀都有一定的要求[3]。張曉龍等[4]對(duì)云南植煙土壤養(yǎng)分含量與煙葉品質(zhì)的相互關(guān)系研究表明,土壤養(yǎng)分含量對(duì)煙葉品質(zhì)有直接效應(yīng),煙葉中的鉀主要來(lái)源于土壤鉀素,土壤中的氮素含量對(duì)煙葉總植物堿含量、總氮含量、濃度、刺激性有顯著影響。杜娟[5]對(duì)曲靖清香型烤煙風(fēng)格形成的土壤因素研究表明,烤煙清香型特征與土壤類(lèi)型有顯著關(guān)系,具有明顯的清香特征煙葉植煙土壤酸堿度適宜,有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量相對(duì)較低,全磷、全鉀、速效鉀和有效鐵含量相對(duì)清香特征稍弱的煙葉植煙土壤較高。陳麗燕等[6]研究環(huán)秦嶺煙區(qū)的植煙土壤養(yǎng)分與煙葉品質(zhì)的關(guān)系,結(jié)果表明,土壤有機(jī)質(zhì)與煙葉物理特性和單葉重呈顯著負(fù)相關(guān),與糖、氮堿比呈極顯著正相關(guān)。研究表明,土壤的理化性狀對(duì)煙葉生長(zhǎng)及品質(zhì)有顯著影響,但土壤形成過(guò)程因素的差異導(dǎo)致了土壤基本理化性狀和養(yǎng)分的差異。

撫仙湖坐落于云南省玉溪市澄江市轄區(qū),是我國(guó)目前保持全Ⅰ類(lèi)水質(zhì)的高原湖泊。其徑流區(qū)范圍涵蓋面積較大,湖岸線近100 km,跨玉溪市澄江、江川和華寧三縣(市、區(qū)),地勢(shì)周邊高、中間低[7]。撫仙湖徑流區(qū)擁有天然、優(yōu)越的環(huán)境資源,但作物種植結(jié)構(gòu)不合理以及不合理的開(kāi)發(fā)為穩(wěn)定Ⅰ類(lèi)水質(zhì)帶來(lái)了較大的壓力。煙草種植相較蔬菜等作物的種植,有施肥量低、集中組織、對(duì)環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。筆者梳理了撫仙湖徑流區(qū)植煙土壤的不同特點(diǎn),旨在充分合理地利用徑流區(qū)土地資源,制定合理的施肥措施,保證植煙土壤良性循環(huán),達(dá)到獲得優(yōu)質(zhì)煙葉與環(huán)境保護(hù)并重的目的。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集在撫仙湖徑流區(qū)澄江、江川和華寧3縣(市、區(qū))10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)取土壤樣品。按照不同地勢(shì)、地理?xiàng)l件,采用“S”形取樣法,取耕層(0～20 cm)混合樣品,共計(jì)取樣154個(gè)。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法土壤制樣按照NY/T 1121.1—2006進(jìn)行,pH按照NY/T 1377—2007進(jìn)行測(cè)定,有機(jī)質(zhì)按照NY/T 1121.6—2006進(jìn)行測(cè)定,水解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定,有效磷按照NY/T 149—1990進(jìn)行測(cè)定,速效鉀按照NY/T 889—2004進(jìn)行測(cè)定,有效硼按照NY/T 1121.8—2006進(jìn)行測(cè)定,氯離子按照NY/T 1378—2007進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理使用Excel 2016和SPSS 25軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 徑流區(qū)土壤性狀描述性統(tǒng)計(jì)從表1可以看出,徑流區(qū)pH平均值為6.11,變幅為3.75～7.49,標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均較小,說(shuō)明樣本酸堿度小幅度變異,除少部分樣品偏酸性外,整體酸堿度適宜烤煙生長(zhǎng)。水解氮變幅為29.37～224.77 mg/kg,平均值為99.29 mg/kg,標(biāo)準(zhǔn)差為37.85 mg/kg,變異系數(shù)為38.12%,屬于中等變異,樣本的水解氮離散程度相對(duì)較高,特別是部分樣本水解氮含量較低,但從平均值來(lái)看,徑流區(qū)土壤肥力適宜烤煙生長(zhǎng)。有效磷含量平均值為42.19 mg/kg,含量變幅較大,變異系數(shù)為76.80%,屬于較大的變異,整體有效磷含量較高。速效鉀含量變幅為62.42～1 230.02 mg/kg,平均值為347.35 mg/kg,含量比較豐富,標(biāo)準(zhǔn)差較大,為182.21 mg/kg,說(shuō)明速效鉀含量在樣本間的離散程度較高。有機(jī)質(zhì)含量平均值為18.10 g/kg,變幅為2.68～61.13 g/kg,說(shuō)明部分樣品有機(jī)質(zhì)含量稍低,且變異系數(shù)相對(duì)較大,為54.02%,屬于較高變異。有效硼含量平均值為0.60 mg/kg,變幅為0.16～1.64 mg/kg,變異系數(shù)為43.85%,屬于中等變異。土壤氯離子含量平均值為6.17 mg/kg,整體含量相對(duì)較低,變幅為0.27～20.26 mg/kg,變異系數(shù)為65.07%,屬于較大的變異程度。

表1 徑流區(qū)植煙土壤性狀描述性統(tǒng)計(jì)分析

2.2 徑流區(qū)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤特征從表2可以看出,徑流區(qū)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤性狀特征差異較大,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)有效磷含量均較高,青龍鄉(xiāng)和大街鎮(zhèn)較高,達(dá)50 mg/kg以上,但各鄉(xiāng)鎮(zhèn)差異不顯著。青龍鄉(xiāng)和雄關(guān)鎮(zhèn)土壤速效鉀含量較高,達(dá)400 mg/kg以上,與右所鎮(zhèn)土壤速效鉀含量差異顯著,與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)差異不顯著。右所鎮(zhèn)植煙土壤水解氮含量較高,達(dá)139.16 mg/kg,與?？阪?zhèn)、九村鎮(zhèn)、路居鎮(zhèn)和青龍鄉(xiāng)差異顯著。右所鎮(zhèn)pH相對(duì)較大,與除大街鎮(zhèn)和江城鎮(zhèn)外的其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)均達(dá)顯著差異。大街鎮(zhèn)和青龍鄉(xiāng)植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高,雄關(guān)鎮(zhèn)植煙土壤有機(jī)質(zhì)相對(duì)較低,差異顯著。江城鎮(zhèn)土壤有效硼含量較高,與除九村鎮(zhèn)和路居鎮(zhèn)外的其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)差異顯著。氯離子含量整體較低,青龍鄉(xiāng)相對(duì)較高,與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)差異達(dá)顯著水平。

表2 徑流區(qū)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)植煙土壤性狀特征

2.3 徑流區(qū)不同田塊類(lèi)型土壤特征撫仙湖徑流區(qū)涵蓋范圍較大,轄區(qū)內(nèi)有山區(qū)和壩區(qū)。從表3可以看出,壩區(qū)和山區(qū)植煙土壤有效磷和水解氮含量差異達(dá)顯著水平,速效鉀、pH、有機(jī)質(zhì)、有效硼和氯離子含量差異不顯著。從兩類(lèi)植煙田塊類(lèi)型土壤養(yǎng)分含量來(lái)看,壩區(qū)植煙土壤的有效磷、水解氮、pH和氯離子含量高于山區(qū)。

表3 徑流區(qū)不同田塊類(lèi)型土壤性狀特征

2.4 徑流區(qū)不同海拔土壤特征從表4可以看出,徑流區(qū)不同海拔植煙土壤性狀差異較大,海拔1 400～1 600 m的區(qū)域有效磷、速效鉀和水解氮含量較高,與其他海拔區(qū)域差異均達(dá)顯著水平,且有隨著海拔的升高有降低趨勢(shì)。海拔1 600～1 800 m的區(qū)域土壤氯離子含量較高,與低海拔區(qū)域1 400～1 600 m差異達(dá)顯著水平,低海拔區(qū)域氯離子含量最低。pH、有機(jī)質(zhì)和有效硼在各海拔區(qū)域之間差異不顯著,從整體含量來(lái)看,有機(jī)質(zhì)有隨著海拔升高而增加的趨勢(shì),有效硼呈隨著海拔升高而降低的趨勢(shì)。

表4 徑流區(qū)不同海拔土壤性狀特征

2.5 不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤性狀聚類(lèi)分析從圖1可以看出,通過(guò)聚類(lèi)分析,徑流區(qū)10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)可以分為三類(lèi)。右所鎮(zhèn)為一類(lèi),青龍鄉(xiāng)為一類(lèi),其他8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為一類(lèi)。三類(lèi)植煙土壤性狀特征:一類(lèi)僅包含右所鎮(zhèn),主要特征為高氮低鉀磷低微量元素低有機(jī)質(zhì);二類(lèi)僅包括青龍鄉(xiāng),主要特征為高鉀高磷低氮低微量元素;三類(lèi)包括海口鎮(zhèn)、路居鎮(zhèn)、前衛(wèi)鎮(zhèn)、龍街鎮(zhèn)、九村鎮(zhèn)、雄關(guān)鎮(zhèn)、大街鎮(zhèn)和江城鎮(zhèn),其主要特征是中鉀中磷中水解氮高微量元素(表5)。

圖1 不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤聚類(lèi)分析Fig.1 Soil cluster analysis in different towns

表5 不同類(lèi)別土壤養(yǎng)分含量

3 討論

通過(guò)對(duì)徑流區(qū)土壤性狀進(jìn)行分析,結(jié)合優(yōu)質(zhì)煙葉對(duì)土壤養(yǎng)分的需求[1,8],徑流區(qū)植煙土壤pH平均值為6.11,屬于最適宜烤煙生產(chǎn)的土壤要求。但從樣本來(lái)看,有少部分土壤偏酸,在生產(chǎn)過(guò)程中要加大對(duì)該部分土壤酸堿度的調(diào)節(jié),在過(guò)酸的土壤中施入適量的石灰來(lái)調(diào)節(jié)pH。唐莉娜等[9]關(guān)于改良土壤酸堿度的研究表明,施入適量石灰后有利于改善煙株根系生長(zhǎng)環(huán)境,增強(qiáng)煙株的抗病能力,葉綠素含量增加和光合作用明顯增強(qiáng)。

氮元素是所有營(yíng)養(yǎng)元素中影響烤煙生產(chǎn)及煙葉品質(zhì)最重要、最敏感的營(yíng)養(yǎng)元素,烤煙對(duì)氮素的需求一部分來(lái)自人工施肥,另一部分來(lái)自土壤可被植物吸收利用的氮素[10]。根據(jù)云南省烤煙種植區(qū)域規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以及鄒加明等[11]的研究結(jié)果最適宜的植煙土壤水解氮含量為60～120 mg/kg,適宜含量為40～200 mg/kg,徑流區(qū)植煙土壤水解氮含量屬于最適宜區(qū),但也有個(gè)別土壤樣本水解氮偏低或者偏高,壩區(qū)高于山區(qū),低海拔高于高海拔區(qū)域,建議在生產(chǎn)上做細(xì)施肥技術(shù)方案,做到“一片一方案”。徑流區(qū)有效磷和速效鉀含量平均值分別為42.19和347.35 mg/kg,按照全國(guó)第二次土壤普查對(duì)土壤養(yǎng)分的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[12]以及黃成江等[13]對(duì)植煙土壤理化性狀適宜性研究表明,徑流區(qū)植煙土壤磷鉀含量豐富,但變異系數(shù)較大,屬于較大的變異,從不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)來(lái)看,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)植煙土壤磷鉀仍很豐富,這與胡玲等[14]對(duì)云南植煙土壤養(yǎng)分的研究結(jié)果一致。

從徑流區(qū)植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量來(lái)看,有機(jī)質(zhì)平均值為18.10 g/kg,達(dá)中等含量水平,壩區(qū)和低海拔植煙區(qū)有機(jī)質(zhì)稍低,這可能與長(zhǎng)期以來(lái)壩區(qū)主要以復(fù)合肥為主的施肥方式有關(guān),但有機(jī)質(zhì)含量變幅較大。李枝樺等[15]對(duì)云煙植煙土壤有機(jī)質(zhì)研究表明,云煙煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量覆蓋了缺乏、偏低、適宜、偏高和豐富所有的范圍,區(qū)域差異較大,整體上屬于適宜水平。研究表明[16]土壤有機(jī)質(zhì)過(guò)高過(guò)低均不利于煙葉生長(zhǎng)發(fā)育,有機(jī)質(zhì)過(guò)高煙株生長(zhǎng)后期土壤供氮能力強(qiáng),不利于人工控制氮肥和煙葉落黃成熟。建議在徑流區(qū)植煙土壤有機(jī)質(zhì)較低的地塊適當(dāng)施用商品有機(jī)肥,如果施用農(nóng)家肥等必須經(jīng)過(guò)充分腐熟后方可施用,有機(jī)質(zhì)較高的植煙土壤適當(dāng)減少?gòu)?fù)合肥的用量,以免后期煙葉貪青晚熟。

徑流區(qū)植煙土壤有效硼含量整體適宜,但各鄉(xiāng)鎮(zhèn)差異顯著,右所鎮(zhèn)植煙土壤有效硼含量較低,平均值僅為0.36 mg/kg,壩區(qū)和山區(qū)以及不同海拔植煙土壤硼含量差異不顯著。研究表明,烤煙缺硼會(huì)使頂芽枯死,生長(zhǎng)點(diǎn)停滯,崔國(guó)明等[17]研究硼對(duì)烤煙生理生化和產(chǎn)質(zhì)量的影響,結(jié)果表明,對(duì)植煙土壤含硼稍低的烤煙施用適量的硼肥,可以促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育,改善植物學(xué)性狀,對(duì)產(chǎn)質(zhì)量有一定的正向作用。氯是煙葉質(zhì)量的限制元素,煙葉氯離子含量高會(huì)影響其燃燒性,一般認(rèn)為土壤氯離子含量高于45 mg/kg時(shí)不適宜種植烤煙,從結(jié)果來(lái)看徑流區(qū)土壤氯離子含量較低,平均值僅為6.17 mg/kg,適宜烤煙的種植。

從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的植煙土壤聚類(lèi)結(jié)果來(lái)看,第一類(lèi)右所鎮(zhèn)植煙土壤水解氮含量較高,達(dá)139.16 mg/kg,磷鉀含量相對(duì)較低,這與該區(qū)域煙葉生產(chǎn)前作種植蔬菜有關(guān),且蔬菜以綠色葉菜類(lèi)為主,需要施用大量的氮肥,導(dǎo)致土壤氮含量較高,氮磷鉀含量比例不協(xié)調(diào),另外,該區(qū)域土壤酸堿度平均值雖然處在適宜值水平,但僅稍低于最適宜值上限,微量元素較低,該類(lèi)區(qū)域在煙葉生產(chǎn)過(guò)程中要特別注重氮肥的控制,以及配合有機(jī)肥的施用,合理補(bǔ)充微肥。第二類(lèi)青龍鄉(xiāng)植煙土壤速效鉀含量較高,達(dá)403.24 mg/kg,青龍鄉(xiāng)是典型的以山地?zé)煘橹鞯闹矡焻^(qū),土壤主要為紅壤,前作主要以玉米為主,該區(qū)域鉀高磷氮較適宜,適宜烤煙的生產(chǎn),也是優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的主要土壤類(lèi)型,有機(jī)質(zhì)中等偏上,微量元素稍低于適宜值。第三類(lèi)區(qū)域包含的鄉(xiāng)鎮(zhèn)較多,氮磷鉀含量均在中等,但也屬于較豐富的水平,微量元素含量較豐富。

4 結(jié)論

撫仙湖徑流區(qū)土壤水解氮含量中等,磷鉀豐富,酸堿度適中,有機(jī)質(zhì)含量整體中等偏低,氯離子含量較低。壩區(qū)和山區(qū)植煙土壤有效磷和水解氮含量差異達(dá)顯著水平,速效鉀、pH、有機(jī)質(zhì)、有效硼和氯離子含量差異不顯著,壩區(qū)植煙土壤的有效磷、水解氮、pH和氯離子含量高于山區(qū)。低海拔區(qū)域有效磷、速效鉀和水解氮含量較高,與其他海拔區(qū)域差異均達(dá)顯著水平,且隨著海拔的升高呈降低趨勢(shì),pH、有機(jī)質(zhì)和有效硼在各海拔區(qū)域之間差異不顯著,有機(jī)質(zhì)呈隨著海拔升高而增加的趨勢(shì),有效硼呈隨著海拔升高而降低的趨勢(shì)。綜合來(lái)看,植煙土壤各性狀指標(biāo)整體較適宜煙葉種植,但不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)、田塊差異較大,個(gè)別指標(biāo)變異系數(shù)較大,煙葉生產(chǎn)上要特別注重做細(xì)施肥方案,做到“一片一方案”。