濰坊煙區土壤pH與土壤養分關系研究

夏 磊，王德權，王大海，李 洋，高政緒，楊少杰，席元肖，高傳軍，杜傳印

(山東濰坊煙草有限公司，山東濰坊 261205)

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濰坊煙區土壤pH與土壤養分關系研究

夏 磊，王德權，王大海，李 洋，高政緒，楊少杰，席元肖，高傳軍，杜傳印*

(山東濰坊煙草有限公司，山東濰坊 261205)

摘要[目的]研究濰坊煙區土壤pH與土壤養分的關系，為該地區煙區平衡施肥提供科學依據。[方法]對濰坊煙區592份土壤樣本的pH及其與土壤有機質、速效磷、速效鉀、堿解氮、交換性鈣、交換性鎂、水溶性硼含量的關系進行研究。[結果]濰坊煙區平均pH為6.52，變幅為4.32～7.67，總體適宜；pH處于適宜烤煙生長的5.50～6.50間的樣本量占總樣本的43.41%。pH與土壤有機質、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂以及水溶性硼含量呈極顯著正相關，與土壤堿解氮含量呈極顯著負相關；pH的變化，對土壤有機質影響最大，對交換性鎂影響最小。[結論]pH為5.50～6.50時，濰坊煙區土壤有機質、速效磷、速效鉀、水溶性硼可滿足優質烤煙生產要求，堿解氮和交換性鎂含量較高，交換性鈣含量偏低。

關鍵詞濰坊煙區；土壤pH值；土壤養分；優質烤煙

土壤酸堿度不但直接影響烤煙的生長發育[1]，而且與土壤酶活性[2]、有機質的合成分解、元素形態的轉化等密切相關[3-7]。目前，國際上推薦適宜烤煙生長的土壤pH為5.50～6.50[8-11]。煙草在pH為4.00～8.50的土壤中均可以生長，但并不是在這個范圍內都能產出優質煙葉。土壤pH過高時，OH-含量增加，導致其他陰離子吸收減少，養分活性降低；pH過低，則會導致土壤有效養分的淋失[12]。關于國內一些煙區土壤pH與烤煙質量、土壤養分關系的研究已有相關報道[13-17]，但系統分析濰坊煙區土壤pH與土壤養分關系鮮見研究。筆者以濰坊煙區土壤養分測試為基礎，研究了土壤pH、養分及二者的相關性等，旨在為煙區土壤酸堿改良和平衡施肥提供理論依據。

1材料與方法

1.1樣品采集 2014年在濰坊5個產煙縣(市)(諸城、高密、安丘、臨朐、昌樂)進行土壤養分調查采集，采集時間為烤煙前薦作物收獲后、起壟施肥前，采集地點為煙區有代表性的耕作層土壤，采用GPS定位。采集土壤樣品時，同一個地塊內采集8～10個點的土樣，每個點采集深度為0～20 cm，混勻，構成1個1 kg左右的混合土樣，共592份。采集結束后，對土壤樣品進行編號，然后對土壤樣品風干，研磨，過篩，混勻，裝瓶，備用。

1.2測定項目與方法土壤pH采用1∶5水土比提取，利用pH計法測定；土壤堿解氮含量采用堿解擴散法測定；土壤速效鉀含量采用醋酸銨浸提法，利用thermo原子吸收光譜儀測定；土壤速效磷含量采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，利用紫外分光光度計測定；有機質含量采用重鉻酸鉀滴定法測定；交換性Ca、Mg含量采用1 mol/L 醋酸銨浸提，原子吸收法測定；有效硼采用沸水浸提，姜黃素比色法測定[18]。

1.3數據統計應用SPSS 19.0和DPS 7.05進行統計分析，Origin pro 9.0繪圖。

2結果與分析

2.1土壤pH由表1可知，濰坊煙區土壤pH在4.32～7.67，平均為6.52，呈弱酸性，濰坊煙區土壤pH總體適宜。從土壤樣本的pH分布比例看，濰坊煙區土壤pH多分布在5.50～7.00，其中pH值6.50～7.00的土壤樣本占總數的51.69%，pH在5.50～6.50的土壤樣本占總數的43.41%，pH大于7.00和小于5.50的土壤分別占3.71%和1.18%。

2.2土壤養分從圖1可以看出，濰坊煙區土壤有機質含量多集中在5～20 g/kg，其中10～15 g/kg有機質含量比例最高，占總樣本量的45.4%；土壤速效磷含量多分布在0～20 mg/kg，其中0～10 mg/kg占總樣本量的37.00%，10～20 mg/kg占總樣本量的32.00%；土壤速效鉀含量主要分布在100～150 mg/kg，占總樣本量的32.20%，150～200 mg/kg的速效鉀分布也較多，占總樣本量的25.30%；土壤交換性鈣多集中在5～10 cmol/kg，占總樣本量的45.30%；土壤堿解氮含量主要分布在50～100 mg/kg，占總樣本量的61.50%；土壤交換性鎂含量在5～10 cmol/kg區間內比例最高，占總樣本量的36.00%；水溶性硼含量集中分布在0.5～1.0 mg/kg和1.0～1.5 mg/kg，均占總樣本量的24.40%。從峰度和偏度值(表2)可以看出，濰坊煙區土壤有機質、速效鉀和堿解氮含量呈正太分布，土壤速效磷、交換性鎂、交換性鈣和水溶性硼含量呈偏正太分布。

表1濰坊煙區土壤pH及其分布情況

Table 1Soil pH value and the distribution in Weifang Tobacco Growing Area

對于烤煙生產來說，土壤養分含量過多或過少均會影響烤煙產量，一般認為，北方土壤有機質含量應不高于20 g/kg(或0.60%～1.60%)，速效磷含量在10～20 mg/kg，堿解氮含量在40～80 mg/kg較為適宜，速效鉀含量應高于100 mg/kg(120～240 mg/kg)，土壤交換性鎂和交換性鈣含量在2和10 cmol/kg左右較為適宜[19-20]。由表2可知，濰坊煙區有機質、速效磷、速效鉀及交換性鈣的平均值總體較為適宜。堿解氮含量為89.58 mg/kg，交換性鎂含量為含量10.62 cmol/kg，兩者含量略高。劉國順等[8]研究表明，土壤水溶性硼含量在0.50～1.00 mg/kg時，煙葉生長較好，而濰坊煙區土壤水溶性硼含量為1.36 mg/kg，含量偏高。同時，通過比較可以看出，濰坊煙區各養分含量均存在一定的變異性，且均屬于中等變異性差異[19]，其中，土壤速效磷的變異程度最大，達85.09%，土壤有機質的變異程度最小，僅37.10%。

2.3土壤pH與土壤養分的相關性由表3可知，濰坊煙區土壤pH與土壤有機質、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂及水溶性硼含量呈極顯著正相關，與堿解氮含量呈極顯著負相關，與速效磷含量無顯著相關性。通過土壤pH和養分的灰色關聯度分析可知，其關聯度的順序為有機質>堿解氮>速效鉀>速效磷>交換性鈣>水溶性硼>交換性鎂，這表明一方面，濰坊煙區土壤pH對土壤有機質、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂以及水溶性硼影響顯著，且與有機質關系最為密切，與土壤交換性鎂密切程度最低；另一方面，土壤pH的變化，對土壤有機質、堿解氮等的含量變化影響較大，而土壤交換性鈣、交換性鎂受pH變化的影響則小于有機質等的變化。

2.4土壤pH對土壤養分含量的影響由表4可知，土壤有機質、交換性鈣、交換性鎂的含量在pH≥7.00時最高，pH<5.50時最低，且差異顯著，堿解氮含量的差異變化與有機質含量變化相反。pH為5.50～6.50時適宜烤煙生長，該范圍內的各養分含量均小于最高值，除有機質和水溶性硼外，均與最高值差異不顯著。在pH 5.50～6.50范圍內，濰坊煙區土壤有機質為12.97 g/kg、速效磷為17.50 mg/kg、速效鉀為172.95 mg/kg、水溶性硼為1.06 mg/kg，含量適宜；堿解氮和交換性鎂含量豐富；交換性鈣含量偏低，但濰坊煙區尚未出現烤煙生產缺鈣的現象。

表3濰坊煙區土壤pH與土壤養分的相關性及關聯度

Table 3Correlation and correlation degree between soil pH and soil nutrient in Weifang Tobacco Growing Area

注：**表示相關極顯著。

Note：**indicated extremely significant correlation.

注：同列不同小寫字母代表5%水平上差異顯著。

Note：Lowercases indicated significant differences at 5% level.

3結論與討論

(1)土壤酸堿度是土壤的成土條件，是土壤理化性質、肥力特征的綜合反映[21]。土壤pH與土壤養分關系密切，許自成等[22]對湖南煙區土壤研究得出，土壤pH與土壤有機質、速效磷、水溶性硼、交換性鈣和交換性鎂呈極顯著正相關，與速效鉀呈極顯著負相關；夏東旭等[23]對永德煙區植煙土壤分析認為，土壤pH與速效磷、有效硼和交換性鈣呈極顯著正相關；宋文峰等[24]對瀘州煙區土壤研究認為，土壤pH與交換性鎂呈極顯著負相關；周煉川等[25]對文山煙區煙田土壤研究得出，土壤pH與堿解氮呈顯著負相關。筆者通過研究得出，濰坊煙區土壤pH與土壤有機質、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂及水溶性硼含量呈極顯著正相關，與堿解氮含量呈極顯著負相關，與速效磷含量無顯著相關性，與前人研究結果不完全一致，這可能與土壤的地域性差異及樣本量不同有關。

(2)由于灰色關聯度分析中關聯系數與子序列大小、樣本量及不同地域土壤理化性質有關[8，26-27]，因此不同研究結果存在一定的差異，許自成等[22]對湖南煙區pH與養分關聯度由大到小依次為全氮、有機質、速效鉀、水溶性氯、速效磷、有效銅、有效鋅、有效錳、交換性鈣、交換性鎂、有效鐵；胡向丹等[28]研究表明，黔西南州植煙土壤pH與養分關聯度由大到小依次為緩效鉀、堿解氮、有機質、速效磷、全氮、全磷、速效鉀、銨態氮、硝態氮；陳朝陽[29]對南平植煙土壤pH與養分關聯度進行分析，認為土壤pH對交換性鈣的影響較大，對有效錳影響相對較小。筆者對濰坊煙區土壤pH和養分進行灰色關聯度分析得出，土壤pH的變化對土壤有機質的含量變化影響最大，對土壤交換性鎂影響較小，關聯度由大到小依次為有機質、堿解氮、速效鉀、速效磷、水溶性鈣、交換性硼、交換性鎂。

(3)適宜的土壤酸堿度有利于改善煙株根系附近土壤酶活性、提高煙株光合特性[30-31]，對烤煙產量和品質的形成起著關鍵性作用[32-34]；土壤pH過高(>9.00)或過低(<4.00)均對煙株根部產生不利影響，從而影響煙株生長發育。一般認為，土壤pH在5.50～6.50為最適宜植煙土壤酸堿度[9-12]。筆者通過研究得出，濰坊煙區土壤pH在4.32～7.67，平均為6.52，呈弱酸性。濰坊煙區各養分含量在pH 5.50～6.50時均小于最高值，但差異不顯著。在該范圍，濰坊煙區土壤有機質為12.97 g/kg、速效磷為17.50 mg/kg、速效鉀為172.95 mg/kg、水溶性硼為1.06 mg/kg，含量適宜，可以滿足優質烤煙生長需求[18-19]；堿解氮和交換性鎂含量較高；交換性鈣含量偏低。另有研究指出，烤煙不同生長期所需的最適pH存在一定的變化性，pH為5.50～6.00時利用前期干物質積累，pH<8.50時更利于烤煙中后期碳代謝，pH在7.00左右時煙株吸收養分較為充足，烤煙的干物質積累、單葉重以及質量也較好[35-36]。濰坊煙區pH≥7.00和pH為6.50～7.00的土壤有機質含量分別為17.48 g/kg和13.55 g/kg，速效磷分別為18.01 mg/kg和16.78 mg/kg，速效鉀為185.43 mg/kg和189.74 mg/kg，堿解氮含量分別為68.37 mg/kg和85.06 mg/kg，表明濰坊煙區土壤pH≥7.00和6.50～7.00時，主要土壤養分含量仍能達到生產優質烤煙的要求[37]。

(4)筆者僅從濰坊煙區土壤pH與土壤養分關系角度進行探討，但要更完善地揭示濰坊煙區土壤特點，今后還應對土壤微生物活性、栽培措施、施肥量等與烤煙產量及內在品質關系進行深入研究。

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Relationship between Soil pH Value and Soil Nutrients in Weifang Tobacco Growing Area

XIA Lei, WANG De-quan, WANG Da-hai, DU Chuan-yin*et al

(Shandong Weifang Tobacco Co. Ltd., Weifang,Shandong 261205)

Key wordsWeifang Tobacco Growing Area; Soil pH value; Soil nutrient; High-quality tobacco

Abstract[Objective]To research the relationship between soil pH value and soil nutrients in Weifang Tobacco Growing Area, and to provide scientific basis for the balanced fertilization in this region. [Method] pH values of 592 soil samples in Weifang Tobacco Growing Area were researched, as well as their relationship with the contents of organic matter, rapidly available P, rapidly available K, alkali-hydrolyzable N, exchangeable Ca, exchangeable Mg and water soluble B in soil. [Result] pH value was generally suitable for tobacco cultivation in Weifang Tobacco Growing Area with a mean value of 6.52 and its amplitude of variation from 4.32 to 7.67. About 43.41% of the soil samples were in the range of 5.5- 6.5 pH, which was suitable for tobacco cultivation. The soil pH value was positively related with organic matter, rapidly available K, exchangeable Ca, exchangeable Mg and water soluble B at 0.01 level and were negatively related with alkali-hydrolyzable N at 0.01 level. The change of pH values had the greatest influence on organic matter and the least influence on exchangeable Mg. [Conclusion] Within pH 5.5-6.5, the content of organic matter, rapidly available P, rapidly available K, and water soluble B could meet the requirement of high-quality tobacco production in the range. The contents of alkali-hydrolyzable N and exchangeable Mg were relatively high, and the content of exchangeable Ca was relatively low.

基金項目中國煙草總公司山東省公司重點項目(D2014027)；山東中煙工業有限責任公司項目(1308052109)。

作者簡介夏磊(1982- )，男，山東昌樂人，農藝師，碩士，從事作物逆境生理、煙草水肥一體化及煙草農業科技創新研究。*通訊作者，高級農藝師，博士，從事煙草遺傳育種與現代煙草生產技術推廣研究。

收稿日期2016-01-24

中圖分類號S 158.3

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)07-172-04