黔西南植煙土壤pH值分布與主要養分的相關關系

廣建芳　邵孝候　趙廷超　劉洋　劉錦華　馬駿　楊緒　丁福章

摘要：土壤pH值是土壤養分有效性的主要影響因素，研究土壤pH值的分布特征及土壤pH值與主要養分的相關關系，對于提高烤煙養分精準管理具有重要意義。對黔西南6個縣的土壤pH值與主要養分的統計和灰色關聯分析結果如下：（1）黔西南州煙區土壤平均pH值為6.23，總體呈弱酸性，73.1%的土壤pH值在適宜優質煙葉生產的范圍內（pH值為5.5～7.5）。（2）黔西南州主要植煙土壤類型平均pH值依次為黃紅壤土<紫色土<黃壤土<黃棕壤 土< 石灰土。黃壤土、黃紅壤土、石灰土三大土壤類型占86.48%，pH值適宜的優質煙葉生產比例均達到70%以上。（3）土壤pH值在6.6～7.5范圍內的有機質、氮、磷、鉀含量最高，黔西南州土壤有機質、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量平均值均達到烤煙種植所需的適宜范圍。但速效磷、全鉀含量變異系數較大，有19.91%的土壤缺磷，7.44%的土樣缺氮。（4）土壤養分與土壤pH值灰色關聯分析的排序結果為速效氮含量>速效鉀含量>有機質含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全鉀含量。

關鍵詞：植煙土壤;pH值;黔西南;土壤養分;灰色關聯分析

中圖分類號： S572.06文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）09-0280-04

黔西南位于貴州省西南部（24°38′～26°11N，104°35′～106°32′E），境內土壤有紅壤、黃壤土、黃棕壤土、石灰土、紫色土等類型，植煙土壤大部分系微酸性或中性，為優質烤煙生產提供了有利的條件，研究表明最適宜烤煙生長的pH值在 5.5～7.5之間[1-3]。土壤酸堿性和土壤養分的相關性研究表明，當土壤的酸性增加時，土壤中的可溶性磷易與鐵、鋁形成化合物，降低磷的有效性，形成磷酸鐵、磷酸鋁而降低有效性，而土壤中的交換性鉀、鈣、鎂等易被置換出來，當降水量大大超過蒸發量時，易被淋溶流失;當土壤pH值大于7.5時，土壤中的鈣、鎂等離子易形成碳酸鹽沉淀，土壤微生物都有一定的適宜酸堿度范圍，過酸或過堿都會影響土壤微生物的數量及種類，從而影響氮素及其他養分的轉化和植物生長[4-7]。黔西南地區植煙土壤成母土質多，土壤類型多樣，通過研究土壤pH值分布與土壤類型、土壤養分的相關關系，對于評價植煙土壤的宜種性、調節土壤pH值、改變土壤肥力現狀和結構，做到因地種植、科學管理，充分發揮土地的生產潛力，以及烤煙的優質高產具有重要的實踐意義。

1 材料與方法

1.1 數據調查與樣品采集

2016年3—4月于黔西南州主要植煙區興義市、興仁市、普安縣、安龍縣、貞豐縣、晴隆縣，選取代表性的植煙地塊，取0～20 cm土層土樣，按照“田”字形均勻采樣，制成1 kg的混合樣品。土樣經過編號、土壤類型登記、風干、混勻、磨細、過篩等預處理后分裝備用。

1.2 土樣測定方法

土壤pH值的測定采用pH計法（水土質量比為 2.5 ∶1），土壤有機質含量的測定采用重鉻酸鉀滴定法;氮、磷、鉀含量的測定方法參照文獻[8]。

2 結果與分析

2.1 黔西南土壤pH值分布狀況

烤煙對土壤酸堿度的適應性極強，在pH值為3.5～7.9的土壤上均能正常生長，但是烤煙的品質卻有一個最適pH值范圍[9]。最適宜煙草栽培的土壤是pH值范圍為5.5～6.5的微酸性土壤和pH值為6.5～7.5的土壤[3，9-14]，當pH值>7.5時，煙葉的雜氣、刺激性增加，內質評吸總分減少[15-16]。過酸的根際環境不利于烤煙對氮、磷、鉀等元素的吸收，對于pH值<5.0的過酸植煙土壤，宜施用石灰或有機肥改良[4，17-20]。

黔西南全州土壤pH值分布狀況見表1，黔西南全州 73.1% 的土壤pH值在煙草栽培適宜范圍內，只有10.9%的土壤酸度過大，16.0%的土壤pH值偏高。就不同地區而言，以貞豐地區土壤平均pH值最高，為7.1，安龍地區的土壤平均pH值最小，為6.2。貞豐和興義地區，pH值在 7.6～8.5范圍內的土壤所占比例分別為24.7%和20.5%，pH值在5.5～7.5范圍內的土壤所占比例分別為68.6%和73.2%，pH值<5.5的土壤所占的比例分別為6.7%和 6.3%。安龍縣與普安縣土壤平均pH值較低，分別為6.2和6.3，pH值<5.5的土壤所占比分別為15.8%和17.3%（表2）。

2.2 黔西南不同土壤類型的pH值分布狀況

黔西南州土壤有多種成土母質，土壤類型豐富，主要植煙土壤類型平均pH值順序依次為黃紅壤土<紫色土<黃壤 土< 黃棕壤土<石灰土。不同土壤類型經過長期改良，pH值逐漸趨于中性，其中黃紅壤土的pH值均在煙草栽培適宜范圍內。紫色土平均pH值為6.3，pH值<5.5的土壤占比達到34.3%。黃紅壤土、黃棕壤土、石灰土、黃壤土pH值在5.5～7.5范圍內所占比重分別為100.0%、74.3%、70.2%、65.7%，紫色土pH值在5.5～7.5范圍內所占比重為 57.1%。石灰土pH值在7.6～8.5范圍內的土壤樣本占27.3%（表3）。

2.3 黔西南主要植煙土壤養分狀況

有機質、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷和速效鉀含量是植煙土壤養分常用評價指標，黔西南地區植煙土壤養分水平差異較大（表4）。在分析的7個土壤養分指標中，全鉀含量的最大值是最小值的20倍以上。速效磷含量的變異也較大，最大值達0.020 g/kg，最低值只有0.004 g/kg。總體來看，全氮和全磷含量的變異系數較小，全鉀和速效磷變異系數較大。根據黔西南州多年烤煙生產經驗，制定了植煙土壤各養分豐缺標準（表5）。

由表4、表5、表6可知，黔西南州速效氮含量和速效磷含量偏低，其平均值分別為0.046 g/kg和0.013 g/kg，低等級和較低等級速效氮、速效磷含量的土壤分別占58.24%和 52.86%。速效磷含量變異系數最大，為0.52，其次為全鉀含量，為0.45，全氮含量的變異系數最小，為0.03。全氮含量豐富的土壤占60.48%，低等級和較低等級的全氮含量土壤含量分別占5.65%和0.81%，因此在烤煙生產中要因地制宜調整氮肥用量，避免煙草生長后期土壤氮素過量供應。低等級和較低等級的全磷含量土壤分別占0.00%和15.32%。68.55% 的土壤全磷含量豐富，黔西南州土壤速效磷含量低于0.005 g/kg的土樣比例達到19.91%，含量高于 0.020 g/kg 的土樣比例達16.36%，含磷量過高或過低都對烤煙生長不利，在含磷量欠缺或較高的地塊可通過施磷肥或優化輪作制度適當調節速效磷含量。43.36%的土壤有機質含量，52.42%土壤全鉀含量和51.09%土壤速效鉀含量豐富，中等等級和豐富等級的有機質、全氮、全磷、全鉀、速效鉀含量土壤比例分別為80.43%、93.54%、84.68%、72.58%、78.29%。

2.4 土壤pH值與主要養分含量分布及灰色關聯分析

黔西南煙區土壤不同pH值范圍的主要養分含量見表7。從表中可以看出，土壤pH值在5.5～6.5范圍內的有機質含量最高，與其他pH值范圍內有機質含量差異顯著，以pH 值<5.5的土壤有機質含量最低。全氮含量隨著pH值的升高先升高后降低，全氮在pH值為6.6～7.5范圍內的含量最高，且與其他pH值范圍內的全氮含量差異顯著，pH 值<5.5、pH值范圍為5.5～6.5、pH值范圍為7.6～8.5組間的總氮含量差異不顯著。速效氮含量在pH值為6.6～7.5范圍內的含量最高，pH值為5.5～6.5、6.6～7.5組間的差異不顯著，pH值<5.5與pH值范圍為7.6～8.5的組間差異亦不顯著，說明過酸和過堿的土壤環境不利于速效氮的積累。pH值對全磷含量的影響差異不顯著。速效磷含量隨著pH值的升高而增大，當pH值范圍為7.6～8.5時的速效磷含量最高，pH值<5.5、5.5～6.5、6.6～7.5組間速效磷含量差異不顯著，這可能與黔西南植煙區土壤總體偏酸性，游離態的磷易形成磷酸鹽礦物沉積有關，在實際生產中可通過施用石灰或白云石粉改良[21-26]。全鉀含量和速效鉀含量均以pH值在 6.6～7.5范圍內的含量最高，以pH值<5.5的鉀含量和速效鉀含量最低，隨著pH值的升高，鉀含量和速效鉀含量在pH值6.6～7.5范圍內達到最高之后降低，這可能與黔西南地區以黏性黃壤土、黃紅壤土和石灰土居多，它們對鉀吸附能力強，不易造成鉀的流失有關。

土壤酸堿度的不同，一方面直接影響煙草根系的生長及對土壤養分吸收的能力，另一方面間接影響土壤中養分的形態及其有效性[27-28]。胡向丹等對黔西南地區植煙土壤的研究表明，土壤pH值與有機質、速效氮、速效磷、速效鉀含量相關性達到顯著或極顯著水平[29-30]。許自成等對湖南植煙土壤的研究結果表明，土壤pH值與速效鉀含量呈極顯著負相關關系，與土壤有機質、速效磷呈顯著或極顯著正相關關系[31-32]。樣本來源、地區差異、研究方法可能是植煙土壤pH值與土壤養分的相關性結果不一致的原因，為避免樣本差異導致不同的結果，本研究采用灰色關聯分析將土壤養分信息與pH值的影響關系進行比較分析，將pH值作為母序列，土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀含量作為子序列，對母序列和子序列進行無量綱化處理并分別量化計算，取Δmin=0，分辨系數ρ=0.5，計算出土壤pH值與土壤養分的序列關聯度，結果見表8。由表8可知，土壤養分與土壤pH[CM（24*2]值關聯系數的大小排序為速效氮含量>速效鉀含量>有機質含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全鉀含量。

3 結論

黔西南州土壤總體呈弱酸性，73.1%的土壤pH值在優質煙葉生產適宜范圍內，但有10.9%土壤pH值極低樣本和16.0%土壤pH值極高樣本不適合優質煙葉生產。

就不同地區而言，黔西南州土壤平均pH值排序為貞 豐> 興義>晴隆>興仁>普安>安龍，以貞豐和興義植煙區土壤平均pH值較高，pH值在7.6～8.5范圍內的土壤所占比例分別為24.7%和20.5%。安龍與普安縣土壤平均pH值較低，pH值<5.5的土壤所占比分別為15.8%和17.3%。

黔西南主要植煙土壤類型按照平均pH值排序為黃紅壤土<紫色土<黃壤土<黃棕壤土<石灰土。黃壤土、黃紅壤土、石灰土三大土壤類型占全州土壤的86.4%，適合優質煙葉生產pH值土壤比例均達到70%以上。

土壤pH值在6.6～7.5范圍內的有機質、氮、磷、鉀含量較高。黔西南總體土壤有機質、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量平均值均達到烤煙種植所需的適宜范圍。但速效磷和全鉀含量變異系數較大，有19.91%的土壤缺磷，7.44%的土樣缺氮。土壤養分與土壤pH值灰色關聯分析的結果排序為速效氮含量>速效鉀含量>有機質含量>速效磷含量>全磷含量>全氮含量>全鉀含量。

參考文獻：

[1]黃燕翔，劉淑欣. 福建煙區土壤條件與烤煙品質的關系[J]. 福建農業大學學報，1995，24（2）：201-204.

[2]唐 琨，朱偉文，周文新，等. 土壤pH對植物生長發育影響的研究進展[J]. 作物研究，2013，27（2）：207-212.

[3]唐莉娜，熊德中. 土壤酸度的調節對烤煙根系生長與煙葉化學成分含量的影響[J]. 中國生態農業學報，2002，10（4）：69-71.

[4]郭 豪，宋鵬飛，黃 翯，等. 土壤改良劑對酸性土壤改良效應和烤煙產量、質量的影響[J]. 江蘇農業科學，2014，42（6）：95-98.

[5]王 龍，葉協鋒，張夢楚，等. 植煙土壤pH值與土壤養分的相關及通徑分析[J]. 江蘇農業科學，2013，41（1）：359-360，386.

[6]魏國勝，周 恒，朱 杰，等. 土壤pH值對煙草根莖部病害的影響[J]. 江蘇農業科學，2011，39（1）：140-143.

[7]王美新，邵孝侯，于 靜，等. EM生物有機肥對植煙土壤理化性質的影響[J]. 江蘇農業科學，2012，40（6）：323-325.

[8]鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 3版. 北京：中國農業出版社，2000.

[9]李念勝，王樹聲. 土壤pH值與烤煙質量[J]. 中國煙草，1986（2）：12-14.

[10]崔喜艷，史巖玲，趙 艷，等. 土壤pH值對烤煙葉片光合特性和煙堿含量的影響[J]. 吉林農業大學學報，2005，27（6）：591-593，602.

[11]崔喜艷，陳展宇，于 鳴，等. 土壤pH值對烤煙葉片膜脂過氧化及保護酶活性的影響[J]. 中國煙草學報，2004，10（5）：38-41.

[12]陳建軍，鐘俊周. 根際pH值與烤煙產量和質量的關系研究[J]. 熱帶亞熱帶土壤科學，1996，5（2）：98-101.

[13]楊宇虹，馮柱安，晉 艷，等. 酸性土壤的煙株生長及煙葉產質量調控研究[J]. 云南農業大學學報，2004，19（1）：41-44.

[14]黎妍妍，丁 偉，李傳玉，等. 貴州煙區生態條件及烤煙質量狀況分析[J]. 安全與環境學報，2007，7（2）：96-100.

[15]蔡憲杰，楊義方，馬永建，等. 腐殖酸類肥料對堿性植煙土壤pH及烤煙產量質量的影響[J]. 中國農學通報，2008，24（6）：261-265.

[16]姜超強，沈 嘉，郭 盧，等. 硫磺對堿性植煙土壤烤煙生長及煙葉重金屬含量的影響[J]. 中國煙草科學，2013，34（5）：47-51.

[17]周冀衡，段燦枝，余佳斌，等. 根際酸度對烤煙生長與養分吸收的影響[J]. 土壤，2000（1）：44-47.

[18]易杰祥，呂亮雪，劉國道. 土壤酸化和酸性土壤改良研究[J]. 華南熱帶農業大學學報，2006，12（1）：23-28.

[19]袁金華，徐仁扣. 生物質炭對酸性土壤改良作用的研究進展[J]. 土壤，2012，44（4）：541-547.

[20]解開治，徐培智，嚴 超，等. 不同土壤改良劑對南方酸性土壤的改良效果研究[J]. 中國農學通報，2009，25（20）：160-165.

[21]趙 瓊，曾德慧. 陸地生態系統磷素循環及其影響因素[J]. 植物生態學報，2005，29（1）：153-163.

[22]邱 燕，張鼎華. 南方酸性土壤磷素化學研究進展[J]. 福建稻麥科技，2003，21（3）：14-17.

[23]沈乒松，張鼎華. 酸性土壤無機磷研究進展[J]. 福建林業科技，2005，32（1）：75-78.

[24]徐仁扣. 土壤酸化及其調控研究進展[J]. 土壤，2015，47（2）：238-244.

[25]Zheng S J. Crop production on acidic soils：overcoming aluminium toxicity and phosphorus deficiency[J]. Annals of Botany，2010，106（1）：183-184.

[26]Liang C，Pieros M A，Tian J，et al. Low pH，aluminum，and phosphorus coordinately regulate malate exudation through GmALMT1 to improve soybean adaptation to acid soils[J]. Plant Physiology，2013，161（3）：1347-1361.

[27]淡俊豪，齊紹武，朱 益，等. 生石灰對鉛污染酸性植煙土壤理化性質和煙草鉛含量的影響[J]. 江蘇農業科學，2018，46（19）：71-75.

[28]梁仲哲，齊紹武，淡俊豪，等. 生物炭對鎘脅迫下煙草鎘含量動態變化及土壤理化性質的影響[J]. 江蘇農業科學，2018，46（1）：56-59.

[29]胡向丹，鄧小華，王 豐，等. 黔西南州植煙土壤pH分布特征及其與土壤養分的關系[J]. 安徽農業大學學報，2014，41（6）：1070-1074.

[30]王 豐，鄧小華，王少先，等. 黔西南州植煙土壤有機質含量及與其他土壤養分的關系[J]. 山地農業生物學報，2014，11（5）：63-67.

[31]許自成，王 林，肖漢乾. 湖南煙區土壤pH分布特點及其與土壤養分的關系[J]. 中國生態農業學報，2008，16（4）：830-834.

[32]鄒 凱，鄧小華，李永富，等. 邵陽植煙土壤pH時空特征及其與土壤養分的關系[J]. 北京農學院學報，2014，29（1）：6-9.