?馬龍植煙區土壤pH值和中微量元素的分布特征

郭山虎 張錦濤 何志明 唐應勇 田山 賈麗華 易克 李強

摘 要：為了解馬龍植煙區土壤pH值和中微量元素的分布特征以及二者之間的相關關系，在馬龍植煙區采集214個土壤樣品，分別測定土壤樣品的pH值和土壤養分含量，采用傳統統計學方法對樣本進行分析。結果表明：馬龍植煙土壤有效鈣、有效鎂、有效鋅、有效硫和有效鉬含量的平均值均偏高，只有有效硼含量的平均值處于適宜烤煙生長的范圍;土壤pH平均值偏低，為5.43，pH值處于適宜烤煙生長范圍（5.51～7.00）的樣本數占35.98%;不同鄉（鎮）間植煙土壤的中微量元素差異顯著，而土壤pH值差異不顯著;馬龍植煙區土壤pH值與有效鈣、有效鎂呈極顯著正相關，與有效硼、有效硫呈極顯著負相關，與有效鋅呈顯著正相關，而與有效鉬無明顯相關關系;植煙土壤有效鈣、有效鎂、有效鋅含量隨土壤pH值的增大呈上升趨勢，有效硼、有效硫隨土壤pH值升高而呈降低的趨勢。

關鍵詞：植煙土壤;pH值;中微量元素;相關分析;馬龍植煙區

中圖分類號：S153; S572文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2020）10-0058-04

Abstract： In order to understand the distribution characteristics of medium-trace elements and pH value in Malong tobacco growing area and their correlation， 214 soil samples were collected in Malong tobacco growing area， and the pH value and nutrient contents of soil samples were measured， and analyzed by traditional statistical methods. The results showed that the average contents of available calcium， available magnesium， available zinc， available sulfur and available molybdenum in Malong tobacco growing soil tended to be high， only the average content of available boron was in the suitable range for the growth of flue-cured tobacco; the average pH value of soil was 5.43， and 35.98% of the samples were in the suitable range （5.51-7.00）; there were significant differences in the contents of soil medium and trace elements among different townships， but there was no significant difference in soil pH; in Malong tobacco area， soil pH was extremely significantly positively correlated with available calcium and magnesium， extremely negatively correlated with available boron and sulfur， significantly positively correlated with available zinc， but had no significant correlation with available molybdenum; the contents of available calcium， magnesium and zinc in tobacco soil increased with the increase of soil pH， while the contents of available boron and sulfur decreased with the increase of soil pH.

Key words： tobacco soil; pH value; medium-trace elements; correlation analysis; Malong tobacco growing area

土壤條件是影響煙葉產量和質量的首要因素。土壤pH值與烤煙的生長以及煙葉的外觀質量、內在化學成分和評吸質量有關[1-3]。土壤中微量元素是土壤肥力的基礎，其與優質煙葉的生產有密切關系[4-7]。土壤pH值不僅影響土壤微生物群落，而且通過影響土壤養分、形態和有效性來影響烤煙的產量和質量[8]，因此土壤pH值與土壤養分的關系是研究的熱點。鄧小華等[8]和段淑輝等[9]研究了湖南煙區土壤pH值與土壤養分的關系，夏磊等[10]研究了山東煙區土壤pH值與土壤養分的關系，賀丹鋒等[11]研究了羅平煙區植煙土壤 pH值分布特征及其與土壤養分的相關性，解燕[12]研究了馬龍煙區植煙土壤營養環境與煙葉質量的關系，但對于馬龍煙區土壤pH值與中微量元素的相關性研究還未見報道。因此，筆者采集了214個馬龍煙區土壤樣本進行研究，分析了土壤pH值和中微量元素的分布特征以及二者的相關關系，以期為馬龍煙區土壤養分管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 馬龍植煙區概況

馬龍植煙區位于云南省東部，東經103°16′～103°45′、北緯25°08′～25°37′，面積1 751 km2，海拔1 772.20～2 493.80 m，地處金沙江水系與南盤江水系的分水嶺地帶，四面環山。氣候屬低緯高原季風型氣候，冬春干旱，夏秋濕潤，季節干濕分明，年平均日照1 985 h以上，年平均降雨量1 032 mm，無霜期241 d。

1.2 樣品采集與測定

采用GPS定位技術，對馬龍植煙區8個鄉（鎮）的基本煙田進行定位取樣。取樣點根據基本煙田分布情況進行布置，遵循均勻性、代表性的原則。共取樣214個，取樣深度為0～20 cm，每個取樣點隨機選取5個以上點取樣，然后混合均勻采用四分法取1 kg樣品帶回實驗室。樣品登記編碼后經風干、研磨及過篩，進行土壤pH值和土壤養分含量測定。測定方法參考王瑞新[13]和鮑士旦[14]的方法。

1.3 土壤pH值及中微量元素的分級

分級指標參考賀丹鋒等[11]的方法，將植煙土壤pH值、有效鈣、有效鎂、有效鋅、有效硼、有效硫、有效鉬分為極低、低、適宜、高、極高5個等級（見表1），根據各級樣本數等級分布頻率進行比較。

1.4 數據分析方法

植煙土壤pH值與中微量元素的相關分析采用Excel?2010剔除數據異常值，用SPSS 16.0進行相關分析。

植煙土壤pH值與中微量元素的回歸分析采用Excel 2010對數據進行整理，按pH值升序排列并分為20個組，每組10個數據，運用Excel 2010進行回歸分析。

2 結果與分析

2.1 馬龍植煙土壤pH值和中微量元素分布特征

2.1.1 土壤樣品pH值和中微量元素的基本特征 由表2可知，土壤pH值的變幅為4.27～7.54，平均值為5.43，屬偏低，其中土壤pH值適宜（5.51～7.00）、低（5.00～5.50）和極低（<5.00）的樣品所占比例分別為35.98%、39.25%和22.90%，有62.15%土壤樣品偏酸，需要采取相應措施調控。土壤有效鈣含量平均值偏高，為1 260.73 mg/kg，其中有效鈣含量適宜（250.01～1 000.00 mg/kg）的樣品所占比例為37.85%，有效鈣含量高（1 000.00～2 000.00 mg/kg）的樣品最多，占54.67%，有效鈣含量極高的樣本所占比例為7.01%。可見，馬龍植煙土壤的有效鈣含量偏高，這可能與當地施肥習慣有關。土壤有效鎂含量平均值也偏高，為174.29 mg/kg，其中有效鎂含量適宜（50.00～100.00 mg/kg）的樣本所占比例為12.62%，有效鎂含量極高（>200.00 mg/kg）的樣品占34.11%，有效鎂含量高（100.01～200.00 mg/kg）的樣品占51.87%。可見，大部分土壤樣品有效鎂含量偏高。有效鋅含量平均值也偏高，為2.84 mg/kg，其中有效鋅含量適宜（1.01～2.00 mg/kg）、高（2.01～4.00 mg/kg）和極高（>4.00 mg/kg）的樣品所占比例分別為26.17%、53.74%和14.95%，可見大部分樣品的有效鋅含量都偏高。有效硼含量平均值處于適宜范圍，為0.35 mg/kg，其中有效硼含量適宜（0.31～0.60 mg/kg）、低（0.16～0.30 mg/kg）和極低（<0.15 mg/kg）的樣品所占比例分別為51.40%，31.78%和11.21%，有半數樣品的有效硼含量處于適宜范圍內，超過40%樣品的有效硼含量偏低。土壤有效硫含量平均值處于偏高范圍，為44.98 mg/kg，其中有效硫含量適宜（16.01～30.00 mg/kg）的樣品所占比例為29.91%，有效硫含量高（30.01～50.00 mg/kg）的樣品占30.37%，有效硫含量極高（>50.00 mg/kg）的樣品占35.05%，有近30%樣品的有效硫含量處于適宜范圍內，有近65%樣品的有效硫含量過高。有效鉬含量平均值屬于極高，為0.27 mg/kg，其中有效鉬含量適宜（0.11～0.15 mg/kg）、低（0.05～0.10 mg/kg）、高（0.16～0.20 mg/kg）和極高（>0.20 mg/kg）的樣品所占比例分別為21.96%、17.29%、16.36%和39.72%，有56.08%樣品的鉬含量過高。

2.1.2 馬龍植煙區各鄉（鎮）土壤pH值和中微量元素的分布特征 由表3可知，不同鄉（鎮）間土壤pH值存在顯著差異（P=0.021），pH值最高的是王家莊鎮，最低的是馬過河鎮。不同鄉（鎮）間土壤有效鈣含量差異極顯著（P=0.002），以王家莊鎮的土壤有效鈣含量最高，納章鎮的土壤有效鈣含量最低。土壤有效鎂含量在各鄉（鎮）間也有極顯著差異（P=0.003），以納章鎮的有效鎂含量最高，馬過河鎮的有效鎂含量最低。土壤有效鋅含量在各鄉（鎮）間的差異也達顯著水平（P=0.015），以通泉鎮的土壤有效鋅含量最高，大莊鄉的土壤有效鋅含量最低。各鄉（鎮）間的土壤有效硼含量差異達極顯著（P=0.001），以馬鳴鄉的有效硼含量最高，王家莊鎮的有效硼含量最低。各鄉（鎮）間的土壤有效硫含量差異極顯著（P=0.000），月望鄉的有效硫含量最高，馬鳴鄉的有效硫含量最低。各鄉（鎮）間的土壤有效鉬含量差異也是極顯著（P=0.000），月望鄉的有效鉬含量最高，王家莊鎮的有效鉬含量最低。

2.2 馬龍植煙區土壤中pH值與中微量元素的相關關系

由表4可知，馬龍植煙區土壤中pH值與有效鈣、有效鎂呈極顯著正相關，與有效硼、有效硫呈極顯著負相關，與有效鋅呈顯著正相關，而與有效鉬無顯著相關關系。

將馬龍植煙區土壤pH值從小到大排列，分為20組，每組10個數據。用Excel進行分組回歸分析，得到土壤中中微量元素與pH值的回歸關系（圖1）。從圖1可以看出，土壤有效鈣含量（y）隨pH值（x）增大呈直線上升（y=565.25x-1 890.2，R2=0.883 8）;土壤有效鎂含量（y）也隨土壤pH值（x）的增大呈直線上升（y=79.267x-258.22，R2=0.780 7）;土壤有效硫含量（y）與pH值（x）為曲線關系（y=12.495x2-153.28x+504.18，R2=0.762 2），有效硫含量，在pH值<6時隨著pH值的升高而降低，當pH值>6時則隨著pH值的升高而升高;土壤有效鋅含量（y）隨pH值（x）的升高先降低再緩慢升高（y=0.291 6x2-2.896 8x+9.797 1，R2=0.452 4），土壤有效鋅含量，pH值為4～5時隨著pH值的升高而降低，當pH值>5時則隨著pH值的升高而緩慢升高;土壤有效硼含量（y）隨著pH值（x）的升高而呈下降的趨勢（y=0.061 4x2-0.749x+2.573 6，R2=0.526 9）。

3 結論與討論

馬龍植煙區土壤pH值平均為5.43，低于植煙土壤適宜種煙pH值，只有35.98%的樣品處于適宜種烤煙的pH值范圍內，土壤pH值低和極低的樣品分別占39.25%和22.90%。由此可見，馬龍植煙區的土壤pH值偏低，可施用適量石灰進行土壤改良。不同鄉（鎮）間土壤pH值存在顯著差異（P=0.021），pH值以王家莊鎮的最高，馬過河鎮的最低。

馬龍植煙區土壤有效鈣含量十分豐富，平均含量為1 260.73 mg/kg，大于植煙土壤適宜有效鈣含量，有效鈣含量高和極高的樣本分別占54.67%和7.01%。馬龍植煙區土壤有效鎂含量平均值為174.29 mg/kg，高于適宜范圍，有效鎂含量高和極高的樣本分別占51.87%和34.11%。馬龍植煙區土壤有效鋅、有效硫、有效鉬含量都偏高，且含量高和極高的樣品占大多數，應在種植烤煙時合理控施鋅肥、硫肥和鉬肥。馬龍植煙區土壤有效硼含量處于適宜植煙范圍內，為0.35 mg/kg，但有效硼含量低和極低的樣品分別占31.78%和11.21%，土壤存在著潛在缺硼的問題，為避免煙草在生長發育過程中出現缺硼現象，應適當增施硼肥。不同鄉（鎮）間土壤中微量元素含量差異顯著，應根據當地植煙土壤養分含量，調整施肥方案，合理調控水肥。

馬龍植煙區土壤有效鈣、有效鎂、有效鋅含量隨土壤pH值的增大呈上升趨勢，有效硼、有效硫隨土壤pH值升高而呈降低的趨勢。土壤pH值與有效鈣、有效鎂呈極顯著正相關，這與李強等[15]的研究結果一致;土壤pH值與有效硼、有效硫呈極顯著負相關，這與鄧小華等[16]的研究結果基本一致。

參考文獻：

[1] 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）：65-67.

[2] 崔喜艷. 土壤pH值對烤煙葉片內保護酶及內在質量的影響[D]. 長春：吉林農業大學，2002.

[3] 徐曉燕，孫五三，李章海，等. 烤煙根系合成煙堿的能力及pH值對其根系和品質的影響[J]. 安徽農業大學學報，2004，31（3）：315-319.

[4] 鄧小華，謝鵬飛，彭新輝，等. 土壤和氣候及其互作對湖南烤煙部分中性揮發性香氣物質含量的影響[J]. 應用生態學報，2010，21（8）：2063-2071.

[5] 曹志洪.優質烤煙生產的土壤與施肥[M]. 南京：江蘇科學技術出版社，1991. 38-43.

[6] 崔國明，黃必志，柴家榮，等. 硼對烤煙生理生化及產質量的影響[J]. 中國煙草科學，2000（3）：14-18.

[7] 何 坤，袁玉波. 土壤酸度調節對烤煙生長和煙葉品質的影響[J]. 湖南農業科學，2014（7）：38-40，44.

[8] 鄧小華，張 瑤，田 峰，等. 湘西植煙土壤pH和主要養分特征及其相互關系[J]. 土壤，2017，49（1）：49-56.

[9] 段淑輝，劉天波，李建勇，等. 湖南瀏陽煙區土壤pH與土壤養分的相關性[J]. 貴州農業科學，2017，45（1）：153-157.

[10] 夏 磊，王德權，王大海，等. 濰坊煙區土壤pH與土壤養分關系研究[J]. 安徽農業科學，2016，44（7）：172-175.

[11] 賀丹鋒，周冀衡，張 毅，等. 云南省羅平煙區植煙土壤pH分布特征及其與土壤養分的相關性[J]. 作物研究，2016，30（3）：136-141.

[12] 解 燕. 曲靖馬龍縣植煙土壤營養環境與煙葉質量的關系研究[D]. 長沙：湖南農業大學，2010.

[13] 王瑞新. 煙草化學[M]. 北京：中國農業出版社，2003. 245-275.

[14] 鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000. 25-38.

[15] 李 強，張蕓萍，解 燕，等. 曲靖植煙土壤pH分布特征及其影響因素研究[J]. 核農學報，2020，34（4）：887-895.

[16] 鄧小華，李源環，周米良，等. 武陵山地植煙土壤酸度特征及影響因素：以湖南省湘西自治州為例[J]. 水土保持學報，2018，32（4）：304-309.

（責任編輯：肖光輝）