福建煙區(qū)土壤養(yǎng)分演變特征

唐莉娜，王月敏，曾文龍，林建麒，吳 平，李春英

（1.福建省煙草專賣局 煙草科學(xué)研究所，福建 福州 350003；2.福建省煙草公司 龍巖市公司，福建 龍巖 353000；3.福建省煙草公司 三明市公司，福建 三明 365000；4.福建省煙草公司 南平市公司，福建 南平 364000）

0 引言

良好的土壤條件是優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的基礎(chǔ)，植煙土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況會直接影響烤煙生長與品質(zhì)［1-3］。農(nóng)田土壤是一個生態(tài)系統(tǒng)，土壤養(yǎng)分含量會隨著農(nóng)田種植制度、施肥結(jié)構(gòu)、施肥水平的變化而變化。福建煙區(qū)分別在1997年［4］、2005年［5-6］開展了較全面的土壤養(yǎng)分狀況普查，距今已有十幾年，但目前對全省植煙土壤養(yǎng)分變化情況未見報道。為了提高施肥針對性，煙葉生產(chǎn)需要根據(jù)土壤養(yǎng)分變化情況及時調(diào)整福建省烤煙生產(chǎn)施肥方案，以提高肥料利用率，實現(xiàn)煙草農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)。對此，學(xué)者們于2020年對福建主產(chǎn)煙區(qū)植煙土壤主要養(yǎng)分狀況進行了普查，研究福建主產(chǎn)煙區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及其演變特征，以期為下一個階段調(diào)整烤煙生產(chǎn)施肥方案，科學(xué)指導(dǎo)煙農(nóng)合理施肥，為福建植煙土壤保育培肥和煙草種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2020年在福建三明、南平和龍巖3個主產(chǎn)區(qū)，采集有代表性煙田的耕作層土壤（0～20 cm）樣品1199個，其中三明499個、龍巖350個、南平350個。在晚稻收獲后種煙施肥前采集土壤樣品。在同一采樣單元，用“S”形取樣法采集8～10個小樣點等量的土壤制成1個混合樣。

1.2 分析方法

土壤測定項目包括：土壤pH值、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀、有效硫、有效硼、水溶性氯等指標(biāo)。土壤基本理化性狀分析按照土壤農(nóng)化常規(guī)分析方法［7］進行，具體測定方法：pH值采用pH計法（水∶土=2.5∶1）測定；有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定；全氮用凱氏定氮法；堿解氮采用堿解擴散法；速效磷用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀用醋酸銨浸提—火焰光度法；水溶性氯離子用1∶5（水土比）提取—硝酸銀滴定法；有效硫采用BaSO4比濁法；有效硼采用沸水浸提—姜黃比色法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值的變化情況

一般認為烤煙最適宜的土壤pH值為5.5～7.0［2］。分析結(jié)果表明（表1），福建主產(chǎn)煙區(qū)土壤pH值平均為5.54±0.41（n=1199），與2005年［5］相比，平均值變化不大。從土壤pH值區(qū)間分布來看，3個地區(qū)土壤酸度變化趨勢不同。與2005年相比，龍巖煙區(qū)經(jīng)過土壤酸度持續(xù)改良效果較好，土壤pH值均大于5，土壤pH值＜5.5的土壤僅占27.70%，多數(shù)土壤在烤煙適宜、最適宜范圍；三明、南平煙區(qū)土壤酸化問題仍然比較突出。南平、三明煙區(qū)土壤pH值＜5.0的占比分別為6.02%、15.73%，土壤pH值＜5.5占比分別為49.86%、58.47%。不同地區(qū)呈現(xiàn)差異變化，這與三明、南平地區(qū)土壤酸度改良技術(shù)落實不到位有關(guān)。因此，在生產(chǎn)上應(yīng)該持續(xù)重視土壤酸度改良工作，對偏酸的土壤在生產(chǎn)中要采用石灰、白云石粉或堿性土壤調(diào)理劑如生物黑炭來改良土壤，提高土壤pH值。

表1 福建煙區(qū)植煙土壤pH值及其分布

2.2 土壤有機質(zhì)的變化情況

土壤有機質(zhì)是土壤肥力的重要指標(biāo)之一，一般認為植煙土壤有機質(zhì)含量15～35 g/kg較為適宜［8］。由表2可知，福建煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量適中，適宜優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)。福建煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量平均值為（27.21±7.79） g/kg，變異系數(shù)為28.6%。有機質(zhì)含量處于15～35 g/kg區(qū)間的土壤占比為80.87%，3.83%的土壤有機質(zhì)含量＜15 g/kg，15.30%的土壤有機質(zhì)含量＞35 g/kg。與2005年［5］相比，三明、龍巖的土壤有機質(zhì)含量平均值的下降幅度較大，分別下降了7.47、8.79個百分點，南平下降了3.65個百分點。可見，近十幾年來，隨著煙葉生產(chǎn)規(guī)模化的推進，煙農(nóng)以施用化肥為主，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中土壤有機質(zhì)的輸出大于輸入，導(dǎo)致土壤有機質(zhì)含量總體呈下降趨勢，因此，在后期生產(chǎn)上應(yīng)該重視增施腐熟有機肥。

表2 福建主產(chǎn)煙區(qū)植煙土壤有機質(zhì)及其分布

2.3 土壤全氮、堿解氮的變化情況

氮素是影響烤煙生產(chǎn)和品質(zhì)的最重要元素。由表3可知，福建主產(chǎn)煙區(qū)植煙土壤全氮含量平均值為（1.436±0.373） g/kg，變異系數(shù)26.0%。與2005年［5］相比，3個地區(qū)土壤全氮含量均下降，這與土壤有機質(zhì)含量變化趨勢一致。從土壤全氮含量區(qū)間分布情況來看，土壤全氮含量在1.0～2.0 g/kg樣本占比由原來的69.12%提高到82.70%。可見，多數(shù)土壤全氮含量比較適宜烤煙種植。

表3 福建植煙土壤全氮含量及其分布

堿解氮作為土壤有效氮的一個常用指標(biāo)。由表4可知，福建植煙土壤堿解氮含量為54.70～527.30 mg/kg，平均值為（142.09±47.97） mg/kg ，變異系數(shù)33.8%。土壤堿解氮100～200 mg/kg占比為79.62%，處于適中～高的范圍。與2005年［5］相比，3個地區(qū)土壤堿解氮含量平均值均明顯下降。從土壤堿解氮區(qū)間分布情況來看，2005年有26.57%的土壤堿解氮＞200 mg/kg，而2020年僅為8.07%。可見，多數(shù)植煙土壤有效氮含量處在適中～高水平的適宜區(qū)間。

表4 福建植煙土壤堿解氮含量及其分布

2.4 土壤速效磷的變化情況

一般認為，土壤速效磷含量＜10 mg/kg時為缺磷土壤；土壤速效磷含量＞40 mg/kg時，作物可以從土壤得到充足的磷素供應(yīng)而不需要施用磷肥［9］。由表5可知，福建植煙土壤速效磷含量平均值為（50.46±24.44） mg/kg，變異系數(shù)為48.4%。從土壤速效磷分布區(qū)間來看，土壤速效磷含量＞40 mg/kg的樣本占比為62.35%，＜10 mg/kg的占比僅占0.67%。從3個地區(qū)來看，土壤速效磷含量＜10 mg/kg的樣本占比均小于1%。土壤速效磷均值＞40 mg/kg的樣本占比以龍巖最高，達79.14%，南平為57.31%，三明為54.11%。可見，福建土壤速效磷總體豐富，與2005年［5］相比，除三明地區(qū)外，南平、龍巖的土壤速效磷含量平均值明顯增加。可見，在生產(chǎn)上應(yīng)根據(jù)土壤類型和速效磷含量適當(dāng)調(diào)減磷肥使用量，實現(xiàn)降本增效，綠色生產(chǎn)。

表5 福建主產(chǎn)區(qū)植煙土壤速效磷含量及其分布

2.5 土壤速效鉀的變化情況

烤煙為喜鉀作物，鉀素營養(yǎng)與烤煙的生長、品質(zhì)密切相關(guān)。一般認為，土壤速效鉀＜80 mg/kg為極缺鉀土壤，80～150 mg/kg為低鉀土壤，土壤速效鉀含量＞150 mg/kg為適宜土壤［9］。由表6可知，福建植煙土壤速效鉀含量為20.38～770.20 mg/kg，平均值為（174.35±89.03） mg/kg，變異系數(shù)為51.1%。從土壤速效鉀含量分布區(qū)間來看，全省約有42.85%的植煙土壤速效鉀含量＜150 mg/kg。與2005年［5］相比，福建土壤速效鉀含量平均值明顯提高，極度缺鉀、缺鉀土壤占比面積大大減少，這與近年來持續(xù)增施鉀肥措施有關(guān)。目前，土壤速效鉀含量呈現(xiàn)中等水平，空間變異大，因此烤煙生產(chǎn)上應(yīng)穩(wěn)定目前鉀肥施用量，改善鉀施肥方法，進一步提高鉀肥的利用率。

表6 福建主產(chǎn)區(qū)植煙土壤速效鉀含量及其分布

2.6 土壤有效硫的變化情況

已有研究認為土壤有效硫＜12 mg/kg為缺硫土壤；若有效硫含量在12～24 mg/kg，認為該土壤存在潛在缺硫現(xiàn)象；有效硫＞24 mg/kg，則認為土壤不缺硫［11］。由表7可知，福建植煙土壤有效硫含量平均值為（23.93±20.92） mg/kg，變異系數(shù)較大，為87.4%。從土壤有效硫含量區(qū)間分布來看，有28.7%的土壤有效硫＜12 mg/kg，與2005年［6］相比，土壤缺硫的樣本占比明顯增加，尤其南平煙區(qū)土壤缺硫的樣本占比達37.71%。這可能與近十幾年來，烤煙生產(chǎn)為了防止煙葉硫含量高而影響烤煙的燃燒性，因而在生產(chǎn)上統(tǒng)一限制硫酸鉀施用有關(guān)。由于土壤有效硫空間差異大，各地要根據(jù)土壤硫豐缺情況，因地制宜制定硫酸鉀的施用量。對土壤有效硫高的土壤，要控制硫酸鉀的施用量，對一些缺硫的土壤，可適當(dāng)施用硫酸鉀，既降低生產(chǎn)成本，又滿足烤煙生長對硫的需求。

表7 福建植煙土壤有效硫含量及其分布

2.7 土壤有效硼的變化情況

土壤有效硼和烤煙吸收之間有較好的相關(guān)性。研究認為土壤有效硼含量＜0.2 mg/kg為缺乏，0.2～0.5 mg/kg為潛在缺乏，0.5～1.0 mg/kg為適中，＞1.0 mg/kg為豐富［11］。由表8可知：經(jīng)過近十幾年烤煙生產(chǎn)增施硼肥技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，烤煙硼營養(yǎng)得到了明顯改善，土壤有效硼含量明顯提高，2005年［6］普查時福建植煙土壤普遍缺硼，土壤有效硼含量＜0.2 mg/kg土壤占比為69.3%，而2020土壤有效硼含量＜0.2 mg/kg土壤占比僅為0.67%；土壤有效硼含量＞1.0 mg/kg的占比達15.06%。因此，烤煙生產(chǎn)上應(yīng)該把普施硼肥措施改為缺硼土壤補充施用硼肥，以免長期施用導(dǎo)致硼過量而引起烤煙硼中毒。

表8 福建植煙土壤有效硼含量及其分布

2.8 土壤水溶性氯的變化情況

氯元素與煙葉品質(zhì)和產(chǎn)量密切相關(guān)，氯營養(yǎng)不足影響產(chǎn)量，氯過多則影響煙葉品質(zhì)。一般認為優(yōu)質(zhì)煙生長要求土壤含氯量為25～30 mg/kg，若土壤含氯量≥45 mg/kg，則會影響煙葉的燃燒性，降低煙葉品質(zhì)［2］。由表9可知，多數(shù)福建植煙土壤水溶性氯含量在優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)要求的適宜范圍，平均值為（19.42±12.31） mg/kg，變異系數(shù)較大，為63.4%。與2005年［6］相比，三明、南平土壤水溶性氯含量平均值有所下降，龍巖煙區(qū)基本保持不變。從土壤氯含量分布區(qū)間情況看，南平、龍巖、三明土壤水溶性氯含＜10 mg/kg的土壤占比分別為25.14%、12.18%、12.03%。生產(chǎn)上對部分土壤水溶性氯偏高區(qū)域，應(yīng)嚴(yán)格控制含氯肥料的使用，以免煙葉氯含量高影響煙葉品質(zhì)。

表9 福建主產(chǎn)煙區(qū)土壤水溶性氯含量及其分布

3 結(jié)論與建議

從2020年福建煙區(qū)土壤養(yǎng)分分析結(jié)果看，福建煙區(qū)土壤pH值平均5.54±0.41，土壤有機質(zhì)和氮素含量適中，均較適宜優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)。土壤速效磷含量豐富；土壤速效鉀含量處于中等水平；土壤有效硫平均值為（23.93±20.92） mg/kg，變異系數(shù)大（87.4%），有效硫＜12 mg/kg的土壤占28.70%；有效硼含量適中，平均值為（0.693±0.308） mg/kg；土壤水溶性氯含量平均（19.42±12.31） mg/kg，在比較適宜范圍。

與2005年相比，福建煙區(qū)土壤養(yǎng)分變化較大。龍巖煙區(qū)經(jīng)過土壤酸度持續(xù)改良效果較好，土壤pH值平均值有明顯上升，土壤pH值均大于5；三明、南平煙區(qū)土壤酸化問題仍然比較突出，土壤pH值＜5.5占比分別為49.86%、58.47%，這與近年來三明、南平地區(qū)土壤酸度改良技術(shù)落實不到位有關(guān)。土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮含量有所下降，這與目前煙葉生產(chǎn)規(guī)模化生產(chǎn)以施用化肥為主，少施或不施有機肥有關(guān)。速效磷含量繼續(xù)增加，速效鉀含量明顯提高，從原來極缺水平上升至適中水平，有效硫含量略下降，有效硼平均含量明顯提高，從原來普遍缺乏變?yōu)檫m中，土壤水溶性氯含量有所下降。基于這些土壤養(yǎng)分變化情況，需要調(diào)整烤煙生產(chǎn)施肥方案。

根據(jù)福建煙區(qū)土壤養(yǎng)分狀況及其演變，烤煙生產(chǎn)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實際情況，調(diào)整烤煙生產(chǎn)施肥方案，按照“增施有機肥，穩(wěn)氮、減磷、穩(wěn)鉀，由原來普施硼肥改為缺硼土壤補施硼肥，偏酸性土壤施用適量的石灰、白云石粉或堿性土壤調(diào)理劑”的烤煙施肥原則制定各地區(qū)的施肥方案。通過種植綠肥、增施有機肥改良煙田土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤微生物多樣性，調(diào)減烤煙專用肥配方中磷的比例。