王小東 ,田曉莉 ,許自成 ,解 燕 ,孫建峰

(1.中國農業(yè)大學農學與生物技術學院,北京 100094;2.河南科技大學農學院,河南洛陽 471003;3.河南農業(yè)大學煙草學院,河南鄭州 450002;4.云南省煙草公司曲靖市公司,云南曲靖 655000)

0 前言

滇東煙區(qū)位于滇東高原,包括以曲靖市所轄的宣威、陸良、羅平、師宗、馬龍、尋甸、富源以及昆明市所轄的嵩明縣等,烤煙分布在海拔 1 482.7～2 380.0 m,光、溫、水、濕條件均能較好滿足烤煙生長發(fā)育需要,植煙土壤多為紅壤、黃壤、紫色土和水稻土,有機質少,肥力一般,多為微酸性。

硫被認為是繼氮、磷、鉀之后的烤煙第 4大營養(yǎng)元素,我國北方煙區(qū)土壤有效硫含量偏低,而南方煙區(qū)土壤有效硫含量一般較高[1]。中國目前是局部地區(qū)缺硫,施用硫肥尚不普遍,加之南方高溫多雨,土壤有效硫容易淋濕[2]。缺硫或者硫營養(yǎng)過剩都會對煙株生長發(fā)育和品質形成產生不利影響,王國平等研究表明:少施硫處理和不施硫處理的煙葉產量和產值都較高,但不施硫處理的煙葉品質差,施硫量過大時煙葉產量和質量都較差[3];據(jù)報道,煙株吸收硫超過 0.6%時,煙葉中的蛋白質會提高,抽吸時產生臭皮蛋的異味且燃燒性差[4]。鄒加明等通過構建植煙土壤肥力指標數(shù)據(jù)庫,運用年際比較法對大理州植煙土壤肥力狀況和演變趨勢進行了分析和評價,表明土壤有效硫含量較高,平均含量為40.1 mg/kg,屬較高水平[5]。

滇東煙區(qū)地形地貌多樣,植煙土壤形成的基礎復雜,從而導致其土壤肥力差異較大,往往人們對常量元素研究較多,而對硫等中微量元素研究較少。豐缺評價是植物營養(yǎng)常用的評價方法,針對滇東煙區(qū)植煙土壤的硫營養(yǎng)狀況進行不同層次和角度的綜合評價,以期為該區(qū)煙草平衡施肥和有針對性地施用硫肥提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 土樣采集

以植煙村委會為單元,在植煙村委會內確定土壤取樣點。在確定的取樣區(qū)域內選取有代表性的某一農戶的地塊作為土樣取樣點,用 GPS進行定位,記錄經緯度,在定位的田塊上采用梅花形或蛇形方式布點取樣,把各點采的土壤混合,采用四分法收集 2.0 kg的混合樣品。土壤類型按紅壤、黃壤、紫色土、水稻土、沖積土等來劃分。土壤有效硫含量、有機質含量、pH值等指標測定工作由中國農科院青州煙草研究所和云南省農科院農業(yè)環(huán)境資源所完成。

1.2 測定方法

土壤有效硫含量采用硫酸鋇比濁法測定,土壤 pH值采用酸度計法測定,土壤有機質含量采用重鉻酸鉀氧化法測定[6-10]。

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理

采用SPSS17.0和Excel統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行聚類分析、頻數(shù)分布和描述統(tǒng)計分析等。

2 結果與分析

2.1 滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量總體分布

滇東煙區(qū)土壤有效硫含量見表1。滇東煙區(qū)土壤有效硫平均含量為45.73mg/kg,變化范圍為1.56～734.83mg/kg,變異系數(shù)高達 164.00%,土壤有效硫含量極不穩(wěn)定;峰度系數(shù)為 40.25,為尖峭峰,偏度系數(shù)為5.89,屬左偏型。

表1 滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量描述統(tǒng)計

滇東煙區(qū)土壤有效硫含量分布和累積頻數(shù)分布分別見表2和圖1,大多數(shù)土壤樣本(≥3 000個)有效硫含量都集中在1.0～100.0 mg/kg。由表2可知:滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量≤10.0 mg/kg的樣本數(shù)僅占總樣本數(shù)的2.31%,有13.65%的樣本有效硫含量為10.0～16.0 mg/kg,累積有15.96%的土壤樣本有效硫含量偏低,63.86%的土壤樣本有效硫含量較充足,含量為 16.0～50.0 mg/kg,有超過20%的土壤樣本有效硫含量超過50.0 mg/kg,比較富余。

表2 滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量分布

2.2 滇東煙區(qū)不同pH值條件下植煙土壤供硫狀態(tài)

圖1 土壤有效硫含量累積頻數(shù)分布

采用K-均值快速聚類法將滇東煙區(qū)土壤pH值聚為3類,分別為酸性(pH值平均為5.25)、弱酸性(pH值平均為6.26)和弱堿性(pH值平均為7.28)共3個類群。滇東煙區(qū)土壤pH值區(qū)間劃分和不同pH值范圍下植煙土壤有效硫含量及分布頻率見表3,不同 pH值條件下的土壤有效硫含量表現(xiàn)為弱堿性＞酸性＞弱酸性,且3個pH值類群間土壤有效硫含量差異顯著(P＜0.05),不同pH值區(qū)間內的土壤有效硫含量變異幅度均較大。劉崇群等認為中國南方土壤有效硫含量的臨界值為16.0mg/kg[2]。隨著土壤pH值的升高,土壤有效硫含量≤10.0%的樣本比例遞增,pH值為中性-堿性的土壤有效硫含量≤16.0%的樣本比例均達到20.0%以上,3個pH值區(qū)間土壤有效硫含量在16.0～50.0mg/kg范圍內樣本數(shù)占60.0%以上,酸性土壤的有效硫含量富足,約30.0%的酸性土壤樣本有效硫含量超過50.0 mg/kg。

2.3 滇東煙區(qū)不同有機質水平下植煙土壤供硫狀態(tài)

采用 K-均值快速聚類法將滇東煙區(qū)土壤有機質含量聚為 3類,分別為高有機質(有機質含量均值為7.67%)、中等有機質(有機質含量均值為4.53%)和低有機質(有機質含量均值為2.52%)。滇東煙區(qū)土壤有機質含量區(qū)間劃分和不同有機質水平下植煙土壤有效硫含量及分布頻率見表4,隨著土壤有機質含量的升高,土壤有效硫含量遞增,表現(xiàn)為高有機質 ＞中等有機質 ＞低有機質,其中高有機質含量組土壤和低有機質含量組土壤的有效硫含量差異顯著(P＜0.05),3個有機質群組的土壤有效硫含量變異幅度均較大,土壤有效硫含量≤10.0mg/kg所占比例均在5.0%以下,中低有機質水平下土壤有效硫含量≤16.0mg/kg所占均達到了15.0%以上,3個群組內土壤有效硫含量在16.0～50.0mg/kg之間的樣本比例也均達到了60.0%以上,高、中、低有機質組內土壤有效硫含量＞50.0mg/kg的樣本所占比例分別為26.53%、17.63%和21.81%。

表3 滇東煙區(qū)不同pH值范圍下植煙土壤有效硫含量及分布

表4 滇東煙區(qū)不同有機質水平下植煙土壤有效硫含量及分布

2.4 滇東煙區(qū)不同地點間植煙土壤有效硫含量分布特點

滇東煙區(qū)不同地點間植煙土壤有效硫含量及分布頻率見表5。滇東煙區(qū)植煙土壤有效硫含量在 9個縣區(qū)間存在差異,以宣威最高,達76.61mg/kg,且其變異系數(shù)最大,麒麟和陸良次之,師宗最低,其土壤有效硫含量為25.36mg/kg;在地點間,宣威、麒麟、沾益分別與富源、會澤、羅平和師宗間差異顯著(P＜0.05),而富源、會澤、羅平和師宗之間差異不顯著,馬龍和師宗之間差異亦不顯著;羅平有 15.41%的土壤樣本有效硫含量≤10.0 mg/kg,其余縣區(qū)有零星樣本或者無樣本有效硫含量≤10.0 mg/kg,羅平、會澤和師宗3縣植煙土壤有效硫含量≤16.0 mg/kg的樣本比例分別達到了38.11%、28.07%和27.68%,其余各縣均有零星土壤樣本有效硫含量低于16.0mg/kg,9個縣區(qū)均有至少50.0%的土壤樣本有效硫含量在16.0～50.0mg/kg之間,麒麟、陸良和馬龍土壤有效硫含量超過50.0 mg/kg的樣本比例分別達到了39.79%、36.07%和35.05%。

表5 滇東煙區(qū)不同地點間植煙土壤有效硫含量及分布

2.5 滇東煙區(qū)不同類型土壤有效硫含量分布特點

滇東煙區(qū)不同類型土壤有效硫含量及分布頻率見表6。滇東煙區(qū)不同類型植煙土壤有效硫含量表現(xiàn)差異,潛育型和潴育型土壤平均有效硫含量最高,紅壤和水稻土次之,黃壤最小且變幅最大,不同土壤類型間有效硫含量差異不顯著;有1/3的黃壤和石灰?guī)r土有效硫含量低于 16.0 mg/kg,紫色土、新積土和淹育型土壤有效硫含量也不到16.0 mg/kg,潴育型(樣本較少)、潛育型和水稻土有效硫含量超過30.0mg/kg的樣本比例均較高,達 50.0%以上,硫含量較為富余,尤其潴育型和水稻土有效硫含量超過50.0mg/kg的樣本比例分別達到47.01%和29.56%,不同土壤類型硫營養(yǎng)豐缺差異明顯。

表6 滇東煙區(qū)不同土壤類型植煙土壤有效硫含量及分布

3 結束語

滇東煙區(qū)土壤有效硫含量平均為 45.73 mg/kg,豐缺不均,變異幅度極大,變異系數(shù)為 164.00%。有15.0%的土壤樣本有效硫含量缺乏,至少20.0%的土壤樣本有效硫含量豐富,超過了50.0mg/kg。

不同 pH值條件下,以中、堿性土壤缺硫比例較大,酸性土壤缺硫較少,3個類群的土壤有效硫含量間的差異顯著(P＜0.05);隨著土壤有機質含量的升高,土壤有效硫含量遞增,其中以中低有機質含量土壤的缺硫比例較大;土壤有效硫含量可能與有機質對硫酸根所起的吸附解吸作用有關,但作用機理較為復雜,一般情況下,有機質對 S吸附起正作用,有機質的存在可能增加的吸附量[11-13],而pH值對土壤有效硫含量的影響可能與土壤酸堿性調節(jié)離子交換量和氧化還原電位有關[14-15]。會澤、羅平和師宗 3縣的土壤缺硫比例較大,富源和宣威次之;黃壤、紫色土和石灰?guī)r土壤缺硫比例較大,有至少 10.0%的紅壤樣本缺硫,不同類型土壤有效硫含量無顯著差異。

今后該區(qū)應加強針對性的平衡施肥技術,在重點缺硫區(qū)域增施有機肥,提高土壤有機質水平,減少土壤硫素淋失,也可以通過追施硫酸鉀肥來補充煙株硫素營養(yǎng);對于部分高硫地塊,要結合施用生石灰等改土措施,降低土壤游離態(tài)硫素濃度,使其土壤有效硫含量達到適中水平。

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