宗 浩，劉文濤，譚效磊，王麗麗，王 濱，顏 石，高慶磊，高 強(qiáng)，韓 碩，劉春潮，張 佳

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臨沂煙田耕層土壤綜合保育類型研究①

宗 浩1，劉文濤1，譚效磊1，王麗麗1，王 濱1，顏 石1，高慶磊1，高 強(qiáng)1，韓 碩1，劉春潮1，張 佳2*

(1山東臨沂煙草有限公司，山東臨沂 276001；2臨沂大學(xué)，山東臨沂 276001)

為更好地指導(dǎo)臨沂煙區(qū)土壤綜合保育，為其他煙區(qū)提供參考與依據(jù)，在定量分析評(píng)價(jià)臨沂煙區(qū)2 249 份土壤樣品的pH 和有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和有效鉀含量、面積及分布情況的基礎(chǔ)上，借助地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和ArcGIS 平臺(tái)，劃分出10 類保育類型：提有機(jī)質(zhì)–改堿、增氮–改堿、增氮–提有機(jī)質(zhì)、增氮–提有機(jī)質(zhì)–改酸、增氮–提有機(jī)質(zhì)–改堿、增氮磷–提有機(jī)質(zhì)–改堿、增鉀–提有機(jī)質(zhì)–改酸、增氮鉀–提有機(jī)質(zhì)–改酸、增氮鉀–提有機(jī)質(zhì)–改堿、增氮磷鉀–提有機(jī)質(zhì)–改堿，并根據(jù)不同類型提出了初步的相應(yīng)保育措施。

煙田；土壤；綜合保育類型；臨沂

中國(guó)自20 世紀(jì)80 年代初以來(lái)化肥等農(nóng)用化學(xué)品投入量增加了3.6 倍，而同期農(nóng)民耕地保育技術(shù)水平卻沒有明顯提升，盲目施肥、大量施肥、用藥不當(dāng)、灌溉不當(dāng)，由此引起肥、水資源的過(guò)度消耗，導(dǎo)致土壤質(zhì)量退化、農(nóng)民生產(chǎn)成本增加，水、土、大氣環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品污染加劇，對(duì)糧食安全、環(huán)境安全和食品安全造成隱患，土壤保育迫在眉睫[1]。目前，我國(guó)針對(duì)基于煙田土壤屬性優(yōu)劣進(jìn)行的煙田土壤適宜性的評(píng)價(jià)工作較多[2-18]，但在綜合保育類型方面的研究基本還是空白，本研究在臨沂煙區(qū)開展煙田綜合保育類型研究工作，通過(guò)采集、分析臨沂煙區(qū)土壤樣本數(shù)據(jù)，摸清了臨沂煙區(qū)土壤屬性的優(yōu)劣及空間分布，劃分綜合保育類型，并提出保育建議，為其他煙區(qū)土壤綜合保育工作提供參考與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 臨沂市烤煙種植概況

臨沂市地處魯中南低山丘陵區(qū)東南部和魯東丘陵南部，地勢(shì)西北高東南低，以沂沐河流域?yàn)橹行?，北、西、東三面群山環(huán)抱，向南構(gòu)成扇狀沖積平原。全市土地總面積為1.72萬(wàn)km2，山丘和平原各占土地總面積的72% 和28%，氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)區(qū)大陸性氣候，年均氣溫13.3 ℃，≥10 ℃的積溫 4 000 ℃，年降水量650 ~ 900 mm，年日照時(shí)數(shù)2 314 h，無(wú)霜期150 ~ 220 d[19]。

臨沂是山東烤煙主要產(chǎn)區(qū)之一，常年種植烤煙面積穩(wěn)定在1萬(wàn)hm2左右，收購(gòu)煙葉(1.5 ~ 3)萬(wàn)噸。主要品種為NC55、NC102、NC89、魯煙1號(hào)等，煙區(qū)施肥情況大致為：純 N 52.5 kg/hm2、P2O590 ~ 135 kg/hm2、K2O 180 ~ 270 kg/hm2、餅肥375 kg/hm2，施肥方式一般為條施和穴施。灌溉情況大致為：正常年景以降水自然灌溉為主，干旱年份補(bǔ)以地下水、河水或塘庫(kù)水灌溉。種植制度一般為1 年烤煙、再種植1 ~ 2 年其他作物(如玉米或小麥等)、再種植1 年烤煙[20]。

1.2 樣點(diǎn)布設(shè)方法

綜合考慮煙田的空間均勻性分布、發(fā)生學(xué)土壤類型、成土母質(zhì)、地貌地形、輪作制度等因素，采集2012—2015年度臨沂煙區(qū)代表性煙田土壤樣品共計(jì)2 449份(圖1)，分布于9個(gè)植煙縣，其中沂水556份，費(fèi)縣506份，沂南340份，平邑313份，蒙陰266份，莒南186份，蘭陵173份，臨沭 55份，郯城54份。按照土壤類型劃分，棕壤1 765份，褐土684份。

1.3 采樣與分析方法

采集地點(diǎn)用GPS定位，取耕層10 ~ 20 cm土壤樣品，按S形均勻采集15個(gè)點(diǎn)樣，四分法縮小樣品量至0.5 kg左右，自然風(fēng)干后取出石礫、草根等。從田間采集的土樣經(jīng)登記編號(hào)后進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)過(guò)風(fēng)干、混勻、研磨、過(guò)篩，裝瓶后備用。

圖1 土壤采樣點(diǎn)空間分布

土壤pH采用酸度計(jì)法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀滴定法測(cè)定；堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷采用碳酸氫鈉浸提(中性、石灰性土壤)、氟化銨-鹽酸浸提(酸性土壤)，鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定[21]。

1.4 土壤屬性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與綜合保育類型劃分

屬性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的劃分排除坡度、質(zhì)地、耕層厚度3個(gè)指標(biāo)。臨沂煙田一般是水平梯田(坡度<2°)和緩坡梯田(坡度2°~ 5°)，水土流失輕微，不考慮坡度；臨沂煙區(qū)煙田土壤質(zhì)地繼承于母質(zhì)，加上絕大部分位于低山丘陵，改變質(zhì)地成本過(guò)高，不考慮質(zhì)地；臨沂煙田起壟層厚度均>30 cm，因此不考慮耕層厚度，而是把酸的、堿的、低有機(jī)質(zhì)、低氮磷鉀的煙田列為保育對(duì)象。綜合考慮我國(guó)煙田土壤屬性分級(jí)情況[2-8,11,13-14,16-19,22]，確定的具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.5 數(shù)據(jù)處理與制圖

采用軟件Excel 2013、SPSS 20.0、地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、ESRI ArcGIS10.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與制圖。

表1 土壤屬性分級(jí)

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤屬性的豐缺面積與空間分布

2.1.1 pH 由表2、圖2可知，臨沂煙區(qū)土壤pH整體介于5 ~ 7，呈現(xiàn)東部偏酸、西部偏堿的趨勢(shì)。pH適宜植煙的面積為112.42萬(wàn) hm2，占總面積的65.36%，主要分布在沂水、蒙陰、費(fèi)縣、沂南中部、平邑東部等煙區(qū)。

表2 pH不同級(jí)別豐缺面積及占比

2.1.2 有機(jī)質(zhì) 由表3、圖3可知，臨沂煙區(qū)99.39% 植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量小于20 g/kg，整體含量偏低，其中有機(jī)質(zhì)含量小于15 g/kg的面積為133.08萬(wàn) hm2，占總面積的77.37%，各植煙縣均有分布；其次為有機(jī)質(zhì)含量15 ~ 20 g/kg的面積為37.87萬(wàn) hm2，占總面積的22.02%，主要分布在費(fèi)縣中南部、平邑中部及東南部、蒙陰南部、蘭陵北部等煙區(qū)；有機(jī)質(zhì)含量大于20 g/kg的很少，僅在蘭陵及費(fèi)縣零星分布。

表3 有機(jī)質(zhì)含量不同級(jí)別豐缺面積及占比

圖2 土壤pH不同級(jí)別空間分布

圖3 有機(jī)質(zhì)含量不同級(jí)別空間分布

2.1.3 堿解氮 由表4、圖4可知，臨沂煙區(qū)85.74% 植煙土壤堿解氮含量在60 ~ 100 mg/kg，面積為147.47萬(wàn)hm2，整體偏低；堿解氮含量小于60 mg/kg的面積為18.51萬(wàn)hm2，占總面積的10.76%，各植煙縣均有零星分布；堿解氮含量大于100 mg/kg的面積為6.02萬(wàn)hm2，僅占總面積的3.5%。

表4 堿解氮含量不同級(jí)別豐缺面積及占比

2.1.4 有效磷 由表5和圖5可知，臨沂煙區(qū)90.49% 植煙土壤有效磷含量大于25 mg/kg，面積為191.77萬(wàn)hm2，整體處于較豐富水平；有效磷含量小于15 mg/kg的面積為1.72萬(wàn)hm2，占總面積的1.0%，主要集中在蘭陵西北部煙區(qū)。

2.1.5 速效鉀 由表6和圖6可知，臨沂煙區(qū)99.33% 植煙土壤速效鉀含量大于80 mg/kg，面積為170.85萬(wàn)hm2，整體分布呈現(xiàn)東低西高的規(guī)律，分布較不均勻；莒南大部、臨沭北部、沂南中東部、沂水北部速效鉀含量在80 ~ 150 mg/kg之間；蘭陵、費(fèi)縣、平邑、蒙陰大部、沂南和沂水中西部速效鉀含量整體在150 mg/kg以上。

圖4 土壤堿解氮含量不同級(jí)別空間分布

2.2 影響土壤屬性豐缺的主要因素

2.2.1 土壤類型之間屬性豐缺比較 臨沂煙區(qū)主要土壤類型為褐土和棕壤，其他類型土壤本次取樣量較少，沒有作分析比較。由表7可知，褐土類型土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀高于棕壤，速效磷含量棕壤大于褐土，差異均達(dá)到顯著水平。

2.2.2 植煙縣之間土壤屬性豐缺比較 由表8可知，pH以蘭陵最高，達(dá)到7.20，酸性最強(qiáng)的植煙縣為莒南，pH為4.99；有機(jī)質(zhì)含量以蘭陵最高，莒南最低；堿解氮含量各縣差異不顯著；有效磷含量以莒南最高，蘭陵最低；速效鉀以費(fèi)縣、平邑最高，莒南、臨沭最低。

表5 有效磷不同級(jí)別豐缺面積及占比

圖5 有效磷含量不同級(jí)別地理分布情況

2.3 綜合保育類型、面積和空間分布

根據(jù)土壤各指標(biāo)豐缺情況、面積及分布情況，分析并劃分10種臨沂煙區(qū)煙田土壤綜合保育類型(表9、圖7)：提有機(jī)質(zhì)-改堿類型土壤分布在沂水中部地區(qū)，費(fèi)縣、蒙陰、平邑有零星分布；增氮-改堿類型土壤在費(fèi)縣與蘭陵交界處零星分布；增氮-提有機(jī)質(zhì)類型土壤在費(fèi)縣與蘭陵交界處、平邑、沂水零星分布；增氮-提有機(jī)質(zhì)-改酸類型土壤主要地區(qū)有莒南西北部、沂南西南部、蒙陰南部；增氮-提有機(jī)質(zhì)-改堿類型是土壤面積最大、分布最廣的土壤復(fù)合保育類型，臨沂西部、北部、南部各縣均有分布；增氮磷-提有機(jī)質(zhì)-改堿類型土壤主要分布在蘭陵西北部；增鉀-提有機(jī)質(zhì)-改酸類型土壤主要地區(qū)在臨沭東部；增氮鉀-提有機(jī)質(zhì)-改酸類型土壤主要地區(qū)有莒南大部、臨沭中北部、沂南中東部、沂水北部；增氮鉀-提有機(jī)質(zhì)-改堿類型土壤各植煙縣均有零星分布，主要地區(qū)有莒南北部、沂南南部北部、沂水大部分地區(qū)；增氮磷鉀-提有機(jī)質(zhì)-改堿類型土壤各植煙縣均有零星分布，主要分布在蘭陵西北部。

表6 速效鉀不同級(jí)別豐缺面積及占比

圖6 速效鉀不同級(jí)別地理分布情況

表7 不同土壤類型各屬性差異顯著性比較

注：表中同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示不同土壤類型間差異達(dá)到<0.05顯著水平。

表8 不同植煙縣土壤各屬性差異顯著性比較

注：表中同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示不同地區(qū)間差異達(dá)到<0.05顯著水平。

表9 綜合保育類型和面積

圖7 綜合保育類型空間分布

2.4 煙田保育的初步措施建議

改酸：施用生物質(zhì)炭、生石灰或者白云石粉；改堿：施用石膏和酸性肥料如硫酸鉀等；提有機(jī)質(zhì)：采取種植綠肥、施用有機(jī)肥、秸稈還田等措施；缺氮磷鉀，適當(dāng)增施相應(yīng)的肥料；另外，臨沂煙田多為坡地，對(duì)于坡度8° ~ 15° 的煙田，修建梯田(坡度<2°)或緩坡梯田(坡度2° ~ 8°)，坡度>15°則不種植。

3 結(jié)論

通過(guò)檢測(cè)分析臨沂煙田土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀5個(gè)指標(biāo)，臨沂煙區(qū)煙田土壤pH呈現(xiàn)西高東低的分布趨勢(shì)，大部分地區(qū)在植煙適宜范圍內(nèi)，99.39% 的煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量小于20 g/kg，整體含量偏低，處于缺乏狀態(tài)，有效磷含量豐富，速效鉀含量相對(duì)缺乏；對(duì)于臨沂煙區(qū)煙田分析劃分出增氮-提有機(jī)質(zhì)-改堿、增氮鉀-提有機(jī)質(zhì)–改堿等10種煙田土壤復(fù)合保育類型，提出了煙田保育初步措施，指導(dǎo)下一步煙田土壤保育。

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Types of Topsoil Comprehensive Conservation of Tobacco-planting Fields in Linyi, Shandong Province

ZONG Hao1, LIU Wentao1, TAN Xiaolei1, WANG Lili1, WANG Bin1, YAN Shi1, GAO Qinglei1, GAO Qiang1, HAN Shuo1, LIU Chunchao1, ZHAN Jia2*

(1 Linyi Tobacco Co., LTD of Shandong Province, Linyi, Shandong 276001, China; 2 Linyi University, Linyi, Shandong 276001, China)

In order to guide the topsoil comprehensive conservation of tobacco-planting fields in Linyi and provide reference and basis for other similar tobacco areas, the value of pH and the contents of SOM, alkali-hydrolyzale N, available P and K of 2 249 farmland samples collected from Linyi of Shandong Province were analyzed and finally 10 types of comprehensive conservation were proposed with geostatistics method and ArcGIS platform, the comprehensive conservation types included increasing organic matter and pH; increasing alkaline nitrogen and pH; increasing alkaline nitrogen and organic matter; increasing alkaline nitrogen and organic matter-reducing pH; increasing alkaline nitrogen, organic matter and pH; increasing alkaline nitrogen, available phosphorus, organic matter and pH; increasing available potassium and organic matter–reducing pH; increasing alkaline nitrogen, available potassium and organic matter–reducing pH;increasing alkaline nitrogen, available potassium, organic matter and pH; increasing alkaline nitrogen, available potassium, organic matter and pH. Corresponding conservation measures were also proposed according to different types.

Tobacco-planting fields; Topsoil; Comprehensive conservation; Linyi

山東省煙草公司項(xiàng)目(魯煙科[2015]7號(hào))資助。

(zhangjia@lyu.edu.cn)

宗浩(1985—)，男，山東棗莊人，農(nóng)藝師，博士研究生，主要從事烤煙栽培、生產(chǎn)管理與技術(shù)創(chuàng)新工作。E-mail：hzongsdau@163.com

10.13758/j.cnki.tr.2018.04.009

S-3

A