保山市植煙土壤交換性鎂含量及空間分布

濮永瑜 ， 毛春堂， 潘義宏， 周芳芳， 馬 旭， 陳月舞*

(1.保山市煙草公司， 云南 保山 678000； 2.云南五佳生物科技有限公司， 云南 昆明 650106； 3.云南香料煙有限責(zé)任公司， 云南 保山 678000)

鎂是植物葉綠素的重要成分，在光合作用、蛋白質(zhì)代謝、碳水化合物及脂肪的合成中起重要作用，還是多種酶的激活劑。適量的鎂能提高煙葉的產(chǎn)量，增加水溶性碳水化合物含量，降低蛋白質(zhì)及煙堿含量，并可改善煙葉的光澤、油分和彈性。此外鎂還具有一定的助燃能力，適量的鎂能促使煙葉燃燒完全，對煙灰有一定的凝結(jié)作用，但鎂過量會降低煙葉燃燒性[1-4]。我國土壤特別是南方紅黃壤區(qū)域缺鎂較為嚴(yán)重[5]。

研究發(fā)現(xiàn)，土壤酸堿度是影響土壤養(yǎng)分有效性和轉(zhuǎn)化的決定因素之一，對烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要的影響[6-7]，土壤鎂含量與土壤酸堿度、離子組成和陽離子交換量有密切關(guān)系[8-10]。保山是云南四大新煙區(qū)之一，但未見對保山煙區(qū)植煙土壤交換性鎂含量及空間分布的研究報(bào)道。為此，筆者采集保山騰沖市、昌寧縣、隆陽區(qū)、施甸縣和龍陵縣共5個縣(區(qū))植煙土壤樣品進(jìn)行分析檢測及評價(jià)，旨在為保山煙區(qū)的植煙土壤改良、平衡施肥及特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2017年，根據(jù)保山市主要植煙縣(市、區(qū))的植煙土壤成土母質(zhì)、土壤類型、地形地貌、生產(chǎn)水平和耕種制度等情況，在騰沖、昌寧、隆陽、施甸、龍陵5個主要植煙區(qū)，累積采集耕層土壤樣品587個，采集點(diǎn)代表性強(qiáng)，并用GPS定位。土壤采集：在小春作物收獲后、烤煙移栽前，按S型均勻8個點(diǎn)分別采集耕層0～20 cm土壤樣品，混合均勻，四分法縮小樣品量并去掉雜質(zhì)，每個樣品保留0.5 kg，自然風(fēng)干。田間采集的土樣經(jīng)過登記編號后進(jìn)行預(yù)處理，風(fēng)干、混勻、磨細(xì)、過篩、裝瓶后備用。

1.2 樣品指標(biāo)分析

土壤樣品統(tǒng)一送至云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院土壤肥料測試中心，分別測定其pH、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀等含量。具體測定方法參見《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法》[11]和《土壤農(nóng)化分析》[12]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010，統(tǒng)計(jì)描述、異常值剔除、方差分析、相關(guān)分析和聚類分析采用SPSS Statistics 21.0，利用Arc Gis9軟件生成空間分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 保山市植煙土壤交換性鎂含量

從表1可知，保山市植煙土壤交換性鎂含量在9.90～995.50 mg/kg，平均值為224.03 mg/kg，且呈正態(tài)分布(圖1)。植煙土壤交換性鎂含量<50 mg/kg的比例占10.90%，含量50～100 mg/kg的比例占19.25%，含量100～200 mg/kg的比例占28.79%，含量200～400 mg/kg的比例占25.21%，含量>400 mg/kg的比例占15.84%?？梢?，保山市植煙土壤交換性鎂集中分布于中高含量范圍內(nèi)。各縣(市、區(qū))的情況：騰沖市植煙土壤交換性鎂含量<50 mg/kg的比例占37.84%，含量50～100 mg/kg的比例占38.74%，集中分布于低含量范圍內(nèi)；龍陵縣植煙土壤交換性鎂含量<50 mg/kg的比例占7.14%，含量50～100 mg/kg的比例占35.71%，含量100～200 mg/kg的比例占28.57%；昌寧縣植煙土壤交換性鎂含量<50 mg/kg的比例占9.44%，含量50～100 mg/kg的比例占20.56%，含量100～200 mg/kg的比例占37.22%，昌寧縣和龍陵縣植煙土壤交換性鎂含量集中分布于中低范圍內(nèi)；施甸縣和隆陽縣植煙土壤交換性鎂含量集中分布于中高范圍內(nèi)。

表1 保山市不同煙區(qū)植煙土壤交換性鎂含量Table 1 Content of exchangeable Mg in different tobacco-growing soil in Baoshan

圖1 保山市植煙土壤交換性鎂含量的動態(tài)分布Fig.1 Dynamic distribution of exchangeable Mg content in tobacco-growing soil in Baoshan

2.2 保山市植煙土壤交換性鎂含量的聚類分析

從圖2可看出，保山不同縣市植煙土壤交換性鎂含量可分為3類(距離5)，第一類是騰沖市，其植煙土壤交換性鎂含量主要分布于低范圍內(nèi)；第二類是昌寧縣、龍陵縣，其植煙土壤交換性鎂含量主要分布于中低范圍內(nèi)；第三類是施甸縣、隆陽區(qū)，其植煙土壤交換性鎂含量主要分布于中高范圍內(nèi)。

圖2 保山煙區(qū)植煙土壤交換性鎂含量的聚類Fig.2 Cluster of exchangeable Mg content in tobacco-growing soil in Baoshan

2.3 保山市植煙土壤交換性鎂含量的空間分布

從圖3可知，保山市植煙土壤交換性鎂含量分布規(guī)律較明顯，以塊狀分布為主，說明保山植煙土壤交換性鎂含量具有較高的空間異質(zhì)性，體現(xiàn)了保山煙區(qū)植煙土壤交換性鎂含量空間分布的特異性。保山煙區(qū)植煙土壤交換性鎂含量主要分為3個板塊，其中，騰沖市板塊處于低含量水平，龍陵縣和昌寧縣板塊處于中低水平，隆陽區(qū)和施甸縣板塊處于中高水平。

圖3 保山市植煙土壤交換性鎂含量空間分布Fig.3 Spatial distribution of exchangeable Mg content in tobacco-growing soil in Baoshan

2.4 保山市不同pH植煙土壤的交換性鎂含量

最適宜烤煙生長的土壤pH為5.5～6.5，弱酸性及中性土壤均適于烤煙生長[1-13]，土壤鎂含量與土壤酸堿度有密切關(guān)系[8-10]。土壤pH與交換性鎂含量的相關(guān)系數(shù)為r=0.345,P=0.00，其相關(guān)性為極顯著。由表2可知，不同pH植煙土壤的交換性鎂平均含量為104.04～372.32 mg/kg，且隨著pH升高而升高。方差分析和多重比較結(jié)果表明，土壤pH<5.0、5.0～5.5、5.0～6.0的土壤交換性鎂含量與pH 6.0～6.5、pH 6.5～7.0、7.0～7.5、≥7.5的差異極顯著。

表2 保山市不同pH的植煙土壤交換性鎂含量Table 2 Content of exchangeable Mg in tobacco-growing soil with different pH in Baoshan

2.5 保山市不同有機(jī)質(zhì)植煙土壤的交換性鎂含量

由表3可知，不同有機(jī)質(zhì)的植煙土壤的交換性鎂平均含量為141.28～282.38 mg/kg，隨著植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的升高交換性鎂含量呈先升后降的趨勢，土壤有機(jī)質(zhì)含量與交換性鎂含量的相關(guān)系數(shù)為r=-0.21，P=0.00，其相關(guān)性為極顯著負(fù)相關(guān)。方差分析和多重比較結(jié)果表明，有機(jī)質(zhì)含量以30 mg/kg、40 mg/kg為界限，有機(jī)質(zhì)含量小于30 mg/kg、30～40 mg/kg和大于40 mg/kg的土壤交換性鎂含量存在極顯著性差異，不同有機(jī)質(zhì)含量之間的變異系數(shù)均較大，離散程度較高。

表3 保山市不同有機(jī)質(zhì)植煙土壤的交換性鎂含量Table 3 Content of exchangeable Mg in tobacco-growing soils with different organic matter content in Baoshan

3 結(jié)論與討論

研究表明，保山市植煙土壤交換性鎂含量平均為224.50 mg/kg，95%置信區(qū)間在209.26～239.47 mg/kg，處于中高含量，不同市縣之間的土壤交換性鎂含量分布規(guī)律明顯，呈塊狀分布，其中，騰沖市板塊處于低含量水平，龍陵縣和昌寧縣板塊處于中低水平，隆陽區(qū)和施甸縣板塊處于中高水平。土壤pH與交換性鎂含量呈極顯著相關(guān)，且植煙土壤交換性鎂含量隨pH升高而升高。土壤有機(jī)質(zhì)含量與交換性鎂含量的相關(guān)性為極顯著負(fù)相關(guān)，不同土壤有機(jī)質(zhì)含量之間的變異系數(shù)均較大，離散程度較高，隨著植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的升高交換性鎂含量呈先升后降的趨勢，拐點(diǎn)為有機(jī)質(zhì)含量40 mg/kg。