黑龍江典型煙區(qū)土壤肥力指標(biāo)適宜性評價

齊虹凌， 張彥麗， 郝愛平， 許麗穎， 王立鳳， 李 云， 賽子林

(牡丹江師范學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院園林系， 黑龍江 牡丹江157011)

0 引言

【研究意義】土壤肥力是土壤物理、化學(xué)和生物性質(zhì)的綜合反映，肥力高低直接影響作物的生長以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)、布局和效益[1]。因此，研究土壤肥力指標(biāo)，進行植煙土壤適宜性評價，對提高我國總體煙葉質(zhì)量和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。【前人研究進展】1840年李比希提出了“植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”[1]，為土壤肥力研究奠定了基礎(chǔ)。土壤肥力對烤煙生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[2-6]是國內(nèi)關(guān)注的熱點問題。陳海生等[7]使用map GIS地理信息系統(tǒng)作為空間數(shù)據(jù)管理，采用層次分析法確定評價因子權(quán)重，對河南南陽和許昌兩地的植煙土壤肥力進行了適宜性評價，為開辟更多優(yōu)質(zhì)煙基地、促進用地養(yǎng)地、培肥地力和實現(xiàn)煙草可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。當(dāng)前，土壤適宜性評價朝著定量化、綜合化、精確化、動態(tài)化和智能化的方向發(fā)展，GIS技術(shù)的應(yīng)用為土壤適宜性評價提供了強大技術(shù)支撐，極大地提高煙草農(nóng)業(yè)決策的可靠性和客觀性，避免通過主觀判斷來決定土地的使用情況等問題?！狙芯壳腥朦c】黑龍江植煙土壤存在嚴重的連作障礙問題，連作后土壤中有機質(zhì)、全氮、全磷、速效氮、速效磷、陽離子交換量和交換性鎂含量下降，從而降低土壤肥力和肥料利用率。目前，有關(guān)土壤肥力的理論研究還停留在各學(xué)科的單一研究方向，未將土壤化學(xué)、物理和生物等相關(guān)學(xué)科統(tǒng)一形成公認的、一致的定量評價指標(biāo)來表征土壤肥力。因此，開展黑龍江典型煙區(qū)土壤肥力指標(biāo)適宜性評價研究，可為制定土壤肥力指標(biāo)定量評價體系提供依據(jù)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以賓縣、綏化市等5個地區(qū)的17個典型煙區(qū)土壤為研究對象，采用野外調(diào)查與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，對pH、OM、TN等12個土壤指標(biāo)進行定量評價，分析其適宜性水平，以期為不同煙區(qū)制定適宜的施肥和管理策略提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2021年4月在黑龍江煙區(qū)進行，在施基肥和移栽煙苗前共選取17個典型植煙區(qū)域，其基本情況見表1。

表1 2021年黑龍江典型煙區(qū)基本調(diào)查情況

1.2 樣品采集及指標(biāo)測定

用不銹鋼鉆頭在5～8個點隨機采集耕層土壤樣品，充分混勻后用四分法留土1.5 kg，壓碎的土樣過2 mm尼龍孔徑篩，供實驗室檢測分析。12項土壤指標(biāo)及其測定方法：電位法測定pH，重鉻酸鉀氧化法測定有機質(zhì)(OM)，開爾文法測定總氮(TN)，堿水解擴散法測定有效氮(AN)，鉬銻比色法測定有效磷(AP)，光度法測定速效鉀(RAK)，原子吸收分光光度法測定交換性鈣(Ca2+)和鎂(Mg2+)，硝酸銀滴定法測定水溶性氯(Cl-)，姜黃素比色法測定有效硼(B)，原子吸收分光光度法測定有效鉬(Mo)和鋅(Zn)[8-9]。

1.3 土壤指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)

參考相關(guān)文獻[10-12]，將煙區(qū)土壤指標(biāo)劃分為低、適宜、高3個水平(表2)。

表2 煙區(qū)土壤指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016和SPSS 22.0對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，用鄧肯氏新復(fù)極差法(P<0.05)進行多重比較[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑龍江典型煙區(qū)土壤肥力指標(biāo)含量

由表3可知，土壤pH、OM、TN、AN、B、Mo和Zn含量平均值分別為5.86、25.93 g/kg、1.27 g/kg、156.52 mg/kg、0.37 mg/kg、0.17 mg/kg和1.21 mg/kg；AP、RAK、Ca2+和Mg2+分別為44.28 mg/kg、256.48 mg/kg、14.72 cmol/kg和4.02 cmol/kg；Cl-為9.10 mg/kg。土壤指標(biāo)變異系數(shù)為10.20%～49.40%，均值為30.54%，屬中等變異。pH、OM、AN、AP、RAK、Cl-、Zn和Mg2+均呈正偏態(tài)分布(偏態(tài)>0)，B呈正態(tài)分布(偏態(tài)=0)，TN、Mo和Ca2+呈負偏態(tài)分布(偏態(tài)<0)；pH、TN、AP、RAK、Cl-和Zn均在峰值分布(峰度>0)，OM、AN、B、Mo、Ca2+和Mg2+均在平坦分布(峰度<0)。

表3 黑龍江典型煙區(qū)土壤的肥力指標(biāo)

2.2 黑龍江典型煙區(qū)土壤肥力指標(biāo)的等級

從表4看出，黑龍江典型煙區(qū)土壤肥力指標(biāo)等級分為低水平、適宜水平和高水平。其中，pH、OM、TN和AN處于適宜水平的煙區(qū)分別有10個、13個、15個和13個，占比分別為58.85%、76.47%、88.24%和76.47%。pH處于低水平的煙區(qū)有5個，占比29.41%；OM和TN處于低水平的煙區(qū)均有2個，占比均為11.76%。pH和OM處于高水平的煙區(qū)均有2個，占比均為11.76%；AN處于高水平的煙區(qū)有4個，占比23.53%。AP、RAK和Ca2+處于高水平的煙區(qū)分別有14個、10個和14個，占比分別為82.35%、58.85%和82.35%；AP、RAK和Ca2+處于適宜水平的煙區(qū)分別有3個、6個和3個，占比分別為17.65%、35.29%和17.65%；RAK處于低水平的煙區(qū)有1個，占比5.88%。Cl-處于低水平的煙區(qū)有12個，占比70.59%；其余5個煙區(qū)處于適宜等級，占比29.41%。B處于低水平、適宜水平和高水平的煙區(qū)分別有6個、9個和2個，占比分別為35.29%、52.94%和11.76%；Mo處于低水平、宜適及高水平的煙區(qū)分別有5個、8個和4個，占比分別為29.41%、47.06%和23.53%；Zn處于低水平、宜適及高水平的煙區(qū)分別有2個、7個和8個，占比分別為11.76%、41.18%和47.06%。所有煙區(qū)Mg2+均處于高水平。

表4 黑龍江典型煙區(qū)土壤肥力指標(biāo)的等級

3 討論

土壤肥力評價是土壤科學(xué)研究中的一項基礎(chǔ)工作。研究表明，植煙土壤pH、OM、TN、AN、B、Mo和Zn總體處于適宜水平，AP、RAK、Ca2+和Mg2+處于較高水平。中國煙田普遍存在缺氯現(xiàn)象[14]，試驗結(jié)果顯示，黑龍江70.59%植煙土壤缺氯?？赡苁怯捎跓煵荼旧聿缓?，加之很少施用或不施用氯肥[5]及土壤養(yǎng)分的淋失等[15]原因造成。土壤中氯的缺乏不利于煙葉產(chǎn)質(zhì)量的形成，有研究表明，在缺氯土壤中適當(dāng)施用氯肥有利于提高煙葉的產(chǎn)質(zhì)量[16-18]。因此，黑龍江煙草種植區(qū)應(yīng)考慮合理施用氯肥。

從植煙土壤改良看，有29.41%的煙田(pH<5.5)需通過施用生物炭或白云石粉等堿性物質(zhì)來提高土壤pH；11.76%的煙田(OM<20 g/kg和TN<1 g/kg)需通過增施有機肥，秸稈還田或綠肥種植來增加土壤有機質(zhì)；5.88%的煙田(RAK<150 g/kg)需增施鉀肥并提高其利用率；35.29%、29.41%和47.06%的煙田(B<0.3 g/kg、Mo<0.15 g/kg和Zn<1 g/kg)需分別增施硼肥、鉬肥和鋅肥。11.76%的煙田(OM>35 g/kg，B>0.6 g/kg，Zn>2 g/kg)需減施有機肥、硼肥和鋅肥，23.53%的煙田(AN>180 g/kg，Mo>0.2 g/kg)應(yīng)減施氮肥和鉬肥，58.82%的煙田(RAK>220 g/kg)應(yīng)減施鉀肥，82.35%的煙田(AP>30 g/kg，Ca2+>10 g/kg)應(yīng)減施磷肥和鈣肥，所有煙田(Mg2+>1.6 g/kg)應(yīng)停止使用鎂肥。

4 結(jié)論

黑龍江典型植煙區(qū)土壤pH、OM、TN、AN、B、Mo和Zn含量均值分別為5.86、25.93 g/kg、1.27 g/kg、156.52 mg/kg、0.37 mg/kg、0.17 mg/kg和1.21 mg/kg；AP、RAK、Ca2+和Mg2+分別為44.28 mg/kg、256.48 mg/kg、14.72 cmol/kg和4.02 cmol/kg；Cl-為9.10 mg/kg。土壤指標(biāo)變異系數(shù)為10.20%～49.40%，均值為30.54%，屬中等變異。土壤肥力指標(biāo)可分為低水平、適宜水平和高水平3個等級，可根據(jù)實際情況制定適宜的施肥措施；其中，17個煙田土壤Mg2+均處于高水平，應(yīng)停止施用鎂肥。