楊 波,張喜峰
(陜西省煙草公司寶雞市公司,陜西寶雞721004)
土壤是煙葉生產(chǎn)的基礎,為烤煙生長提供所必需的營養(yǎng)元素、水分條件、微生態(tài)環(huán)境等[1-2]。土壤養(yǎng)分的豐缺狀況,特別是氮、磷、鉀和有機質,直接影響煙葉的生長發(fā)育和產(chǎn)質量的形成[3-6]。土壤有機質含量反映土壤肥力狀況、供肥特征以及土壤結構[7-8],煙田有機質含量適宜時,才有利于提高煙葉產(chǎn)量和品質[9-10]。土壤氮素不足和過多都不利于烤煙的正常生長,影響煙葉產(chǎn)量和質量;土壤供磷得當,煙株則發(fā)育正常,煙葉的產(chǎn)質量均能得到提高;增加煙葉鉀含量,能夠改善煙葉評吸質量和煙葉燃燒性,提高煙草制品安全性[11-13]。我國幅員遼闊,煙葉種植區(qū)域從南到北跨度較大,植煙區(qū)域地形地貌和土壤類型多種多樣,差異很大,土壤養(yǎng)分含量及演變趨勢各有特點。前人研究表明,隨著植煙年限的增加,湘西煙區(qū)土壤有機質含量呈下降趨勢,全氮含量則呈上升趨勢[14]。張浩等[15]、武德傳等[16]分別開展了宜賓地區(qū)、黔南山地植煙土壤養(yǎng)分空間變異、養(yǎng)分豐缺及分區(qū)管理研究。趙書軍等[17]研究認為,2001—2011年恩施州植煙區(qū)土壤有機質含量稍降低,土壤全氮和堿解氮含量上升較快,土壤有效磷含量呈增加趨勢,土壤速效鉀含量呈現(xiàn)稍下降趨勢。說明受氣候、地形、土壤類型、種植制度和施肥狀況等因素的影響,不同植煙區(qū)域土壤養(yǎng)分狀況和變化存在顯著差異[18]。目前對陜西寶雞煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及演變趨勢的分析鮮有報道。
本研究于2011、2020年采集寶雞煙區(qū)植煙土壤樣品并檢測土壤養(yǎng)分含量,掌握煙區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和時空變化特點,分析養(yǎng)分豐缺狀況,旨在為煙區(qū)土壤養(yǎng)分調控管理、平衡施肥、煙葉生產(chǎn)合理布局提供科學依據(jù),保障煙區(qū)土壤的可持續(xù)利用和優(yōu)質煙葉生產(chǎn)。
寶雞市位于陜西關中平原“八百里秦川”西部,秦嶺北麓西端,東經(jīng)106°18′~108°03′,北緯33°35′~35°06′,地處陜、甘、寧、川四?。▍^(qū))結合部,地形地貌以山地、丘陵為主,山、川、原兼?zhèn)洌粚儆谂瘻貛О霛駶櫄夂?,四季分明,日照比較充足,年平均日照時數(shù)2000~2200h,年平均氣溫11~12℃,年平均降水量590~900 mm,無霜期在180 d以上,該煙區(qū)隸屬黃淮平原生態(tài)區(qū)-焦甜焦香型煙區(qū),是陜西烤煙主要產(chǎn)區(qū)之一,年種植烤煙約2 000 hm2。
2011、2020年,在寶雞市隴縣和麟游縣2個煙區(qū),采用“S”形取樣法,采集10~15個點的等量耕作層土壤,取樣深度20 cm。將土壤樣品充分混勻,挑出根系、秸桿、石塊、蟲體等雜物后,用四分法保留1.0 kg樣品,然后裝入清潔塑料袋,放好標簽,帶回實驗室備用。2 a共取土壤樣品306個。
參照文獻[19]中的方法對土壤樣品中堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質進行測定。
試驗數(shù)據(jù)用平均值±標準誤表示,采用SAS v8和Excel軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,t檢驗的概率顯著水平P=0.05。
參照中國植煙土壤養(yǎng)分豐缺評價標準[20],結合產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)實際,制定了煙區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺評價指標體系(表1),并進行適宜性評價。
表1 寶雞植煙土壤養(yǎng)分分級標準
從表2可以看出,2020年隴縣和麟游縣2個產(chǎn)區(qū)煙田土壤養(yǎng)分差異較大,隴縣植煙土壤堿解氮、速效磷、有機質含量均顯著高于麟游縣(P<0.05),2個產(chǎn)區(qū)煙田土壤速效鉀含量之間差異不顯著??傮w來看,隴縣產(chǎn)區(qū)植煙土壤好于麟游縣,2個產(chǎn)區(qū)有機質含量均處于低水平,土壤有機質欠缺,影響煙葉的生長發(fā)育和產(chǎn)質量形成。
表2 2020年隴縣和麟游縣煙區(qū)植煙土壤養(yǎng)分比較
表3 植煙土壤堿解氮現(xiàn)狀及演變趨勢
增加12.04%,含量處于低水平的比例有所下降,適宜水平比例明顯下降,同比降低13.24百分點,高水平比例明顯升高,同比提高17.43百分點。麟游縣煙區(qū),與2011年相比,2020年煙田堿解氮含量顯著下降17.19%,含量處于低、適宜水平的比例明顯提高,高水平比例明顯下降,同比下降22百分點。從全市來看,與2011年相比,2020年煙田土壤堿解氮含量差異不明顯,含量處于低水平比例有所提高,適宜水平比例為28.30%,有所降低,高水平比例差異不大。與2011年相比,2020年煙田土壤堿解氮變異系數(shù)有所下降,隴縣煙區(qū)下降程度較高,說明植煙土壤堿解氮含量向均衡方向發(fā)展。
從表4可以看出,植煙土壤速效磷含量變化趨勢很明顯,與2011年相比,2020年隴縣、麟游縣和全市植煙土壤速效磷含量均顯著提高(P<0.05),均值分別增加16.87、12.27、14.38 mg/kg,變異系數(shù)顯著下降,土壤速效磷含量處于很低水平比例顯著減少,處于適宜及以上水平比例明顯提高。說明在2011年之后,隨著專用肥養(yǎng)分配比調整和引導煙農(nóng)增加磷肥用量,土壤速效磷含量較低的問題逐步得到解決,全市48.11%的土壤樣品速效磷含量處于適宜水平,但仍有22.64%的土壤樣品的速效磷含量偏低。
表4 植煙土壤速效磷現(xiàn)狀及演變趨勢
由表5可知,從隴縣和全市來看,2 a土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)相比,植煙土壤速效鉀含量變化不明顯,但麟游縣煙區(qū)土壤速效鉀含量顯著增加(P<0.05)。與2011年相比,2020年全市植煙土壤速效鉀含量處于低和很低水平的比例明顯下降,適宜水平比例達到66.04%,顯著增加,但麟游縣煙區(qū)仍然有30%的土壤樣品速效鉀含量偏低。從變異系數(shù)來看,變異程度顯著降低,可見寶雞煙區(qū)土壤速效鉀含量差距在逐漸縮小。
表5 植煙土壤速效鉀現(xiàn)狀及演變趨勢
由表6可知,從隴縣和全市來看,2 a土壤養(yǎng)分 數(shù)據(jù)相比,植煙土壤有機質含量差異不明顯。麟游縣2 a植煙土壤有機質含量差異顯著(P<0.05),與2011年相比,2020年煙田土壤有機質含量下降明顯,同時變異系數(shù)顯著提高,土壤樣品之間有機質含量差異較大,均勻性較差。從土壤有機質適宜性來看,2個煙區(qū)都表現(xiàn)出處于適宜水平比例下降,處于低和很低水平比例明顯提高,全市只有21.70%的土壤樣品有機質含量處于適宜水平,仍有77.36%的土壤樣品有機質含量處于低和很低水平,植煙土壤有機質缺乏。
表6 植煙土壤有機質現(xiàn)狀及演變趨勢
土壤養(yǎng)分豐缺狀況影響著煙株的生長發(fā)育,進而決定了煙葉產(chǎn)質量和風格特色的形成[21-22]。土壤氮素含量過低或過高均不利于煙株生長和煙葉產(chǎn)質量[23]。適量的磷素供應促進煙葉正常生長發(fā)育,有利于煙株碳水化合物的代謝,促進煙葉成熟落黃,改善煙葉色澤與香味,提升內在品質[24]??緹熓窍测涀魑?,鉀作為品質元素,有利于煙葉的燃燒性,對增進煙葉香吃味具有重要作用[25]。土壤有機質含量豐富,有利于烤煙生長發(fā)育,促進煙葉產(chǎn)質量形成[26]。然而,由于煙田連作時間較長,土壤養(yǎng)分水平變化較大,營養(yǎng)元素不均衡,影響煙葉生長發(fā)育、產(chǎn)質量提升和風格特色彰顯[27-28]。
本研究表明,2020年隴縣植煙土壤堿解氮、速效磷、有機質含量均顯著高于麟游縣,煙田土壤養(yǎng)分狀況明顯好于麟游縣。與2011年相比,2020年隴縣植煙土壤堿解氮含量明顯提高,這與煙區(qū)適當增施氮肥關系密切;麟游縣煙區(qū)堿解氮含量顯著下降,含量處于低、適宜水平比例明顯提高,高水平比例明顯下降;從全市來看,土壤堿解氮含量處于低水平比例有所提高;堿解氮變異系數(shù)有所下降,土壤堿解氮含量差距逐漸在縮小。2 a植煙土壤速效磷含量變化明顯,與2011年相比,2020年植煙土壤速效磷含量顯著提高,變異系數(shù)顯著下降,土壤速效磷含量處于很低水平比例顯著減少,處于適宜及以上水平比例明顯提高;樣品之間速效磷含量差異較大,全市仍有22.64%的土壤樣品速效磷含量偏低。從隴縣和全市來看,2 a土壤速效鉀含量變化不明顯,但麟游縣煙區(qū)土壤速效鉀含量顯著增加,這與增施鉀肥密切相關;2020年全市植煙土壤速效鉀含量適宜水平比例顯著增加,但仍有21.70%的土壤樣品速效鉀含量偏低。同時,植煙土壤速效鉀含量變異程度顯著降低,差異減小。從隴縣和全市來看,2個縣植煙土壤有機質含量差異不明顯;與2011年相比,2020年麟游縣植煙土壤有機質含量明顯下降,土壤樣品之間有機質含量差異較大。從2個縣和全市來看,與2011年相比,2020年土壤有機質處于適宜水平比例下降,處于低和很低水平的比例明顯提高。2020年全市仍然有77.36%的土壤樣品處于低和很低水平,土壤有機質缺乏。
李滿良等[29]通過研究2012—2018年咸豐植煙土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及變化趨勢,結果表明,有機質、堿解氮、速效鉀均呈下降趨勢,速效磷呈升高趨勢。向德明等[30]通過分析2000、2015年土壤主要養(yǎng)分含量時空變化,結果表明,湘西植煙土壤養(yǎng)分增幅較大,增幅最大的是土壤有效磷,其次是速效鉀,最后是堿解氮。與前人研究結果[29-30]相比,本研究也表明,土壤速效磷含量呈明顯上升趨勢,但由于地域、生產(chǎn)條件、耕作習慣和施肥種類、數(shù)量的差異,土壤堿解氮、速效鉀和有機質在2個縣植煙區(qū)表現(xiàn)出不同的變化特征;但從全市整體情況來看,植煙土壤堿解氮、有機質含量表現(xiàn)出下降趨勢,速效磷、速效鉀含量則表現(xiàn)出上升趨勢,煙區(qū)土壤養(yǎng)分在向利于烤煙生產(chǎn)的方向發(fā)展。根據(jù)煙區(qū)煙葉生產(chǎn)實際,應采取“穩(wěn)氮磷增鉀提有機質”施肥原則,定向培育土壤肥力,改善土壤養(yǎng)分均衡狀況,不斷提高土壤養(yǎng)分適宜和較高等級比例,確??緹焹?yōu)質適產(chǎn)和保護植煙生態(tài)環(huán)境。