广元市汉阳镇植烟土壤肥力适宜性评价

摘要明确广元市汉阳镇植烟土壤肥力状况，为该区烟草种植合理布局、平衡施肥和土壤保育提供数据支撑。以广元市汉阳镇植烟土壤为研究对象，采集25个土样，测定土壤pH、基础养分和矿质营养，利用模糊数学综合评价法计算土壤综合肥力得分（IFI）。结果表明，该烟区土壤pH、有机质和全氮平均值分别为6.98、19.13 g/kg和1.48 g/kg，均处于中等水平，其中72.00%土壤有机质含量高于15.00 g/kg；土壤有效磷、碱解氮和速效钾平均含量分别为30.41、46.79和135.72 mg/kg，56%的土壤有效磷含量低于10 mg/kg，68%土壤速效钾含量低于150 mg/kg，52%土壤IFI处于低水平。该烟区土壤Ca、Fe、Mn、P变异系数分别为39.94%、50.02%、65.79%、49.70%，均属于强变异；土壤Mg、Cu、Zn变异系数分别为31.30%、31.66%、32.71%，均属于中等变异，各指标变异系数表现为Mn>P>Ca>Zn>Cu>Mg>K。该烟区土壤各矿质元素之间大多呈显著或极显著相关，各理化指标间大多呈显著或极显著相关，各矿质元素与基础养分间相关性较差。

关键词土壤肥力；IFI；矿质元素

中图分类号X825文献标识码A

文章编号0517-6611（2023）11-0124-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.031开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Suitability Evaluation of Tobacco-planting Soil Fertility in Hanyang Town， Guangyuan City

WANG Jing WANG Peng LIU Teng-fei et al（1.College of Tobacco， Henan Agricultural University / National Research Base of Tobacco Cultivation Physiology and Biochemistry / Key Laboratory of Tobacco Cultivation in Tobacco Industry，Zhengzhou， Henan 450002；2.Wuhan Cigarette Factory of Hubei China Tobacco Industry Co.，Ltd.，Wuhan， Hubei 430051）

AbstractTo clarify the soil fertility status of tobacco planting in Hanyang Town， Guangyuan City， and provide data support for rational distribution of tobacco planting， balanced fertilization and soil conservation.  In this study， 25 soil samples were collected from tobacco planting soil in Hanyang Town， Guangyuan City. The soil pH， basic nutrients and mineral nutrients were measured， and the soil comprehensive fertility score （IFI） was calculated by fuzzy comprehensive evaluation method.  The results showed as follows：  the average values of soil pH， organic matter and total nitrogen were 6.98， 19.13 g/kg and 1.48 g/kg， respectively， which were in the middle level， and 72.00% soil organic matter content was higher than 15.00 g/kg.  The average contents of soil available P， alkali-hydrolyzable N and available K were 30.41， 46.79 and 135.72 mg/kg， respectively. The available P of 56% soil was lower than 10 mg/kg， the available K of 68% soil was lower than 150 mg/kg， and the IFI of 52% soil was at low level.  The variation coefficients of soil Ca， Fe， Mn and P were 39.94%， 50.02%， 65.79% and 49.70%， respectively.  The variation coefficients of soil Mg， Cu and Zn were 31.30%， 31.66% and 32.71%， respectively， belonging to moderate variation. The variation coefficients of each index showed as Mn>P>Ca>Zn>Cu>Mg>K.  There were significant or extremely significant correlations between most of the soil mineral elements and most of the physical and chemical indexes， but the significance between the mineral elements and the basic nutrients was poor.

Key wordsSoil fertility;IFI;Mineral elements

土壤肥力是土壤的本质属性，是反映土壤肥沃性的一个重要指标。烟草是一种适应性较广的经济作物，土壤养分丰缺状况对烟株生长发育、烟叶产质量有重要影响，因此，对土壤肥力的正确认识和客观评价是提高烟草质产量及更好利用土壤资源的依据［1］。近年来，越来越多的评价方法应用于土壤肥力评价中。目前土壤养分及肥力质量综合评价的方法有主成分分析法［2］、模糊数学分析法［3］、地统计学法［4］、聚类分析法［2］、指数和法［5-6］等，通过计算综合评价得分可以对土壤肥力质量数值化评价［1，7］。

矿质元素是土壤组成的重要部分。土壤矿物质的化学组成与成土条件和成土过程密切相关，对土壤的物理、化学、生物性质作用明显，具有极大影响，是土壤分化、成土的基础，同时参与植物生长发育的全过程［8-9］。矿质元素是烟草生长发育所必需的营养元素，虽然土壤中矿质元素被烟株吸收的量少，但烟草生长发育所必需的营养元素，在烟株生长发育过程中起着不可替代的作用。Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、P、Zn等矿质元素供应不足或过多时，烟叶的正常生长发育受阻，产量和质量降低［10-14］。

广元是四川主要烤烟产区之一，笔者主要利用主成分分析法和模糊数学综合评价法分析广元汉阳镇烟区土壤pH、有机质、全氮、全碳、有效磷、碱解氮、速效钾含量等指标，利用相关关系分析研究土壤中基础养分和矿质元素含量，揭示广元汉阳镇烟区土壤养分分布特征，对烟区土壤综合肥力进行综合评价，为该区烟草种植合理布局、平衡施肥和土壤保育提供数据支撑。

1材料与方法

1.1土壤于2021年3月8日在广元市汉阳镇采用“五点法”采集移栽前耕层土样25个，并用GPS定位标记。土样经登记编号后进行预处理，经风干、磨细、过筛、混匀、装瓶后备用。

1.2测定指标与方法测定指标包括pH、有机质、全氮、有效磷、碱解氮、速效钾以及矿质元素等，按《土壤农业化学分析方法》中各指标测定方法进行测定。

1.3土壤养分分级标准参照《中国植烟土壤及烟草养分综合管理》［15］的植烟土壤主要养分丰缺标准，将pH、有机质、全氮、有效磷、碱解氮、速效钾划分为极高、高、中等、低、极低5个等级（表1）。

1.4模糊数学综合评价法通过模糊数学综合评价法对植烟土壤的综合肥力状况进行评价［3］。首先确定各养分指标的隶属函数，计算各指标隶属度，然后采用主成分分析法［16］确定各指标的权重系数，最后采用指数和法求出各土壤样品的综合肥力得分（integrated fertility index，IFI）。将IFI划分为５个等级，即高（IFI>0.75）、较高（0.65<IFI≤0.75）、中（0.55<IFI≤0.65）、较低（0.45<IFI≤0.55）和低（IFI≤0.45）。采用隶属函数的方法将土壤养分指标标准化，常见的隶属函数分别是“抛物线”型和“S”型隶属函数，其函数表达式见（1）和（2）。根据相关报道及当地植烟生产实际状况，pH、有机质、有效磷、碱解氮采用“S”型，全氮、速效钾采用“抛物线”型。

1.5数据处理与分析采用Excel 2010和IBM Statistic SPSS 23.0软件进行数据统计分析。

2结果与分析

2.1土壤基础养分

2.1.1广元汉阳镇植烟土壤基础养分描述性统计分析。由表2和表3可知，该烟区土壤pH为4.59～8.01，平均值为6.98，其中60%的样品土壤pH处于高水平（>7.0）；有机质含量为9.71～31.26 g/kg，平均值为19.13 g/kg，高有机质含量（>15 g/kg）土壤占72%；全氮平均含量为1.48 g/kg，80%土壤全氮含量适宜（1.0～<2.0 g/kg）；有效磷平均含量为30.41 mg/kg，56%土样有效磷含量低于10 mg/kg，属于强变异；碱解氮平均含量为46.79 mg/kg，变异系数为34.64%，属于中等变异，12%土壤碱解氮含量处于偏高水平；速效钾平均含量为135.72 mg/kg，68%烟区土壤速效钾含量处于低水平。各指标变异系数表现为有效磷>碱解氮>有机质>速效钾>全氮>pH。

2.1.2汉阳镇植烟土壤基础养分主成分分析。土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾和碱解氮含量分布不均，单个养分指标不能有效代表土壤综合肥力空间分布特征。因此，利用主成分分析法对pH、土壤基础养分等6个指标进行综合分析。由表3可知，第1、2主成分特征值分别为3.244、1.658，方差贡献率分别为54.074%、27.625%，累计贡献率为81.699%，肥力指标权重由大至小的顺序为有机质>全氮>碱解氮>速效钾>有效磷>pH。

该烟区60%土壤样品pH>7.0处于高和极高水平，因此需定向调节土壤pH；56%土壤样品有机质含量高，4%的土壤其有机质含量处于低水平；全氮是土壤中所有可被植物利用和不可被植物利用的氮素总称，92%土壤样品全氮含量处于中等及以上水平；88%土壤样品碱解氮含量处于中等及以上水平，因此该烟区可适当减施或稳施氮肥；胡国松等［17］认为植烟土壤中速效钾含量越高越好，该烟区68%土壤样品速效钾含量低，施肥需根据不同样地的钾含量科学增施钾肥，但应注意钾肥施用方式和时间；56%土壤样品有效磷含量低，32%土壤样品有效磷含量极高，该烟区应分类施磷肥，注意补磷与控磷相结合；烟区52%土壤样品IFI极低，只有24%的土壤样品IFI处于中等及以上水平，这与张启莉等［18］研究结果一致，表明广元市土壤理化指标综合肥力处于较低和低水平。土壤有机质、全氮权重较高，分别为0.33、0.32，与土壤有效磷、速效钾含量显著正相关，土壤氮含量偏高，需要控制氮素施用量，因此可以适当增施有机肥，以提高土壤速效钾、有效磷含量，这与刘汉军等［19］的研究结果一致，广元烟区增施有机肥显著提高烟区上等烟比例和产值，烤烟钾素含量增加。