夏 磊，王德权，王大海，李 洋，高政绪，杨少杰，席元肖，高传军，杜传印

(山东潍坊烟草有限公司，山东潍坊 261205)



潍坊烟区土壤pH与土壤养分关系研究

夏 磊，王德权，王大海，李 洋，高政绪，杨少杰，席元肖，高传军，杜传印*

(山东潍坊烟草有限公司，山东潍坊 261205)

摘要[目的]研究潍坊烟区土壤pH与土壤养分的关系，为该地区烟区平衡施肥提供科学依据。[方法]对潍坊烟区592份土壤样本的pH及其与土壤有机质、速效磷、速效钾、碱解氮、交换性钙、交换性镁、水溶性硼含量的关系进行研究。[结果]潍坊烟区平均pH为6.52，变幅为4.32～7.67，总体适宜；pH处于适宜烤烟生长的5.50～6.50间的样本量占总样本的43.41%。pH与土壤有机质、速效钾、交换性钙、交换性镁以及水溶性硼含量呈极显著正相关，与土壤碱解氮含量呈极显著负相关；pH的变化，对土壤有机质影响最大，对交换性镁影响最小。[结论]pH为5.50～6.50时，潍坊烟区土壤有机质、速效磷、速效钾、水溶性硼可满足优质烤烟生产要求，碱解氮和交换性镁含量较高，交换性钙含量偏低。

关键词潍坊烟区；土壤pH值；土壤养分；优质烤烟

土壤酸碱度不但直接影响烤烟的生长发育[1]，而且与土壤酶活性[2]、有机质的合成分解、元素形态的转化等密切相关[3-7]。目前，国际上推荐适宜烤烟生长的土壤pH为5.50～6.50[8-11]。烟草在pH为4.00～8.50的土壤中均可以生长，但并不是在这个范围内都能产出优质烟叶。土壤pH过高时，OH-含量增加，导致其他阴离子吸收减少，养分活性降低；pH过低，则会导致土壤有效养分的淋失[12]。关于国内一些烟区土壤pH与烤烟质量、土壤养分关系的研究已有相关报道[13-17]，但系统分析潍坊烟区土壤pH与土壤养分关系鲜见研究。笔者以潍坊烟区土壤养分测试为基础，研究了土壤pH、养分及二者的相关性等，旨在为烟区土壤酸碱改良和平衡施肥提供理论依据。

1材料与方法

1.1样品采集 2014年在潍坊5个产烟县(市)(诸城、高密、安丘、临朐、昌乐)进行土壤养分调查采集，采集时间为烤烟前荐作物收获后、起垄施肥前，采集地点为烟区有代表性的耕作层土壤，采用GPS定位。采集土壤样品时，同一个地块内采集8～10个点的土样，每个点采集深度为0～20 cm，混匀，构成1个1 kg左右的混合土样，共592份。采集结束后，对土壤样品进行编号，然后对土壤样品风干，研磨，过筛，混匀，装瓶，备用。

1.2测定项目与方法土壤pH采用1∶5水土比提取，利用pH计法测定；土壤碱解氮含量采用碱解扩散法测定；土壤速效钾含量采用醋酸铵浸提法，利用thermo原子吸收光谱仪测定；土壤速效磷含量采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法，利用紫外分光光度计测定；有机质含量采用重铬酸钾滴定法测定；交换性Ca、Mg含量采用1 mol/L 醋酸铵浸提，原子吸收法测定；有效硼采用沸水浸提，姜黄素比色法测定[18]。

1.3数据统计应用SPSS 19.0和DPS 7.05进行统计分析，Origin pro 9.0绘图。

2结果与分析

2.1土壤pH由表1可知，潍坊烟区土壤pH在4.32～7.67，平均为6.52，呈弱酸性，潍坊烟区土壤pH总体适宜。从土壤样本的pH分布比例看，潍坊烟区土壤pH多分布在5.50～7.00，其中pH值6.50～7.00的土壤样本占总数的51.69%，pH在5.50～6.50的土壤样本占总数的43.41%，pH大于7.00和小于5.50的土壤分别占3.71%和1.18%。

2.2土壤养分从图1可以看出，潍坊烟区土壤有机质含量多集中在5～20 g/kg，其中10～15 g/kg有机质含量比例最高，占总样本量的45.4%；土壤速效磷含量多分布在0～20 mg/kg，其中0～10 mg/kg占总样本量的37.00%，10～20 mg/kg占总样本量的32.00%；土壤速效钾含量主要分布在100～150 mg/kg，占总样本量的32.20%，150～200 mg/kg的速效钾分布也较多，占总样本量的25.30%；土壤交换性钙多集中在5～10 cmol/kg，占总样本量的45.30%；土壤碱解氮含量主要分布在50～100 mg/kg，占总样本量的61.50%；土壤交换性镁含量在5～10 cmol/kg区间内比例最高，占总样本量的36.00%；水溶性硼含量集中分布在0.5～1.0 mg/kg和1.0～1.5 mg/kg，均占总样本量的24.40%。从峰度和偏度值(表2)可以看出，潍坊烟区土壤有机质、速效钾和碱解氮含量呈正太分布，土壤速效磷、交换性镁、交换性钙和水溶性硼含量呈偏正太分布。

表1潍坊烟区土壤pH及其分布情况

Table 1Soil pH value and the distribution in Weifang Tobacco Growing Area

对于烤烟生产来说，土壤养分含量过多或过少均会影响烤烟产量，一般认为，北方土壤有机质含量应不高于20 g/kg(或0.60%～1.60%)，速效磷含量在10～20 mg/kg，碱解氮含量在40～80 mg/kg较为适宜，速效钾含量应高于100 mg/kg(120～240 mg/kg)，土壤交换性镁和交换性钙含量在2和10 cmol/kg左右较为适宜[19-20]。由表2可知，潍坊烟区有机质、速效磷、速效钾及交换性钙的平均值总体较为适宜。碱解氮含量为89.58 mg/kg，交换性镁含量为含量10.62 cmol/kg，两者含量略高。刘国顺等[8]研究表明，土壤水溶性硼含量在0.50～1.00 mg/kg时，烟叶生长较好，而潍坊烟区土壤水溶性硼含量为1.36 mg/kg，含量偏高。同时，通过比较可以看出，潍坊烟区各养分含量均存在一定的变异性，且均属于中等变异性差异[19]，其中，土壤速效磷的变异程度最大，达85.09%，土壤有机质的变异程度最小，仅37.10%。

2.3土壤pH与土壤养分的相关性由表3可知，潍坊烟区土壤pH与土壤有机质、速效钾、交换性钙、交换性镁及水溶性硼含量呈极显著正相关，与碱解氮含量呈极显著负相关，与速效磷含量无显著相关性。通过土壤pH和养分的灰色关联度分析可知，其关联度的顺序为有机质>碱解氮>速效钾>速效磷>交换性钙>水溶性硼>交换性镁，这表明一方面，潍坊烟区土壤pH对土壤有机质、速效钾、交换性钙、交换性镁以及水溶性硼影响显著，且与有机质关系最为密切，与土壤交换性镁密切程度最低；另一方面，土壤pH的变化，对土壤有机质、碱解氮等的含量变化影响较大，而土壤交换性钙、交换性镁受pH变化的影响则小于有机质等的变化。

2.4土壤pH对土壤养分含量的影响由表4可知，土壤有机质、交换性钙、交换性镁的含量在pH≥7.00时最高，pH<5.50时最低，且差异显著，碱解氮含量的差异变化与有机质含量变化相反。pH为5.50～6.50时适宜烤烟生长，该范围内的各养分含量均小于最高值，除有机质和水溶性硼外，均与最高值差异不显著。在pH 5.50～6.50范围内，潍坊烟区土壤有机质为12.97 g/kg、速效磷为17.50 mg/kg、速效钾为172.95 mg/kg、水溶性硼为1.06 mg/kg，含量适宜；碱解氮和交换性镁含量丰富；交换性钙含量偏低，但潍坊烟区尚未出现烤烟生产缺钙的现象。

表3潍坊烟区土壤pH与土壤养分的相关性及关联度

Table 3Correlation and correlation degree between soil pH and soil nutrient in Weifang Tobacco Growing Area

注：**表示相关极显著。

Note：**indicated extremely significant correlation.

注：同列不同小写字母代表5%水平上差异显著。

Note：Lowercases indicated significant differences at 5% level.

3结论与讨论

(1)土壤酸碱度是土壤的成土条件，是土壤理化性质、肥力特征的综合反映[21]。土壤pH与土壤养分关系密切，许自成等[22]对湖南烟区土壤研究得出，土壤pH与土壤有机质、速效磷、水溶性硼、交换性钙和交换性镁呈极显著正相关，与速效钾呈极显著负相关；夏东旭等[23]对永德烟区植烟土壤分析认为，土壤pH与速效磷、有效硼和交换性钙呈极显著正相关；宋文峰等[24]对泸州烟区土壤研究认为，土壤pH与交换性镁呈极显著负相关；周炼川等[25]对文山烟区烟田土壤研究得出，土壤pH与碱解氮呈显著负相关。笔者通过研究得出，潍坊烟区土壤pH与土壤有机质、速效钾、交换性钙、交换性镁及水溶性硼含量呈极显著正相关，与碱解氮含量呈极显著负相关，与速效磷含量无显著相关性，与前人研究结果不完全一致，这可能与土壤的地域性差异及样本量不同有关。

(2)由于灰色关联度分析中关联系数与子序列大小、样本量及不同地域土壤理化性质有关[8，26-27]，因此不同研究结果存在一定的差异，许自成等[22]对湖南烟区pH与养分关联度由大到小依次为全氮、有机质、速效钾、水溶性氯、速效磷、有效铜、有效锌、有效锰、交换性钙、交换性镁、有效铁；胡向丹等[28]研究表明，黔西南州植烟土壤pH与养分关联度由大到小依次为缓效钾、碱解氮、有机质、速效磷、全氮、全磷、速效钾、铵态氮、硝态氮；陈朝阳[29]对南平植烟土壤pH与养分关联度进行分析，认为土壤pH对交换性钙的影响较大，对有效锰影响相对较小。笔者对潍坊烟区土壤pH和养分进行灰色关联度分析得出，土壤pH的变化对土壤有机质的含量变化影响最大，对土壤交换性镁影响较小，关联度由大到小依次为有机质、碱解氮、速效钾、速效磷、水溶性钙、交换性硼、交换性镁。

(3)适宜的土壤酸碱度有利于改善烟株根系附近土壤酶活性、提高烟株光合特性[30-31]，对烤烟产量和品质的形成起着关键性作用[32-34]；土壤pH过高(>9.00)或过低(<4.00)均对烟株根部产生不利影响，从而影响烟株生长发育。一般认为，土壤pH在5.50～6.50为最适宜植烟土壤酸碱度[9-12]。笔者通过研究得出，潍坊烟区土壤pH在4.32～7.67，平均为6.52，呈弱酸性。潍坊烟区各养分含量在pH 5.50～6.50时均小于最高值，但差异不显著。在该范围，潍坊烟区土壤有机质为12.97 g/kg、速效磷为17.50 mg/kg、速效钾为172.95 mg/kg、水溶性硼为1.06 mg/kg，含量适宜，可以满足优质烤烟生长需求[18-19]；碱解氮和交换性镁含量较高；交换性钙含量偏低。另有研究指出，烤烟不同生长期所需的最适pH存在一定的变化性，pH为5.50～6.00时利用前期干物质积累，pH<8.50时更利于烤烟中后期碳代谢，pH在7.00左右时烟株吸收养分较为充足，烤烟的干物质积累、单叶重以及质量也较好[35-36]。潍坊烟区pH≥7.00和pH为6.50～7.00的土壤有机质含量分别为17.48 g/kg和13.55 g/kg，速效磷分别为18.01 mg/kg和16.78 mg/kg，速效钾为185.43 mg/kg和189.74 mg/kg，碱解氮含量分别为68.37 mg/kg和85.06 mg/kg，表明潍坊烟区土壤pH≥7.00和6.50～7.00时，主要土壤养分含量仍能达到生产优质烤烟的要求[37]。

(4)笔者仅从潍坊烟区土壤pH与土壤养分关系角度进行探讨，但要更完善地揭示潍坊烟区土壤特点，今后还应对土壤微生物活性、栽培措施、施肥量等与烤烟产量及内在品质关系进行深入研究。

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Relationship between Soil pH Value and Soil Nutrients in Weifang Tobacco Growing Area

XIA Lei, WANG De-quan, WANG Da-hai, DU Chuan-yin*et al

(Shandong Weifang Tobacco Co. Ltd., Weifang,Shandong 261205)

Key wordsWeifang Tobacco Growing Area; Soil pH value; Soil nutrient; High-quality tobacco

Abstract[Objective]To research the relationship between soil pH value and soil nutrients in Weifang Tobacco Growing Area, and to provide scientific basis for the balanced fertilization in this region. [Method] pH values of 592 soil samples in Weifang Tobacco Growing Area were researched, as well as their relationship with the contents of organic matter, rapidly available P, rapidly available K, alkali-hydrolyzable N, exchangeable Ca, exchangeable Mg and water soluble B in soil. [Result] pH value was generally suitable for tobacco cultivation in Weifang Tobacco Growing Area with a mean value of 6.52 and its amplitude of variation from 4.32 to 7.67. About 43.41% of the soil samples were in the range of 5.5- 6.5 pH, which was suitable for tobacco cultivation. The soil pH value was positively related with organic matter, rapidly available K, exchangeable Ca, exchangeable Mg and water soluble B at 0.01 level and were negatively related with alkali-hydrolyzable N at 0.01 level. The change of pH values had the greatest influence on organic matter and the least influence on exchangeable Mg. [Conclusion] Within pH 5.5-6.5, the content of organic matter, rapidly available P, rapidly available K, and water soluble B could meet the requirement of high-quality tobacco production in the range. The contents of alkali-hydrolyzable N and exchangeable Mg were relatively high, and the content of exchangeable Ca was relatively low.

基金项目中国烟草总公司山东省公司重点项目(D2014027)；山东中烟工业有限责任公司项目(1308052109)。

作者简介夏磊(1982- )，男，山东昌乐人，农艺师，硕士，从事作物逆境生理、烟草水肥一体化及烟草农业科技创新研究。*通讯作者，高级农艺师，博士，从事烟草遗传育种与现代烟草生产技术推广研究。

收稿日期2016-01-24

中图分类号S 158.3

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)07-172-04