恩施烟区土壤-烤烟营养元素的分布特点及其关系分析

摘要

以不同海拔高度恩施烟区有代表性的宣思县和咸丰县为试验地点，选取有代表性的129个土壤样本及不同品种（云烟87，云烟85和K326）和不同等级（X2F，C3F和B2F）的124个烤烟样本，分析土壤营养元素与烤烟化学成分含量的分布特点以及二者之间的相互关系。主要研究结论如下： 1、对恩施烟区土壤营养元素含量的分布特点进行了分析。对大量元素而言，恩施烟区土壤全氮和碱解氮含量变幅分别为0.70～3.90g·kg-1和66.8～233.9mg·kg-1，平均分别为（1.65±0.34）g·kg-1和（131.69±30.97）mg·kg-1，全氮含量的变异系数略小于碱解氮含量变异系数。依据土壤氮素含量，可把129个供试土壤样品聚成高、中、低3类，其中低氮类样本所占比例（60.47％）最大。3个土层深度相比较，全氮和碱解氮含量均以表层0～20cm含量最高，而40～60cm最低。土壤磷素含量偏低，全磷和速效磷含量分别为（0.63±0.23）g·kg-1和（16.88±12.73）mg·kg-1，二者之间存在极显著的正相关，相关系数为0.6353**。土壤全磷和速效磷含量在不同海拔高度、土层深度之间差异显著，海拔之间表现为：高海拔>中海拔>低海拔；土层之间表现为：0～20cm>20～40cm>40～60cm。土壤全钾含量丰富，平均（1.46±0.71）％，速效钾含量为（225.97±104.08）mg·kg-1；全钾含量随着海拔高度升高而降低，速效钾含量则随着海拔高度升高而升高的趋势；不同土层深度相比较，全钾含量在20～40cm深度最高，平均为（1.55±0.74）％，速效钾含量则以0～20cm土层的含量最高，平均为（223.60±105.72）mg·kg-1。 对中量元素而言，土壤全量钙和交换性钙含量分别为（2124.60±626.39）mg·kg-1和（1091.44±795.84）mg·kg-1，所取129个土壤样本有38.76％缺钙，有36.43％钙含量偏高。不同海拔之间表现为：高海拔>中海拔>低海拔，土层之间表现为：0～20cm>20～40cm>40～60cm。土壤镁含量偏低，海拔、土层之间镁含量差异显著。 对微量元素而言，土壤有效锌含量量偏低，平均值为1.00±0.51mg·kg-1，变幅为0.17～2.49mg·kg-1，变异系数为54.26％。所取129个土壤样本有62.79％有效锌含量在临界值1.0mg·kg-1以下，部分烟区存在缺锌现象。海拔之间土壤有效锌含量表现为：高海拔>中海拔>低海拔。土壤有效硼含量偏低，平均为（0.32±0.15）mg·kg-1，土壤有效硼含量在临界值（0.5mg·kg-1）以下的样本占88.67％，缺硼现象已经严重影响到烤烟的品质。海拔、土层之间硼含量差异显著，海拔间表现为：高海拔>中海拔>低海拔，土层之间表现为：0～20cm>40-60cm>20～40cm。土壤有效铜含量为（1.45±1.99）mg·kg-1，变幅0.17～9.88mg·kg1l；其中土壤有效铜含量在≥0.2～1.0mg·kg-1的样本最多，占65.12％；土壤有效铜含量与土壤pH关系密切，当pH<5.5时，土壤有效铜含量最高，当pH为5.5～5.9时，土壤有效铜含量最低，当pH≥5.9时，土壤有效铜含量中等。在海拔高度600～1500m时，土壤有效铜含量随海拔高度的增加呈现出先降低后增加的趋势。土壤有效铜含量随土层深度的增加而降低。 2、对恩施烟区烤烟化学成分含量特点进行了分析。对总氮、烟碱、磷和钾含量而言，恩施烟区烤烟总氮含量变幅为15.80～29.50g·kg-1，平均为（21.3±3.30）g·kg-1，变异系数为15.49％。烤烟总氮含量在品种间、等级间和海拔高度间均存在显著差异，品种间表现为K326>云烟85>云烟87，不同等级间表现为B2F>C3F>X2F，不同海拔间表现为低海拔>中海拔>高海拔；3个海拔高度相比较，随着海拔的升高，土壤氮素含量呈现出升高的趋势，烤烟总氮含量则呈现相反的趋势。烤烟烟碱含量变幅为8.18～42.25g·kg-1，平均为22.80g·kg-1，变异系数为36.42％，烟碱含量在15～35g·kg-1的样本占总样本数的66.94％；烟碱含量在不同品种间、等级间和海拔高度间均存在显著变异，品种间烟碱含量表现为K326>云烟85>云烟87，不同等级间表现为B2F>C3F>X2F，不同海拔间表现为低海拔>中海拔>高海拔。烤烟磷素含量较低，平均为（1.68±0.32）g·kg-1，在不同品种、海拔之间差异显著，品种之间表现为：云烟87>K326>云烟85，海拔之间表现为：高海拔>中海拔>低海拔。烤烟磷素含量在等级之间差异不显著，但随着叶位的升高，烤烟磷含量有升高的趋势。烤烟钾含量平均为（1.89±0.42）％，随着部位的升高而呈现出降低的趋势，X2F、C3F和B2F的钾含量依次为（2.14±0.49）％、（1.81±0.31）％和（1.73±0.36）％；不同品种相比较，钾含量表现为K326>云烟85>云烟87，K326钾含量分别与云烟85、云烟87之间差异达到了显著水平，而云烟85和云烟87钾含量差异不显著。 对烤烟中的中量元素而言，烤烟钙平均含量为（1.80±0.63）％，所取124个烤烟样本有48.28％落于1.7～3.4％的适宜范围内。品种、等级之间钙含量差异显著，但是海拔之间差异不显著，品种之间表现为：云烟87>云烟85>K326，等级之间表现为：X2F>C3F>B2F，海拔之间表现为：高海拔>中海拔>低海拔。烤烟镁含量偏低，为（0.28±0.14）％，明显低于巴西烤烟镁含量（0.45％）。镁含量在品种、等级之间差异显著，但海拔之间差异不显著。品种之间表现为：云烟87>云烟85>K326，等级之间表现为：X2F>C3F>B2F，海拔之间表现为：高海拔>中海拔>低海拔。 对烤烟中的微量元素而言，烤烟锌含量平均为（29.18±7.99）mg·kg-1，变幅为15.40～54.73mg·kg-1，变异系数较小为27.38％，与巴西优质烤烟锌含量（10.15～31.64mg·kg-1）的符合频率为63.79％。锌含量品种、海拔间差异显著，等级间则不显著，品种间表现为：K326>云烟87>云烟85；海拔间表现为：高海拔>中海拔>低海拔；等级间表现为：B2F>C3F>X2F，烤烟硼含量平均为（15.65±7.26）mg·kg-1，低于全国平均水平（25.68mg·kg-1），更远远低于巴西（23.16mg·kg-1），与巴西烤烟硼含量（14～31.06mg·kg-1）符合的频率为50％。品种、等级和海拔之间烤烟硼含量差异显著，品种之间表现为：云烟87>K326>云烟85，等级之间表现为：B2F>C3F>X2F，海拔之间表现为：高海拔>中海拔>低海拔。烤烟铜含量平均为（6.62±6.74）mg·kg-1，变幅为1.26～34.30mg·kg-1，与巴西优质烤烟铜含量（4.90～10.60mg·kg-1）符合频率为29.31％。不同品种、等级烤烟之间铜含量差异显著，不同海拔之间差异不显著。不同品种间铜含量依次为云烟87>K326>云烟85；不同等级之间依次为B2F>C3F>X2F；不同海拔之间依次为低海拔>高海拔>中海拔。 3、对土壤营养元素与烤烟化学成分含量二者之间的相互关系进了分析。土壤碱解氮含量分组后，随着土壤碱解氮含量的升高，烤烟总氮含量也升高。建立了土壤速效氮含量对烤烟烟碱含量的回归方程，经F验未达到显著水平。烤烟磷含量（y）与土壤速效磷含量（x）之间存在极显著的回归关系，y=0.0026x+0.1224，相关系数r=0.8582**。土壤速效磷含量分组后，随着土壤速效磷含量的升高，烤烟磷含量也呈现出升高的趋势。烤烟钾含量与土壤速效钾含量之间存在显著的回归关系：y=0.0022x+1.4643，具有r=0.8699*。土壤钙素和烤烟钙含量均随着海拔高度的升高而升高，烤烟钙含量（y）与土壤交换性钙含量（x）之间存在极显著的线性关系，回归方程为y=0.0008x+1.3986，相关系数r=0.9409**。土壤交换性钙含量分组后，随着土壤交换性钙含量的升高，烤烟钙含量也呈现升高的趋势。烤烟镁含量（y）与土壤镁含量（x）的关系密切，二者之间存在y=0.0158x0.7637的极显著回归方程。土壤交换性镁含量分组后，随着土壤交换性镁含量的升高，烤烟镁含量也相应升高。烤烟锌含量与土壤有效锌含量均随着海拔高度的升高而增加，且烤烟锌含量随着土壤有效锌含量的升高而升高。烤烟硼含量（y）与土壤有效硼含量（x）关系密切，在一定的范围内二者之间存在极显著的回归关系，回归方程为：y=7.1326+22.705x，r=0.7831**。且烤烟硼含量随着海拔的升高和土壤有效硼含量的升高均呈现升高的趋势。烤烟铜含量与土壤有效铜含量随着海拔的升高，均呈现出先下降后升高的趋势。随着土壤有效铜含量的升高，烤烟铜含量也升高。烤烟铜含量与土壤有效铜含量在不同的pH范围表现出相同的变化趋势。土壤有效铜和烤烟铜含量之间存在正相关关系。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 文献综述

1.1 土壤质量概念的演变

1.2 地形因素对烟草生长发育和品质的影响

1.2.1 地貌类型

1.2.2 海拔

1.2.3 坡度

1.3 土壤因素对烟草生长发育和品质的影响

1.3.1 土壤质地

1.3.2 土壤水分

1.3.3 有效土层厚度

1.4 土壤肥力对烟草生长发育和品质的影响

1.4.1 土壤有机质

1.4.2 土壤pH

1.4.3 土壤大量营养元素

1.4.4 土壤中量元素

1.4.5 土壤微量元素

2 引言

3 材料与方法

3.1 样品采集

3.1.1 土壤样品采集

3.1.2 烟叶样品采集

3.2 指标测定方法

3.2.1 土壤样品测定

3.2.2 烟叶样品测定

3.3 数据统计分析

4 结果与分析

4.1 恩施烟区土壤养分状况及分布特点

4.1.1 恩施烟区土壤氮素含量状况及分布特点

4.1.2 恩施烟区土壤磷素含量状况及分布特点

4.1.3 恩施烟区土壤钾素含量状况及分布特点

4.1.4 恩施烟区土壤钙素含量的分布特点

4.1.5 恩施烟区土壤镁素含量的分布特点

4.1.6.恩施烟区土壤有效锌含量的分布特点

4.1.7 恩施烟区土壤有效硼含量的分布特点

4.1.8 恩施烟区土壤有效铜含量的分布特点

4.2 恩施烟区烤烟化学成分的含量特点

4.2.1 恩施烟区烤烟总氮含量特点

4.2.2 恩施烟区烤烟烟碱含量的分布特点

4.2.3 恩施烟区烤烟磷含量的分布特点

4.2.4 恩施烟区烤烟钾含量的分布特点

4.2.5 恩施烟区烤烟钙含量的分布特点

4.2.6 恩施烟区烤烟镁含量的分布特点

4.2.7 恩施烟区烤烟锌含量的分布特点

4.2.8 恩施烟区烤烟硼含量的分布特点

4.2.9 恩施烟区烤烟铜含量的分布特点

4.3 恩施烟区土壤营养元素与烤烟化学成分之间的关系分析

4.3.1 恩施烟区土壤氮素与烤烟总氮含量的关系分析

4.3.2 恩施土壤氮素与烤烟烟碱含量的关系分析

4.3.3 恩施烟区土壤磷素与烤烟磷含量的关系分析

4.3.4 恩施烟区土壤钾素与烤烟钾含量的关系分析

4.3.5 恩施烟区土壤钙素与烤烟钙含量的关系分析

4.3.6 恩施烟区土壤镁素与烤烟镁含量的关系分析

4.3.7 恩施烟区土壤有效锌含量与烤烟锌量的关系分析

4.3.8 恩施烟区土壤有效硼含量与烤烟硼含量的关系分析

4.3.9 恩施烟区土壤有效铜含量与烤烟铜含量的关系分析

5 结论

5.1 恩施烟区土壤营养元素的分布特点

5.2 恩施烟区烤烟化学成分含量的分布特点

5.3 恩施烟区土壤营养元素与烤烟化学成分之间的关系

6 讨论

参考文献

附录：研究生期间发表的论文清单