基于GIS和地统计学的植烟土壤养分空间分析

为推进植烟土壤的精细管理与合理施肥,以辽宁昌图烟区为例,采用GIS和地统计学相结合的方法,对其植烟土壤养分的空间变异及分布特征进行了分析.研究结果表明,土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的空间变异函数均为球状模型.其中,土壤碱解氮具有强烈的空间相关性,说明其受母质、地形、土壤类型等结构因素影响较大;土壤有机质、速效磷和速效钾具有中等的空间相关性,说明其受结构因素和施肥、管理水平等随机因素共同影响.Kriging插值图较为直观地描述了昌图烟区植烟土壤养分的空间分布规律.     

基于空间插值法的遵义烟区植烟土壤养分时空变化

为明确遵义烟区近10年田间管理技术对植烟土壤养分的影响，以遵义中部烟区为例，运用反距离权重法对比分析了遵义市播州区、汇川区、新蒲新区2006年和2016年的植烟土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、缓效钾、速效钾、pH的变化。结果表明，遵义植烟土壤中不同养分含量变化具有差异性，表现在土壤缓效钾和速效钾含量分别增加了36.43%和57.25%；土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、pH分别下降了23.17%、18.62%、16.78%、49.88%、0.52。在空间分布上，分别有87.2%、81.1%、90%、93.5%、80.0%的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、pH呈下降趋势；分别有84.2%、90.2%的土壤缓效钾、速效钾呈增加趋势。养分空间分布的变化规律表征遵义烟区田间施肥和管理技术较为统一；同时显示，遵义烟区应增加有机肥和磷的施用量，维持氮总量，减少无机氮和钾的施用量并根据区域状况进行合理配方施肥。     

大理典型植烟县烟田土壤速效养分时空变异特征

探明烟田土壤速效养分时空变异特征，为烤烟高产优质的施肥管理提供科学依据。应用地统计学等方法，分析了大理州祥云和弥渡两个典型植烟县1982、2012和2022年烟田土壤碱解氮、有效磷和速效钾的时空演变特征。1982—2022年祥云土壤碱解氮含量呈先增后降趋势，弥渡土壤碱解氮含量3个年度间无显著差异且以Ⅲ级为主（100～150 mg/kg），空间分布均匀。烟区土壤有效磷和速效钾含量均呈不同程度上升趋势，弥渡北部和祥云中西部高，其他区域低。近40年土壤速效养分块金效应由<25%上升至50%，表明养分空间变异的影响因素中地形等自然因素影响减弱，施肥等人为因素影响增强。土壤碱解氮含量一直处于中等水平（100～150mg/kg），磷钾肥施用导致有效磷和速效钾含量持续升高。根据土壤速效养分丰缺状况，祥云中北部、西部及弥渡北部区域烟田应“稳氮减磷钾”，其余区域需注意“稳氮控磷钾”。     

玉溪烟田土壤pH和主要养分平均含量及变化特征

为推进玉溪烤烟模块化精准施肥,通过以乡镇为单元的土壤养分分级,评价了玉溪烟田土壤养分分布特征。结果表明,2008年玉溪烟田土壤养分水平较高的乡镇主要集中于东部水系密集区,坝地烟田土壤养分水平高于山地。2015年土壤有效氮和速效磷含量较高的乡镇由东部水系密集区延伸至西部和南部地区,山地烟田土壤有效氮和速效钾含量高于坝区。与2008年相比,2015年山地烟田有效氮、速效磷、速效钾含量增幅分别为92.54%、24.32%和34.58%,坝地烟田增幅分别为20.53%、4.15%和42.21%。7年间,山地烟田土壤pH值和有机质含量平均升高8.99%和2.38%,坝地烟田平均降低5.81%和10.77%,均趋于中等水平。研究结果为推进玉溪烟田模块化精准施肥提供了依据。     

烤烟烟碱含量与土壤养分的关联分析

在我国7 个主产烟省的12 县,统一栽培模式,采用描述统计、逐步回归分析和典型相关分析研究了烤烟烟碱含量与土壤养分的关系。结果显示：不同试点县的土壤养分含量差异较大,速效磷和全磷的变异最大,速效钾和全钾含量分布的均衡性也较差,pH则比较均匀。下部叶烟碱含量的变异程度相对较大。土壤养分与烟碱含量相关明显,不同部位烟叶烟碱含量与土壤养分指标的关联度显著不同。碱解氮、pH、有机质、全磷和速效磷对烟碱含量的影响较大,是影响烟叶烟碱含量的主导土壤养分因子,碱解氮的作用最显著,其次为土壤pH。碱解氮、pH、有机质对烟碱含量做正效应贡献,全磷和速效磷对烟碱积累不利。通过营养调控烟碱含量时,选择弱酸性、有机质含量适中的土壤,控制施氮,增施磷肥是中心措施。     

宜宾地区土壤养分空间变异及其丰缺状况分析

为探明宜宾地区主要土壤养分含量状况,基于野外采集的676份土壤样品,运用经典统计方法、地统计学方法和GIS技术分析了该区域8种土壤养分指标的空间变异特征及其丰缺状况。结果表明,宜宾地区土壤有机质、全氮、全钾和缓效钾含量适宜,碱解氮含量丰富,而速效钾、全磷和有效磷含量缺乏。各养分指标块金效应在44.02%~81.93%;其中有效磷和速效钾的空间自相关性较弱,主要受随机因素影响。空间分布上,有机质含量总体呈现东南高、中部和北部低;全氮和碱解氮含量由西北、东南向中部区域下降;全磷呈南高北低趋势,有效磷呈斑块状分布;缓效钾由中部向西北和东南部逐渐下降;速效钾表现为西高东低,全钾与之相反。本研究结果为宜宾地区烤烟平衡施肥及种植规划提供了理论依据。     

宜昌兴山烟区土壤主要养分变化分析及用肥分区研究

通过3次烟区土壤养分调查结果分析,近10年来烟区土壤主要养分发生了变化:烟区有机质得到有效的恢复,主要养分基本保持稳定,全氮与碱解氮含量有亏缺,全氮对有机质的依赖性增强,碱解氮对全氮的依赖性降低,有机质的恢复是保持土壤全氮水平的重要因素;全磷含量减少较多,速效磷含量有增长,全钾和速效钾含量分别有增长;水溶性硼、有效态锌已得到补充,有效态锰水平降低。对兴山烟区29个重点村11项主要养分数据的聚类,对产区重新进行了施肥技术分区,提出增加有机质,增硼,减磷等施肥措施。     

烤烟连作对土壤养分的影响

分析了烤烟不同连作年限的土壤养分含量。结果表明烤烟连作1～2年的烟田土壤养分与正茬比较变化不大,而连作2年后,土壤中全氮、速效钾含量减少,全磷、碱解氮和速效磷含量增加,有机质含量下降,pH值有所升高;连作3年和4年时烤烟各生育期的土壤全磷和速效磷含量均处于较高水平,显著高于其它3个茬口,连作4年的土壤缓效钾含量高于其它茬口。     

基于GIS的烟田土壤养分管理分区划分

选取褐土烟区植烟村为研究对象,在87 hm2的烟田采集耕层( 0～20 cm)土壤样品81个,在GIS支持下研究了该村土壤pH,有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾和阳离子交换量的空间变异规律.结果表明,土壤pH和全氮的C0/(C+C0)比值＜25％,表现出高度的空间相关性;土壤有机质、速效磷、速效钾和CEC的C0/(...     

环秦岭区域植烟土壤养分状况及其与烟叶品质的关系

为明确环秦岭区域植烟土壤养分状况及其与烟叶品质的关系,采用描述性统计和简单相关分析的方法,研究了该区域土壤养分的状况并分析了土壤养分与中部烟叶化学成分及物理特性的相关性。结果表明:(1)环秦岭区域大部分植烟土壤为弱酸性-中性土壤,养分状况为土壤有机质和碱解氮整体偏低,速效磷、钾供应丰富。(2)根据土壤pH和养分特征,可将9个植烟县分为4类,宁强县、南郑县和平利县各自成为一类,其余植烟县归为一类。宁强县pH低,总体肥力水平高;南郑县和平利县pH较低,土壤肥力中等,磷含量较高,而南郑县钾含量高,平利县钾含量低;其余植烟县pH适中,土壤肥力较低,磷和钾含量均较高。(3)土壤有机质与烟叶叶面密度、单叶质量呈显著负相关,与烟叶总糖、氮碱比呈极显著正相关,与糖碱比呈显著正相关;碱解氮与两糖比呈极显著负相关,与总糖、氮碱比呈显著性正相关;其余养分指标与烟叶化学成分、物理特性的相关性较小。因此,在环秦岭区域烟叶生产中需要注意氮肥和有机肥的施用,通过肥料的合理施用来改善烟叶物理特性和化学成分的协调性。     

全国主要烟区土壤养分丰缺状况评价

在我国主要烟区土壤养分普查的基础上,系统分析了植烟土壤主要养分状况及其在主要产区的分布规律,指出了我国植烟土壤存在的主要问题。结果表明,我国主要植烟土壤速效磷、交换性钙、镁,以及微量元素锌的含量尚丰富;本次普查一半区域土壤pH值不适宜烤烟生长,土壤速效氮含量也较高;我国植烟土壤有机质总体偏高;速效钾、有效硼全面缺乏。文章提出我国今后在烤烟施肥中应注意的问题。      

饼肥等氮替代化肥对植烟土壤养分、酶活性和氮素利用的影响

为探明四川凉山植烟区适宜的施肥方式,改善烟区土壤肥力和烤烟氮素利用状况,通过田间试验,研究等氮条件下菜籽饼肥替代化肥对土壤养分、酶活性及氮素利用的影响。结果表明,菜籽饼肥氮替代30%化肥氮处理显著提高植烟土壤总有机碳、可溶性有机碳、有效磷、速效钾含量和土壤脲酶活性,显著降低了土壤pH和烤烟成熟期土壤过氧化物酶和多酚氧化酶活性。Pearson相关分析表明,土壤过氧化物酶和多酚氧化酶活性与可溶性有机碳负相关性较强,土壤多酚氧化酶活性与NO₃^--N含量极显著正相关,土壤过氧化物酶活性与NH₄⁺-N含量极显著正相关。土壤脲酶活性与土壤有机碳极显著正相关,与有效磷、速效钾以及碳氮比显著正相关,而与pH极显著负相关。菜籽饼肥氮替代30%化肥氮处理显著提高了烤烟成熟期干物质积累量、氮含量、氮积累量和氮素利用率。菜籽饼肥氮替代30%化肥氮是改善土壤肥力,提高烤烟生长和氮素利用的适宜施肥方式。     

方城县植烟土壤主要养分的空间分布格局

为明确方城植烟土壤主要养分性质的空间变异特征,利用经典统计学方法和地统计学方法对其进行了分析,结果表明:100个样品中,有机质含量偏低(10g/kg)的占16%,碱解氮偏低(60mg/kg)的占55%,有效磷偏低(10mg/kg)的占64%,速效钾偏低(120mg/kg)的占71%,4种养分因子均呈现中等程度的变异;碱解氮含量具有强烈的空间自相关性,有机质、有效磷和速效钾具有中等强度的空间自相关性;插值图显示,有机质含量偏低(10g/kg)的区域主要分布在方城东南部和中部偏南区域,碱解氮含量偏低(60mg/kg)的区域主要是西北部、中北部和东南部的部分区域,有效磷偏低(10mg/kg)的区域主要是西北部和东南部,全区除西部和东部的部分区域外土壤速效钾含量整体偏低(120mg/kg)。     

重庆植烟土壤有效养分含量及其影响因素

为了明确重庆烟区土壤速效养分含量的主要影响因子,采用典型相关分析的方法研究了海拔高度、耕层厚度、pH、有机质等对土壤有效养分含量的影响。结果显示,重庆部分烟区土壤酸化严重,速效氮、磷、钾含量丰富,除有效硼、钼和水溶性氯外其他中微量元素含量均为丰富或很丰富。典型相关分析显示,土壤碱解氮、有效铜、有效锌、有效铁、有效硼含量随有机质的增加而增加;土壤速效钾和有效锌含量随海拔升高而增加;土壤pH的降低将导致有效磷、有效铁含量的降低,交换性钙含量的增加;土壤交换性镁等养分含量随耕层厚度的增加而增加。因此,生产上应着重解决土壤酸化、有机质低、耕层浅等问题,并合理布局植烟区域,以提供烟草产质量形成的适宜环境。     

不同商品有机肥对烤烟根际土壤环境及烟叶质量的影响

为探讨不同商品有机肥的施用效果,通过大田试验,研究了商品有机肥对玉溪山地烟区烤烟根际土壤环境及烟叶质量的影响。试验结果表明,施用商品有机肥均可提高烤烟团棵期根际土壤有机质含量及碱解氮含量。SC有机肥在烤烟全生育期对根际土壤有机质含量影响更为显著;SCG有机肥对团棵期根际土壤碱解氮含量的影响更为显著,且在成熟期与对照水平相当,同时可显著提高成熟期根际土壤蔗糖酶活性;FH和YT有机肥可显著提高团棵期根际土壤脲酶活性和碱解氮含量,成熟期碱解氮含量也显著高于对照。烟叶质量方面,施用商品有机肥均可提高中部烟叶外观质量和感官质量,SC有机肥可显著改善中部烟叶总糖含量和两糖差,SCG和SC有机肥对中部烟叶香韵和香气量改善更为明显。本研究认为,施用商品有机肥对烤烟根际土壤养分、酶活性及烟叶质量等均有不同程度的改善效果,其中SCG和SC有机肥在改善土壤养分及烟叶香气方面效果更为明显。     

有机物料对植烟土壤养分、酶活性和微生物群落功能多样性的影响

  目的  为探究有机物料施用对土壤养分和生物学特性的影响。  方法  采用盆栽试验,研究了草炭、花生壳炭、蒸汽爆破烟梗和玉米秸秆对植烟土壤的影响,采用BIOLOG ECO平板培养技术分析了土壤微生物群落功能多样性。  结果  施用有机物料能够显著提高土壤有机碳、速效氮、速效磷和速效钾含量;汽爆玉米秸秆处理土壤MBC、MBN含量及脲酶、蔗糖酶活性提高幅度最大。BIOLOG分析结果表明,有机物料提高了土壤微生物AWCD和多样性指数。主成分分析结果表明,生物炭促进了以羧酸类和多聚物类物质为碳源的微生物的生长,汽爆玉米秸秆有利于以碳水化合物类、氨基酸类、酚酸类和胺类物质为碳源微生物的生长。  结论  施用有机物料可提高植烟土壤养分含量,改善土壤微生态环境,其中以汽爆玉米秸秆效果最好。      

山地酸性土壤耕层重构的理化性状及酶活性动态变化

为揭示垂直深旋耕配施石灰、绿肥、生物有机肥重构酸性土壤耕层的效果,以湘西山地酸性土壤为研究对象,研究了耕层重构后植烟土壤的pH、物理性状、主要养分含量和酶活性的动态变化。结果表明：（1）酸性土壤耕层重构后,随烤烟生育进程发展,pH快速升高后缓慢下降并逐渐趋于稳定,孔隙度先升高后略有下降,有机质提高后呈波动变化,碱解氮快速升高后缓慢下降,有效磷快速升高后呈下降趋势,速效钾快速升高后下降再缓慢提升,蔗糖酶、脲酶先升高后下降并趋于稳定。（2）酸性土壤耕层重构可降低土壤容重,提高pH、孔隙度、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量以及蔗糖酶和脲酶活性。至烤烟移栽后120 d,容重降低7.32%~8.45%,pH、孔隙度、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾分别提高0.78~1.04、8.17%~9.23%、16.89%~27.72%、13.39%~18.81%、69.83%~245.17%和47.05%~100.91%,蔗糖酶和脲酶活性分别提高53.19~163.53和0.76~1.24 mg/（g·d）。（3）垂直深旋耕+石灰+绿肥+生物有机肥处理的效果最好,其次是垂直深旋耕+石灰+绿肥处理。因此,采用垂直深旋耕结合施用石灰、绿肥、生物有机肥等重构酸性土壤耕层,可实现土壤酸度改良与培肥同步、表层与表下层土壤酸度改良同步的改良效果。     

南阳植烟土壤养分时空演变特征及肥力评价

采用定点取样方法,分别于2000年和2020年采集南阳市代表性植烟土壤样品,进行土壤养分时空变化特征分析和肥力评价。结果显示,与2000年相比,2020年全市植烟土壤pH均值下降了1.26,速效磷和水溶性氯平均含量分别下降了11.39%和36.47%,有机质和碱解氮平均含量分别增加了19.69%和90.92%,速效钾平均含量无显著变化。经过20年持续利用,南阳植烟土壤肥力显著提升,肥力指数由0.46提高至0.57,适宜性指数等级由以Ⅴ级为主提升至以Ⅲ级为主,中等及以上区域达到植烟总面积的70.70%。2020年全市分别有55.87%、42.21%和63.09%的植烟土壤有机质、有效磷和速效钾含量低于适宜范围,52.13%的土壤水溶性氯含量高于阈值。根据土壤肥力时空演变特征和当前肥力水平,建议分区采用“补磷钾、增施有机肥、降氯”措施,改善土壤质量状况。