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作物杂志,2024, 第5期: 167–174 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.024

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同前作植烟土壤质量评价及其与烟叶质量的相关性研究

李新如1(), 谢晏芬2, 朱宣全1, 王戈1, 白羽祥1, 杜宇1, 周鹏1, 赵宇婷2, 朱红琼2, 杨帆2, 肖志文3, 王文波2, 方志鹏2, 韩家宝2(), 王娜1()   

  1. 1云南农业大学烟草学院，650201，云南昆明
    2曲靖市烟草公司陆良分公司，655699，云南曲靖
    3玉溪市烟草公司易门分公司，653199，云南玉溪
  • 收稿日期:2023-05-16 修回日期:2023-09-14 出版日期:2024-10-15 发布日期:2024-10-16
  • 通讯作者: 韩家宝，主要从事烟草栽培研究，E-mail：493000270@qq.com；王娜，主要从事烟草栽培及生理生化研究，E-mail：cindy_0725@126.com
  • 作者简介:李新如，主要从事烟草栽培与生理生化研究，E-mail：1766502572@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31860357);中国烟草总公司云南省公司科技计划(2021530000242005)

Soil Quality Evaluation and Its Correlation with Tobacco Leaf Quality under Different Previous Crops

Li Xinru1(), Xie Yanfen2, Zhu Xuanquan1, Wang Ge1, Bai Yuxiang1, Du Yu1, Zhou Peng1, Zhao Yuting2, Zhu Hongqiong2, Yang Fan2, Xiao Zhiwen3, Wang Wenbo2, Fang Zhipeng2, Han Jiabao2(), Wang Na1()   

  1. 1Tobacco College, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, Yunnan, China
    2Luliang Branch of Qujing Tobacco Company, Qujing 655699, Yunnan, China
    3Yimen Branch of Yuxi Tobacco Company, Yuxi 653199, Yunnan, China
  • Received:2023-05-16 Revised:2023-09-14 Online:2024-10-15 Published:2024-10-16

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2

PDF (PC)

203

摘要：

于2021年在云南陆良县选取分布于7个植烟乡镇的31处植烟地块，采用面上取样和模糊数学隶属函数模型等研究方法，比较了不同前茬作物下植烟土壤理化特性差异，初步评价了土壤肥力质量，并建立了其与烟叶质量的相关性。结果表明，绿肥为前茬作物的土壤全氮、速效钾、有机质、全钾含量与土壤阳离子交换量均最高，马铃薯为前茬作物的土壤氯含量较高。各处理土壤肥力综合评价得分值为0.589~0.763，绿肥为前茬作物的得分最高，其余依次为玉米、撂荒和马铃薯，对土壤肥力影响最高的因子为氯离子和有效磷含量。结构方程模型和相关性分析表明，前茬作物通过直接影响土壤理化性质而改变土壤肥力，进一步影响烟叶化学性质，最终影响烟叶质量。

关键词: 烤烟, 前茬作物, 土壤肥力质量评价, 模糊数学隶属函数模型, 结构方程模型

Abstract:

In 2021, selecting 31 tobacco-planting plots distributed in seven tobacco-planting townships in Luliang County, Yunnan province, surface sampling and fuzzy mathematical membership function model were used to compare the differences in physical and chemical properties of tobacco-planting soil with different previous cropping, preliminatively evaluate the soil fertility quality, and the correlation between soil fertility and tobacco leaf quality was established. The results showed that the contents of total nitrogen, available potassium, organic matter, total potassium and cationic exchange capacity of the soil with green fertilizer as the previous crop were the highest, and the content of chlorine in the soil with potato as the previous crop was higher. The scores of the comprehensive evaluation of soil fertility of each treatment were 0.589 to 0.763, with green fertilizer as the previous crop scoring the highest, followed by corn, uncultivated and potato. The factors that had the highest influence on soil fertility were chloride ion and available phosphorus content. Structural equation model and correlation analysis showed that the previous crop changed soil fertility by directly affecting soil physicochemical properties, further affecting tobacco chemical properties, and finally affecting tobacco quality.

Key words: Flue-cured tobacco, Previous crop, Soil fertility quality evaluation, Fuzzy mathematical membership function model, Structural equation model

表1

各前茬作物模式编号及取样地块数量

前茬作物
Previous crop		 处理
Treatment		 取样地块数量
Number of plots sampled
撂荒Uncultivated T1 5
绿肥Green manure T2 6
马铃薯Potato T3 5
玉米Corn T4 15

表2

各参评指标权重及其隶属函数和函数转折点取值

指标
Index		 函数类型
Function
type		 拐点值
Turning point value
x1 x2 x3 x4
pH A 4.5 5.5 6.5 8.0
有机质Organic matter (g/kg) A 10 15 30 45
水解性氮
Alkali-hydrolyzable N (mg/kg)		 A
 30
 60
 120
 150
全氮Total N (%) A 0.07 0.10 0.15 0.20
水溶性Cl-
Water-soluble Cl- (mg/kg)		 A
 2
 5
 25
 45
黏粒含量Clay particle (%) A 20 40 60 80
有效磷Available P (mg/kg) B 10 40
速效钾Available K (mg/kg) B 50 150
全磷Total P (%) B 0.06 0.10
全钾Total K (%) B 1.5 2.5
CEC (cmol/kg) B 10 20

图1

各前茬作物对土壤各化学性质的影响 不同小写字母表示差异显著（P < 0.05），下同。

表3

各前茬作物对土壤物理性质的影响

处理
Treatment		 比重
Specific gravity		 R0.25 机械组成Mechanical composition (%)
砂粒
Sand grain (0.021~2.000 mm)		 粉砂粒
Silt grain (0.002~0.020 mm)		 黏粒
Clay particle (≤0.002 mm)
T1 2.60±0.04b 20.54±9.58b 40.06±8.56ab 35.56±6.75a 24.42±3.15b
T2 2.67±0.04a 45.22±3.51a 38.12±9.86ab 22.35±3.48b 39.57±11.91a
T3 2.62±0.04ab 27.48±13.49b 53.44±13.64a 20.76±7.22b 25.80±7.48b
T4 2.59±0.04b 29.49±12.00b 36.13±13.20b 27.54±8.28ab 36.34±10.04ab

表4

不同前茬作物植烟土壤IFI

指标
Index		 T1 T2 T3 T4
IFI 0.638±0.134ab 0.763±0.158a 0.589±0.164b 0.626±0.120ab

表5

各肥力指标权重

指标
Index		 pH 有机质
Organic matter		 水解性氮
Hydrolyzed N		 全氮
Total N		 水溶性Cl-
Water-soluble Cl-		 黏粒含量
Clay particle content		 有效磷
Available P		 速效钾
Available K		 全磷
Total P		 全钾
Total K		 CEC
权重Weight 0.03 0.06 0.05 0.05 0.29 0.06 0.17 0.09 0.06 0.09 0.05

表6

各处理下肥力指标隶属值

指标
Index		 pH 有机质
Organic matter		 水解性氮
Hydrolyzed N		 全氮
Total N		 水溶性Cl-
Water-soluble Cl-		 黏粒含量
Clay particle		 有效磷
Available P		 速效钾
Available K		 全磷
Total P		 全钾
Total K		 CEC
T1 0.69ab 1.00a 0.82a 0.97a 0.46a 0.30b 0.94a 0.91a 0.66b 0.32b 0.11b
T2 0.94a 0.92a 0.84a 0.82a 0.55a 0.72a 0.88a 1.00a 0.99a 0.78a 0.51a
T3 0.40b 0.87a 1.00a 0.77a 0.41a 0.40ab 0.93a 0.95a 0.52ab 0.14b 0.11b
T4 0.80a 0.79a 0.78a 0.77a 0.47a 0.72a 0.77a 0.98a 0.79ab 0.19b 0.28b

表7

各前作对烟叶化学性质的影响

处理
Treatment		 品种
Variety		 总糖
Total sugar
(%)		 还原糖
Reducing
sugar (%)		 总氮
Total nitrogen
(%)		 总植物碱
Total alkaloid
(%)		 钾
K (%)		 氯
Cl (%)		 糖碱比
Sugar-alkali
ratio		 氮碱比
Nitrogen-
alkali ratio		 钾氯比
Potassium-
chloride ratio
T1 红花大金元 39.90±2.42a 27.36±2.35a 1.83±0.18a 1.47±0.17b 2.55±0.18ab 0.73±0.32a 19.63±2.76a 1.26±0.06a 6.64±2.08b
云烟100
T2 云烟100 26.57±0.98b 18.92±1.42b 2.24±0.08a 2.94±0.17a 2.16±0.28b 0.15±0.04b 6.67±0.81b 0.78±0.08b 22.73±6.80a
云烟87
T3 红花大金元 29.94±4.69ab 20.06±2.94ab 2.00±0.12a 1.68±0.40b 3.10±0.36a 0.73±0.08a 14.36±3.50ab 1.34±0.18a 4.42±0.70b
云烟100
T4 红花大金元 35.45±2.05ab 23.98±1.57ab 1.92±0.09a 1.80±0.14b 2.15±0.17b 0.60±0.16a 15.06±1.80ab 1.12±0.07ab 11.50±3.16ab
云烟100
云烟87
方差
Variance

 前茬 (df=3) 3.104* 2.595 1.662 8.584** 1.775 1.173 3.994* 4.798* 2.537
品种 (df=2) 1.934 0.974 0.671 0.231 1.220 0.046 0.544 0.403 0.613
前茬×品种 (df=6) 0.427 0.324 1.820 2.995 0.110 1.017 0.972 1.879 0.328

表8

各前作烟叶赋值得分

处理
Treatment		 还原糖
Reducing
sugar		 总氮
Total
nitrogen		 总植物碱
Total alkaloid		 钾
K		 淀粉
Starch		 糖碱比
Sugar-alkali
ratio		 氮碱比
Nitrogen-
alkali ratio		 钾氯比
Potassium-
chloride ratio		 总分
Total score
T1 56.92±39.49b 73.08±16.51c 45.04±33.08ab 96.82±4.37a 73.26±13.94c 11.69±57.93b 80.12±16.51a 71.38±36.60a 53.24±23.41b
T2 93.46±5.67a 100.00±0.00a 75.35±27.30a 90.27±10.67a 98.56±2.17a 78.99±22.66a 82.30±18.31a 98.99±1.27a 86.72±11.75a
T3 82.61±21.72ab 89.91±9.64ab 34.39±22.12b 98.75±2.80a 89.51±8.70ab 38.26±42.40ab 50.98±46.41a 65.07±19.98a 60.70±18.69ab
T4 71.61±30.08ab 79.77±14.71bc 65.46±33.29ab 90.41±9.95a 81.09±12.96bc 43.08±52.54ab 82.80±30.51a 70.33±35.28a 67.45±25.94ab

图2

土壤理化性质与烟叶化学成分的Pearson相关性分析 P > 0.05无标记；0.01 < P < 0.05标记*；0.001 < P < 0.01标记**；P < 0.001标记***。

图3

结构方程模型模拟前茬作物对土壤理化性质及烟叶品质影响的路径图 箭头上方框数值为不同特征间路径系数（相关系数），“*”、“**”分别表示在0.05、0.01水平上差异显著，没有则为不显著；TN为全氮，TVA为总植物碱，S:N为糖氮比，N:A为氮碱比，AK为速效钾，TP为全磷，TK为全钾，WSA为水稳性大团聚体，TWSA为全水稳性团聚体。

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