氯离子含量对烟草品质指标有很大影响,我国部分烟区土壤氯离子含量较高,导致烟叶氯离子含量过高,严重影响烟叶品质。本试验在高密地区选择四个植烟地块,采集土壤、灌溉水样本并测定氯离子含量,分析土壤氯离子含量和降水量、灌溉水氯离子含量间的相关关系。结果表明土壤氯离子含量与降水量在较深土层(20~30 cm、30~40 cm)呈显著正相关,且随降水量不断增大,土壤中氯离子含量不断减少。但是对表层土的影响不显著(0~10 cm);土壤氯离子含量变化量随降水升高而升高,随降水增加淋溶效果增加,土壤氯离子流失变快,土壤氯离子含量变化量随之上升。 Chloride ion content significantly influences tobacco quality indicators. High soil chloride ion content in certain tobacco-growing regions leads to elevated chloride ion levels in tobacco leaves, detrimentally impacting leaf quality. This study examined four high-density tobacco planting sites, analyzing soil and irrigation water samples to measure chloride ion content. The correlation between soil chloride ion content, precipitation, and irrigation water chloride ion content was investigated. Results revealed a significant positive correlation between soil chloride ion content and precipitation in deeper soil layers (20~30 cm, 30~40 cm), with soil chloride ion content decreasing as precipitation levels rise. Conversely, the impact on surface soil (0~10 cm) was not significant, with soil chloride ion content increasing with higher precipitation levels. Increased precipitation led to enhanced leaching effects, resulting in faster loss of soil chloride ions. Overall, soil chloride ion content rose with increasing precipitation.
氯离子含量对烟草品质指标有很大影响,我国部分烟区土壤氯离子含量较高,导致烟叶氯离子含量过高,严重影响烟叶品质。本试验在高密地区选择四个植烟地块,采集土壤、灌溉水样本并测定氯离子含量,分析土壤氯离子含量和降水量、灌溉水氯离子含量间的相关关系。结果表明土壤氯离子含量与降水量在较深土层(20~30 cm、30~40 cm)呈显著正相关,且随降水量不断增大,土壤中氯离子含量不断减少。但是对表层土的影响不显著(0~10 cm);土壤氯离子含量变化量随降水升高而升高,随降水增加淋溶效果增加,土壤氯离子流失变快,土壤氯离子含量变化量随之上升。
氯离子,土壤,降水,烟草
Song Sun1, Jun Wei1, Yuping Gao1, Chuan Wang1, Jin Tai1, Shengzhe Ji2, Peng Liu2
1Shandong Weifang Tobacco Company Limited, Gaomi Branch, Gaomi Shandong
2College of Plant Protection, Shandong Agricultural University, Tai’an Shandong
Received: Mar. 22nd, 2024; accepted: May 8th, 2024; published: May 20th, 2024
Chloride ion content significantly influences tobacco quality indicators. High soil chloride ion content in certain tobacco-growing regions leads to elevated chloride ion levels in tobacco leaves, detrimentally impacting leaf quality. This study examined four high-density tobacco planting sites, analyzing soil and irrigation water samples to measure chloride ion content. The correlation between soil chloride ion content, precipitation, and irrigation water chloride ion content was investigated. Results revealed a significant positive correlation between soil chloride ion content and precipitation in deeper soil layers (20~30 cm, 30~40 cm), with soil chloride ion content decreasing as precipitation levels rise. Conversely, the impact on surface soil (0~10 cm) was not significant, with soil chloride ion content increasing with higher precipitation levels. Increased precipitation led to enhanced leaching effects, resulting in faster loss of soil chloride ions. Overall, soil chloride ion content rose with increasing precipitation.
Keywords:Chloride, Soi, Precipitation, Tobacco
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氯作为烟草生长过程中必不可少的营养元素,其含量对烤烟质量有着重要影响 [
为降低烟草中氯离子含量,需要对烟草氯离子影响因素进行探究,本文主要对土壤、水源、降水三者间关系进行分析,在明确烟草生产中氯离子时空分布确定烟草降氯重点防治时期的同时,根据烟草中氯离子的来源帮助探究烟草降氯方法,以期达到降低烟草中氯离子含量、提高烟叶品质的目的。
高密市位于山东半岛中部,胶莱平原腹地,地理座标为北纬36˚8′44''至36˚41′20''、东经119˚26′16''至120˚0'38''之间。属北温带季风区,背陆面海.受欧亚大陆和太平洋的共同影响,大陆度在50%以上,是暖温带季风型半湿润大陆性气候,历年平均总降水量为898 mm,历年降水量最高的季节为夏季417 mm,降水量最高的月份为7月193 mm;历年降水量最低的季节为冬季,为61 mm。
2021年2月至12月,在山东高密地区选择四块烟草种植区域采集灌溉水样和土样。土壤样品采集采用五点取样法,在每月中旬无降雨的日期进分别采取0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土层土样各500克,所采样品经晾干后过40目筛备用。水样用清洁干燥的500 ml PVC塑料瓶在25~50 cm深度不搅动水底沉积物的情况下进行采集。
土壤样品粉碎后于60℃烘干研磨后过60目筛,加入5%醋酸并用封口膜密封密封,在振荡器上震荡萃取30 min,用定性滤纸过滤收集后续滤液,使用连续流动分析仪(AA3德国)按国家标准(NY/T 1378-2007)测定土壤含氯量。灌溉水样品使用5%醋酸稀释十倍后用定性滤纸过滤,后续滤液,按照相同方法测定氯离子含量。
在国家气象科学数据中心(http://data.cma.cn/)网站收集高密地区2021年月降水量数据。
在探究土壤氯离子含量与降水量之间的线性关系时,采用Microsoft Excel 2017进行数据处理,IBM SPSS Statistics 26进行皮尔逊相关性分析。首先,我们整理了对应的土壤氯离子含量和降水量数据。随后,利用统计软件IBM SPSS Statistics 26执行了皮尔逊相关性分析。分析结果显示,相关系数(r值)揭示了两者之间的线性关系强度和方向,而p值(Sig.双尾)则用于判断这种相关性的显著性。
表1、表2分别为灌溉水氯离子含量与土壤氯离子含量皮尔逊相关分析表和灌溉水氯离子含量与前月差值与土壤氯离子含量皮尔逊相关分析表,由上表可知,灌溉水氯离子含量与土壤氯离子含量未表现出显著的相关关系,但灌溉水氯离子含量的变化量与土壤氯离子含量在0.01级别(双尾),相关性显著,且均为负相关。在土壤氯离子含量与灌溉水氯离子含量的变化量中相关关系中,30~40 cm土壤氯离子含量与灌溉水氯离子含量变化量相关性绝对值最高,而在土壤氯离子含量变化量与灌溉水氯离子含量变化量中,30~40 cm土层土壤氯离子含量变化量与灌溉水氯离子含量变化量相关性绝对值同样最高。
皮尔逊相关性 | Sig.(双尾) | 个案数 | |
---|---|---|---|
0~10 cm土壤氯离子含量 | −0.062 | 0.705 | 40 |
0~10 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.123 | 0.476 | 36 |
10~20 cm土壤氯离子含量 | −0.084 | 0.608 | 40 |
10~20 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.113 | 0.513 | 36 |
20~30 cm土壤氯离子含量 | −0.106 | 0.515 | 40 |
20~30 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.181 | 0.292 | 36 |
30~40 cm土壤氯离子含量 | −0.058 | 0.721 | 40 |
30~40 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.137 | 0.426 | 36 |
表1. 灌溉水氯离子含量与土壤氯离子含量皮尔逊相关分析表
注:*.在0.05级别(双尾),相关性显著。**.在0.01级别(双尾),相关性显著。下同。
皮尔逊相关性 | Sig.(双尾) | 个案数 | |
---|---|---|---|
0~10 cm土壤氯离子含量 | −0.438** | 0.008 | 36 |
0~10 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.506** | 0.002 | 36 |
10~20 cm土壤氯离子含量 | −0.466** | 0.004 | 36 |
10~20 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.525** | 0.001 | 36 |
20~30 cm土壤氯离子含量 | −0.461** | 0.005 | 36 |
20~30cm土壤氯离子与前月差值 | −0.495** | 0.002 | 36 |
30~40 cm土壤氯离子含量 | −0.630** | 0.000 | 36 |
30~40 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.594** | 0.000 | 36 |
表2. 灌溉水氯离子含量与前月差值与土壤氯离子含量皮尔逊相关分析表
图1. 高密2021年各月份降水量/试验地块氯离子含量图
如图1所示,土壤中氯离子含量在6~10月份呈下降趋势,而在6~10月份月总降水量均大于45 mm,据此推测土壤氯离子含可能受降水量影响,于是对降水量与土壤氯离子含量变化量进行分析。
皮尔逊相关性 | Sig. (双尾) | 个案数 | |
---|---|---|---|
0~10cm土壤氯离子含量 | −0.144 | 0.376 | 40 |
0~10 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.142 | 0.409 | 36 |
10~20 cm土壤氯离子含量 | −0.370* | 0.019 | 40 |
10~20 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.163 | 0.342 | 36 |
20~30 cm土壤氯离子含量 | −0.536** | 0.000 | 40 |
20~30 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.216 | 0.205 | 36 |
30~40 cm土壤氯离子含量 | −0.474** | 0.002 | 40 |
30~40 cm土壤氯离子与前月差值 | −0.194 | 0.256 | 36 |
表3. 降水量与土壤氯离子含量皮尔逊相关分析表
图2. 土壤氯离子含量与降水量l m线性回归散点图
表3和图2对土壤氯离子含量及变化量和降水量间的关系进行了分析。由表3可知,土壤氯离子含量与降水量除0~10 cm土层外均显著相关,而在较深土层(20~30 cm、30~40 cm)相关性更加显著。由图1可知,随降水量不断增大,土壤中氯离子含量不断减少。
另外,虽然土壤氯离子含量变化量与降水量在各个土层均未表现出相关性,但是如果将四土层视为一个整体,则土壤氯离子含量变化量和降水同样呈现显著相关。从图3中可以看出,土壤氯离子含量变化量随降水升高而升高,这同样具有合理性:随降水增加淋溶效果增加,土壤氯离子流失变快,土壤氯离子含量变化量随之上升。
图3. 土壤氯离子含量变化量与降水量l m线性回归散点图
图4表现了土壤中氯离子含量与降水及灌溉水氯离子含量的相关关系,其中灌溉水氯离子含量变化量与土壤氯离子含量变化量均具有显著相关性。灌溉水氯离子的变化与土壤氯离子含量变化同受降水影响。降水量与较深土层土壤氯离子含量具有相关性,且均为负相关,与前人降水淋溶降低土壤氯离子含量 [
图4. 土壤、灌溉水及降水量相关性图
氯离子对植物的生长发育有着重要作用,被誉为“生命元素” [
因此,只有适当的氯可以促进烟株的生长,但我国各地因其独特的地理环境而使得各地土壤和烟叶中的氯离子含量各不相同 [
烟草作为一种忌氯作物,土壤中过量的氯会对烟叶品质产生不良的影响。土壤中的氯与灌溉、降水、施肥、作物轮作方式等有关,是土壤氯离子的主要输入方式。北方地区灌溉水主要以水库水为主,有研究表明,不同类型灌溉水的平均氯含量呈现出一定的差异,其中水库水的氯含量最高,其次是地下水,再次是河渠水,而雨水的氯含量相对较低 [
过量使用农业化肥,特别是含有氯元素的化肥 [
不同种类不同类型的作物之间轮作,因其对土壤营养元素的需求不同,可以有效改善土壤理化性质。目前,已有研究表明,在烟草种植地前茬种植马铃薯会使土壤整体肥力水平降低,且存在土壤氯含量超标风险 [
土壤中的氯在空间上分布也极不均匀,具体表现为南方土壤中的氯含量偏低 [
由于我国各地土壤中氯离子含量存在差异,因此,在实际应用中,应充分调研当地土壤理化性质,以防对烟叶品质产生不良影响。通过前文研究在此总结一些降低土壤氯离子含量的方法,以作参考。灌溉水源尽量避免使用水库水,可适当配合地下水和雨水进行混合灌溉,以稀释水库水中的高浓度氯离子;其次,在施肥方面,减少含氯肥料的使用,鼓励使用绿色无污染的绿肥;最后,减少烟地常年种烟次数,采用轮作等方式。
氯离子含量对烟叶的品质有很大的影响,减少土壤氯离子含量可减少烟株对氯离子的吸收。本文通过分析灌溉、降水量对土壤氯离子含量的影响发现,灌溉水氯离子含量与土壤氯离子含量未表现出显著的相关关系(表1),但灌溉水氯离子含量的变化量与土壤氯离子含量相关性显著,灌溉水氯离子含量变化量与0~40 cm范围内所有土层土壤氯离子含量及土壤氯离子变化量呈现显著负相关(表2);土壤氯离子含量与降水量除0~10 cm土层外均显著相关,而在较深土层(20~30 cm、30~40 cm)相关性更加显著,随降水量不断增大,土壤中氯离子含量不断减少;土壤氯离子含量变化量随降水升高而升高,随降水增加淋溶效果增加,土壤氯离子流失变快,土壤氯离子含量变化量随之上升。
孙 松,魏 军,高玉平,王 川,台 金,纪盛哲,刘 朋. 烟田土壤氯离子空间与时间动态变化规律及影响因素的研究Study on the Spatial and Temporal Dynamic Change Patterns of Chloride Ions in Tobacco Field Soils and the Factors Affecting Them[J]. 植物学研究, 2024, 13(03): 272-279. https://doi.org/10.12677/br.2024.133030
https://doi.org/10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2020.05.11
https://doi.org/10.13758/j.cnki.tr.2013.04.031
https://doi.org/10.15933/j.cnki.1004-3268.2017.05.008
https://doi.org/10.15933/j.cnki.1004-3268.2012.01.024