茅臺原料基地土壤養(yǎng)分空間特性與作物產(chǎn)量及品質(zhì)的關(guān)系.pdf

1、土壤并非一個勻質(zhì)體，而是一個時空連續(xù)的變異體，具有高度的空間異質(zhì)性。管理好土壤養(yǎng)分，進(jìn)而合理施肥，是關(guān)系到我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大技術(shù)問題。然而，目前我國土壤養(yǎng)分管理研究工作尚不深入，應(yīng)用有關(guān)信息技術(shù)（GPS和GIS）與更能反應(yīng)田間實際狀況的地統(tǒng)計學(xué)方法研究較大區(qū)域范圍內(nèi)土壤養(yǎng)分空間變異仍處于起步階段，尤其是把土壤養(yǎng)分空間變異與作物品質(zhì)、產(chǎn)量結(jié)合起來的研究罕見報道。本研究應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)與方法，選擇仁懷茅臺酒原料基地為試區(qū)，研究土壤養(yǎng)分

2、的空間變異特征，探討土壤空間特性與高粱品質(zhì)、產(chǎn)量的關(guān)系，為發(fā)展適合我國小規(guī)模分散經(jīng)營體制下的作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)分區(qū)平衡施肥技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.土壤養(yǎng)分狀況初步評價
　　應(yīng)用土壤養(yǎng)分綜合系統(tǒng)評價法測定了取自仁懷茅臺酒原料基地耕層土壤樣品的速效養(yǎng)分，及部分全量養(yǎng)分含量，采用傳統(tǒng)統(tǒng)計方法評價了仁懷茅臺酒原料基地土壤養(yǎng)分狀況。
　　結(jié)果表明：貴州省仁懷市19個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土壤有機質(zhì)含量普遍偏高。對于土壤有機質(zhì)含量

3、偏低的土壤,如合馬等地，在作物種植上應(yīng)適量補施有機肥,加強有機物質(zhì)在輪作周期中的使用,底肥中加大有機肥料比例,做到用地與養(yǎng)地相結(jié)合。
　　合馬、二合、九倉地區(qū)土壤堿解氮含量的不適宜值相對較大，也僅為29％，適當(dāng)提高氮肥的用量。仁懷其它各地區(qū)土壤堿解氮的含量均較高，對于土壤氮的供應(yīng)較豐富的土壤,要適當(dāng)控制氮肥的施用。
　　九倉、沙灘、合馬三個地區(qū)處于低水平磷含量的土壤分別占57％、60％、65％，生產(chǎn)中應(yīng)適當(dāng)補充一些磷肥。各地

4、區(qū)土壤有效磷含量變幅較大，在施磷運籌上要區(qū)別對待。
　　仁懷地區(qū)土壤中有效鉀的含量總體偏高,施鉀肥對作物的產(chǎn)量和質(zhì)量影響不十分明顯,生產(chǎn)上應(yīng)控制鉀肥的施入比例。
　　仁懷市土壤pH值總體水平較高，有70％屬中性及堿性土壤，且變異系數(shù)不大，可能與研究區(qū)水熱條件相似有關(guān)。
　　基地土壤有效態(tài)微量元素含量均較高，且變異系數(shù)較大，土壤有效錳的變異系數(shù)高達(dá)108％，屬強變異性。只有個別地區(qū)，如：中樞有42％比例的土壤，其有效錳在

5、缺乏范圍內(nèi)；龍井、合馬、茅壩、沙灘、九倉地區(qū)比例依此分別為57％、50％、41％、40％、28％的土壤，其有效鐵在缺乏和很缺乏范圍內(nèi)。所以對于施用微量元素肥料必須有的放矢，因土因作物合理施用。以確保土壤養(yǎng)分均衡
　　試區(qū)全氮含量豐富，全磷、全鉀缺乏。變異系數(shù)均屬于中等變異性水平。
　　2.土壤養(yǎng)分的空間變異性
　　應(yīng)用地統(tǒng)計學(xué)的半方差分析方法對仁懷茅臺酒原料基地土壤養(yǎng)分含量的空間變異結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和探討。
　　結(jié)

6、果表明：研究區(qū)域的土壤主要養(yǎng)分含量的最大相關(guān)距離均較大，在8.7～61.9km之間，表明研究區(qū)域土壤主要養(yǎng)分含量均在較大范圍內(nèi)存在著空間相關(guān)性。研究區(qū)域中土壤的有機質(zhì)的塊金值與基臺值之比較低，為14.7％，說明影響有機質(zhì)含量分布的結(jié)構(gòu)性因素作用很強（如土壤形成因子），它們的變化主要由結(jié)構(gòu)性因素控制，導(dǎo)致樣點之間的空間自相關(guān)作用強。速效磷、有效銅、全磷、全氮、有效鐵的塊金值與基臺值之比比較高，分別為94.8％、84.4％、82.7％、78

7、.4％、77.0％，說明系統(tǒng)空間相關(guān)性很弱，人為活動對速效磷、有效銅、全磷、全氮、有效鐵的影響程度很大，削弱了結(jié)構(gòu)性因素造成的強的空間自相關(guān)作用。其它的元素的塊金值與基臺值之比都在25％-75％之間，為中等強度的空間相關(guān)性，表明這些性質(zhì)的空間變化是結(jié)構(gòu)性因素(如土壤形成因子)和隨機性因素(施肥、耕作措施、種植制度等)共同作用的結(jié)果。
　　3.土壤養(yǎng)分的空間格局
　　應(yīng)用地統(tǒng)計學(xué)的Kriging差值法，對土壤養(yǎng)分含量的空間分布

8、特征進(jìn)行了研究。
　　結(jié)果表明：試區(qū)各種主要養(yǎng)分含量一般呈斑塊狀分布。土壤有機質(zhì)含量的分布與土壤堿解氮、全氮、速效磷、全磷及微量元素有效態(tài)鋅、銅、鐵含量的分布均有極顯著的正相關(guān)關(guān)系，表明有機質(zhì)的積累和分解速率對土壤全氮、全磷的儲積及堿解氮、速效磷、土壤微量元素的分布具有重要的影響。土壤中全氮和堿解氮、全磷和速效磷、全鉀和速效鉀的含量分布也均呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)關(guān)系。全氮和堿解氮與速效鉀、全磷、速效磷之間；速效鉀與全磷、速效磷之間也存

9、在著顯著的正相關(guān)關(guān)系，說明土壤中的各種養(yǎng)分均存在著一定的空間相關(guān)性。pH值與全鉀、速效鉀存在著明顯的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.304＊＊和0.269＊＊，可能是因為酸性土壤的淋溶作用強烈，鉀容易流失；而pH值與有效鋅、有效錳、有效鐵呈極顯著負(fù)相關(guān)，因為微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高。
　　試區(qū)土壤pH和全鉀含量在不同土層深度上差別不大。而有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷的含量則呈現(xiàn)較明顯的垂直分布規(guī)律，總的趨勢

10、是0～20cm土層養(yǎng)分含量明顯高于20～40、40～60和60～80cm土層，其中0～20cm土層速效磷含量數(shù)倍高于20～40、40～60和60～80cm土層，顯示磷肥應(yīng)盡可能深施，以提高下部土層磷素肥力，改善土壤磷素空間分布嚴(yán)重不均的狀況，促進(jìn)作物根系的正常生長和對養(yǎng)分的吸收。
　　4.作物品質(zhì)與產(chǎn)量狀況評價
　　根據(jù)酒用高粱品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對仁懷茅臺酒原料基地高粱品質(zhì)及產(chǎn)量狀況作以評價。
　　結(jié)果表明：茅臺原料基地高粱的

11、總淀粉含量平均值在71.79％，支鏈淀粉占總淀粉含量的78.9％。釀酒高粱籽粒的蛋白質(zhì)含量不宜過高,一般以8％～10％為宜，茅臺原料基地酒用高粱蛋白質(zhì)含量平均值在10.29％，在這個適宜值范圍內(nèi)的比例為39％。單寧一般以0.5％～2.O％較為適宜，基地酒用高粱單寧平均含量在2.05％，在這個適宜值范圍內(nèi)的比例為44％。
　　仁懷茅臺酒用高粱畝產(chǎn)平均值為314.58公斤，變幅為198～406公斤，變異系數(shù)為14.51％。其中，壇廠地

12、區(qū)的高粱平均畝產(chǎn)量最高，為363.54公斤，而且變異系數(shù)也相對偏小，為5.17％，產(chǎn)量相對比較穩(wěn)定；三合地區(qū)的高粱平均畝產(chǎn)量最低，為263.25公斤，且變異系數(shù)相對較大，為13.7％。產(chǎn)量高的地區(qū)其穩(wěn)定程度也相對偏高；產(chǎn)量低的地區(qū)其穩(wěn)定程度也相對交差，可能與各個地區(qū)的土壤類型與養(yǎng)分狀況有關(guān)。
　　5.土壤空間特性與作物品質(zhì)、產(chǎn)量的關(guān)系
　　通過對土壤空間特性因子與作物品質(zhì)、產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析而得到的結(jié)果表明：代表酒用高粱整體品

13、質(zhì)的一些指標(biāo)在較大程度上受著土壤自然養(yǎng)分狀況的影響。土壤pH值與高粱支鏈淀粉比重呈顯著的負(fù)相關(guān)，偏相關(guān)系數(shù)為-0.186＊，說明酸性土壤有利于高粱支鏈淀粉含量的蓄積。土壤速效磷與高粱支鏈淀粉比重的偏相關(guān)系數(shù)分別為：-0.156＊；土壤堿解氮與淀粉呈極顯著負(fù)相關(guān)，偏相關(guān)系數(shù)為-0.259＊＊。本研究通過高粱品質(zhì)、產(chǎn)量指標(biāo)與土壤空間特性因子的兩種相關(guān)性分析可以看出，高粱產(chǎn)量及各品質(zhì)指標(biāo)大小分別受土壤空間特性因子的共同影響，而非單一作用，只是

14、作用大小與方向不同。
　　海拔高度與高粱中單寧、淀粉均呈正相關(guān)；海拔高度與支鏈淀粉比重呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不是很明顯，相關(guān)系數(shù)分別為：0.066、0.072和-0.093。
　　海拔高度與高粱中蛋白質(zhì)含量、產(chǎn)量的相關(guān)性相對比較復(fù)雜，高粱蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量均隨著海拔的升高有先增多后降低的趨勢。
　　海拔高度低于870m樣地的高粱，其蛋白質(zhì)含量和海拔高度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.263＊；海拔高度大于870m樣地的高粱，其蛋

15、白質(zhì)含量與海拔高度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.111。海拔高度低于960m樣地的高粱，其產(chǎn)量和海拔高度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.262＊＊；海拔高度在960m到1250m之間樣地的高粱，其產(chǎn)量和海拔高度呈正相關(guān)，相關(guān)性不是很明顯，相關(guān)系數(shù)為0.027；海拔高度大于1250m樣地的高粱，其產(chǎn)量和海拔高度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.811＊。這與太陽輻射量、有效積溫、晝夜溫差、空氣濕度以及土壤類型、養(yǎng)分有效性等常隨海拔高度的變化而發(fā)生顯