恩施州不同海拔高度植烟区气候和土壤条件分析.pdf

收稿日期 2007 12 12 基金项目 恩施州优质烟叶 烤烟和白肋烟 生产科技示范基地建设项目 国烟科 2004 615号 合同号 110200401005 作者简介 黎妍妍 1982 女 硕士研究生 主要从事烟草品质生态 病虫害防治和烟叶质量评价工作 恩施州不同海拔高度植烟区气候和土壤条件分析 黎妍妍 李锡宏 李进平 湖北省烟草科研所 湖北 武汉430030 摘要 分析了恩施州不同海拔高度下植烟区气候条件和主要土壤养分含量状况的差异 结果表明 1 各气候 因子和多数土壤养分含量与海拔高度呈极显著相关关系 随海拔高度升高 恩施州烟区烟叶生长季节气温降低 降 雨量增大 日照时数增多 全生育期 20 持续天数和无霜期天数逐渐减少 土壤pH值总体降低 有机质 速效钾 和碱解氮含量增加 而速效磷含量没有明显的变化趋势 2 对海拔高度进行分组 应用方差分析方法研究了不同 海拔高度下的气候条件和土壤养分含量特征 表明各气候因子和多数土壤养分含量在海拔高度间的差异达到1 极显著水平 在恩施州现行烟叶生产管理条件下 1000 1 400m烟区的气候和土壤条件最为适宜植烟 1 000m以 下烟区较为适宜植烟 而1400m以上烟区气温较低 土壤氮素稍高 关键词 恩施州烟区 海拔高度 气候条件 土壤养分 中图分类号 S151 23 文献标识码 A文章编号 1008 8423 2008 01 0110 05 Analysis of Cli mate and Soil Conditions in Enshi Tobacco growing Areas under D ifferent Altitudes L I Yan yan L IXi hong L IJin ping Tobacco Research Institute of Hubei Province Wuhan 430030 China Abstract The difference of climate conditions and the contents ofmain soil nutrients in Enshi tobacco growing areas under different altitudeswere analyzed The results indicated that 1 Each climate factor and the contentsofmost soil nutrientswere highly correlated with altitude at the 0 01 level W ith altitude increasing the average temperature during field period decreased total precipitation and total sunlight hours during field period increased the timewith daily average temperature of 20 in total growth and developing period and frost free period decreased pH value decreased as a whole and organic matter available K and hydrolytic N in soil increased But altitude had no significant correlation with available P in soil 2 After grouping altitude and by using ANOVA method the characteristics of climate condi2 tions and soil nutrients contentswere analyzed and significant difference at the 0 01 level among groups was found for each climate factor and the contents of soil nutrients excepting available P Under the alti2 tude of 1 000 1 400 m the cli mate and soil conditionswere mostly favorable for tobacco growing the altitude below 1000 m was better but the tobacco growing areaswith altitude higher than 1 400 m had lower temperature and higher content ofN in soil Key words Enshi tobacco growing areas altitude cli mate conditions soil nutrients 烟叶是卷烟工业的基础 其质量好坏对卷烟品质起着举足轻重的作用 而烟叶质量和风格不仅与烟草的 品种和栽培技术措施有关 气候 土壤和海拔高度等生态条件更是主要影响因子 1 8 其中 海拔高度是影响 作物布局及其生长发育的重要生态因素 太阳辐射量 有效积温 昼夜温差 空气湿度以及土壤类型 养分有 第26卷第1期 湖北民族学院学报 自然科学版 Vol 26 No 1 2008年3月 Journal of Hubei Institute forNationalities Natural Science Edition Mar 2008 效性等常随海拔高度的变化而发生显著变化 9 11 恩施州烟 区位于湖北省西南部 东径108 23 110 38 北纬29 07 31 24 是云贵高原的一部分 境内地势高低悬殊较大 最高海拨3 032m 最低海拨66 8m 平 均海拔高度1000m 植烟区海拔高度跨度较大 已有研究 6 分析了黔北烟区气候条件随海拔高度的变化规 律 但各地实际情况不同 因此不可以一概全 本文对湖北省恩施州不同海拔高度下气候条件和土壤养分状 况进行分析 以期为该区烤烟种植区划和生产提供理论依据 1 材料与方法 1 1 数据调查与样品采集 1 气候数据调查 恩施州植烟区不同海拔高度下的气象资料 累计40年 1961 2000年逐候 由湖北 省气象局提供 主要地点包括巴东 恩施市 鹤峰 建始 来凤 利川 咸丰和宣恩等8个植烟县市 主要气候因 素包括对烟叶生长发育及品质形成影响较大的生育期气温 降雨量和大田期日照时数等指标 表1 恩施州烟区气候条件与海拔高度的回归分析 Tab 1 The regression analysis of cli mate conditions and altitudes in Enshi tobacco growing areas 气候因子回归方程相关系数 年日均温 y 11 18 283 01005x n 61 0 993 33 5 9月均温y12 y 12 26 065 0 005x n 61 0 988 33 年总降雨量y13 mmy 13 1235 019 0 394x n 61 0 63933 5 9月降雨量y14 mmy 14 913 753 0 222x n 61 0 46933 年总日照时数y15 hy 15 1138 422 0 205x n 62 0 36933 5 9月日照时数y16 hy 16 683 506 0 118x n 62 0 39633 全生育期 10 活动积温y17 y 17 5997 627 1 784x n 61 0 993 33 无霜期天数y18 dy 18 296 290 0 037x n 60 0 709 33 全生育期 20 持续天数y19 dy 19 163 18 0 072x n 61 0 96033 2 土壤样品采集 应用GPS定位技术于2002 2003年在恩施烟区采集土壤样品2 450个 其中巴东 299个 恩施市483个 鹤峰213个 建始363个 来凤170个 利川400个 咸丰291个 宣恩231个 土壤样 品的采集时间选在烟草尚未施用底肥和移栽以前 以反映采样地块的真实养分状况和供肥能力 同时注意避 开雨季 同一土种取耕层土壤20 cm深度的土样 用棋盘法取混合土样 从田间采来的土样经登记编号后进 行预处理 经过风干 磨细 过筛 混匀 装瓶后备测定分析之用 利用GPS定位 记录各取样点的海拔高度 其中 各试验点海拔高度在450 1860m的范围内 800m以下的320个 占总样品数的13106 800 1 000 m 含800m 下的511个 占总数的20 86 1000 1200m 含1000m 下的619个 占总数的25127 1200 1400m 含1200m 下的592个 占总数的24116 1 400m以上 含1 400m 的408个 占总样品数的 16165 1 2 土样测定方法 土壤pH值采用pH计法 水土比为1 2 5 测定 有机质含量采用重铬酸钾滴定法测定 速效磷含量采 用碳酸氢钠浸提 钼锑抗比色法测定 速效钾含量采用醋酸铵浸提 火焰光度法测定 碱解氮含量采用KCl 浸提 具体则定方法见文献 12 2 结果与分析 2 1 不同海拔高度下气候条件分析 恩施州烟区气候条件与海拔高度的回归分析及不同海拔高度下气候条件表现分别见表1和表2 年均 温 烟叶大田生长期5 9月均温以及大于或等于10 活动积温均随海拔高度的升高而逐渐降低 并呈现极 显著相关关系 两两海拔高度间的差异均达到极显著水平 海拔高度每升高100m 5 9月均温降低0 5 不同海拔高度相比较 年均温变化在10 99 15 70 之间 大田生长期5 9月均温为18 76 23 45 其 中海拔高度低于1200m的烟区5 9月均温均在20 以上 而高于1 200m的烟区气温较低 烟草在8 38 之间均可生长 但较适宜的温度是还苗期与伸根期气温在18 28 之间 旺长期气温在20 28 之间 成熟期气温在20 25 之间 由不 同海拔高度下烟草各生育期气温 表现 见图 1 分析 随烟草生育期 的递进 海拔高度低于1000m以下 的烟区气温呈现逐渐升高的趋势 而高于1 000m的烟区则表现为先 升高而后降低 海拔高度在800 m 以下的植烟区成熟期气温稍高于最 适温度范围 而高于1400m的植烟 区成熟期气温稍低于最适温度 其余 三个海拔高度烟区烟草生长各生育 期气温均处于适宜范围内 5个海拔 111 第1期 黎妍妍等 恩施州不同海拔高度植烟区气候和土壤条件分析 高度下的全生育期 10 活动积温均在2600 以上 表2 恩施州不同海拔高度下植烟区气候条件表现 Tab 2 The climate conditions under different altiteldes in Enshi prefecture 气候因子 海拔高度 m 800800 10001000 12001200 1400 1400 平均值 15 70 A14 03 B12 97 C12 01 D10 99 E 年日均温变幅 13 98 17 3713 35 14 6312 33 13 5111 49 12 4910 29 11 31 变异系数 5 722 552 512 454 05 平均值 23 45 A21 75 B20 69 C19 73 D18 76 E 5 9月均温变幅 21 69 25 2621 06 22 4220 04 21 2919 00 20 2718 01 19 14 变异系数 4 181 851 781 852 60 平均值 mm1454 79 C1589 57 BC1616 37 BC1728 75 AB1825 56 A 年总降雨量变幅 mm1083 5 1737 83 1258 98 1805 71 1296 10 1873 60 1370 35 1988 08 1771 70 1883 37 变异系数 11 998 3510 2310 072 27 平均值 mm987 98 B1214 24 A1103 90 AB1182 29 A1216 72 A 5 9月降雨量变幅 mm747 5 1205 04861 29 1410 12 886 68 1299 19 937 48 1378 57 1157 28 1284 32 变异系数 12 5610 7610 7110 774 50 平均值 h1212 62 B1329 22 AB1347 63 AB1415 82 AB1433 25 A 年总日照时数变幅 h1118 3 1540 6 1159 98 1708 14 1205 01 1752 82 1250 05 1797 50 1301 65 1819 83 变异系数 9 8413 8312 5712 7014 08 5 9月 日平均值 h730 98 B788 58 AB802 22 AB840 61 A859 19 A 照时数 变幅 h688 7 867 4690 48 961 73704 44 986 88732 35 1012 04 760 25 1024 62 变异系数 7 2711 5310 7610 7411 11 10 活 平均值 5090 53 A4469 40 B4111 16 C3789 56 D3395 40 E 动积温 变幅 4485 51 5736 18 4264 11 4665 54 3904 11 4305 54 3664 40 3945 54 3169 23 3533 11 变异系数 6 502 742 772 334 42 平均值 d279 62 A264 25 B255 35 B249 44 B253 62 B 无霜期天数变幅 d265 296243 287236 280229 273240 266 变异系数 3 674 114 484 644 87 20 持 平均值 d123 00 A104 31 B90 94 C72 50 D52 80 E 续天数 变幅 d92 142102 12678 10262 8551 55 变异系数 12 286 457 948 923 11 注 表中同一行不同字母表示差异性达到0 01的极显著水平 下同 年总降雨量和5 9月降雨量分别为1454 79 1825 56mm和987 98 1 216 72mm 两者均与海拔高 度呈极显著相关关系 但相关性低于气温 海拔高度每升高100m 5 9月降雨量增多22 2mm 多重比较结 果表明 1200m以上烟区和800 1000m烟区5 9月降雨量极显著高于800m以下烟区 大田生长期降雨 量占全年降雨量的比例以800 1000m的烟区最高 76 39 高于1400m以上的烟区最低 66 65 其 余三个海拔高度相当 烟草大田期降水量的多少与分布直接影响着烟叶的产量和品质 由不同海拔高度下烟 草各生育期降雨量表现 图 2 来看 随烟草生育期的推进 海拔高度在1 200m以下的烟区降雨量呈现出逐 渐增大的趋势 1200 1400m烟区烟叶伸根期和旺长期降雨量相当 成熟期降雨量则为五个海拔高度下同 期最高 1400m以上烟区则表现为先减少后增大 与通常认为的前期较少 中期较多 后期又相对较少的降 雨量分布相反 年总日照时数和5 9月日照时数均随海拔高度的升高而逐渐增多 但其与海拔高度的相关性低于降雨 量 回归分析表明 海拔高度每升高100m 5 9月日照时数增加11 8h 不同海拔高度下5 9月日照时数均 在700 h以上 其占全年日照时数的比例变化不大 集中分布于60 左右 但1400m以上烟区年总日照时数 和5 9月日照时数均显著高于800m以下烟区 而与其它海拔高度烟区间的差异并未达到极显著水平 无霜期天数与海拔高度呈极显著负相关 即海拔高度每升高100m 无霜期天数平均减少3 7 d 其与海 拔高度的相关性低于气温 但高于降雨量和日照时数 各海拔高度下的无霜期天数均在120 d以上 但以 1200 1400m最少 249144 d 其中800m以下烟区显著高于800m以上各烟区 800m以上各烟区间并无 极显著性差异 211 湖北民族学院学报 自然科学版 第26卷 全生育期 20 持续天数是决定烟叶质量的最重要因素 研究表明 恩施州全生育期 20 持续天数随 海拔高度的升高而极显著减少 海拔高度每升高100m 20 持续天数约减少一星期 不同海拔高度间均存 在极显著性差异 变化范围为52 80 123 00 d 1400m以下烟区均在70 d以上 而1400m以上烟区则低于70 d 从各气候因子的变异系数来看 降雨量和日照时数的变异性高于气温 表明降雨量和日照时数较气温更 加存在着时空分布不均匀的明显特点 应注意抗旱排涝等农田基本设施的建设 其中 气温的变异性以800 m以下烟区最高 1000 1200m较低 降雨量和 20 持续天数仍以800m以下烟区最高 而1400m以上烟 区最低 日照时数则以800m以下烟区最低 其余各烟区相当 各海拔高度下无霜期天数变异性均低于5 表3 恩施州烟区土壤养分与海拔高度的回归分析 Tab 3 The regression analysis of soill notrients and altitooks in Enshi tobacco growing areas 气候因子回归方程相关系数 pHy 21 y 21 6 578 0 0003x n 2450 0 11433 有机质y 22 g kg 1 y 22 18 925 0 010 x n 2450 0 290 33 速效磷y 23 mg kg 1 y 23 15 042 0 0003x n 2450 0 009 速效钾y 24 mg kg 1 y 24 41 653 0 098x n 2450 0 377 33 碱解氮y 25 mg kg 1 y 25 108 883 0 037x n 2450 0 23733 2 2 不同海拔高度下植烟土壤养分含量状况分析 恩施州烟区土壤养分与海拔高度的回 归分析及不同海拔高度下土壤养分含量状 况分别见表3和表4 从表中可以看出 随 着海拔高度的变化 除速效磷外的四项土 壤养分均有显著变化 整体来看 土壤pH 值与海拔高度呈极显著负相关 r 01114 33 分组研究发现 海拔高度由800 m以下升至1400m以上过程中 土壤酸碱 度表现出先降低 后稳定的变化趋势 即当海拔高度在800m以上时 土壤pH值就稳定在6 20左右 不同海 拔高度来看 高于800m的各海拔区域间并无显著性差异 但均极显著低于800m以下的烟区 表4 不同海拔高度土壤养分状况的描述统计分析 Tab 4 The status of soil natrients under different in Enshi prefecture 指标 海拔高度 m 降雨量 日 照时数 土壤pH值先降低而后稳定在6120 总体呈现降低趋势 有机质 速效钾和碱解氮含量极显著增加 这可能与海拔升高 气温降低 土壤风化程度越低 钾等元素的损失越小有关 12 速效磷含量没有明显的变 化趋势 各土壤养分与海拔高度的相关性大致表现为 速效钾 有机质 碱解氮 pH值 速效磷 对海拔高度进行分组 应用方差分析方法研究了恩施州不同海拔高度下的气候条件和土壤养分含量特 征 从中得出的一些比较明显的规律 对该地区烟叶的生产及区划具有一定的指导意义 800m以下烟区烟 叶大田生长期日均温高于20 但成熟期气温稍高于最适温度范围 降雨量随生育期的推进而逐渐增多 土 壤酸碱度较最适宜范围 5 5 6 5 稍高 800 1 000m的植烟区大田生长期日均温高于20 各生育期气 温均较适宜 雨量充沛 土壤pH值总体处于最适宜范围 此外 1 000m以下烟区土壤有机质 速效磷和碱解 氮含量较适宜 速效钾含量偏低 各土壤养分变异性稍大 1000 1400m的植烟区大田生长期日均温稍高于 或接近20 各生育期气温均较适宜 雨量充沛 日照充足 土壤pH值总体处于最适宜范围 有机质 速效磷 和碱解氮含量较适宜