云南文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的時(shí)空分布特征

李 衛(wèi)，張樹鋒，向成高，余東燦，李鵬飛

（云南省煙草公司文山州公司，云南 文山 663000）

云南文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的時(shí)空分布特征

李 衛(wèi)，張樹鋒*，向成高，余東燦，李鵬飛

（云南省煙草公司文山州公司，云南 文山 663000）

為了解云南文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的時(shí)空分布特征，通過多元統(tǒng)計(jì)分析了 2005—2011 年文山州植煙土壤有機(jī)質(zhì)的變化趨勢與空間分布特征。結(jié)果表明，文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，平均值為 2.70%，年度間趨勢呈現(xiàn)為升高—減少—升高—減少—升高—減少的波浪式循環(huán)變化，與年降雨量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 0.64；各縣（市）植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量均較高，其中西疇縣最高，廣南縣最低，與海拔高度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 0.42；文山州植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量整體呈現(xiàn)出西北高，中間低，東南高的趨勢，隨著海拔的升高有增加的趨勢。

烤煙；文山；有機(jī)質(zhì)；時(shí)空分布

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成成分，是表征土壤肥力和土壤質(zhì)量的重要因子，是各種營養(yǎng)元素的主要來源，同時(shí)又是土壤微生物必不可少的碳源和能源，對烤煙的生長發(fā)育和經(jīng)濟(jì)性狀有直接的影響。土壤中有機(jī)質(zhì)的含量過高或過低均不利于烤煙生長[1]，在一定的范圍內(nèi)，有機(jī)質(zhì)含量越高，土壤中的養(yǎng)分含量也越高，肥力狀況越好，有利于生產(chǎn)較好品質(zhì)煙葉。但有機(jī)質(zhì)含量高過一定范圍后，煙葉容易貪青，不能正常落黃[2-4]。植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量以北方煙區(qū)不高于 2.0%為宜，由于南方煙區(qū)有機(jī)質(zhì)礦化速度較快，其含量以低于 1.5%為宜[5-6]。在植煙土壤中增施腐熟的秸稈能提高其有機(jī)質(zhì)的含量，降低煙葉糖含量，提高煙葉含鉀量[7-9]。土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，煙株對氮素的吸收越多，煙堿含量則越高[10-11]，有機(jī)質(zhì)含量 15～20 g/kg 的酸性壤土能改善施肥效果，顯著提高煙葉中的鉀含量[12]。許自成等[13]研究顯示，湖南植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量與煙葉的煙堿含量關(guān)系符合線性加平臺(tái)模型，有機(jī)質(zhì)出現(xiàn)的平 臺(tái)轉(zhuǎn) 折點(diǎn) 為 36.25 g/kg， 對應(yīng) 煙堿 含量 為3.00%；石油醚提取物含量隨有機(jī)質(zhì)含量的升高而減少；硝酸鹽、亞硝酸鹽含量隨有機(jī)質(zhì)含量的增加而升高。由于文山獨(dú)特的光熱條件，生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)煙葉受到各方的青睞，而有關(guān)文山煙區(qū)土壤養(yǎng)分的研究鮮有報(bào)道。本文通過分析 2005—2011 年文山州土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化趨勢，利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)揭示文山煙區(qū)有機(jī)質(zhì)的空間分布特征，為文山煙區(qū)烤煙種植的合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域簡介

文山州地處西南邊陲的云南東南部，東與廣西百色接壤，南與越南接界，西與紅河州毗鄰，北與曲 靖 相 連 ， 地 跨 東 經(jīng) 103°34’～106°11’， 北 緯22°41’～24°28’，面積 32 239 km2。文山州地勢西北高、東南低，平均海拔在 1000～1800 m（圖1）。文山煙區(qū)以亞熱帶氣候?yàn)橹?，年平均氣?19 ℃，年降雨量 779 mm，全年無霜期 356 d，日照時(shí)數(shù) 2228.9 h，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑。文山屬于典型的農(nóng)業(yè)地州，農(nóng)業(yè)人口占 92.3%，山區(qū)、半山區(qū)占 94.6%。文山烤煙種植主要分布在 1100～2000 m 海拔范圍內(nèi)的平壩、丘陵、山區(qū)地帶，土壤主要為紅壤和黃壤，以旱地為主，年產(chǎn)量達(dá) 3.75×104t，種植年限較短，宜煙耕地面積較廣，充足的光熱條件和適宜的降水使其生產(chǎn)出的煙葉能與津巴布韋相媲美。

圖1 文山州地形與植煙土壤取樣點(diǎn)分布圖Fig. 1 Wenshan terrain and distribution of soil sample

1.2 樣品采集與測定

采取五點(diǎn)取樣法，取樣時(shí)避開雨季，在土壤尚未施用底肥和移栽前采集樣品，同一采樣單元內(nèi)取0.5 kg 耕作層土壤。土樣經(jīng)登記編號(hào)后進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過篩、混勻、裝瓶后備用。2005—2011年根據(jù)文山州各地烤煙種植分布規(guī)模利用GPS定位（圖1 為 2011 年 342 個(gè)土壤取樣點(diǎn)）按比例進(jìn)行采樣點(diǎn)設(shè)置，共采集土壤樣品 2288 份。

1.3 數(shù)據(jù)處理

特征值統(tǒng)計(jì)等分析通過 SPSS19.0 完成。使用地圖經(jīng) Arc Info 投影轉(zhuǎn)換后，生成以米（m）為單位的平面坐標(biāo)，文山州行政區(qū)域圖采用 1?500000 電子地圖?？臻g分布圖繪制在 ArcGIS9.2 軟件地統(tǒng)計(jì)學(xué)（Geostatistical Analyst）模塊中完成[15]。

2 結(jié) 果

2.1 文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量及分布

從圖2 可以看出，2005—2011 年文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量最大值為 7.49%，最小值為 0.11%，平均為 2.70%，變異系數(shù)為 34.53%，文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，樣本數(shù)據(jù)整體變異較小。從文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的分布情況來看，土壤有機(jī)質(zhì)含量較低[15]的土壤（≤1.5%）占 8.17%，中等（1.5%～2.5%）占 35.49%，豐富（2.5%～3.5%）占 38.29%，較高（3.5%～4.5%）占 14.55%，偏高（≥4.5%）占 3.50%，文山大部分土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，有利于文山特色優(yōu)質(zhì)煙葉的生長發(fā)育。

2.2 不同年份文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量及分布

圖2 2005—2011 年文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的分布情況Fig. 2 The distribution of Wenshan soil organic matter content in 2005-2011

從文山州7年以來的植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果（圖3）可以看出，2008 年文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量最高（2.84%），2007 年最低（2.48%），從 2005 年（2.73%）至 2011 年（2.72%）有機(jī)質(zhì)含量的呈現(xiàn)為升高—減少—升高—減少—升高—減少的波浪式循環(huán)變化，與文山州的年降雨量變化相似，兩者相關(guān)系數(shù)達(dá) 0.64。其中 2007 年與 2009 年變化幅度最大，土壤有機(jī)質(zhì)沿著降水增加和溫度下降的梯度而增加[16]，導(dǎo)致各年度間波浪式循環(huán)變化的原因可能是年降雨量及氣溫的變化。

2.3 不同植煙縣土壤有機(jī)質(zhì)含量及分布

從表1可知，西疇縣植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量最高（3.07%），廣南縣最低（2.41%），麻栗坡縣、馬關(guān)縣、丘北縣、文山市、硯山縣分別為 2.76%、2.86%、2.88%、2.72%、2.58%，各縣（市）植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量均較高；從取樣點(diǎn)海拔高度來看，土壤有機(jī)質(zhì)含量與海拔成正比，相關(guān)系數(shù)達(dá) 0.42；從有機(jī)質(zhì)含量的豐缺比例來看，各縣較低和偏高水平的有機(jī)質(zhì)比例均較低，中等和豐富水平所占比例均較高，兩者所占比例達(dá) 70%左右，其中廣南縣中等水平比例最高，西疇縣最低，麻栗坡縣豐富水平比例最高，廣南縣最低。

2.4 文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布

文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)具有空間變異結(jié)構(gòu)方差，根據(jù)各向異性與趨勢參數(shù)，結(jié)合半方差結(jié)構(gòu)模型，采用球面模型，應(yīng)用一階趨勢效應(yīng)，采用普通克里格插值方法，獲得文山州 2011 年植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間分布圖，如圖4所示。

圖3 文山煙區(qū) 2005—2011 年土壤有機(jī)質(zhì)含量與年降雨量變化趨勢Fig.3 Variation trend of Wenshan soil organic matter content and annual precipitation in 2005-2011

由圖4可以看出，文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量分布的形狀和斑塊大小具有明顯差異。文山州植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量整體呈現(xiàn)由西北向東南的高—低—高趨勢，其中丘北縣、文山市和馬關(guān)縣西部，西疇縣、麻栗坡縣以及與硯山縣、廣南縣的交界處有機(jī)質(zhì)含量較高，超過了 2.9%；硯山縣和廣南縣大部，文山市與馬關(guān)縣東北部有機(jī)質(zhì)含量較低，部分地方甚至低于 2.0%。對照文山州地勢分布情況（圖1）可知，文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量與海拔高度呈正比，即文山煙區(qū)土壤有機(jī)含量隨海拔的升高有增加的趨勢。

3 討 論

文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，年度間變化與降雨量成正比，呈現(xiàn)出波浪式循環(huán)變化。氣候是影響土壤有機(jī)質(zhì)含量的主要因素之一，能直接影響土壤的水熱狀況及理化性質(zhì)，通過影響巖石的風(fēng)化、地貌變化和生物活動(dòng)間接影響土壤的形成與發(fā)育，中等水熱條件下土壤形成與發(fā)育最為完整，有機(jī)質(zhì)含量也相對最高[1-3]。由于文山煙區(qū)近年來年度間氣候變化明顯，降雨量波動(dòng)較大，對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響尤為突出。文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量整體呈現(xiàn)出西北向東南的高—低—高趨勢，隨著海拔的升高有增加的趨勢。地形地貌能直接影響土壤有機(jī)質(zhì)的形成，氣候也會(huì)隨著其改變而不同，植被覆蓋率高有利于土壤有機(jī)質(zhì)的形成[16]。由于各縣（市）的地域條件限制，烤煙種植存在較大差異，馬關(guān)縣、西疇縣和麻栗坡縣降雨較多，森林覆蓋率高，以山地?zé)煼N植為主，多為紫色土，有機(jī)質(zhì)質(zhì)含量豐富，土壤肥力高；丘北縣和文山市以丘陵種植為主，植被覆蓋率較高，降雨量不穩(wěn)定，土壤有機(jī)質(zhì)含量中等；硯山縣和廣南縣降雨較少，植被破壞嚴(yán)重，以平地種植為主，紅壤和黃壤居多，加上連年干旱，有機(jī)質(zhì)的形成速度降低，土壤有機(jī)含量較低。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的重要來源，其豐缺程度對烤煙的生長發(fā)育影響較大，摸清文山煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的含量與變化規(guī)律，對文山煙區(qū)的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義。由于各方面因素的限制，文山植煙土壤有機(jī)質(zhì)的研究尚未深入，可以分片區(qū)探索，加大取樣量，開展相應(yīng)試驗(yàn)示范。針對目前大面積煙葉生產(chǎn)，建議在土壤有機(jī)質(zhì)含量較高的地方種植綠肥，保持土壤有機(jī)質(zhì)含量；含量偏低的地方，增施腐熟農(nóng)家肥或有機(jī)肥，培育土壤肥力。

表1 文山煙區(qū)各縣（市）土壤有機(jī)質(zhì)含量與取樣點(diǎn)海拔分布情況Table 1 The distribution of Wenshan soil organic matter content in each county

圖4 文山州 2011 年植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間分布Fig. 4 The spatial distribution of Wenshan soil organic matter content in 2011

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Spatio and Temporal Variability of Soil Organic Matter in Wenshan Tobacco Growing Regions of Yunnan

LI Wei, ZHANG Shufeng*, XIANG Chenggao, YU Dongcan, LI Pengfei
(Wenshan Tobacco Company of Yunnan Province, Wenshan, Yunnan 663000, China)

In order to understand the spatio-temporal variability of soil organic matter in Wenshan tobacco growing regions of Yunnan province, the variation trend and spatial distribution characteristics of soil organic matter from 2005 to 2011 were analyzed by multivariate statistical approaches. The results indicated that the organic matter content was sufficient, with an average of 2.70%, but varied in a circle of increase-reduce-increase-reduce-increase-reduce across years. The content was positively correlated with annual precipitations with a correlation coefficient of 0.64, and positively correlated with elevation with a correlation coefficient of 0.42. Soil organic matter for most of counties was high, with the highest in Xichou and lowest in Guangnan. It was higher in northwest Wenshan, lower in middle Wenshang, but higher in the southeast Wenshan.

flue-cured tobacco; Wenshan; organic matter; spatio-temporal variability.

S572.06

1007-5119（2014）06-0044-04

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.06.009

云南省煙草公司科技計(jì)劃項(xiàng)目“提高文山生態(tài)優(yōu)質(zhì)煙葉對‘中華’品牌原料保障能力的研究”（2012YN15）

李 衛(wèi)，男，碩士，主要從事烤煙栽培科研及管理。E-mail：hunau_liwei@163.com。*通信作者，E-mail：zhangshufeng@163.com

2013-11-4

2014-07-15