紅河州彌勒市植煙土壤pH和有機(jī)質(zhì)分析

闕勁松，唐佐芯，李賢峰，陳澤斌，陳麗娟，任 禛，王彬彬，倪鳳萍，陸慶華，付亞麗，黃 坤，李柘錦，夏體淵*

(1.云南省煙草公司紅河州公司，云南 彌勒 652300； 2.昆明學(xué)院，云南 昆明 650214；3.云南圣清環(huán)?？萍加邢薰?，云南 昆明 650093)

【研究意義】煙草適應(yīng)性較強(qiáng)，在多種土壤上都可以生長(zhǎng)發(fā)育，但優(yōu)質(zhì)煙葉對(duì)土壤條件的要求比較嚴(yán)格[1]，不同海拔條件下溫度和水分等變化會(huì)對(duì)土壤中礦物質(zhì)分解、合成及物質(zhì)的積累和淋失產(chǎn)生影響[2-3]。土壤中有機(jī)質(zhì)含量對(duì)煙株的生長(zhǎng)具有重要影響[4]，土壤pH值過(guò)高或過(guò)低均對(duì)煙株根部產(chǎn)生損害，降低根部對(duì)養(yǎng)分的吸收效率，還會(huì)改變營(yíng)養(yǎng)元素在土壤中的形態(tài)和含量[5]。因此，了解植煙土壤pH和有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤類(lèi)型和海拔的響應(yīng)意義重大?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來(lái)，許多學(xué)者都在研究土壤有機(jī)質(zhì)與pH的關(guān)系，賀丹鋒、楊春文、彭麗麗、黃婷、周煉川和周杰文分別研究了云南羅平、大理、臨滄、曲靖、文山和保山土壤pH與其他養(yǎng)分的關(guān)系[6-11]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】針對(duì)云南紅河彌勒煙區(qū)不同海拔高度下植煙土壤pH與土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤類(lèi)型之間的關(guān)系研究還較少?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)對(duì)紅河州彌勒市10個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))的251個(gè)取樣點(diǎn)的植煙土壤pH、海拔、土壤類(lèi)型和土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)關(guān)系分析，以期為彌勒煙區(qū)植煙土壤pH調(diào)控和合理施肥提供理論依據(jù)，從而保證土壤可持續(xù)利用和煙葉品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與分析

彌勒市地處云南省東南部，紅河北部，位于東經(jīng)103°04′～103°49′，北緯23°50′～24°39′，是紅河州最重要的煙區(qū)之一。2018年1-3月，在前茬作物收獲后，未進(jìn)行烤煙移栽前，以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))為單位，采集植煙區(qū)東山鄉(xiāng)、虹溪鎮(zhèn)、彌陽(yáng)鎮(zhèn)、五山鄉(xiāng)、西一鎮(zhèn)、西二鎮(zhèn)、西三鎮(zhèn)、新哨鎮(zhèn)、巡檢鎮(zhèn)、竹朋鎮(zhèn)10個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))未翻耕耕作層的土壤樣品。取樣點(diǎn)數(shù)量按照不同土壤類(lèi)型、種煙規(guī)模、品種、海拔(以200 m為1個(gè)海拔段)等因素進(jìn)行確定。海拔分為1350 m以下、1350～1550 m、1551～1750 m、1751～1950 m、1951～2150 m 5個(gè)梯度。同一梯度的海拔，種煙面積>133.33 hm2，以烤煙品種相同、土壤類(lèi)型具有典型代表性的行政村為單位，取土壤樣點(diǎn)2～3個(gè)；種煙面積<66.67 hm2的行政村，視其品種、土壤類(lèi)型的代表性，取土壤樣點(diǎn)1～2個(gè)；種煙面積<20 hm2的行政村除特殊情況外，原則上不設(shè)取樣點(diǎn)。取樣點(diǎn)數(shù)量的確定須兼顧當(dāng)?shù)乜緹煼N植基地單元規(guī)劃(或行政區(qū)劃)、主要土壤類(lèi)型、田煙和地?zé)煛⑵贩N區(qū)劃等。結(jié)合彌勒市烤煙種植區(qū)域?qū)嶋H情況，共設(shè)立取樣點(diǎn)251個(gè)，每個(gè)樣點(diǎn)采集土壤樣品1個(gè)。按5點(diǎn)取樣法，梅花型或蛇型取樣，采集5個(gè)分樣點(diǎn)，遇到有種植作物的取樣田塊，分樣點(diǎn)在作物行間(即兩株作物的中間)進(jìn)行取樣(嚴(yán)禁在作物的根際內(nèi)取樣)。

土壤酸堿度和有機(jī)質(zhì)分別依據(jù)NY/T1377-2007和NY/T1121.6-2006進(jìn)行測(cè)定。

1.2 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用Duncan做多重比較分析，文中各表中同列數(shù)據(jù)后的不同字母表示樣品間差異顯著(P<0.05)。

1.3 土壤pH和有機(jī)質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

土壤理化性狀參考和借鑒《中國(guó)植煙土壤及煙草養(yǎng)分綜合管理》的中國(guó)植煙土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)和《全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分劃分指標(biāo)》，土壤pH等級(jí)劃分和對(duì)應(yīng)含量依次為強(qiáng)堿性(一級(jí)，>8.5)、微堿性(二級(jí)，7.5～8.5)、中性(三級(jí)，6.5～7.5)、酸性(四級(jí)，5.5～6.5)、強(qiáng)酸(五級(jí)，4.5～5.5)和極強(qiáng)酸(六級(jí)，<4.5)；土壤有機(jī)質(zhì)等級(jí)劃分和對(duì)應(yīng)含量依次為很高(一級(jí)，>40 g/kg)、高(二級(jí)，30～40 g/kg)、中等(三級(jí)，15～30 g/kg)、低(四級(jí)，10～15 g/kg)和極低(五級(jí)，<10 g/kg)。

2 結(jié)果與分析

2.1 彌勒市植煙土壤pH變化特征分析

如表1所示，彌勒市植煙土壤pH變化為4.39～8.45，平均值為6.51，有28.69 %的植煙土壤pH處于最適宜范圍內(nèi)。各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))之間呈現(xiàn)不同程度的差異，虹溪鎮(zhèn)的植煙土壤pH均值最大，虹溪鎮(zhèn)和五山鄉(xiāng)土壤pH變異程度最低，變異系數(shù)均小于10 %。僅西三鎮(zhèn)、新哨鎮(zhèn)和竹朋鎮(zhèn)分別有1個(gè)樣品屬于極強(qiáng)酸范圍，占全市土壤樣品的1.20 %，且竹朋鎮(zhèn)的5個(gè)土壤樣品分別屬于土壤pH的5個(gè)等級(jí)，各占20 %；虹溪鎮(zhèn)的土壤樣品為中性(20 %)和微堿性(80 %)，五山鄉(xiāng)的土壤樣品為強(qiáng)酸性(55.56 %)和酸性(44.44 %)(圖1)。

彌勒市植煙土壤以紅壤(66.93 %)和砂壤土(29.08 %)為主，有4個(gè)和6個(gè)土壤樣品分別屬膠泥土和水稻土。水稻土的土壤pH顯著高于其他3種土壤類(lèi)型，且變異系數(shù)小于10 %，變異程度低，其他土壤類(lèi)型的pH的變異程度屬于中等變異(表2)。

彌勒市植煙土壤分布于海拔1135～2124 m海拔間，將其劃分為6個(gè)海拔梯度(表3)，高于1550 m海拔的土壤樣品高達(dá)94.02 %。各海拔梯度間土壤pH的差異不顯著，在1351～1550 m海拔范圍內(nèi)，土壤pH最高，隨著海拔升高，土壤pH呈現(xiàn)“M”型變化趨勢(shì)(表3)，各個(gè)海拔梯度下土壤pH的變異屬于中等強(qiáng)度變異。

2.2 彌勒市植煙土壤有機(jī)質(zhì)變化特征分析

彌勒市植煙土壤有機(jī)質(zhì)平均值為30.60 g/kg，變幅為5.02～64.28 g/kg，西二鎮(zhèn)植煙土壤有機(jī)質(zhì)均值最低，西三鎮(zhèn)植煙土壤有機(jī)質(zhì)均值最高(表4)，五山鄉(xiāng)植煙土壤有機(jī)質(zhì)變異程度最低，為10.76 %，屬于中等變異。

表1 彌勒市各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))植煙土壤pH特征

注：表中數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)0.05顯著水平。下同。

Note: Different lower-case letters indicate a significant difference at 0.05 level. The same as below.

表2 彌勒市不同類(lèi)型植煙土壤pH特征

圖1 彌勒市植煙土壤pH分布情況Fig.1 The soil pH distribution of tobacco planting field in Mile city

表3 彌勒市不同海拔植煙土壤pH特征

表4 彌勒市各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))植煙土壤有機(jī)質(zhì)特征

圖2 彌勒市植煙土壤有機(jī)質(zhì)分布情況Fig.2 The soil organic matter distribution of tobacco planting field in Mile city

表5 彌勒市不同土壤類(lèi)型土壤有機(jī)質(zhì)特征

表6 彌勒市不同海拔植煙土壤有機(jī)質(zhì)特征

圖3 彌勒煙區(qū)土壤pH與土壤有機(jī)質(zhì)的關(guān)系Fig.3 The relation between soil organic matter and soil pH

有機(jī)質(zhì)含量極低的土壤樣品分布于東山鄉(xiāng)、虹溪鎮(zhèn)和西二鎮(zhèn)，占比分別為4.00 %、20.00 %和24.00 %；東山鄉(xiāng)、西三鎮(zhèn)和西一鎮(zhèn)有機(jī)質(zhì)含量豐富的比例分別為28.00 %、35.70 %和19.20 %。新哨鎮(zhèn)和竹朋鎮(zhèn)所有土壤樣品有機(jī)質(zhì)含量為中等水平，其他鄉(xiāng)(鎮(zhèn))有機(jī)質(zhì)含量中等的變化范圍為28.00 %～80.00 %，全市有41.40 %的土壤有機(jī)質(zhì)處于中等水平、59.80 %的土壤有機(jī)質(zhì)含量為高及豐富水平(圖2)。

土壤有機(jī)質(zhì)在4種土壤類(lèi)型中的差異不顯著，膠泥土和水稻土的有機(jī)質(zhì)含量較低，紅壤和砂壤土的有機(jī)質(zhì)含量稍高，變異程度均屬于中等變異，但砂壤土中變異程度較低(表5)。

海拔1351～1550 m植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量最低，顯著低于海拔1350 m以下的植煙土壤，但與海拔1550 m以上植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量間無(wú)差異，隨著海拔上升，土壤有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)“W”型變化趨勢(shì)，各海拔梯度間植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量均處于中等變異程度(表6)。

2.3 土壤pH與有機(jī)質(zhì)的相關(guān)關(guān)系

如圖3所示，彌勒市植煙土壤有機(jī)質(zhì)與土壤pH呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，耕作層土壤有機(jī)質(zhì)隨土壤pH值的增大而減小。

3 討 論

烤煙對(duì)植煙土壤酸堿度的適應(yīng)性較強(qiáng)，在pH值3.5～9.0范圍內(nèi)均能正常生長(zhǎng)，世界各國(guó)推薦適宜烤煙生長(zhǎng)的pH值為5.0～7.0，即植煙土壤呈微酸性較有利于煙株的生長(zhǎng)[9]，pH值 5.5～6.5為最適宜范圍[12]。彌勒市植煙區(qū)，有56.57 %的土壤為適宜范圍，28.69 %為最適宜范圍。土壤pH在各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))間有顯著差異，如五山鄉(xiāng)的土壤為pH 4.5～6.5范圍，有55.56 %的土壤屬于強(qiáng)酸性土壤；虹溪鎮(zhèn)的土壤樣品均呈現(xiàn)中性及堿性。海拔對(duì)土壤pH無(wú)影響，但低海拔的土壤pH較高。有必要通過(guò)土壤改良調(diào)節(jié)酸堿度，以滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的需要。

土壤有機(jī)質(zhì)高低是土壤肥力的重要指標(biāo)，土壤有機(jī)質(zhì)除可改善土壤物理特性外，還能為植物的生長(zhǎng)和微生物的代謝提供各種養(yǎng)分。優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)要求植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量在20～30 g/kg[13]，彌勒市土壤有機(jī)質(zhì)含量均為30.60 g/kg，變幅為5.02～64.28 g/kg，高于適宜范圍，變異系數(shù)為37.79 %，空間變異程度中等。各海拔梯度間和各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))土壤有機(jī)質(zhì)差異顯著，西三鎮(zhèn)土壤有機(jī)質(zhì)含量最高(36.78 g/kg)，低海拔區(qū)域(均值為32.35 g/kg)的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，全市有59.80 %的土壤處于有機(jī)質(zhì)含量高及豐富水平，高有機(jī)質(zhì)含量是彌勒市植煙土壤的特點(diǎn)之一，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤所產(chǎn)煙葉其香氣物質(zhì)總量顯著高于有機(jī)質(zhì)含量低的土壤，香氣物質(zhì)總量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系[14]。土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，烤煙吸收的氮素就越多，合成煙堿的量也就越多，從而影響烤煙吃味品質(zhì)[15-17]，因此，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤，應(yīng)減量使用氮肥。

研究表明，廣西環(huán)江紅壤有機(jī)質(zhì)礦化分解的關(guān)鍵調(diào)控因素是土壤pH[18]；廣西百色植煙土壤pH與有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān)關(guān)系[19]；武陵山植煙土壤pH與有機(jī)質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系[9]；羅平煙區(qū)土壤pH與土壤全氮、有效磷和速效鉀顯著正相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)和全鉀呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著水平[6]。本研究結(jié)果表明，土壤pH與有機(jī)質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著水平。同時(shí)，湘西煙區(qū)土壤pH與土壤養(yǎng)分呈曲線關(guān)系，當(dāng)pH值 5.5時(shí)或pH 值8.0時(shí)，隨土壤pH值變化，主要養(yǎng)分含量變化較大，當(dāng)pH值在5.5～8.0時(shí)，隨土壤pH值變化，主要養(yǎng)分含量變化平緩[13]。大理植煙土壤pH與土壤交換性鈣和鎂的相關(guān)性呈極顯著水平，總體上土壤pH與土壤中各類(lèi)元素的吸收、轉(zhuǎn)化等密切相關(guān)，在制定施肥方案時(shí)，需考慮土壤pH。

4 結(jié) 論

彌勒市植煙土壤pH平均值6.51，變幅為4.39～8.45，56.57 %的土壤pH處于適宜范圍，28.69 %的植煙土壤pH處于最適宜范圍，22.31 %的土壤為極強(qiáng)酸性及強(qiáng)酸性，24.70 %的土壤pH屬于微堿性。土壤有機(jī)質(zhì)平均值為30.60 g/kg，變幅為5.02～64.28 g/kg，全市41.40 %的土壤有機(jī)質(zhì)為中等水平，59.80 %的土壤有機(jī)質(zhì)含量為高及豐富水平。彌勒市煙區(qū)海拔介于1350～2150 m，植煙土壤pH值隨海拔升高呈現(xiàn)“M”型變化趨勢(shì)，而有機(jī)質(zhì)則呈現(xiàn)“W”型變化趨勢(shì)。彌勒市植煙土壤以紅壤(66.93 %)和砂壤土(29.08 %)為主，土壤pH水稻土>膠泥土>紅壤>砂壤土；而有機(jī)質(zhì)含量不受土壤類(lèi)型的影響。土壤pH值與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。