云南文山煙區土壤有機質的時空分布特征

李 衛，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）

云南文山煙區土壤有機質的時空分布特征

李 衛，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土壤有機質的時空分布特征，通過多元統計分析了 2005—2011 年文山州植煙土壤有機質的變化趨勢與空間分布特征。結果表明，文山煙區土壤有機質含量豐富，平均值為 2.70%，年度間趨勢呈現為升高—減少—升高—減少—升高—減少的波浪式循環變化，與年降雨量呈正相關，相關系數為 0.64；各縣（市）植煙土壤有機質含量均較高，其中西疇縣最高，廣南縣最低，與海拔高度呈正相關，相關系數為 0.42；文山州植煙土壤有機質含量整體呈現出西北高，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；有機質；時空分布

土壤有機質是土壤的重要組成成分，是表征土壤肥力和土壤質量的重要因子，是各種營養元素的主要來源，同時又是土壤微生物必不可少的碳源和能源，對烤煙的生長發育和經濟性狀有直接的影響。土壤中有機質的含量過高或過低均不利于烤煙生長[1]，在一定的范圍內，有機質含量越高，土壤中的養分含量也越高，肥力狀況越好，有利于生產較好品質煙葉。但有機質含量高過一定范圍后，煙葉容易貪青，不能正常落黃[2-4]。植煙土壤有機質含量以北方煙區不高于 2.0%為宜，由于南方煙區有機質礦化速度較快，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質的含量，降低煙葉糖含量，提高煙葉含鉀量[7-9]。土壤有機質含量越高，煙株對氮素的吸收越多，煙堿含量則越高[10-11]，有機質含量 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，湖南植煙土壤有機質含量與煙葉的煙堿含量關系符合線性加平臺模型，有機質出現的平 臺轉 折點 為 36.25 g/kg， 對應 煙堿 含量 為3.00%；石油醚提取物含量隨有機質含量的升高而減少；硝酸鹽、亞硝酸鹽含量隨有機質含量的增加而升高。由于文山獨特的光熱條件，生產的優質煙葉受到各方的青睞，而有關文山煙區土壤養分的研究鮮有報道。本文通過分析 2005—2011 年文山州土壤有機質含量的變化趨勢，利用地統計學揭示文山煙區有機質的空間分布特征，為文山煙區烤煙種植的合理施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域簡介

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 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）。文山煙區以亞熱帶氣候為主，年平均氣溫 19 ℃，年降雨量 779 mm，全年無霜期 356 d，日照時數 2228.9 h，冬無嚴寒，夏無酷暑。文山屬于典型的農業地州，農業人口占 92.3%，山區、半山區占 94.6%。文山烤煙種植主要分布在 1100～2000 m 海拔范圍內的平壩、丘陵、山區地帶，土壤主要為紅壤和黃壤，以旱地為主，年產量達 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

采取五點取樣法，取樣時避開雨季，在土壤尚未施用底肥和移栽前采集樣品，同一采樣單元內取0.5 kg 耕作層土壤。土樣經登記編號后進行預處理，經風干、磨細、過篩、混勻、裝瓶后備用。2005—2011年根據文山州各地烤煙種植分布規模利用GPS定位（圖1 為 2011 年 342 個土壤取樣點）按比例進行采樣點設置，共采集土壤樣品 2288 份。

1.3 數據處理

特征值統計等分析通過 SPSS19.0 完成。使用地圖經 Arc Info 投影轉換后，生成以米（m）為單位的平面坐標，文山州行政區域圖采用 1?500000 電子地圖。空間分布圖繪制在 ArcGIS9.2 軟件地統計學（Geostatistical Analyst）模塊中完成[15]。

2 結 果

2.1 文山植煙土壤有機質含量及分布

從圖2 可以看出，2005—2011 年文山植煙土壤有機質含量最大值為 7.49%，最小值為 0.11%，平均為 2.70%，變異系數為 34.53%，文山煙區土壤有機質含量豐富，樣本數據整體變異較小。從文山植煙土壤有機質含量的分布情況來看，土壤有機質含量較低[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質含量豐富，有利于文山特色優質煙葉的生長發育。

2.2 不同年份文山植煙土壤有機質含量及分布

圖2 2005—2011 年文山植煙土壤有機質含量的分布情況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質含量數據的統計結果（圖3）可以看出，2008 年文山煙區土壤有機質含量最高（2.84%），2007 年最低（2.48%），從 2005 年（2.73%）至 2011 年（2.72%）有機質含量的呈現為升高—減少—升高—減少—升高—減少的波浪式循環變化，與文山州的年降雨量變化相似，兩者相關系數達 0.64。其中 2007 年與 2009 年變化幅度最大，土壤有機質沿著降水增加和溫度下降的梯度而增加[16]，導致各年度間波浪式循環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質含量及分布

從表1可知，西疇縣植煙土壤有機質含量最高（3.07%），廣南縣最低（2.41%），麻栗坡縣、馬關縣、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）植煙土壤有機質含量均較高；從取樣點海拔高度來看，土壤有機質含量與海拔成正比，相關系數達 0.42；從有機質含量的豐缺比例來看，各縣較低和偏高水平的有機質比例均較低，中等和豐富水平所占比例均較高，兩者所占比例達 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 文山煙區土壤有機質的空間分布

文山煙區土壤有機質含量數據具有空間變異結構方差，根據各向異性與趨勢參數，結合半方差結構模型，采用球面模型，應用一階趨勢效應，采用普通克里格插值方法，獲得文山州 2011 年植煙土壤有機質含量的空間分布圖，如圖4所示。

圖3 文山煙區 2005—2011 年土壤有機質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，文山植煙土壤有機質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質含量整體呈現由西北向東南的高—低—高趨勢，其中丘北縣、文山市和馬關縣西部，西疇縣、麻栗坡縣以及與硯山縣、廣南縣的交界處有機質含量較高，超過了 2.9%；硯山縣和廣南縣大部，文山市與馬關縣東北部有機質含量較低，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，文山植煙土壤有機質含量與海拔高度呈正比，即文山煙區土壤有機含量隨海拔的升高有增加的趨勢。

3 討 論

文山植煙土壤有機質含量豐富，年度間變化與降雨量成正比，呈現出波浪式循環變化。氣候是影響土壤有機質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，通過影響巖石的風化、地貌變化和生物活動間接影響土壤的形成與發育，中等水熱條件下土壤形成與發育最為完整，有機質含量也相對最高[1-3]。由于文山煙區近年來年度間氣候變化明顯，降雨量波動較大，對土壤有機質含量的影響尤為突出。文山煙區土壤有機質含量整體呈現出西北向東南的高—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質的形成，氣候也會隨著其改變而不同，植被覆蓋率高有利于土壤有機質的形成[16]。由于各縣（市）的地域條件限制，烤煙種植存在較大差異，馬關縣、西疇縣和麻栗坡縣降雨較多，森林覆蓋率高，以山地煙種植為主，多為紫色土，有機質質含量豐富，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，降雨量不穩定，土壤有機質含量中等；硯山縣和廣南縣降雨較少，植被破壞嚴重，以平地種植為主，紅壤和黃壤居多，加上連年干旱，有機質的形成速度降低，土壤有機含量較低。土壤有機質是土壤肥力的重要來源，其豐缺程度對烤煙的生長發育影響較大，摸清文山煙區土壤有機質的含量與變化規律，對文山煙區的可持續發展有著非常重要的意義。由于各方面因素的限制，文山植煙土壤有機質的研究尚未深入，可以分片區探索，加大取樣量，開展相應試驗示范。針對目前大面積煙葉生產，建議在土壤有機質含量較高的地方種植綠肥，保持土壤有機質含量；含量偏低的地方，增施腐熟農家肥或有機肥，培育土壤肥力。

表1 文山煙區各縣（市）土壤有機質含量與取樣點海拔分布情況Table 1 The distribution of Wenshan soil organic matter content in each county

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

[1]楊 超. 皖 南 烤 煙 質 量 特 色 與 土 壤 生 態 關 系 研 究[D].鄭州：河南農業大學，2008.

[2]張恒，王晶君，孟琳，等. 貴州省典型植煙土壤氮素礦化研究[J]. 中國煙草科學，2013，34（3）：1-5.

[3]龍世平，李宏光，曾維愛，等. 湖南省主要植煙區域土壤有機氮礦化特性研究[J]. 中國煙草科學，2013，34（3）：6-9.

[4]雷永和，邵巖，晉艷，等. 煙葉含鉀量與土壤養分的關系[J]. 中國煙草，1994（2）：3-6.

[5]胡國松，鄭偉，王震東，等. 烤煙營養原理[M]. 北京：科學出版社，2000.

[6]江厚龍，劉國順，楊超，等. 基于 GIS 丘陵土壤分區與烤煙推薦施肥研究[J]. 中國煙草科學，2013，34（2）：10-17.

[7]曹鵬云，魯世軍，張務水. 植煙土壤有機質含量與有機肥施用概況[J]. 中國煙草學報，2004，10（6）：40-42.

[8]張忠鋒，厲昌坤，王麗卿，等. 農業生態措施對改善土壤性狀及煙葉品質效應研究初報[J]. 中國煙草科學，2001，22（3）：11-14.

[9]郭群召，姜占省，張新要，等. 不同有機質含量土壤對烤煙生長發育和氮素積累及上部葉化學成分的影響[J]. 中國農學通報，2006，22（5）：254-257.

[10]劉淑欣，曹鴻棋，熊德中，等. 土壤性質與烤煙總糖、煙堿關系的研究[J]. 福建農業科技，1994（6）：14-16.

[11]張曉林，張曉海，汪祿祥，等. 烤煙化學品質與土壤化學性質的相關分析[J]. 煙草農業科學，2006，2（4）：330-336.

[12]黎成厚，劉元生，何騰兵. 土壤質地等對烤煙生長及鉀素營養的影響[J]. 山地農業生物學報，1999，18（4）：203-208.

[13]許自成，王林，王金平，等. 湖南烤煙化學成分與土壤有機質含量的關系分析[J]. 生態學雜志，2006，25（10）：1186-1190.

[14]鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000.

[15]李衛，周冀衡，張一揚，等. 云南曲靖煙區土壤肥力狀況綜合評價[J]. 中國煙草學報，2010，16（2）：61-65.

[16]Xiao Hui-lin. Climate change in relation to soil organic matter[J]. Soil and Environmental Sciences, 1999, 8(4): 300-304.

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劃項目“提高文山生態優質煙葉對‘中華’品牌原料保障能力的研究”（2012YN15）

李 衛，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