土地整理對湘西煙田土壤養分的影響

吳海勇，李躍平，田 峰，李明德，劉瓊峰，彭德元，徐堅強

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙410125；2. 湘西自治州煙草公司生產技術中心，湖南吉首416000；3. 張家界市煙草公司，湖南 張家界427000；4. 常德市煙草公司，湖南 常德425000）

湖南省西部地區，屬典型山區農業生態區，氣、熱條件優越，是全國優質煙葉重點產區之一[1]，但是由于耕地分散、坡度大、地塊較小等原因嚴重制約著當地現代煙草農業的發展。土地整理是人類在土地利用中不斷建設和重新配置的一項新興事業[2-3]，我國許多地區的農田都進行了土地整理[4-5]。湘西部地區煙田整理起步較晚，近些年才有整理試點。土地整理過程中，由于機械化挖填，破壞了表土熟化層，進而影響土壤的養分含量和分布，因此重構的土壤質量狀況成為了影響土地整理成敗的關鍵。為此，試驗在湘西部地區，選擇了3個代表性區域，分別采集整理過的煙田及其對應高產優質煙區的耕層土壤（0～20 cm），對比分析土地整理前后煙田土壤養分狀況的差異，旨在為煙田整理的修復以及整理后煙田的施肥提供數據指導。

1 材料和方法

1.1 研究區域概況

湘西地區包括張家界市、湘西自治州、懷化市以及邵陽、永州的部分縣市在內的整個湖南西部地區。該區域地處武陵山脈和雪峰山脈的西部，地形多樣，各地海拔差異較大；河谷盆地（海拔200～500 m）的年平均氣溫在12～17℃，高山區（海拔＞800 m）的年平均氣溫在12℃以下；年平均降水量大多在1 200～1 900 mm 之間；年日照實數大部分在1 000～1 600 h 之間。

1.2 土壤樣品采集及分析

在湘西地區選擇了3個有代表性的土地整理后植煙區域，包括常德市石門縣、張家界市慈利市，湘西自治州花垣縣，采集整理區及其對應高產區煙田土壤耕層（0～20 cm）樣品，共采集樣品50個（整理區25個，相應對照的高產區25個），其中常德石門煙區20個，張家界慈利煙區20個，湘西花垣煙區10個。具體操作為：采用GPS 定位，S 取樣法，約15 hm2采集10～15個點為1個混合樣品。采集的土壤樣品經風干、磨細、過篩等操作后待測。土壤有機質、全量氮磷鉀、速效氮磷鉀、中微量元素、土壤陽離子交換量均采用常規方法分析[6]。數據的統計分析和圖表制作通過SPSS 13.0 和Excel 2003 軟件平臺操作完成。

2 結果與分析

2.1 土地整理對土壤有機質及氮、磷、鉀含量的影響

土壤有機質是最重要的土壤肥力成分，是植物N、P、K 等營養元素的供給源，并影響著土壤向植物供應其他養分[7]。由表1 可知，湘西三個代表煙區中，未整理的土壤有機質含量在23.55～32.48 g/kg 之間，整理后土壤在15.10～25.73 g/kg 之間；整理后土壤有機質均低于對應的高產區有機質含量，其中石門煙區土壤有機質含量降低幅度最大，整理后煙田的土壤有機質含量降低了53.5%；而慈利煙區的降幅最小，整理后煙田的土壤有機質含量也降低了16.0%。

氮磷鉀是烤煙必需的三大元素，土壤中氮磷鉀的含量直接影響著烤煙的生長發育，尤其是速效養分直接表征著土壤的供肥強度。分析結果顯示，3個煙區整理后土壤的全氮含量均低于未整理土壤；石門和花垣煙區整理后土壤的堿解氮含量低于未整理土壤，而慈利煙區整理后土壤的堿解氮含量比未整理土壤的高79.4%，這可能與取樣區煙農在整理后的煙田中增施了氮肥有較大的關系；3個煙區整理后煙田土壤的全磷含量均低于未整理煙田，有效磷含量也與全磷變化一致，表現為土壤整理后其含量均有所降低；3個煙區中，全鉀、速效鉀和緩效鉀的含量也是未整理土壤高于整理后土壤。

表1 整理后和未整理煙區土壤有機質和氮磷鉀養分狀況

2.2 土地整理對土壤中量元素含量和陽離子交換量的影響

硫是煙草必需的營養元素之一，國外把硫列為第5種元素，即氮、磷、鉀、鈣、硫，可見硫的重要性。由表2 可知，石門煙區未整理煙田和整理后煙田中，有效硫的含量變化較小，而慈利煙區整理后土壤的有效硫含量高于未整理土壤，而花垣煙區則相反，整理后土壤的有效硫含量低于未整理土壤，但是總體上來看，差異較小。

表2 整理后和未整理煙區土壤中量元素和陽離子量狀況

鈣作為細胞代謝的調節物質，對作物的生長發育及其抗逆性有重要作用[8]。3個煙區中，土地整理后土壤中的交換性鈣離子有較大幅度的降低，其中石門、慈利煙區約下降了50%，花垣煙區也約下降了20%。

鎂是植物必需的中量營養元素，對作物正常的生長發育、生理代謝，還有對作物產量的提高、品質的改善都具有重要意義。由表2 可知，交換性鎂離子和交換性鈣離子的變化比較一致，變化的幅度也相近。其中，石門和慈利煙區整理后土壤中交換性鎂離子含量下降50%以上，而花垣煙區的降低幅度相對較小，在10%左右。這說明土地整理對表層土壤交換性鈣離子和交換性鎂離子含量影響均較大。

土壤陽離子交換量影響著土壤緩沖能力，也是評價土壤保肥能力的重要依據[9]。結果顯示，3個煙區的煙田整理后土壤的陽離子交換量均有一定程度的降低，其中慈利煙區的降低幅度為15.1%，略高于石門和花垣。這說明土地整理一定程度地降低了土壤的保肥能力。

2.3 土地整理對土壤微量元素含量的影響

盡管煙草對土壤中的微量元素需求量不大，但確實烤煙生長發育所必不可少的。鋅、銅、錳、鐵、硼、氯這些微量元素在煙草的生理生化過程中起著非常重要的作用，影響著煙葉的產量和質量。土壤調查結果顯示（見表3），土地整理后，3個煙區土壤中有效鋅含量明顯降低，石門、慈利和花垣煙區土地整理后土壤中有效鋅含量僅為未整理土壤的14.1%、49.6%和18.9%，尤其是慈利和花垣煙區土地整理后土壤中有效鋅含量不足1.00 mg/kg。有效銅、有效錳含量也幾乎降低了一半，不過由于這幾個煙區土壤中含銅、錳豐富，其含量降低后，仍處于適宜煙草生長的范圍。土壤有效鐵含量在石門煙區土壤中有所提高，而慈利和花垣煙區的則有所降低。土壤有效硼含量，慈利煙區土地整理后約提高了50%，而石門和花垣煙區變化不大，和前面3種微量元素一樣，該區域含量均較豐富，一定程度的變化，其含量仍處于適應或者較高的級別，對煙草的生產發育影響不大。土地整理后，石門煙區土壤氯離子含量變化不大，慈利和花垣煙區有所降低。

表3 整理后和未整理煙區土壤微量元素狀況

3 結論與討論

土地開發整理利用了成片農田中的零星未利用地和邊角廢棄地，充分挖掘耕地資源潛力，湘西部地區煙田整理，對增加煙田面積，提高烤煙生產機械化程度有著重要意義。由調查分析結果可知，整理后煙田土壤的有機質、全量氮磷鉀和速效氮磷鉀含量均大幅度下降，這是因為整理前耕層土壤受施肥、耕作等作用，有機物質豐富，氮磷鉀養分含量高，而土地整理時，由于作業打亂了結構和層次，尤其是熟化程度較高的表土層被破壞，導致了有機質含量和氮磷鉀養分不再集中在表層，含量明顯下降。

土壤中量元素中，土地整理對交換性鈣和交換性鎂的影響較大，主要原因也是表土層擾亂后，土壤表層交換性鈣、鎂分布改變。而調查顯示，有效硫在不同地區出現不同的變化狀況，這可能和成土母質中含硫狀況差異有關，具體原因有待進一步分析。土地整理后，土壤陽離子交換量有一定程度的降低。這說明土壤結構被擾亂后，其保肥保水能力有一定程度的下降。

從土壤微量元素變化來看，土地整理后土壤中有效鋅、銅、錳的含量明顯降低了，有效鐵和有效硼含量在不同煙區變化趨勢不同。氯是煙草生長必需的元素，但是過量吸收氯會嚴重影響煙葉品質，因此煙草一直被認為是忌氯作物[10]，從三個煙區土壤氯含量來看，氯含量都較高，尤其是石門煙區，土壤中氯元素含量高于100 mg/kg，土地整理后氯元素含量變化較小，但這對煙草的生長影響也不大。

通過以上分析，筆者認為，煙田土地整理主要是擾亂了耕層土壤，導致土壤有機質，氮磷鉀含量大幅度降低，造成肥力水平下降，所以迅速培肥地力，提高煙田的肥力水平極為重要。同時，需要對整理后的煙田肥力持續的跟蹤調研，全面恢復和提升土壤質量，這將為今后煙田土地整理及后續土壤重建工作提供理論依據。

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