云南文山烟区土壤有机质的时空分布特征

李 卫，张树锋，向成高，余东灿，李鹏飞

（云南省烟草公司文山州公司，云南 文山 663000）

云南文山烟区土壤有机质的时空分布特征

李 卫，张树锋*，向成高，余东灿，李鹏飞

（云南省烟草公司文山州公司，云南 文山 663000）

为了解云南文山烟区土壤有机质的时空分布特征，通过多元统计分析了 2005—2011 年文山州植烟土壤有机质的变化趋势与空间分布特征。结果表明，文山烟区土壤有机质含量丰富，平均值为 2.70%，年度间趋势呈现为升高—减少—升高—减少—升高—减少的波浪式循环变化，与年降雨量呈正相关，相关系数为 0.64；各县（市）植烟土壤有机质含量均较高，其中西畴县最高，广南县最低，与海拔高度呈正相关，相关系数为 0.42；文山州植烟土壤有机质含量整体呈现出西北高，中间低，东南高的趋势，随着海拔的升高有增加的趋势。

烤烟；文山；有机质；时空分布

土壤有机质是土壤的重要组成成分，是表征土壤肥力和土壤质量的重要因子，是各种营养元素的主要来源，同时又是土壤微生物必不可少的碳源和能源，对烤烟的生长发育和经济性状有直接的影响。土壤中有机质的含量过高或过低均不利于烤烟生长[1]，在一定的范围内，有机质含量越高，土壤中的养分含量也越高，肥力状况越好，有利于生产较好品质烟叶。但有机质含量高过一定范围后，烟叶容易贪青，不能正常落黄[2-4]。植烟土壤有机质含量以北方烟区不高于 2.0%为宜，由于南方烟区有机质矿化速度较快，其含量以低于 1.5%为宜[5-6]。在植烟土壤中增施腐熟的秸秆能提高其有机质的含量，降低烟叶糖含量，提高烟叶含钾量[7-9]。土壤有机质含量越高，烟株对氮素的吸收越多，烟碱含量则越高[10-11]，有机质含量 15～20 g/kg 的酸性壤土能改善施肥效果，显著提高烟叶中的钾含量[12]。许自成等[13]研究显示，湖南植烟土壤有机质含量与烟叶的烟碱含量关系符合线性加平台模型，有机质出现的平 台转 折点 为 36.25 g/kg， 对应 烟碱 含量 为3.00%；石油醚提取物含量随有机质含量的升高而减少；硝酸盐、亚硝酸盐含量随有机质含量的增加而升高。由于文山独特的光热条件，生产的优质烟叶受到各方的青睐，而有关文山烟区土壤养分的研究鲜有报道。本文通过分析 2005—2011 年文山州土壤有机质含量的变化趋势，利用地统计学揭示文山烟区有机质的空间分布特征，为文山烟区烤烟种植的合理施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域简介

文山州地处西南边陲的云南东南部，东与广西百色接壤，南与越南接界，西与红河州毗邻，北与曲 靖 相 连 ， 地 跨 东 经 103°34’～106°11’， 北 纬22°41’～24°28’，面积 32 239 km2。文山州地势西北高、东南低，平均海拔在 1000～1800 m（图1）。文山烟区以亚热带气候为主，年平均气温 19 ℃，年降雨量 779 mm，全年无霜期 356 d，日照时数 2228.9 h，冬无严寒，夏无酷暑。文山属于典型的农业地州，农业人口占 92.3%，山区、半山区占 94.6%。文山烤烟种植主要分布在 1100～2000 m 海拔范围内的平坝、丘陵、山区地带，土壤主要为红壤和黄壤，以旱地为主，年产量达 3.75×104t，种植年限较短，宜烟耕地面积较广，充足的光热条件和适宜的降水使其生产出的烟叶能与津巴布韦相媲美。

图1 文山州地形与植烟土壤取样点分布图Fig. 1 Wenshan terrain and distribution of soil sample

1.2 样品采集与测定

采取五点取样法，取样时避开雨季，在土壤尚未施用底肥和移栽前采集样品，同一采样单元内取0.5 kg 耕作层土壤。土样经登记编号后进行预处理，经风干、磨细、过筛、混匀、装瓶后备用。2005—2011年根据文山州各地烤烟种植分布规模利用GPS定位（图1 为 2011 年 342 个土壤取样点）按比例进行采样点设置，共采集土壤样品 2288 份。

1.3 数据处理

特征值统计等分析通过 SPSS19.0 完成。使用地图经 Arc Info 投影转换后，生成以米（m）为单位的平面坐标，文山州行政区域图采用 1׃500000 电子地图。空间分布图绘制在 ArcGIS9.2 软件地统计学（Geostatistical Analyst）模块中完成[15]。

2 结 果

2.1 文山植烟土壤有机质含量及分布

从图2 可以看出，2005—2011 年文山植烟土壤有机质含量最大值为 7.49%，最小值为 0.11%，平均为 2.70%，变异系数为 34.53%，文山烟区土壤有机质含量丰富，样本数据整体变异较小。从文山植烟土壤有机质含量的分布情况来看，土壤有机质含量较低[15]的土壤（≤1.5%）占 8.17%，中等（1.5%～2.5%）占 35.49%，丰富（2.5%～3.5%）占 38.29%，较高（3.5%～4.5%）占 14.55%，偏高（≥4.5%）占 3.50%，文山大部分土壤有机质含量丰富，有利于文山特色优质烟叶的生长发育。

2.2 不同年份文山植烟土壤有机质含量及分布

图2 2005—2011 年文山植烟土壤有机质含量的分布情况Fig. 2 The distribution of Wenshan soil organic matter content in 2005-2011

从文山州7年以来的植烟土壤有机质含量数据的统计结果（图3）可以看出，2008 年文山烟区土壤有机质含量最高（2.84%），2007 年最低（2.48%），从 2005 年（2.73%）至 2011 年（2.72%）有机质含量的呈现为升高—减少—升高—减少—升高—减少的波浪式循环变化，与文山州的年降雨量变化相似，两者相关系数达 0.64。其中 2007 年与 2009 年变化幅度最大，土壤有机质沿着降水增加和温度下降的梯度而增加[16]，导致各年度间波浪式循环变化的原因可能是年降雨量及气温的变化。

2.3 不同植烟县土壤有机质含量及分布

从表1可知，西畴县植烟土壤有机质含量最高（3.07%），广南县最低（2.41%），麻栗坡县、马关县、丘北县、文山市、砚山县分别为 2.76%、2.86%、2.88%、2.72%、2.58%，各县（市）植烟土壤有机质含量均较高；从取样点海拔高度来看，土壤有机质含量与海拔成正比，相关系数达 0.42；从有机质含量的丰缺比例来看，各县较低和偏高水平的有机质比例均较低，中等和丰富水平所占比例均较高，两者所占比例达 70%左右，其中广南县中等水平比例最高，西畴县最低，麻栗坡县丰富水平比例最高，广南县最低。

2.4 文山烟区土壤有机质的空间分布

文山烟区土壤有机质含量数据具有空间变异结构方差，根据各向异性与趋势参数，结合半方差结构模型，采用球面模型，应用一阶趋势效应，采用普通克里格插值方法，获得文山州 2011 年植烟土壤有机质含量的空间分布图，如图4所示。

图3 文山烟区 2005—2011 年土壤有机质含量与年降雨量变化趋势Fig.3 Variation trend of Wenshan soil organic matter content and annual precipitation in 2005-2011

由图4可以看出，文山植烟土壤有机质含量分布的形状和斑块大小具有明显差异。文山州植烟土壤有机质含量整体呈现由西北向东南的高—低—高趋势，其中丘北县、文山市和马关县西部，西畴县、麻栗坡县以及与砚山县、广南县的交界处有机质含量较高，超过了 2.9%；砚山县和广南县大部，文山市与马关县东北部有机质含量较低，部分地方甚至低于 2.0%。对照文山州地势分布情况（图1）可知，文山植烟土壤有机质含量与海拔高度呈正比，即文山烟区土壤有机含量随海拔的升高有增加的趋势。

3 讨 论

文山植烟土壤有机质含量丰富，年度间变化与降雨量成正比，呈现出波浪式循环变化。气候是影响土壤有机质含量的主要因素之一，能直接影响土壤的水热状况及理化性质，通过影响岩石的风化、地貌变化和生物活动间接影响土壤的形成与发育，中等水热条件下土壤形成与发育最为完整，有机质含量也相对最高[1-3]。由于文山烟区近年来年度间气候变化明显，降雨量波动较大，对土壤有机质含量的影响尤为突出。文山烟区土壤有机质含量整体呈现出西北向东南的高—低—高趋势，随着海拔的升高有增加的趋势。地形地貌能直接影响土壤有机质的形成，气候也会随着其改变而不同，植被覆盖率高有利于土壤有机质的形成[16]。由于各县（市）的地域条件限制，烤烟种植存在较大差异，马关县、西畴县和麻栗坡县降雨较多，森林覆盖率高，以山地烟种植为主，多为紫色土，有机质质含量丰富，土壤肥力高；丘北县和文山市以丘陵种植为主，植被覆盖率较高，降雨量不稳定，土壤有机质含量中等；砚山县和广南县降雨较少，植被破坏严重，以平地种植为主，红壤和黄壤居多，加上连年干旱，有机质的形成速度降低，土壤有机含量较低。土壤有机质是土壤肥力的重要来源，其丰缺程度对烤烟的生长发育影响较大，摸清文山烟区土壤有机质的含量与变化规律，对文山烟区的可持续发展有着非常重要的意义。由于各方面因素的限制，文山植烟土壤有机质的研究尚未深入，可以分片区探索，加大取样量，开展相应试验示范。针对目前大面积烟叶生产，建议在土壤有机质含量较高的地方种植绿肥，保持土壤有机质含量；含量偏低的地方，增施腐熟农家肥或有机肥，培育土壤肥力。

表1 文山烟区各县（市）土壤有机质含量与取样点海拔分布情况Table 1 The distribution of Wenshan soil organic matter content in each county

图4 文山州 2011 年植烟土壤有机质含量的空间分布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

云南省烟草公司科技计划项目“提高文山生态优质烟叶对‘中华’品牌原料保障能力的研究”（2012YN15）

李 卫，男，硕士，主要从事烤烟栽培科研及管理。E-mail：hunau_liwei@163.com。*通信作者，E-mail：zhangshufeng@163.com

2013-11-4

2014-07-15