红河州弥勒市植烟土壤pH和有机质分析

阙劲松，唐佐芯，李贤峰，陈泽斌，陈丽娟，任 禛，王彬彬，倪凤萍，陆庆华，付亚丽，黄 坤，李柘锦，夏体渊*

(1.云南省烟草公司红河州公司，云南 弥勒 652300； 2.昆明学院，云南 昆明 650214；3.云南圣清环保科技有限公司，云南 昆明 650093)

【研究意义】烟草适应性较强，在多种土壤上都可以生长发育，但优质烟叶对土壤条件的要求比较严格[1]，不同海拔条件下温度和水分等变化会对土壤中矿物质分解、合成及物质的积累和淋失产生影响[2-3]。土壤中有机质含量对烟株的生长具有重要影响[4]，土壤pH值过高或过低均对烟株根部产生损害，降低根部对养分的吸收效率，还会改变营养元素在土壤中的形态和含量[5]。因此，了解植烟土壤pH和有机质对土壤类型和海拔的响应意义重大。【前人研究进展】近年来，许多学者都在研究土壤有机质与pH的关系，贺丹锋、杨春文、彭丽丽、黄婷、周炼川和周杰文分别研究了云南罗平、大理、临沧、曲靖、文山和保山土壤pH与其他养分的关系[6-11]。【本研究切入点】针对云南红河弥勒烟区不同海拔高度下植烟土壤pH与土壤有机质含量、土壤类型之间的关系研究还较少。【拟解决的关键问题】通过对红河州弥勒市10个乡(镇)的251个取样点的植烟土壤pH、海拔、土壤类型和土壤有机质的相关关系分析，以期为弥勒烟区植烟土壤pH调控和合理施肥提供理论依据，从而保证土壤可持续利用和烟叶品质。

1 材料与方法

1.1 样品采集与分析

弥勒市地处云南省东南部，红河北部，位于东经103°04′～103°49′，北纬23°50′～24°39′，是红河州最重要的烟区之一。2018年1-3月，在前茬作物收获后，未进行烤烟移栽前，以乡(镇)为单位，采集植烟区东山乡、虹溪镇、弥阳镇、五山乡、西一镇、西二镇、西三镇、新哨镇、巡检镇、竹朋镇10个乡(镇)未翻耕耕作层的土壤样品。取样点数量按照不同土壤类型、种烟规模、品种、海拔(以200 m为1个海拔段)等因素进行确定。海拔分为1350 m以下、1350～1550 m、1551～1750 m、1751～1950 m、1951～2150 m 5个梯度。同一梯度的海拔，种烟面积>133.33 hm2，以烤烟品种相同、土壤类型具有典型代表性的行政村为单位，取土壤样点2～3个；种烟面积<66.67 hm2的行政村，视其品种、土壤类型的代表性，取土壤样点1～2个；种烟面积<20 hm2的行政村除特殊情况外，原则上不设取样点。取样点数量的确定须兼顾当地烤烟种植基地单元规划(或行政区划)、主要土壤类型、田烟和地烟、品种区划等。结合弥勒市烤烟种植区域实际情况，共设立取样点251个，每个样点采集土壤样品1个。按5点取样法，梅花型或蛇型取样，采集5个分样点，遇到有种植作物的取样田块，分样点在作物行间(即两株作物的中间)进行取样(严禁在作物的根际内取样)。

土壤酸碱度和有机质分别依据NY/T1377-2007和NY/T1121.6-2006进行测定。

1.2 数据分析

采用Excel 2007进行数据整理，用SPSS 17.0进行统计分析，并用Duncan做多重比较分析，文中各表中同列数据后的不同字母表示样品间差异显著(P<0.05)。

1.3 土壤pH和有机质分级标准

土壤理化性状参考和借鉴《中国植烟土壤及烟草养分综合管理》的中国植烟土壤养分丰缺指标和《全国第二次土壤普查土壤养分划分指标》，土壤pH等级划分和对应含量依次为强碱性(一级，>8.5)、微碱性(二级，7.5～8.5)、中性(三级，6.5～7.5)、酸性(四级，5.5～6.5)、强酸(五级，4.5～5.5)和极强酸(六级，<4.5)；土壤有机质等级划分和对应含量依次为很高(一级，>40 g/kg)、高(二级，30～40 g/kg)、中等(三级，15～30 g/kg)、低(四级，10～15 g/kg)和极低(五级，<10 g/kg)。

2 结果与分析

2.1 弥勒市植烟土壤pH变化特征分析

如表1所示，弥勒市植烟土壤pH变化为4.39～8.45，平均值为6.51，有28.69 %的植烟土壤pH处于最适宜范围内。各乡(镇)之间呈现不同程度的差异，虹溪镇的植烟土壤pH均值最大，虹溪镇和五山乡土壤pH变异程度最低，变异系数均小于10 %。仅西三镇、新哨镇和竹朋镇分别有1个样品属于极强酸范围，占全市土壤样品的1.20 %，且竹朋镇的5个土壤样品分别属于土壤pH的5个等级，各占20 %；虹溪镇的土壤样品为中性(20 %)和微碱性(80 %)，五山乡的土壤样品为强酸性(55.56 %)和酸性(44.44 %)(图1)。

弥勒市植烟土壤以红壤(66.93 %)和砂壤土(29.08 %)为主，有4个和6个土壤样品分别属胶泥土和水稻土。水稻土的土壤pH显著高于其他3种土壤类型，且变异系数小于10 %，变异程度低，其他土壤类型的pH的变异程度属于中等变异(表2)。

弥勒市植烟土壤分布于海拔1135～2124 m海拔间，将其划分为6个海拔梯度(表3)，高于1550 m海拔的土壤样品高达94.02 %。各海拔梯度间土壤pH的差异不显著，在1351～1550 m海拔范围内，土壤pH最高，随着海拔升高，土壤pH呈现“M”型变化趋势(表3)，各个海拔梯度下土壤pH的变异属于中等强度变异。

2.2 弥勒市植烟土壤有机质变化特征分析

弥勒市植烟土壤有机质平均值为30.60 g/kg，变幅为5.02～64.28 g/kg，西二镇植烟土壤有机质均值最低，西三镇植烟土壤有机质均值最高(表4)，五山乡植烟土壤有机质变异程度最低，为10.76 %，属于中等变异。

表1 弥勒市各乡(镇)植烟土壤pH特征

注：表中数据后不同小写字母表示差异达0.05显著水平。下同。

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

表2 弥勒市不同类型植烟土壤pH特征

图1 弥勒市植烟土壤pH分布情况Fig.1 The soil pH distribution of tobacco planting field in Mile city

表3 弥勒市不同海拔植烟土壤pH特征

表4 弥勒市各乡(镇)植烟土壤有机质特征

图2 弥勒市植烟土壤有机质分布情况Fig.2 The soil organic matter distribution of tobacco planting field in Mile city

表5 弥勒市不同土壤类型土壤有机质特征

表6 弥勒市不同海拔植烟土壤有机质特征

图3 弥勒烟区土壤pH与土壤有机质的关系Fig.3 The relation between soil organic matter and soil pH

有机质含量极低的土壤样品分布于东山乡、虹溪镇和西二镇，占比分别为4.00 %、20.00 %和24.00 %；东山乡、西三镇和西一镇有机质含量丰富的比例分别为28.00 %、35.70 %和19.20 %。新哨镇和竹朋镇所有土壤样品有机质含量为中等水平，其他乡(镇)有机质含量中等的变化范围为28.00 %～80.00 %，全市有41.40 %的土壤有机质处于中等水平、59.80 %的土壤有机质含量为高及丰富水平(图2)。

土壤有机质在4种土壤类型中的差异不显著，胶泥土和水稻土的有机质含量较低，红壤和砂壤土的有机质含量稍高，变异程度均属于中等变异，但砂壤土中变异程度较低(表5)。

海拔1351～1550 m植烟土壤有机质含量最低，显著低于海拔1350 m以下的植烟土壤，但与海拔1550 m以上植烟土壤有机质含量间无差异，随着海拔上升，土壤有机质呈现“W”型变化趋势，各海拔梯度间植烟土壤有机质含量均处于中等变异程度(表6)。

2.3 土壤pH与有机质的相关关系

如图3所示，弥勒市植烟土壤有机质与土壤pH呈负相关关系，耕作层土壤有机质随土壤pH值的增大而减小。

3 讨 论

烤烟对植烟土壤酸碱度的适应性较强，在pH值3.5～9.0范围内均能正常生长，世界各国推荐适宜烤烟生长的pH值为5.0～7.0，即植烟土壤呈微酸性较有利于烟株的生长[9]，pH值 5.5～6.5为最适宜范围[12]。弥勒市植烟区，有56.57 %的土壤为适宜范围，28.69 %为最适宜范围。土壤pH在各乡(镇)间有显著差异，如五山乡的土壤为pH 4.5～6.5范围，有55.56 %的土壤属于强酸性土壤；虹溪镇的土壤样品均呈现中性及碱性。海拔对土壤pH无影响，但低海拔的土壤pH较高。有必要通过土壤改良调节酸碱度，以满足优质烟叶生产的需要。

土壤有机质高低是土壤肥力的重要指标，土壤有机质除可改善土壤物理特性外，还能为植物的生长和微生物的代谢提供各种养分。优质烤烟生产要求植烟土壤有机质含量在20～30 g/kg[13]，弥勒市土壤有机质含量均为30.60 g/kg，变幅为5.02～64.28 g/kg，高于适宜范围，变异系数为37.79 %，空间变异程度中等。各海拔梯度间和各乡(镇)土壤有机质差异显著，西三镇土壤有机质含量最高(36.78 g/kg)，低海拔区域(均值为32.35 g/kg)的土壤有机质含量最高，全市有59.80 %的土壤处于有机质含量高及丰富水平，高有机质含量是弥勒市植烟土壤的特点之一，有机质含量高的土壤所产烟叶其香气物质总量显著高于有机质含量低的土壤，香气物质总量与土壤有机质含量呈正相关关系[14]。土壤有机质含量越高，烤烟吸收的氮素就越多，合成烟碱的量也就越多，从而影响烤烟吃味品质[15-17]，因此，有机质含量高的土壤，应减量使用氮肥。

研究表明，广西环江红壤有机质矿化分解的关键调控因素是土壤pH[18]；广西百色植烟土壤pH与有机质呈显著正相关关系[19]；武陵山植烟土壤pH与有机质呈显著负相关关系[9]；罗平烟区土壤pH与土壤全氮、有效磷和速效钾显著正相关，与土壤有机质和全钾呈负相关关系，但未达到显著水平[6]。本研究结果表明，土壤pH与有机质呈负相关关系，但未达到显著水平。同时，湘西烟区土壤pH与土壤养分呈曲线关系，当pH值 5.5时或pH 值8.0时，随土壤pH值变化，主要养分含量变化较大，当pH值在5.5～8.0时，随土壤pH值变化，主要养分含量变化平缓[13]。大理植烟土壤pH与土壤交换性钙和镁的相关性呈极显著水平，总体上土壤pH与土壤中各类元素的吸收、转化等密切相关，在制定施肥方案时，需考虑土壤pH。

4 结 论

弥勒市植烟土壤pH平均值6.51，变幅为4.39～8.45，56.57 %的土壤pH处于适宜范围，28.69 %的植烟土壤pH处于最适宜范围，22.31 %的土壤为极强酸性及强酸性，24.70 %的土壤pH属于微碱性。土壤有机质平均值为30.60 g/kg，变幅为5.02～64.28 g/kg，全市41.40 %的土壤有机质为中等水平，59.80 %的土壤有机质含量为高及丰富水平。弥勒市烟区海拔介于1350～2150 m，植烟土壤pH值随海拔升高呈现“M”型变化趋势，而有机质则呈现“W”型变化趋势。弥勒市植烟土壤以红壤(66.93 %)和砂壤土(29.08 %)为主，土壤pH水稻土>胶泥土>红壤>砂壤土；而有机质含量不受土壤类型的影响。土壤pH值与土壤有机质含量呈负相关关系。