仁怀市土壤主要理化性状及特征分析

罗荣鹏　刘佳君　王雨薇　李耀

摘要：土壤作为自然资源的重要要素，影响着生物的生长、种类和分布，是生态系统的枢纽。通过野外系统调查、采集仁怀市境内主要土壤，结合文献资料，分析评价其土壤主要理化性状，以期为仁怀市的生物多样性基础提供科学支撑。结果表明：区内土壤类型多样，地带性土壤为黄壤，紫色土是其特色土类。按照土壤分类的发生学原则，共分为4个土类，14个亚类，64个土属，165个土种。分析显示，区内表层土壤pH的平均值为7.22，有机质为11.49  g/kg，全氮为1.70 g/kg，碱解氮为118.59 mg/kg，速效磷为10.12 mg/kg，速效钾为259.98 mg/kg，缓效钾为109.13 mg/kg，根据土壤肥力综合等级划分标准，养分综合评价值为3.4，养分综合等级为三等，土壤肥力等级为中等。对紫色土的分析显示，区内紫色土的pH与全氮和缓效钾呈极显著正相关关系，与有机质、碱解氮、有效磷以及速效钾没有相关性。本文研究结果可为仁怀市土壤保育和农林业区划提供参考。

关键词：土壤；理化性状；肥力评价；仁怀

中图分类号：S158文献标识码：A

文章编号：1008－0457（2023）06－0018－06国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2023.06.003

土壤是联系岩石圈、生物圈、水圈、大气圈的纽带，是自然景观的重要组成部分，支撑着生物的生存、分布和发展，是生物多样性的物质基础，是陆地生态系统的重要组成部分，也是农业发展的最基本要素［1-2］。地处赤水河畔的仁怀市，是酱香型白酒的发源地和核心产区，区内土壤类型多样，其酿酒文化和酱酒品质的形成，与区内的土壤密不可分。酱香型白酒基酒生产工艺中，用于密封窖内糟醅的封窖泥是取自赤水河谷地带广泛分布的紫色土［2］。

文献调研发现，前人对仁怀市土壤的研究不多，第二次土壤普查已过去了40年，近年来的研究主要关注茅台酒原料基地土壤养分、重金属和土壤微生物等方面［4-6］。2017年曾开展1∶5万尺度耕地质量地球化学调查，但调查对象主要为耕地，且指标测试主要是利用地球化学手段［7］。更多的文献是赤水河流域或者遵义市层面的相关研究，只是在仁怀市布设有部分样点［8-9］。本文依托“中国酱酒核心产区仁怀生物多样性调查评价项目”，通过野外调查，采集仁怀市表层土壤，主要调查采集自然土，尤其关注紫色土，测定土壤的主要理化性质，探究土壤的养分状况并进行评价，以期为研究区生物多样性及土壤保育和可持續利用提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

仁怀市位于贵州省西北部，地处赤水河中游，大娄山脉西段北侧。地理坐标为北纬27°33′30″～28°10′19″，东经105°59′49″～106°35′50″之间。东邻遵义县和桐梓县，南接毕节市金沙县，西界四川省古蔺县，北连习水县。东西平距17 km，南北平距61.2 km，占地面积1788 km2，全市土地面积占贵州省的1%，遵义市的5.8%。仁怀东南多系高山丘陵，西北多属河谷坡地，呈弧状三级阶形。境内山峦起伏，群峰叠嶂，沟壑纵横，坡陡谷深，地貌多种多样。海拔高差大，最高点1681.4 m，最低点329.5 m，市城区平均高度为898.4 m。气候、植被、土壤差异明显，形成了各具特色的自然景观。境域属中亚热带湿润季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，无霜期长，光、水、热同季，年平均降水量1019.8 mm，最多年份1242 mm，最少年份839.7 mm。年平均无霜期300 d以上。年平均温度15.8 ℃，极端最低温度-3.8 ℃，极端最高温度38 ℃。境内干流有赤水河、桐梓河，主要河流有盐津河、五马河、九仓河、五岔河、观音寺河。有大小河溪170条，河流总长850 km，平均年径流深408.4 mm［10］。

境内地质构造复杂，地形破碎，地貌类型多样，随地貌的变化土壤有明显的垂直变化和地域差异。区内土壤类型多样，根据第二次土壤普查结果，按照土壤分类的发生学原则，共有4个土类，14个亚类，64个土属，165个土种。全市土壤总面积共157 607.8 hm，其中，石灰土占40.7%，黄壤占37.5%，紫色土占12.9%，水稻土占8.9%，粗骨土包括在各土类中，地带性土壤为黄壤［11］（图1）。

1.2样品采集与处理

按垂直于地层岩性变化的方向进行踏勘与采样，采样地层从老到新跨越地层，从老至新有二叠系梁山组（Pl）、栖霞组（Pq）、茅口组（Pm）、龙潭组（Pl）、长兴组（Pc）；三叠系夜郎组（Ty）、茅草铺组（Tm）、狮子山组（Tsh）、松子坎组（Ts）、二桥组（Te）；侏罗系自流井组（Jz）、下沙溪庙组（Jx）、上沙溪庙组（Js）；白垩系茅台群（Km）及第四系（Q）。采样深度和技术规范参照全国第三次土壤普查，其中林草地20 cm、园地40 cm，耕地20 cm，共采集黄壤313件、紫色土159件、石灰土284件、水稻土35件，覆盖每一套地层、每一种土壤类型和土地利用方式，采集土壤样品后装袋编号，记录采样信息带回实验室风干研磨待测。

1.3样品测定

土壤样品理化性质参照《土壤农化分析》［12］，土壤pH、碱解氮、速效钾、缓效钾、速效磷、全氮以及有机质的测定方法见表1。土壤养分含量分级标准参照全国第二次土壤养分地球化学分级标准，各养分指标不同等级分级标准见表2。

土壤养分综合评价，在氮、磷、钾土壤单指标养分地球化学等级划分基础上，参照土地质量地球化学评价规范（DZ/T 0295—2016）计算土壤各等级养分地球化学综合得分（f）。

1.4数据处理

利用Microsoft Excel 2010对实验数据进行整理，利用软件SPSS 25.0对数据进行分析，采用软件Origin 2021进行图表的绘制。

2结果与分析

2.1土壤分布特征

赤水河河谷地带及九仓镇集中分布了侏罗系、白垩系紫色砂页岩发育的紫色土，土层较薄，大多为A-C构型。黄壤是市域主要土壤类型，分布于东南部低中山山地和由北到南的低山山地，与石灰土呈复域镶嵌分布。石灰土广泛分布于岩溶地区，水稻土在市内各地均有分布。

2.2土壤属性特征

仁怀市黄壤的土壤结构多数为粒状、团粒状，基本无明显侵蚀。成土母质多为石灰岩、白云岩坡残积物、砂页岩坡残积物。剖面构型较大部分为A-B-C型，土体厚度为60～80 cm，质地多为轻粘壤、中壤，部分为中粘壤、重壤。多分布在低中山坡腰、低中山坡顶、低山坡腰、低山坡顶和低丘坡腰，其余少数位于中丘坡顶、中丘坡腰、中山坡顶等，排水灌溉能力较好。

石灰土多数呈粒状、团粒状，少数为微团粒、块状、团块状。除了极少部分石灰土较为瘠薄，总体土壤肥力情况较好。成土母质多为石灰岩残坡积物、石灰岩坡残积物、白云灰岩、白云岩坡残积物。剖面构型较大部分为A-B-C型，土体厚度30～100 cm。多数分布于中低海拔段。质地多为轻粘壤、中壤、砂壤、轻壤、少数为中粘壤、松砂壤、重壤。多数分布于低中山坡腰、低山坡腰、低山坡顶和低丘坡腰，其余少数地形部位位于中丘坡腰、中山坡顶等，排水灌溉能力较好。

紫色土的土壤结构主要为粒状、团粒状，少部分为块状、微团粒状、团块状，极易被侵蚀。主要成土母质为紫红色砂页岩、紫色砂岩、泥岩坡残积物等。土壤剖面主要为A-C型，其次为A-BC-C、A-C型。土壤质地主要为轻粘壤、砂壤、中壤和轻壤，集中分布在茅台镇及其以下的赤水河谷地带，以及九仓镇，排水能力较强。

水稻土是研究区肥力最高的土壤类型，分布面积小，主要为粒状、团粒状和微团粒，适合作物的生长，没有明显侵蚀，成土母质种类较多，但主要的成土母质为泥质白云岩、石灰岩坡残积物、老风化壳、紫红色砂岩坡残积物等。剖面构型主要为Aa-Ap-P-C型、Aa-Ap-W-C型、Aa-Ap-W-C型，土体厚度为40～100 cm。多数水稻土分布在中低海拔的低山坡腰、低中山坡腰、盆地、低山坡脚地形部位中，排水能力中等偏强，有灌溉能力，发展前景高。

2.3土壤养分含量特征

不同土壤类型成土因素不同，按土壤类型分别统计仁怀市土壤养分平均含量，结果显示不同土类的土壤质量指标差异明显。由表3所示，在各土类中，pH的含量大小顺序为：石灰土、水稻土、紫色土、黄壤；有机质的含量大小顺序为：水稻土、黄壤、石灰土、紫色土；全氮的含量大小顺序为：水稻土、石灰土、黄壤、紫色土；碱解氮的含量大小顺序为：石灰土、水稻土、黄壤、紫色土；有效磷的含量大小顺序为：石灰土、紫色土、黄壤、水稻土；有效磷的含量大小顺序为：石灰土、紫色土、黄壤、水稻土；缓效钾的含量大小顺序为：紫色土、石灰土、黄壤、水稻土；速效钾的含量大小顺序为：石灰土、水稻土、黄壤、紫色土。对研究区内所有土类养分指标统计发现，紫色土和黄壤为弱酸性土壤，石灰土为弱碱性，水稻土为中性；有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量在紫色土中最低，在水稻土中最高；而缓效钾含量在紫色土中最高，水稻土中最低；有效磷含量则是在石灰土中最高，水稻土中最低。

对仁怀市表层土壤样品的养分指标含量进行统计，结果如表4所示，pH的平均值为7.22，有机质为11.49 g/kg，全氮为1.70 g/kg，碱解氮为118.59 mg/kg，速效磷为10.12 mg/kg，速效钾为259.98 mg/kg，缓效钾为109.13 mg/kg。全氮的变异系数为29.11%，碱解氮为33.95%，有效磷为80.25%，速效钾为39.21%，缓效钾为37.60%，pH为10.65%，有机质为33.83%。通常认为变异系数CV≤10%时为弱变异，10%<CV≤100%时为中等变异性，CV>100%时为强变异性，变异系数大小依次为速效磷、速效钾、缓效钾、有机质、全氮、碱解氮、pH，7个元素指标含量的变异系数的范围为11.72%～73.45%，属于中等变异。变异系数的大小与土壤特性的空间差异性成正比，其中速效磷的变异系数最大，可能与磷肥施用量不同，磷元素在土壤中易被固定、移动性差，以及成土母质不同等因素有关。

2.4土壤养分综合等级

不同土类养分指标等级占比情况如图2所示，紫色土有机质和全氮的养分综合等级占比主要集中在三等（中等）和二等（较丰富），其中有机质三等（中等）和二等（较丰富）占比分别为33％和30％，全氮分别为48%和24%，碱解氮等级占比主要集中在三等（中等）和四等（较缺乏），占比分别为48%和26%；黄壤有機质和全氮养分综合等级主要集中在前三等级，占90%以上，碱解氮主要集中在三等（中等）和二等（较丰富），占比分别为42%和29%；石灰土有机质和全氮养分综合等级与黄壤分布一样，主要集中在前三等，有机质前三等级占比达到88%，全氮达95%，碱解氮等级占比主要集中在三等（中等）和二等（较丰富），占比分别为43%和27%；水稻土有机质和全氮养分综合等级占比主要集中在一等（丰富）和二等（较丰富），其中有机质占比分别为40%和35%，全氮占比为44%和31%，碱解氮主要集中在三等（中等）和二等（较丰富），占比分别为36%和28%；四种类型土壤有效磷集中分布在后三等级，速效钾养分综合等级占比主要集中在三等（中等）和四等（较缺乏）。

依据《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016），计算仁怀市各个土类的土壤养分地球化学综合得分，仁怀市耕地土壤紫色土、黄壤、石灰土、水稻土的养分综合指数分别为3、2.6、3.4、3（表5）。除黄壤的养分综合等级为三等、其他三种土类均为二等。与土壤养分的分布特征结合起来发现，仁怀市耕地土壤石灰土的肥力最高，水稻土和紫色土的肥力次之，黄壤的肥力最低。对仁怀市耕地土壤养分的含量划分，可得出仁怀市耕地土壤氮、磷、钾所对应的fi等级得分分别为3分、3分和5分，结合权重最后根据公式计算得出的f养综为3.4分。根据土壤肥力综合等级划分标准，仁怀市耕地土壤养分综合等级为三等，耕地肥力等级中等。

2.5紫色土理化性质及特征

紫色土作为一种非地带性土，是研究区的特殊土类，酱香型白酒基酒生产工艺中的封窖泥就是取材于紫色土。研究区紫色土的成土母岩主要包括侏罗系自流井组、沙溪庙组和遂宁组，3套地层岩性主要为紫红色砂页岩、泥岩，经过风化搬运形成坡积物、残积物。该土类土质松软，孔隙度大，具有良好的渗透性，对区域内的地表水、地下水形成层层过滤，让赤水河富含矿物质。此外，紫色土通过特殊工艺制作后，富含耐热芽孢杆菌等有益微生物，能够产生丰富的香味物质，促使原酒三种典型体（酱香、窖底香、醇甜香）的产生。因此，本文将对此类土壤进行单独分析。

研究区紫色土根据酸碱性可分为酸性紫色土与中性紫色土，二者理化性质存在一定的差异，各指标含量见表6。其中，酸性紫色土的pH的均值为5.77、有机质为27.81 g/kg、全氮为1.27 g/kg、碱解氮为103.05 mg/kg、有效磷为10.98 mg/kg、缓效钾为270.13 mg/kg和速效钾为103.09 mg/kg；中性紫色土的pH的均值为7.01、有机质为29.84 g/kg、全氮为1.46 g/kg、碱解氮为105.45 mg/kg、有效磷为9.82 mg/kg、缓效钾为289.28 mg/kg、速效钾为101.37 mg/kg。其中除了酸性紫色土中有效磷和速效钾含量略高于中性紫色土外，中性紫色土中pH、有机质、全氮、碱解氮和缓效钾含量均高于酸性紫色土。

紫色土各理化性质相关性分析结果如图3所示，土壤pH与全氮和缓效钾均呈极显著正相关（P＜0.01），而与有机质、碱解氮、有效磷以及速效钾没有相关性；有机质与全氮和碱解氮呈极显著正相关（P＜0.01），而与有效磷、缓效钾及速效钾没有相关性；全氮与碱解氮和速效钾呈极显著正相关（P＜0.01），而与有效磷和缓效钾没有相关性；碱解氮与缓效钾呈极显著负相关（P＜0.01），与速效钾呈显著正相关（P＜0.05），而与有效磷没有相关性；有效磷与速效钾呈显著正相关（P＜0.05），而与缓效钾没有相关性；缓效钾则与速效钾呈极显著正相关（P＜0.01）。

3结论与讨论

成土母质的影响：由于本研究主要关注自然土，土壤特性因成土母质不同而差异较大，如碎屑岩分布区形成的黄壤砂性重、渗透性强、变温快，易受侵蚀，而碳酸盐岩分布区的黄壤较为粘重，特性表现相反。紫色土受母岩影响深刻，大多表现为粗骨土的特性，土层较薄，土壤侵蚀比其他土类严重，极易被淋溶迁移，这也是赤水河命名的由来。前人的研究也表明仁怀市成土母岩对土壤养分元素的影响较大，元素在土壤及其成土母岩中的含量变化关系是相似的，不同地层单元风化土壤的化学组成各异［6］。本研究中缓效钾含量在紫色土中最高，就是因为缓效钾主要存在于层状硅酸盐矿物层间，与母质密切相关［13-14］。

地形的影响：地形作为成土因素之一，深刻影响着土壤的形成与发育。尤其在研究区赤水河谷两岸表现尤为明显，赤水河谷一带基岩产状为258～235°∠32～55°，其右岸为顺向坡，岩层产状与坡向一致，左岸为逆向坡，岩层产状与坡向相反。赤水河右岸的顺向坡是基岩面较长的斜坡，其覆盖的土层容易发生滑动，土层较薄，土体元素极易被淋溶迁移，而左岸的逆向坡表现相反。

人为施肥的影响：本次研究中仅水稻土为人为土，其余均为自然土。对比显示，各土壤中有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量在紫色土中最低，在水稻土中最高。一方面是由于紫色土土壤侵蚀较严重，导致土壤中的养分流失，使其养分含量较低，另一方面是与自然土壤相比，水稻土在人為施肥的影响下更利于有机质、氮和钾的积累。

本文通过对仁怀市内土壤的调查和理化性质的分析，结果表明仁怀市土壤类型主要包括黄壤、石灰土、紫色土、水稻土，地带性土壤为黄壤，紫色土是其特色土类；研究区内表层土壤pH的平均值为7.22，有机质为11.49 g/kg，全氮为1.70 g/kg，碱解氮为118.59 mg/kg，速效磷为10.12 mg/kg，速效钾为259.98 mg/kg，缓效钾为109.13 mg/kg；根据土壤肥力综合等级划分标准，仁怀市土壤养分综合评价值为3.4分，养分综合等级为三等，土壤肥力等级为中等；在研究区内紫色土可分为酸性紫色土与中性紫色土，除酸性紫色土中有效磷和速效钾含量略高于中性紫色土外，中性紫色土中pH、有机质、全氮、碱解氮和缓效钾含量都高于酸性紫色土。紫色土的pH与全氮和缓效钾呈极显著正相关关系，与有机质、碱解氮、有效磷以及速效钾没有相关性。

（责任编辑：严秀芳）参考文献：

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Analysis on Main Physical and Chemical Properties，and Characteristics of Soils in Renhuai City

Luo Rongpeng Liu Jiajun Wang Yuwei Li Yao

（1.Forestry Bureau of Renhuai，Renhuai 564500，Guizhou，China；2.College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang 550025，Guizhou，China）

Abstract：As an important element of natural resources，soil affects the growth，species and distribution of organisms，and is the hub of the ecosystem.Through systematic field investigation and collection of the main soil in Renhuai  city，combined with literature data，the main physical and chemical properties of the soil were analyzed and evaluated，in order to provide scientific support for the basis of biodiversity in Renhuai  city.The results showed that there were various soil types in this area，the zonal soil was yellow soil，and the purple soil was its characteristic soil.According to the genetic principle of soil classification，it could be divided into 4 soil classes，14 subclasses，64 soil genera and 165 soil species.Analysis showed that the average value of pH，organic matter，total nitrogen，alkali-hydrolyzed nitrogen，available phosphorus，available potassium，slow available potassium in surface soil were 7.22，11.49 g/kg，1.70 g/kg，118.59 mg/kg，10.12 mg/kg，259.98 mg/kg，109.13 mg/kg，respectively.According to the comprehensive classification standard of soil fertility，the comprehensive evaluation value of nutrients was 3.4，the comprehensive nutrient grade was third grade，and the soil fertility grade was medium.The analysis of purple soil showed that the pH of purple soil was positively correlated with total nitrogen and slow-available potassium，but not with organic matter，alkali-hydrolyzed nitrogen，available phosphorus and quick-available potassium.The results of this paper could provide reference for soil conservation and agroforestry regionalization in Renhuai  city.

Keywords：soil; physical and chemical properties; fertility evaluation; Renhuai