云南腾冲火山区域主要植烟区土壤养分状况分析

陈建军，沈 晗，招启柏，朱卫星，周冀衡*

(1湖南农业大学烟草研究院，长沙410128;2江苏中烟工业公司原料部，南京210019)

有研究［1～3］表明，火山灰土肥力优异，在农业生产中占有重要地位。火山灰土主要分布在中国黑龙江的五大连池、吉林长白山、辽宁宽甸盆地、云南腾冲、青藏高原及台湾北部地区。其中云南腾冲火山灰土壤，形成于第四纪火山碎屑喷出物，主要是以玄武岩质和安山玄武岩为主的基性和中性火山灰上发育而成［4］。中国土壤学界对火山灰土的研究［5，6］开始较晚，近年来，主要集中在长白山、五大连池以及南沙海区，并倾向地质学方面的报道［7～12］。

腾冲位于云南省保山市西南部，最高海拔为3 780.2 m，最低海拔930 m，年平均气温14.7℃，积温4 613℃，年日照2 200 h，年降雨1 451.9 mm。保山具备优良的烟叶种植气候和土壤条件，其表层土壤含有大量的有机质，而优质烟叶的生产与土壤养分状况关系密切［13～18］。保山烟叶具有品质纯正、色泽金黄、油润丰满、厚度适中、香气质好、燃烧性好、配伍性好等特点，为卷烟工业的发展提供了优质的原料。但火山灰土区域一般被认为是生态脆弱区，坡度大、降雨强、土壤可蚀性强，不恰当的土地利用与管理方式等是引起生态脆弱的主要原因［19，20］。笔者对腾冲地区植烟火山灰土主要养分状况进行分析和评价，以期减少不恰当施肥引起的土壤面源污染及不合理耕作带来的土壤侵蚀，为腾冲火山灰区域植烟环境可持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试土壤主要取样点覆盖腾冲县12个乡镇，其中重点分析5个主要植烟区，分别为:界头、曲石、固东、滇滩、明光等。地形主要为坡地、梯田及平地。取样时间为2007年，样品采集时间选择在烤烟尚未施用底肥和移栽以前。全县共采集0～20 cm土层土壤样品175个，其中5个主要植烟区域土样为159个。每个样品从10个点采集，剔除大的根系和砾石等杂物，混合后约1 kg土样。对土样进行预处理，经过风干、磨细、过筛、混匀、装瓶后供测定分析用。

1.2 测定项目与方法

测定项目为pH值、有机质、速效氮、有效镁、速效磷、速效钾、有效锌、有效硼，测定方法参考文献［21］。

1.3 数据分析

利用Excel及SPSS 17.0软件对样品数据进行描述性分析。

2 结果分析

2.1 土壤pH值与有机质含量

土壤pH对烟草品质有重要影响。根据中国的生产实践和具体情况，参照国内外有关资料，烟草适宜的土壤pH值为5.0～7.0，最适宜的土壤pH为 5.5 ～6.5［22］。

由表1可知，腾冲植烟土壤pH值的变幅为4.27～6.45，平均为5.06。其中，界头平均pH值为5.42，是5个主要植烟区最高的，最低的滇滩为4.81。全县最适宜植烟土壤样品为48个，占样品总数的27.43%;适宜样品数为144，占样品总数的82.29%。其中，界头与固东pH值对烟草的种植适宜度分别为95.24%和87.5%。滇滩土壤pH值总体情况不太理想，在生产上应注意适当施用石灰改良土壤酸碱度。

表1 腾冲植烟土壤pH值

土壤有机质含量的多少是土壤肥力高低的一个重要指标。腾冲植烟土壤有机质含量变幅为13.71～118.61 g/kg，平均为50.06 g/kg。其中，界头有机质含量最低，平均为45.19 g/kg，滇滩高达73.69 g/kg。全县土壤有机质含量达一级标准的(参照第二次土壤普查划分标准)样品占样品总数的73.71%，界头低于平均标准，但也有65.48%达到一级标准 (表2)。因此，腾冲地区植烟土壤有机质含量丰富。虽然关于火山灰土大量积累有机质的机制尚无定论，但有数据表明，火山灰土有机质的大量积累是其有别于其他土壤的重要特性［23～27］。

表2 腾冲植烟土壤有机质含量

2.2 土壤养分含量

2.2.1 土壤大量元素含量

反映土壤肥力的另一个指标是土壤速效养分的含量。由表3可见，全县速效氮的平均值为211.9 mg/kg，最高为滇滩，其他区域差别不大;速效磷平均值为20.66 mg/kg，其中，固东的速效磷含量最高，为38.67 mg/kg，最低的明光，平均值只有8.07 mg/kg，土壤磷素含量低，这可能与当地降雨量丰富，土壤淋溶强烈有关;速效钾平均值为204.66 mg/kg，其中最低的界头为140.6 mg/kg，但总体上，速效钾含量丰富。

表3 腾冲植烟土壤大量元素含量(mg/kg)

2.2.2 土壤中量元素含量

由表4可知，腾冲全县植烟土壤有效镁的范围为2.2～4 186.6 mg/kg，平均值为565.4 mg/kg。根据自由路等［28］对土壤中有效镁含量划分标准，将有效镁含量为100 mg/kg定为临界值，该区域低于临界值的样品数为7.51%。其中，界头有效镁含量较理想，均高于临界值，其平均值为704.9 mg/kg;明光植烟区土壤有效镁含量平均值只有89.3 mg/kg，62.5%的样品含量低于临界值。由分析可知，腾冲全县植烟土壤有效镁分布不均匀，部分地区严重缺镁，这将给烟叶生产带来不利影响。

表4 腾冲植烟土壤有效镁含量

2.2.3 土壤微量元素含量

由表5可知，腾冲地区植烟土壤有效锌含量范围为0.06～10.65 mg/kg，平均值为1.03 mg/kg。其中，固东有效锌含量为全县最高，达2.23 mg/kg，含量最低的区域为曲石，只有0.67 mg/kg。根据沈善敏［29］对有效锌、有效硼临界值的确定，全县植烟土壤有效锌含量绝大部分低于临界值(1.5 mg/kg)，占89.71%。有效硼的含量为0.02～0.88 mg/kg，平均值为0.28 mg/kg，各主要植烟区域差异不大，全县96%的植烟土壤有效硼含量低于临界值 (0.5 mg/kg)。由以上分析可知，腾冲地区植烟土壤需补施锌肥和硼肥。

表5 腾冲植烟土壤有效锌、有效硼含量

3 结论与讨论

腾冲地区所处的地理位置特殊，为北回归线区域附近，光、温、水、热等生态条件较好。而且火山密集区，土壤条件优越，造就了腾冲为中国甚至世界范围内不可多得的优良植烟环境。本试验研究表明，腾冲地区植烟土壤养分状况表现为pH值适宜，有机质含量高，大量元素中速效氮、速效钾含量丰富，速效磷含量偏低，中量元素有效镁分布不均匀，微量元素有效锌、有效硼较匮乏。因此，各主要植烟区应因地制宜充分利用火山灰土极好的通透性和保水性、良好的养分状况及有机质分解速度慢等独特优势，结合海拔特点进行烟叶品种立体布局，因地制宜，制定适合当地的施肥方案及耕作模式，提高养分均衡供应能力，并可考虑进行简单的烟区植烟土壤养分分区管理。同时，火山灰区域作为生态脆弱区，应注意水利工程的配套，防止灾害，减少土壤侵蚀及因过度施肥导致的农业面源污染，切实保护好耕地，促进土壤可持续利用，推动当地经济发展。

［1］柯夫达BA.土壤学原理［M］.陆宝树等译.北京:科学出版社，1973.

［2］中国科学院南京土壤研究所.黑龙江省与内蒙古自治区东北部土壤资源［M］.北京:科学出版社，1982.

［3］Buringh P.Introduction to the Study of Soils in Tropical and Subtropical Regions［M］.2nd，Wageningen:Singapore Univ Prees，1970.

［4］刘朝端.云南腾冲火山灰土发生学特性的初步研究［J］.土壤学报，1985，22(4):377－389.

［5］赵其国，王明珠，熊国炎，等.土壤分类及土壤地理论文集［M］.杭州:浙江人民出版社，1979.

［6］赵其国，王明珠，熊国炎.黑龙江省黑河地区土壤资源评价 ［J］.土壤，1980(4):37

［7］赵兰坡，杨学明，丁桂云，等.长白山及五大连池火山灰土基本特性的研究 ［J］.吉林农业大学学报，1992，14(2):47－54.

［8］杨学明，赵兰坡，李广明，等.长白山及五大连池火山灰土电荷零点的初步研究［J］.吉林农业大学学报，1992，14(3):42－46.

［9］陈国成，郑洪波，李建如，等.48万年来南海及周边地区火山喷发作用的沉积学记录［J］.海洋地质与第四纪地质，2007，27(4):69－76.

［10］赵 波，许建东，于红梅.长白山地区火山碎屑粒度特征研究 ［J］.地震地质，2010，32(2):233－243.

［11］刘 祥，向天元.中国东北地区新生代火山和火山碎屑堆积物资源与灾害 ［M］.长春:吉林大学出版社，1997.1－3.

［12］王汝建.南沙海区更新世以来的火山灰及其地质意义［J］.海洋地质与第四纪地质，2000，27(5):225－231.

［13］赵其国.中国火山灰土 ［J］.土壤学报，1988，22(4):323－329.

［14］郑立臣，宇万太，马 强，等.农田土壤肥力综合评价研究进展 ［J］.生态学杂志，2004，23(5):156－161.

［15］洛东奇，白 洁，谢德体.论土壤肥力评价指标和方法［J］.土壤与环境，2002，11(2):202－205.

［16］胡国松，郑 伟，王震东，等.烤烟营养原理［M］.北京:科学出版社，2000.57－61.

［17］窦逢科，张景略.烟草品质与土壤肥料 ［M］.郑州:河南科学技术出版社，1992.60－98.

［18］曹志宏.优质烤烟生产的土壤与施肥 ［M］.南京:江苏科学技术出版社，1991.59－61.

［19］Carson B.Soil conservation strategies for upland areas of Indonesia［J］.East－West Environment and Policy Institute Occasion Paper，1989，9:120.

［20］Kurnia UL.Rehabilitation and Soil Conservation Practices on Upland Agriculture:A Case Study at Upper Citanduy Watershed，Indonesia［M］.Tokyo:Tokyo University of Agriculture Press，1996.88－102.

［21］Sam Portch，Arvel Hunter.评价与改善土壤肥力的系统研究方法 ［M］.北京:中国农业出版社，2010.19－28.

［22］闫克玉，赵明钦.烟草原料学 ［M］.北京:科学出版社，2008.90－91.

［23］FAO/UNESCO.Soil Map of the Word［M］.Paris:Legend，1974.

［24］Martini JA，Jaramillo LR.Soil derived from volcanic ash in central America:I.Andeps ［J］.Soil Science，1975，120:4.

［25］Ministry of Agriculture and Forestry Japanese Government.Volcanic Ash Soils in Japan［M］.Tokyo:Tokyo University of Agriculture Press，1964.

［26］Wada K，Aomine S.Soil development on vocanic material during the Quaternary ［J］.Soil Science，1973，116:3.

［27］Yoshiaki Ishizuka，Black CA.Soils Derived from Volcanic Ash in Japan［M］.Cimmyt:Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo，1977

［28］自由路，金继运，杨俐苹.我国土壤有效镁含量及分布状况与含镁肥料的应用前景 ［J］.土壤肥料，2004，(2):3－5

［29］沈善敏.中国土壤肥力 ［M］.北京:中国农业出版社，1998.356－390.