土地整理对湘西烟田土壤养分的影响

吴海勇，李跃平，田 峰，李明德，刘琼峰，彭德元，徐坚强

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙410125；2. 湘西自治州烟草公司生产技术中心，湖南吉首416000；3. 张家界市烟草公司，湖南 张家界427000；4. 常德市烟草公司，湖南 常德425000）

湖南省西部地区，属典型山区农业生态区，气、热条件优越，是全国优质烟叶重点产区之一[1]，但是由于耕地分散、坡度大、地块较小等原因严重制约着当地现代烟草农业的发展。土地整理是人类在土地利用中不断建设和重新配置的一项新兴事业[2-3]，我国许多地区的农田都进行了土地整理[4-5]。湘西部地区烟田整理起步较晚，近些年才有整理试点。土地整理过程中，由于机械化挖填，破坏了表土熟化层，进而影响土壤的养分含量和分布，因此重构的土壤质量状况成为了影响土地整理成败的关键。为此，试验在湘西部地区，选择了3个代表性区域，分别采集整理过的烟田及其对应高产优质烟区的耕层土壤（0～20 cm），对比分析土地整理前后烟田土壤养分状况的差异，旨在为烟田整理的修复以及整理后烟田的施肥提供数据指导。

1 材料和方法

1.1 研究区域概况

湘西地区包括张家界市、湘西自治州、怀化市以及邵阳、永州的部分县市在内的整个湖南西部地区。该区域地处武陵山脉和雪峰山脉的西部，地形多样，各地海拔差异较大；河谷盆地（海拔200～500 m）的年平均气温在12～17℃，高山区（海拔＞800 m）的年平均气温在12℃以下；年平均降水量大多在1 200～1 900 mm 之间；年日照实数大部分在1 000～1 600 h 之间。

1.2 土壤样品采集及分析

在湘西地区选择了3个有代表性的土地整理后植烟区域，包括常德市石门县、张家界市慈利市，湘西自治州花垣县，采集整理区及其对应高产区烟田土壤耕层（0～20 cm）样品，共采集样品50个（整理区25个，相应对照的高产区25个），其中常德石门烟区20个，张家界慈利烟区20个，湘西花垣烟区10个。具体操作为：采用GPS 定位，S 取样法，约15 hm2采集10～15个点为1个混合样品。采集的土壤样品经风干、磨细、过筛等操作后待测。土壤有机质、全量氮磷钾、速效氮磷钾、中微量元素、土壤阳离子交换量均采用常规方法分析[6]。数据的统计分析和图表制作通过SPSS 13.0 和Excel 2003 软件平台操作完成。

2 结果与分析

2.1 土地整理对土壤有机质及氮、磷、钾含量的影响

土壤有机质是最重要的土壤肥力成分，是植物N、P、K 等营养元素的供给源，并影响着土壤向植物供应其他养分[7]。由表1 可知，湘西三个代表烟区中，未整理的土壤有机质含量在23.55～32.48 g/kg 之间，整理后土壤在15.10～25.73 g/kg 之间；整理后土壤有机质均低于对应的高产区有机质含量，其中石门烟区土壤有机质含量降低幅度最大，整理后烟田的土壤有机质含量降低了53.5%；而慈利烟区的降幅最小，整理后烟田的土壤有机质含量也降低了16.0%。

氮磷钾是烤烟必需的三大元素，土壤中氮磷钾的含量直接影响着烤烟的生长发育，尤其是速效养分直接表征着土壤的供肥强度。分析结果显示，3个烟区整理后土壤的全氮含量均低于未整理土壤；石门和花垣烟区整理后土壤的碱解氮含量低于未整理土壤，而慈利烟区整理后土壤的碱解氮含量比未整理土壤的高79.4%，这可能与取样区烟农在整理后的烟田中增施了氮肥有较大的关系；3个烟区整理后烟田土壤的全磷含量均低于未整理烟田，有效磷含量也与全磷变化一致，表现为土壤整理后其含量均有所降低；3个烟区中，全钾、速效钾和缓效钾的含量也是未整理土壤高于整理后土壤。

表1 整理后和未整理烟区土壤有机质和氮磷钾养分状况

2.2 土地整理对土壤中量元素含量和阳离子交换量的影响

硫是烟草必需的营养元素之一，国外把硫列为第5种元素，即氮、磷、钾、钙、硫，可见硫的重要性。由表2 可知，石门烟区未整理烟田和整理后烟田中，有效硫的含量变化较小，而慈利烟区整理后土壤的有效硫含量高于未整理土壤，而花垣烟区则相反，整理后土壤的有效硫含量低于未整理土壤，但是总体上来看，差异较小。

表2 整理后和未整理烟区土壤中量元素和阳离子量状况

钙作为细胞代谢的调节物质，对作物的生长发育及其抗逆性有重要作用[8]。3个烟区中，土地整理后土壤中的交换性钙离子有较大幅度的降低，其中石门、慈利烟区约下降了50%，花垣烟区也约下降了20%。

镁是植物必需的中量营养元素，对作物正常的生长发育、生理代谢，还有对作物产量的提高、品质的改善都具有重要意义。由表2 可知，交换性镁离子和交换性钙离子的变化比较一致，变化的幅度也相近。其中，石门和慈利烟区整理后土壤中交换性镁离子含量下降50%以上，而花垣烟区的降低幅度相对较小，在10%左右。这说明土地整理对表层土壤交换性钙离子和交换性镁离子含量影响均较大。

土壤阳离子交换量影响着土壤缓冲能力，也是评价土壤保肥能力的重要依据[9]。结果显示，3个烟区的烟田整理后土壤的阳离子交换量均有一定程度的降低，其中慈利烟区的降低幅度为15.1%，略高于石门和花垣。这说明土地整理一定程度地降低了土壤的保肥能力。

2.3 土地整理对土壤微量元素含量的影响

尽管烟草对土壤中的微量元素需求量不大，但确实烤烟生长发育所必不可少的。锌、铜、锰、铁、硼、氯这些微量元素在烟草的生理生化过程中起着非常重要的作用，影响着烟叶的产量和质量。土壤调查结果显示（见表3），土地整理后，3个烟区土壤中有效锌含量明显降低，石门、慈利和花垣烟区土地整理后土壤中有效锌含量仅为未整理土壤的14.1%、49.6%和18.9%，尤其是慈利和花垣烟区土地整理后土壤中有效锌含量不足1.00 mg/kg。有效铜、有效锰含量也几乎降低了一半，不过由于这几个烟区土壤中含铜、锰丰富，其含量降低后，仍处于适宜烟草生长的范围。土壤有效铁含量在石门烟区土壤中有所提高，而慈利和花垣烟区的则有所降低。土壤有效硼含量，慈利烟区土地整理后约提高了50%，而石门和花垣烟区变化不大，和前面3种微量元素一样，该区域含量均较丰富，一定程度的变化，其含量仍处于适应或者较高的级别，对烟草的生产发育影响不大。土地整理后，石门烟区土壤氯离子含量变化不大，慈利和花垣烟区有所降低。

表3 整理后和未整理烟区土壤微量元素状况

3 结论与讨论

土地开发整理利用了成片农田中的零星未利用地和边角废弃地，充分挖掘耕地资源潜力，湘西部地区烟田整理，对增加烟田面积，提高烤烟生产机械化程度有着重要意义。由调查分析结果可知，整理后烟田土壤的有机质、全量氮磷钾和速效氮磷钾含量均大幅度下降，这是因为整理前耕层土壤受施肥、耕作等作用，有机物质丰富，氮磷钾养分含量高，而土地整理时，由于作业打乱了结构和层次，尤其是熟化程度较高的表土层被破坏，导致了有机质含量和氮磷钾养分不再集中在表层，含量明显下降。

土壤中量元素中，土地整理对交换性钙和交换性镁的影响较大，主要原因也是表土层扰乱后，土壤表层交换性钙、镁分布改变。而调查显示，有效硫在不同地区出现不同的变化状况，这可能和成土母质中含硫状况差异有关，具体原因有待进一步分析。土地整理后，土壤阳离子交换量有一定程度的降低。这说明土壤结构被扰乱后，其保肥保水能力有一定程度的下降。

从土壤微量元素变化来看，土地整理后土壤中有效锌、铜、锰的含量明显降低了，有效铁和有效硼含量在不同烟区变化趋势不同。氯是烟草生长必需的元素，但是过量吸收氯会严重影响烟叶品质，因此烟草一直被认为是忌氯作物[10]，从三个烟区土壤氯含量来看，氯含量都较高，尤其是石门烟区，土壤中氯元素含量高于100 mg/kg，土地整理后氯元素含量变化较小，但这对烟草的生长影响也不大。

通过以上分析，笔者认为，烟田土地整理主要是扰乱了耕层土壤，导致土壤有机质，氮磷钾含量大幅度降低，造成肥力水平下降，所以迅速培肥地力，提高烟田的肥力水平极为重要。同时，需要对整理后的烟田肥力持续的跟踪调研，全面恢复和提升土壤质量，这将为今后烟田土地整理及后续土壤重建工作提供理论依据。

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