境外蔗区(缅甸佤邦勐波县)土壤理化状况分析与评价

陆永武，曹 敏，余 静，尚文洪，王开友，岩 白，李绍伟

(1云南英茂农化科技有限公司，云南昆明 650228；2孟连昌裕糖业有限责任公司，云南孟连 665000；3云南英茂糖业(集团)有限公司，云南昆明 650228)

0 引言

缅甸佤邦勐波县地处北佤地区东南部，东连中国云南省普洱市孟连县、西双版纳州勐海县等地，面积约19万hm2，人口约4.4万人，共有贺岛区、勐波区、勐嘎区、勐宁区、南排区等5个辖区，共24个乡、275个行政村、679个自然村[1]。农业是佤邦经济的基础，占国民生产总值的76%[2]，勐波县甘蔗种植面积稳定在4000 hm2，甘蔗成为勐波县具有规模效应和稳定收益的重要农业产业。土壤的酸碱度、有机质和大量元素养分状况是土壤肥力表征的重要指标，其有机质和大量元素养分含量丰缺状况直接影响甘蔗生长。勐波县蔗区甘蔗种植施肥主要依靠传统生产经验，施肥比例不合理，普遍存在重视氮肥，较少施用磷肥和钾肥，形成“广种薄收”现象，不利于稳定和扩大甘蔗种植面积和产量。目前，针对国内蔗区土壤养分相关研究[3-4]报道较多，而境外蔗区的土壤分析及配方施肥建议的研究鲜少有公开报道。随着国内糖厂派遣农务人员在境外蔗区进行甘蔗种植技术推广和指导，需要及时了解和掌握蔗区土壤养分状况基础信息，提出因地制宜的科学测土配方施肥解决方案，改善蔗区土壤肥力状况，提高甘蔗单产和糖分。

1 材料与方法

1.1 土壤样品的采集

2020年12月在勐波县4000 hm2蔗区中选择采集有代表性的土壤混合样品66份，充分考虑了境外蔗区地形地貌、海拔高度、种植品种、植期性和轮作 等实际情况，采集样点分布在99°22′40.15′′～99°61′92.02′′E，22°01′57.62′′～22°59′27′′N，海拔910～1350 m的山区，位于勐波县的东发乡、贺岛乡、勐波乡、南读乡、糯岛乡、景坎乡、班沙炸乡、东弄乡、贺信乡、课松乡、街道乡和老勐平乡等12个乡级蔗区。采用“S”形随机取样，采集5个土壤点组成1个土壤混合样，由于勐波县蔗区甘蔗种植近2个榨季以来普遍采用机械开沟，植蔗沟深不低于0.3～0.4 m，植蔗沟底宽保持在0.2 m左右，确定蔗区土壤取样深度为30 cm，充分混匀后采用四分法留土壤样品1～2 kg，填写编号装袋作为分析样品。土样经过风干、磨细、过筛（有机质分析采用200目筛子，碱解氮、有效磷和速效钾的分析采用100目筛子），混匀后用于相关测定分析。

1.2 测定分析标准

有机质采用NY/T 1121.6-2006[5]中的方法测定（适用于有机质含量在15%以下的土壤），pH采用电位法测定：NY/T 1377-2007[6]，碱解氮采用碱解扩散法测定：LY/T 1228-2015[7]，有效磷采用紫外/可见分光光度计测定：NY/T 1121.7-2014[8]，速效钾采用火焰光度计法测定：NY/T 889-2004[9]。

1.3 评价标准

采用全国第2次土壤普查标准进行土壤养分分级方法，见表1、表2。

1.4 蔗区土壤理化数据统计软件

数据统计采用Excel 2016和SPSS 24.0软件；聚类分析采用SPSS 24.0软件。

表1 蔗区土壤pH分级标准

表2 土壤养分分级标准

2 结果与分析

2.1 勐波县蔗区土壤海拔范围

蔗区以山地为主，采样点海拔分布于910～1350 m，主要集中于910～1300 m，所占比例为97%，整体处于适宜甘蔗种植的海拔高度。蔗区最低海拔910 m，位于街道乡龙保村；蔗区最高海拔1350 m，位于勐波乡芒信甲村。蔗区土壤海拔910～1000 m样本数为13个，占19.7%；海拔1000～1100 m样本数为22个，占33.3%；海拔1100～1200 m样本数为17个，占25.8%；海拔1200～1300 m样本数为12个，占18.2%；海拔1300～1350 m样本数为2个，占3.0%。

2.2 勐波县蔗区土壤的pH分析

2.2.1 勐波县蔗区土壤pH状况

土壤酸碱性是指土壤溶液的反应，土壤pH是土壤溶液中H+浓度的负对数。蔗区主要以酸性土壤为主，pH变化范围在4.1～7.4之间，平均为5.42，其中贺信乡南巴卡寨pH 4.1，街道乡514村pH 7.4。蔗区pH＜4.5的强酸性土壤样本数为2个，占总样本数3.03%；pH 4.5～5.5的酸性土壤样本数为34个，占总样本数51.52%；pH 5.5～6.5的微酸性土壤样本数为25个，占37.88%；pH 6.5～7.5的中性土壤样本数为5个，占总样本数7.58%。

2.2.2 勐波县蔗区土壤pH与海拔

蔗区910～1350 m海拔范围内，土壤pH在5.3～5.9之间波动，见图1。其中海拔在910～1000 m的土壤pH呈弱酸性；海拔在1000～1350 m范围内保持稳定，土壤pH为5.3。表明蔗区主要种植海拔范围土壤酸碱度处于稳定状态；同时蔗区海拔相对低的范围(910～1000 m)由于距边境口岸较远，蔗区耕种年限较短，使土壤酸碱度处于一个良好范围。

2.3 勐波县蔗区土壤的有机质分析

2.3.1 勐波县蔗区土壤有机质状况

蔗区土壤有机质水平介于0.62%～6.88%之间，其中贺岛乡南波村0.62%，老勐平乡双结村6.88%，平均值为3.31%。土壤有机质处于低肥力水平(0.6%～1%)的样本数为2个，占总样本数的3.0%；处于稍低肥力水平(1%～2%)的样本数为8个，占总样本数的12.1%；处于一般肥力水平(2%～3%)的样本数为15个，占总样本数的22.7%；处于较高肥力水平(3%～4%)的样本数为26个，占总样本数的39.4%；处于高肥力水平(＞4%)的样本数为15个，占总样本数的22.7%。

2.3.2 勐波县蔗区土壤有机质与海拔

蔗区在910～1100 m海拔范围内，土壤有机质随海拔上升逐渐下降，其含量变化趋势从3.72%的较高水平到2.75%的一般水平；1100～1300 m海拔由2.75%的一般水平恢复到4.30%的较高水平；1300～1350 m海拔处于2.68%的一般水平，见图2。

图1 蔗区土壤pH与海拔线图

图2 蔗区土壤有机质与海拔线图

2.4 勐波蔗区土壤的碱解氮分析

2.4.1 勐波蔗区土壤的碱解氮状况

蔗区土壤碱解氮含量变化幅度在14.5～225 mg/kg之间，平均值为118.5 mg/kg，处于一般水平，其中贺岛乡新村14.5 mg/kg，贺信乡南特村225 mg/kg。土壤碱解氮处于极低水平(＜30 m/kg)的样本数为1个，比例占1.5%；处于低水平(30～60 mg/kg)的样本数为4个，占总样本数的6.1%；处于稍低水平(60～90 mg/kg)的样本数为12个，占总样本数的18.2%；处于一般水平(90～120 mg/kg)的样本数为18个，占总样本数的27.3%；处于较高水平(120～150 mg/kg)的样本数为17个，占总样本数的25.8%；处于高水平(＞150 mg/kg)的样本数为14个，占总样本数的21.2%。

2.4.2 勐波蔗区土壤碱解氮与海拔

蔗区土壤在910～1100 m海拔范围内，土壤碱解氮含量随海拔升高，由处于较高水平的133.7 mg/kg下降到99.8 mg/kg的一般水平；在1100～1300 m海拔围内，土壤碱解氮含量随海拔升高，由一般水平上升到140.2 mg/kg的较高水平，含量呈上升趋势；在1300～1350 m海拔范围内，土壤碱解氮含量随海拔升高，由较高水平下降到稍低水平的70.6 mg/kg，呈较快下降趋势，见图3。

图3 蔗区土壤碱解氮与海拔线图

2.5 勐波蔗区土壤的有效磷分析

2.5.1 勐波蔗区土壤的有效磷状况

蔗区土壤有效磷总体处于稍低及一般水平，其含量分布不均衡，最大值与最小值之间相差较大。土壤有效磷含量变化幅度为2.6～58.9 mg/kg，平均值为7.77 mg/kg，其中勐波乡芒信甲村2.6 mg/kg，贺信乡糯各村58.9 mg/kg。处于极低水平(＜3 mg/kg)的样本数为6个，占总样本数的9.1%；处于低水平(3～5 mg/kg)的样本数为30个，占样本数的45.5%；处于稍低水平(5～10 mg/kg)的样本数为20个，占总样本数的30.3%；处于一般水平(10～20 mg/kg)的样本数为7个，占总样本数的10.6%；处于较高水平(20～40 mg/kg)的样本数为2个，占总样本数的3.0%；处于高水平(＞40 mg/kg)的样本数为1个，占总样本数的1.5%。

2.5.2 勐波蔗区土壤有效磷与海拔

蔗区土壤有效磷含量在910～1400 m海拔范围内随海拔升高，由一般水平的11 mg/kg下降到低水平的3.7 mg/kg，见图4。

图4 蔗区土壤有效磷与海拔线图

2.6 勐波蔗区土壤的速效钾分析

2.6.1 勐波蔗区土壤的速效钾状况

蔗区土壤速效钾含量变化幅度为27～459 mg/kg，平均值为145.26 mg/kg，其中贺岛乡新村27 mg/kg，班沙炸乡班沙炸老寨459 mg/kg。处于极低水平(＜30 mg/kg)的样本数为2个，占总样本数的3.0%；处于低水平(30～50 mg/kg)的样本数为7个，占总样本数的10.6%；处于稍低水平(50～100 mg/kg)的样本数为19个，占总样本数的28.8%；处于一般水平(100～150 mg/kg)的样本数为14个，占总样本数的21.2%；处于较高水平(150～200 mg/kg)的样本数为8个，占总样本数的12.1%；处于高水平(＞200 mg/kg)的样本数为16个，占总样本数的24.2%。

2.6.2 勐波蔗区土壤速效钾与海拔

蔗区土壤速效钾含量在910～1100 m海拔范围内，含量随海拔下降，由处于较高水平170 mg/kg下降到120 mg/kg的一般水平；在1100～1300 m海拔围内，含量随海拔升高，由一般水平上升到180 mg/kg的较高水平，含量呈上升趋势；在1300～1350 m海拔围内，随海拔升高，由较高水平下降到稍低水平的75 mg/kg，呈快速下降趋势，见图5。

2.7 勐波蔗区土壤养分的聚类分析

对勐波蔗区各个乡镇以有机质、碱解氮、有效磷和速效钾等4种因素为变量，进行聚类分析，见图6。东弄乡、贺信乡、课松乡、东发乡、南读乡的土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等性质具有相似性；贺岛乡和勐波乡土壤性质具有相似性；糯岛乡、景坎乡、班沙炸乡、街道乡和老勐平乡土壤性质具有相似性。

3 讨论

3.1 勐波县蔗区土壤的酸碱性

土壤酸碱度是土壤的一个重要特性，影响甘蔗对土壤养分的有效吸收。酸性土壤往往由于严重的活性铝、锰毒害，较强的固磷能力，加上其他有效养分失衡，限制了作物产量与品质的提高[10]。勐波蔗区多为高山峡谷，属于澜沧江横断山系南方边缘部分，山脉呈北向南，属热带、亚热带西南季风气 候，土壤主要类型为红壤，蔗区土壤pH平均为5.42，土壤呈现酸性。敖俊华[11]等研究认为通过合理施用石灰，可以显著提高土壤pH和改善土壤各有效养分状况，从而提高酸性土壤生产力，提高甘蔗产量和糖分。由于勐波县有丰富的石灰资源，建议在新植甘蔗采用机械开沟、深沟板土种植时，通过施用石灰并配施糖厂有机肥料改良蔗区酸性土壤。

图5 蔗区土壤速效钾与海拔线图

图6 境外蔗区土壤养分聚类分析谱系图

3.2 勐波县蔗区的土壤有机质

土壤有机质是土壤的重要组成成分，含有大量的植物生长所必需的大量元素和微量元素[12]，是衡量土壤肥力的重要指标。李志杰[13]等研究表明，有机质含量的提高促使作物叶片间CO2浓度增加，获得的光量子数目增多，光合作用增强，产量增高，同时叶片气孔阻力加大，可降低作物蒸腾强度，将对作物高产高效产生积极的影响。李奇伟[14]等研究认为甘蔗施用生物有机肥可以改善甘蔗的农艺性状，促进甘蔗生长以达到增产的效果，同时可以使土壤中的养分含量增加，从而提高土壤的肥料水平。勐波蔗区土壤有机质平均值为3.31%，属于较高水平，蔗区土壤有机质水平较好，主要是甘蔗种植发展年限短，同时土地资源丰富，蔗农有轮作玉米、水稻习惯。因此，勐波蔗区在新植和宿根甘蔗的种植管理可以优化施肥种类，配施糖厂有机肥，保持土壤有机质的较高水平，对提高蔗区土壤肥力有重要意义。

3.3 勐波县蔗区的土壤碱解氮

碱解氮包括无机态氮和结构简单能为作物直接吸收利用的有机态氮，它可供作物近期吸收利用，易受土壤水热条件和生物活动的影响而发生变化，但它能反映近期土壤的氮素供应能力。氮素在甘蔗出苗、拔节、糖分积累时期有着重要作用，氮供应不足导致植株生长缓慢、有效株高不足，造成甘蔗减产，宿根性差；氮素供应过多，会抑制甘蔗正常的生长发育，甘蔗锤度下降，进而影响甘蔗的品质[15]。勐波蔗区土壤碱解氮平均值为118.5 mg/kg，处于一般水平状况，可能与蔗农施用尿素不覆土，导致部分氮源随高温天气挥发，同时蔗区雨季降雨量大，雨水淋溶流失，造成氮素水平不高，因此还需进一步提高氮元素的供应，配合境外蔗区甘蔗全膜覆盖种植技术。为满足甘蔗生长对氮素的需求，在甘蔗专用配方肥料的设计时可以提高氮素含量，建议甘蔗专用肥的氮含量在25%～30%之间。

3.4 勐波县蔗区的土壤有效磷

甘蔗种植合理施用磷肥可提高甘蔗分蘖和有效茎数[16-17]，促进甘蔗增产增糖，何国亚[18]等研究认为当甘蔗植株体内磷水平在正常值时，44%的光合产物可以从功能叶片运送到生长点和嫩叶，而当蔗株体内磷元素亏缺时，只有17%的光合产物从功能叶运送出去，从而导致甘蔗的含糖率下降。林妙英[19]等研究结果表明，在甘蔗发芽到分蘖前期对磷养分元素的吸收量达到植株吸收磷素总量的15.52%～27.96%，而甘蔗从开始分蘖到伸长前期对磷的吸收量则降到8.50%～14.70%，到了甘蔗伸长旺盛期就只剩下4.03%～5.79%。勐波县蔗区土壤有效磷平均值为7.77 mg/kg，总体处于稍低水平，需要在新植甘蔗种植和宿根甘蔗铲蔸管理时施足磷肥。由于磷肥进入土壤后易被土壤吸附、固持，形成难以被植物吸收利用的磷酸盐累积在土壤中，造成磷肥利用率低[20]，因此建议甘蔗专用肥料配方选择水溶性磷占有效磷≥70%的磷酸二铵，施入土壤的水溶性磷除供植物当季利用外，其同时也由速效态向缓效态磷转化[21]。许景伟[22]等研究土壤细菌数量与有效磷呈极显著关系，因此在施用磷肥时配施糖厂有机肥，改善土壤微生物环境，有助于提高甘蔗对磷的利用率。

3.5 勐波蔗区的土壤速效钾

速效钾是指土壤中易被作物吸收利用的钾素，表征土壤钾素供应状况的重要指标之一。甘蔗作为喜钾作物，对钾元素有重要的依赖作用，钾元素促进甘蔗糖分运输，增加对水分的吸收，提高甘蔗生长酶活性，提高甘蔗锤度[23]。郑超[24]等研究表明施钾能促进甘蔗根部、茎（叶）部生长，降低根冠比，提高光合速率，有利于甘蔗生物量的积累。勐波蔗区的速效钾平均值为145 mg/kg，处于一般水平，为有利于促进境外勐波县蔗区甘蔗糖分积累，增强甘蔗抗性[25]，建议在现有甘蔗专用配方肥料适度增加钾肥1%～3%的含量。

4 结论

基于对境外勐波县蔗区的66个土壤样本进行分析，蔗区土壤呈酸性，有机质属于较高水平，碱解氮为一般水平，有效磷为稍低水平，速效钾为一般水平。结合蔗区土壤养分基本情况、甘蔗需肥、气候和境外耕作特点，提出境外蔗区测土配方施肥方案：施用1200 kg/hm2甘蔗专用肥料，配比：25∶10∶12，配施3750 kg/hm2糖厂有机肥。通过在境外蔗区推广测土配方施肥技术，改善土壤酸碱度，合理使用肥料，培育土壤肥力，提高甘蔗单产和糖分，促进境外蔗区甘蔗原料种植用肥的科学合理和经济性。