徐艷麗 段焰 劉芮 程昌新 王冠 劉浩 何曉健 胡志明 王松峰 叢萍

摘要：為探究西南典型植煙區(qū)水穩(wěn)性團(tuán)聚體和土壤機(jī)械組成對(duì)土壤理化特征的影響，在我國云南保山5個(gè)片區(qū)采集耕層土壤樣品，測(cè)定其水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成與機(jī)械組成，分析其與土壤物理性狀及養(yǎng)分特征的關(guān)系及影響效應(yīng)。結(jié)果表明，該地區(qū)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量以》5mm粒徑的最高，0.50.25mm粒徑的最低;而土壤機(jī)械組成則以粉砂粗含量最高，中砂含量最低不同地區(qū)土壤機(jī)械組成差異顯著，主要表現(xiàn)在粗砂、細(xì)砂、粉粒細(xì)及黏粒間。另外，5個(gè)典型植煙區(qū)的土壤物理及養(yǎng)分特性亦有顯著差異，其中騰沖地區(qū)兼具較優(yōu)的土壤物理以及養(yǎng)分特性。相關(guān)分析及冗余分析表明，土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成對(duì)土壤養(yǎng)分特征影響顯著，其中《0.25mm粒徑團(tuán)聚體（F-5.4，p0.03）是引起不同地區(qū)養(yǎng)分分異的關(guān)鍵因子;土壤機(jī)械組成則對(duì)土壤物理特征影響顯著，其中粉砂（F-28.9，=0.006）與中砂（F12.5，p-0.048）是引起不同地區(qū)土壤物理性狀分異的關(guān)鍵因子。綜上，《0.25mm粒徑團(tuán)聚體以及粉砂、中砂粒在調(diào)控我國西南典型植煙區(qū)土壤物理及養(yǎng)分特征中具有重要作用。

關(guān)鍵詞：植煙土壤;水穩(wěn)性團(tuán)聚體;土壤機(jī)械組成;土壤物理;土壤養(yǎng)分

土壤顆粒的排列與組合形式構(gòu)成了土壤結(jié)構(gòu)，土壤結(jié)構(gòu)與土壤的通氣、保水及保肥能力密切相關(guān)，對(duì)于營造良好土壤生態(tài)環(huán)境具有重要意義。土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)組成與土壤機(jī)械組成是衡量土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)。土壤團(tuán)聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的重要組成部分和土壤肥力的中心調(diào)節(jié)器，影響土壤的孔隙性、持水性、通透性和抗蝕性，其中水穩(wěn)性團(tuán)聚體具有特殊的水力抗性，且是土壤養(yǎng)分的重要周轉(zhuǎn)空間故而在土壤結(jié)構(gòu)的表征中受到高度重視。前人研究表明，》0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體是土壤有機(jī)質(zhì)的主要載體，其數(shù)量的增加有利于土壤腐殖質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量的提高，有機(jī)質(zhì)的提高則會(huì)進(jìn)一步提高土壤穩(wěn)定性。土壤機(jī)械組成也是造成養(yǎng)分差異的重要因素。前人研究表明4，土壤砂粒越多，有效養(yǎng)分含量越低，壤黏粒越多，有效養(yǎng)分含量越高，但對(duì)土壤微量元素影響不顯著。

我國西南地區(qū)是清甜香型烤煙的重要產(chǎn)區(qū)，由于其多分布于高原山地，須以手扶旋耕機(jī)實(shí)施耕作，加之長期大量施用化肥，土壤板結(jié)、犁底層上移等土壤結(jié)構(gòu)性問題突顯，這不可避免地會(huì)導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體組成以及土壤機(jī)械組成發(fā)生改變，最終影響土壤表觀物理性狀以及養(yǎng)分特征。因此，本文在我國西南典型烤煙產(chǎn)區(qū)云南保山的5個(gè)縣區(qū)開展研究，調(diào)查植煙土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成以及土壤機(jī)械組成的現(xiàn)狀，并分析其與土壤表觀物理性狀以及養(yǎng)分特征的相互關(guān)系，明確土壤結(jié)構(gòu)中影響土壤物理性狀以及養(yǎng)分特征的關(guān)鍵因子，為植煙土壤結(jié)構(gòu)的下一步改良提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

保山市位于云南省西南部，地處北緯2408～25°51，東經(jīng)9825～10002包括隆陽區(qū)、騰沖縣、龍陵縣、昌寧縣、施甸縣共一區(qū)四縣。其地勢(shì)北高南低，自西北向東南延伸傾斜，海拔535～3781m，平均約1800m。保山市為低緯度高原季風(fēng)氣候區(qū)，具有冬干夏雨、年溫差小、日溫差大的特點(diǎn)，年平均氣溫14～17℃，年降水量7002100mm。全市有紅壤、石灰性土、紫色土、黃棕壤、水稻土等土壤類型。

2土壤樣品采集

在保山市一區(qū)四縣5個(gè)烤煙產(chǎn)區(qū)分別采集24個(gè)樣本，運(yùn)用土鉆隨機(jī)多點(diǎn)采集耕層（0～20cm）土壤樣品，各點(diǎn)土樣充分混勻，以四分法留取2kg土壤作為待樣品。

1.3樣品的處理與測(cè)定

土壤樣品經(jīng)過風(fēng)干、研磨和過篩處理，測(cè)定有機(jī)質(zhì)、全氮、銨態(tài)氮、全磷、全鉀、水分、pH、容重、孔隙度、毛管持水量、最大持水量以及水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成和土壤機(jī)械組成。測(cè)定方法：采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量;半微量開氏法測(cè)定全氮含量;2mol/LKcl浸提-靛酚藍(lán)比色法測(cè)定銨態(tài)氮;NAHCO浸提鉬銻抗吸光度法測(cè)定全磷含量;NH4Ac浸提-火焰光度法測(cè)定全鉀含量;烘干法測(cè)定土壤水分H計(jì)法（FE38-Five Easyplustm，Mettler-Toledo，瑞士）以水土比2.5：1的質(zhì)量比測(cè)定土壤pHI：環(huán)刀法測(cè)定土壤容重、孔隙度和持水量;用濕篩法測(cè)定土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成，比重計(jì)法測(cè)定土壤機(jī)械組成。

1.4數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用MicrosoftExcel2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理

與分析。采用SPSS2.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析與

相關(guān)分析，處理間差異采用Duncan多重比較方法，差異顯著性水平為0.05。運(yùn)用Canoco5.0進(jìn)行冗余分析，表征不同粒徑土壤團(tuán)聚體分布特征以及土壤機(jī)械組成中影響土壤物理性狀和土壤養(yǎng)分的關(guān)鍵因子。

2結(jié)果

2.1植煙土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的組成與分布

從表1中可以看出，保山地區(qū)的水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成中，以》5.00mm粒徑的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量最高0.50-0.25mm粒徑的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量最低。然而，不同地區(qū)同一粒徑團(tuán)聚體均有差異，5.00～2.00mm和《0.25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體在5個(gè)植煙區(qū)差異極顯著，其中施甸地區(qū)的5.00～2.00mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量最高，昌寧地區(qū)《0.25mm團(tuán)聚體含量最高，這可能與施甸地區(qū)多為黏土，易促進(jìn)大團(tuán)聚體形成，而昌寧地區(qū)多為砂壤土，以微團(tuán)聚體為主有關(guān)。

2.2植煙土壤機(jī)械組成

由表2可見，土壤機(jī)械組成在不同地區(qū)有顯著差異，粉粒粗是5地區(qū)機(jī)械組成的主要粒級(jí)。昌寧地區(qū)粗砂含量最高，顯著高于騰沖、施甸和隆陽，龍陵地區(qū)的粗砂含量次之，顯著高于隆陽。龍陵與騰沖的中砂含量較高，顯著高于昌寧、施甸和隆陽。細(xì)砂在5個(gè)地區(qū)分布均有顯著差異，表現(xiàn)為龍陵騰沖》昌寧》施甸》隆陽。粉砂含量以騰沖最高，顯著高于施甸與隆陽，龍陵與昌寧次之，僅與隆陽有顯著差異。龍陵的粉粒粗顯著低于其他4區(qū)，而粉粒細(xì)含量在5個(gè)地區(qū)表現(xiàn)為隆陽》施甸》騰沖、昌寧〉與龍陵。黏粒含量則表現(xiàn)為昌寧》施甸、龍陵與騰沖》隆陽。由此可見，隆陽與施甸地區(qū)機(jī)械組成以粉粒為主，而昌寧與龍陵則以砂粒為主，騰沖則介于二者之間。

2.3植煙土壤物理性狀

由表3可見，5個(gè)地區(qū)的土壤水分含量、土壤容重、土壤孔隙度、毛管持水量和最大持水量均有不同程度差異。其中，土壤水分含量以騰沖、龍陵較高，且顯著高于其他3地;土壤容重以騰沖、昌寧較低，且顯著低于其他3地壤孔隙度以騰沖、昌寧以及龍陵較高，且顯著高于其他2地除施甸外，其他4地的土壤毛管持水量均較高且顯著高于施甸;而最大持水量則以騰沖、昌寧較高?？傮w評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，騰沖地區(qū)各物理性狀均居于較優(yōu)水平。

2.4植煙土壤養(yǎng)分特征

由表4可見，土壤有機(jī)質(zhì)含量以騰沖地區(qū)最高，且顯著高于其他4地;除龍陵外，其他4地全氮含量均居于較高水平;土壤銨態(tài)氮含量則以昌寧、施甸以及隆陽的較高然而5地間全磷含量無顯著性差異;與隆陽相比，其他4地的全鉀含量均居于較高水平。5個(gè)區(qū)域中差異較大的是有機(jī)質(zhì)含量和銨態(tài)氮含量，最大差異分別達(dá)到2.71百分點(diǎn)與3.68mgkg，全氮含量次之，全磷和全鉀含量差異不顯著。龍陵地區(qū)各化學(xué)成分含量均居于較低水平。

2.5水穩(wěn)性團(tuán)聚體分布與土壤理化性狀的關(guān)系

水穩(wěn)性團(tuán)聚體與土壤理化性狀的相關(guān)性分析表5表明，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量，土壤孔隙度，毛管持水量以及最大持水量均與2～1mm、1～0.5mm粒徑團(tuán)聚體含量呈顯著正相關(guān)性，與》5mm粒徑團(tuán)聚體含量呈顯著負(fù)相關(guān)性，全鉀則與上述理化指標(biāo)相反壤銨態(tài)氮與《0.25mm粒徑壤團(tuán)聚體含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與》5mm的呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;土壤pH與5～2mm粒徑團(tuán)聚體含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與1～0.5mm粒徑團(tuán)聚體呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;土壤水分含量與0.50.25mm以及《0.25mm粒徑團(tuán)聚體含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系壤容重則與5～2mm、2～1mm以及1～0.5mm粒徑團(tuán)聚體含量極顯著負(fù)相關(guān)，與《0.25mm粒徑團(tuán)聚體含量極顯著正相關(guān)。

2.5.2不同粒徑土壤團(tuán)聚體分布與土壤理化性狀的余分析圖1（a）表明，冗余分析結(jié)果中的兩個(gè)排序軸解釋了總変異的97.35%，可反映土壤團(tuán)聚體粒徑分布對(duì)土壤物理性狀影響的絕大部分信息，其中5～2mm、0.5～0.25mm與《0.25mm粒徑團(tuán)聚體的向量具有較高矢量值，但均未達(dá)到顯著水平。圖1（b）表明，對(duì)于土壤養(yǎng)分特征而言，兩個(gè)排序軸解釋了總變異的97.90%，可反映土壤團(tuán)聚體粒徑分布對(duì)土壤養(yǎng)分指標(biāo)影響的絕大部分信息，其中《0.25mm粒徑團(tuán)聚體是引起5種養(yǎng)分分異的關(guān)鍵因子（F=54，p=0.03）。

2.6土壤機(jī)械組成與土壤理化性狀的關(guān)系

2.6.1土壤機(jī)械組成與土壤理化性狀的相關(guān)性分析表6表明，有機(jī)質(zhì)、全氮以及全磷均與中砂粒呈顯著正相關(guān)性，與黏粒呈極顯著負(fù)相關(guān)性;土壤銨態(tài)氮?jiǎng)t與中砂、細(xì)砂極顯著負(fù)相關(guān);土壤全鉀與粉粒細(xì)極顯著負(fù)相關(guān)，與粗砂、細(xì)砂均顯著正相關(guān)土壤pH除與粉粒粗、粉粒細(xì)極顯著正相關(guān)外，與其他顆粒組成均極顯著負(fù)相關(guān)土壤水分、孔隙度、毛管持水量以及最大持水量均與細(xì)砂以及粉砂呈顯著的相關(guān)性，與粉粒呈顯著的負(fù)相關(guān)性。

2.6.2土壤機(jī)械組成與土壤理化性狀的冗余分析圖2（a）表明，對(duì)于物理性狀的影響，兩個(gè)排序軸解釋了總變異的97.35%，可反映土壤機(jī)械組成對(duì)土壤物理性狀影響的絕大部分信息，其中細(xì)砂、中砂、粉砂、粉粒粗與粉粒細(xì)的向量具有較高矢量值，且粉砂對(duì)土壤物理性狀的影響達(dá)到極顯著水平（F=28.9，=0.0060），中砂達(dá)到顯著水平（F=12.5，p=0048），二者均是引起土壤物理性狀分異的關(guān)鍵因子。圖2（b）表明，對(duì)于土壤養(yǎng)分特征的影響，兩個(gè)排序軸解釋了總變異的97.90%，可反映土壤機(jī)械組成對(duì)土壤養(yǎng)分特征影響的絕大部分信息，雖然中砂、粉砂與粉粒粗對(duì)土壤養(yǎng)分分異的影響權(quán)重較大，但尚未達(dá)到顯著水平。

3討論

保山植煙區(qū)主要為巖類風(fēng)化形成的山地丘陵區(qū)，該地5個(gè)區(qū)、縣土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中含量最高的組分均為》5mm的團(tuán)聚體，最低的均為0.5～0.25mm粒徑團(tuán)聚體，而5～2mm和《0.25mm的土壤團(tuán)聚體在5個(gè)地區(qū)間分異最顯著。5地區(qū)土壤機(jī)械組成中以粉砂粗占比較高，占比最低的均為中砂，而黏粒與粉粒居中，表明當(dāng)?shù)赝寥劳馔杆暂^好又具有一定的保肥能力，適宜于烤煙生長。本研究中土壤有機(jī)質(zhì)和銨態(tài)氮在不同地區(qū)間差異顯著，這方面是因?yàn)椴煌貐^(qū)土壤由不同成土母質(zhì)發(fā)育而來，土壤肥力本身有差異，另ー方面也受不同地域的降水以及海拔等環(huán)境因素的影，造成有機(jī)質(zhì)累積-礦化以及銨態(tài)氮揮發(fā)-固定-轉(zhuǎn)化過程發(fā)生差異。綜合看來，騰沖地區(qū)的土壤物理性狀及養(yǎng)分特征均居于較高水平，更適宜于烤煙生長。土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成和機(jī)械組成與土壤物理及養(yǎng)分特征均有密不可分的關(guān)系叫。本文結(jié)果表明，土壤養(yǎng)分指標(biāo)多與》5mm粒徑團(tuán)聚體含量負(fù)相關(guān)，而與2～1mm以及1～-0.5mm的顯著正相關(guān)，土壤物理指標(biāo)則與各粒級(jí)團(tuán)聚體均具有明顯相關(guān)性。這是因?yàn)樵谳^大粒徑團(tuán)聚體（》5mm）中土壤機(jī)械組成多以石礫、砂粒為主，對(duì)養(yǎng)分的固持能力低，極易造成養(yǎng)分大量流失;另外，由于大量有機(jī)碳分布在2～0.25mm粒徑團(tuán)聚體中，在該粒徑團(tuán)聚體中的有機(jī)質(zhì)氧化穩(wěn)定性較高，養(yǎng)分較穩(wěn)定，不易分解，存留時(shí)間長。石巖松等叫研究也發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)、全、全磷含量與2～1mm、1-0.5mm粒徑團(tuán)聚體含量具有正相關(guān)關(guān)系，這與本文的研究結(jié)果相似，說明有機(jī)碳和氮素、磷素在團(tuán)聚體中的分布具有一致性。然而，朱靜華等研究則表明物理性砂粒（1～0.01mm）除與磷素呈正相關(guān)外，其余全部為負(fù)相關(guān)，土壤物理性砂粒越多有效養(yǎng)分含量越低，而其余4個(gè)粒級(jí)組除與磷素呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)外，與其他元素的有效養(yǎng)分含量均呈正相關(guān)，即土壤物理性黏粒越多有效養(yǎng)分含量越高。這與本研究中黏粒含量與養(yǎng)分含量負(fù)相關(guān)的結(jié)果相悖，這可能與氣候條件以及成土母質(zhì)有關(guān)。進(jìn)一步運(yùn)用余分析解析不同地區(qū)引起土壤物理及養(yǎng)分性狀分異的主導(dǎo)土壤粒徑因子，發(fā)現(xiàn)《0.25mm粒徑團(tuán)聚體是引起5種養(yǎng)分差異的關(guān)鍵因子（F=5.4，p=0.03）這是因?yàn)橥寥缊F(tuán)聚體粒徑越小，比表面積越大，對(duì)有機(jī)碳的吸附能力就越強(qiáng)，在這種固持作用下有機(jī)無機(jī)膠體緊密結(jié)合，不易被微生物分解釋放;而在土壤機(jī)械組成中，粉砂（F=28.9，p=0.006）與中砂（F=12.5，p=0.048）是引起土壤物理性狀分異的關(guān)鍵因子。綜上可見，土壤團(tuán)聚體和土壤機(jī)械組成對(duì)土壤養(yǎng)分和表觀物理性狀都有顯著的影響，在今后的研究中更應(yīng)注重植煙土壤結(jié)構(gòu)的改良，從而保障其良好的供肥能力。

4結(jié)論

云南保山5個(gè)植煙區(qū)的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體均以》5mm粒徑的含量最高，以0.5～0.25mm粒徑的最低，而土壤機(jī)械組成則以粉砂粗比例最高，以中砂最低。另外，在5個(gè)典型植煙區(qū)中，騰沖地區(qū)的土壤物理性狀明顯優(yōu)于其他4區(qū)，且各養(yǎng)分含量較高，更適宜于烤煙生長。相關(guān)及冗余分析表明，土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成對(duì)土壤養(yǎng)分特征影響顯著，其中《0.25mm粒徑團(tuán)聚體（F=5.4，p=0.03）是引起不同地區(qū)養(yǎng)分分異的關(guān)鍵因子;土壤機(jī)械組成則對(duì)土壤物理特征影響顯著，其中粉砂（F-289，p=0.006）與中砂（F=12.5，p=0.048）是引起不同地區(qū)土壤物理性狀分異的關(guān)鍵因子?？梢姡寥澜Y(jié)構(gòu)與土壤肥力因子關(guān)系密切，植煙土壤結(jié)構(gòu)改良將成為下ー步的研究重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]焦敬華，劉春奎，許自成，等.湖北宣恩不同海拔植煙土壤養(yǎng)分含量狀況分析與綜合評(píng)價(jià)安農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（28）：8936-8937，8949

[2]王合玲，張輝國，秦璐，等.新疆艾比湖流域土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布特征及其影響因素.生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（16）969-4980

[3]譚智勇，周翼衡，王超，等云南保山市植煙土壤養(yǎng)分含量及肥力適應(yīng)性評(píng)價(jià)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，39（3）：429-434，44

[4]龔玖零.基于植煙土壤養(yǎng)分及煙葉質(zhì)量的云南保山市植煙分區(qū)[D].昆明：云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015

[5]侯戰(zhàn)高，馬旭，等.保山市植煙土壤的主要養(yǎng)分狀況[J]貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（3）：92-95

[6]魯如坤土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法M北京沖國農(nóng)業(yè)科技出版社，1999：166-187.

[7]羅登山，王兵，喬學(xué)義.《全國烤煙煙葉香型風(fēng)格區(qū)劃》解析中國煙草學(xué)報(bào)，2019，25（4）：1-9.

[8]盧金偉，李占斌，土壤團(tuán)聚體研究進(jìn)展[J].水土保持研究，2009（1）：81-85

[9]王云全，吳學(xué)群，彭占偉.區(qū)域耕地土壤養(yǎng)分空間變異研究及影響因素分析以昌寧縣為例熱帶作物學(xué)報(bào)，2015，36（4）：753-758

[10]胡璐，李心清，黃代寬，等.中國北方-蒙古干早半干旱區(qū)土壤銨態(tài)氮的分布及其環(huán)境控制因素.地球化學(xué)，2008，37（6）572-580.

[11]張曉娜，蒙仲舉，黃昕，等.荒漠草原不同植被覆蓋下土壤粒度組成與速效養(yǎng)分特征內(nèi)蒙古林業(yè)科技，2018，44（1）1：3-40

[12]董雪，王春燕，黃麗，等.侵蝕程度對(duì)不同粒徑團(tuán)聚體中養(yǎng)分含量和紅壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性的影響土壤學(xué)報(bào)，2013，50（3）

[14]石巖松，曹晶晶，李琳琳，等.長期連作棉田土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳及氮磷鉀含量的變化[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（19）270-275

[15]楊建國，安韶山，鄭粉莉.寧南山區(qū)植被自然恢復(fù)中士壤團(tuán)聚體特征及其與土壤性質(zhì)的關(guān)系水土保持學(xué)報(bào)，2006，20（1）

[16]朱靜華，周藝敏，景海春，等.天津地區(qū)土壤機(jī)械組成與土壤養(yǎng)分狀況相關(guān)關(guān)系的探討天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，1994（1）：1-3

[17] ARROUAYS D， VION I， KIEIN J L Spatial analysis and modeling of topsoil carbon storage in temperate forest humicloamy soils of Francelj[J]. Soil Sci.， 1995， 159： 191-198