张家界不同植烟土壤类型剖面形态特征与养分分布特征.docx

1、张家界不同植烟土壤类型剖面形态特征与养分分布特征李明德I,刘琼峰I,吴小丹I吴海勇I彭德元2(1.湖南省土壤肥料研究所，长沙410125;2.湖南省烟草公司张家界市公司，湖南张家界427000)摘要：采用野外调查、挖掘土壤剖面、分层取样及室内分析的方法，调查了张家界市不同植烟土填类型剖面的形态特征及其养分分布特征，为张家界植烟区土壤的合理施肥及优质特色烟叶的生产和布局提供科学依据。结果表明，早地土壤剖面的土体构型均为AtrAu-Cn水稻土土壤削面的土体构型为Aa-Ap-W-C;除pH和交换性钙含量随新割面层次的加深而增加外,其他土果养分含量均随剖面层次的加深而降低，表现出较强的表聚性特征。5种

2、不同植烟土壤类型中，以黄果最适宜种植烤烟，其顺序为：黄壤水稻土、黑色石灰土紫色土、红填。关键词：植烟土壤；土壤割面；形态特征；养分分布；烟草中图分类号：S572.06文章编号：1007-5119(2012)03-0007-06DOI：10.3969/j.issn.1007-5119.2012.03.002MorphologicalCharacteristicsandNutrientDistributionofTobacco-plantingSoilProfilesinZhangjiajieLIMingde1,LIUQiongfeng1,WUXiaodan1,WUHaiyong1,PENGDey

3、uan2(1.SoilandFertilizerInstituteofHunanProvince,Changsha410125,China;2.ZhangjiajieTobaccoCompany,Zhangjiajie,Hunan427000,China)Abstract：ToprovidescientificfoundationfbrrationalfertilizationoftobaccoplantingsoilsandthehighqualityandcharacteristictobaccoproductionandplantingprogramminginZhangjiajie,t

4、hesoilprofilecharacteristicsandnutrientdistributionofdifferenttypesoftobacco-growingsoilswerestudied.Fieldsurveying,soilprofilesmining,stratifiedsamplingzmdlaboratoryanalyzingwereappliedtothestudy.ThesoilbodyconfigurationwereAn-A)2-C|inprofilesoftheuplandsoils;Aa-Ap-W-Cinprofilesofthepaddysoil.Theso

5、ilpHandthecontentsofexchangeablecalciumincreasedwithsoilprofiledepth,whileothersoilnutrientcontentdecreasedwithsoilprofiledepth,resultingintopsoilaccumulation.Infivetypesoftobacco-growingsoils,theyellowsoilwasoptimumofplantingfluc-curcdtobacco,thetobaccogrowthpreferenceorderwas:yellowsoil>paddyso

6、ilandrendzina>purplesoilandredsoil.Keywords：tobaccoplantingsoil;soilprofile;morphologicalcharacteristic;nutrientdistribution;tobacco张家界是湖南省重要的优质烟产区之一，2010年烟草种植面积达6160hm2l，所产烟叶外观及内在质量较好，香气地域风格突出，有较为鲜明的山地烟特色。张家界独特的地理环境和生态条件，为烤烟种植提供了丰富的上壤资源，不同特征的土壤类型生产出的烤烟其品质和产量也有较大的差异C研究不同植烟上壤类型的剖面形态特征及其养分分布特征是查明该区

7、域土壤特征与烤烟生长、产鼠、品质等关系的基础，对于指导该地烟叶生产的合理施肥、提高烟叶产量和内在品质、优化特色优质烟叶的种植布局等均具有重要意义。对红壤丘陵茶园、柑桔园土壤剖面形态特征及其微员元素含虽2-3不同土地利用类型下氮、磷在土壤剖面中的分布特征【句进行了较多的研究。杨龙祥等对昆明烟区几种植烟土壤剖面的构型和理化性状也进行了调查分析。前人主要研究了农田、菜地、果园、林基金项目：国家烟章专卖局项目“湖南张家界典52生态特色优质烟叶开发”；湖南省烟草专卖局项目“湖南典型烟叶产区生态特征及烟叶质量风格特色评价研究”(10-13Aa07)作者简介：李明德.男.研究员.主要从事上壤肥料和烟草土壤改

8、良的研究。E-mail：Iimingde460收稿日期：2011-07-08修回日期：2012-05-02地、草:地等土壤的剖面形态特征与养分分布特征，而针对植烟土壤的剖面形态特征与养分分布特征的研究还少有报道。笔者对张家界不同植烟土壤剖面特征及其各层次的养分分布特性进行研究，旨在探明张家界最适宜的植烟土壤类型及特征，为张家界植烟区土壤的合理施肥及优质特色烟叶的生产和布局提供科学依据。1材料与方法1.1研究区域概况张家界市位于湖南省西北部，介于东经109。40'111。20'、北纬28。52'29。48',海拔介于751890.4m,属中亚热带山原型季风湿润气候

9、。该市烤烟栽培历史悠久，以早地栽培烤烟为主，据湖南省植烟土壤养分调查显示向，该烟区土壤pH、有机质含量分别为6.4、23.3g/kg,适宜于优质烟叶的生产；七壤交换性钙、有效硫含量丰富，速效氮、磷、钾、镁、锌、钳和硼等养分存在不同程度的缺乏。植烟土壤以黄壤、水稻土为主，还有少最的黑色石灰土、红壤和紫色土。1.2样品的采集与检测根据张家界市植烟区不同土壤类型的分布特点，于2010年11月在桑植、慈利、永定区的烟草基地单元共挖取10个土壤剖面。土壤剖面长L5m、宽1.0m、深1.01.2m,按土壤剖面层次分别采集土壤样品并调查土壤剖面形态特征。各土壤剖面点的基本信息与剖面形态特征见表lo所采土壤样

10、品置实验室内经自然风干、研磨后，分析土虞pH、有机质、全氮、磷、钾、水解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、镁、有效硫、硼、锌、铁、锭。分析方法参照文献7。2结果2.1不同类型土壤剖面的形态特征张家界植烟土壤以石灰岩风化物为主。从不同植烟土壤类型剖面形态特征来看（表1）,红壤、黄壤、黑色石灰土和紫色土4种早地土壤，其土壤剖而发生层次分化明显，一般都能划分出旱耕层（An）、亚耕层（A12）和心土层（G）,即土体构型为An-An-Cjo水稻土的土体构型为Aa-Ap-W-C,Aa为耕作层、Ap为犁底层、W为潴育层、C为母质层。植烟土壤的耕作层深度均在25cm以上，其土壤结构以团粒结构占优势，土壤质地以粉砂

11、质黏土和粉砂质黏壤土为主。4种旱地土壤的亚耕层（AI2）和心土层（G）及水稻土的潴育层（W）中铁、链淀积物较明显，以块状结构为主。从土壤剖面的形态特征来看,这5种土壤均适宜烟草的生长。2.2不同类型土壤剖面的养分分布特征2.2.1pH土壤pH不仅影响烟草对养分的吸收、土壤养分的有效性及微生物的分布，还直接影响烟草的生长及品质。张家界不同类型植烟土壤耕作层的pH表现为黑色石灰土红壤紫色土水稻土黄壤（图1）。黑色石灰土耕作层的pH在7.0以上，略偏碱性；红壤、紫色土和水稻土耕作层的pH分别为5.8、5.6和5.5,在烤烟最适宜生长的土壤pH5.56.5范围内黄壤耕作层的pH仅为4.9.这是因为黄壤

12、主要分布在海拔500-1000m,降雨量多、湿度大，淋溶作用强，盐基离子大部分被淋失，使表土层交换性酸特别是铝离子含最高，故土壤呈酸性至强酸性反应。从图1可以看出，随着土壤深度的增加，各类型土壤的pH基本呈逐渐上升趋势。2.2.2有机质土壤有机质是评价土壤肥力水平的重要指标，在一定范围内，土壤有机质含量高，对促进烟株生长发育、协调烟叶化学成分具有较好的效果，可有效提高烟叶香气质、香气量，减少杂气和刺激性【皿。张家界不同植烟土壤类型耕作层的有机质以黄壤最高（29.9g/kg）,黑色石灰土、水稻土和红壤次之，紫色土最低（14.5g/kg）（图2）。我国普遍认为优质烟的土壤适宜有机质含量为1530g

13、/kgM,在这种土壤上栽烟，氮素营养较容易控制。由此可见，张家界5种典型植烟土壤类型中，黄壤、黑色石灰土、水稻土和红壤耕作层的有机质含量都处于优质烟生长的适宜水平。从图2可以看出，不同土壤类型其有机质含髭在剖面各层次中也不尽相同，但其分布规律一致，«1土填剖面的基本值息与形态待征Table1BasicinformationandMorphologicalcharacteristicsofsoilprofile质地编号采祥点位置海拔/m成上母质土壤类型土地类型尾次深度/cm酥色结构新生体桑植且官地坪储山羊栋村永定区青安坪乡青安村慈利县溪口镇云桂村桑植县白石乡长益村桑植县人潮溪乡红旗村桑

14、植县龙潭坪镇李家湾村慈利县三合口乡指柳村永定区青安坪乡安平村慈利县三官寺乡吴王坡村慈利县江场镇九里垣村Aa426淡黄椎块状粉砂质黏壤土.水稻上水田Ap26-35浊橙块状粉砂皮黏壤土石灰岩W35淄浊黄橙块状松砂®Wi±帙候结核C65以下浊黄橙块状粉砂质-Aa0-25棕灰团粒板砂质翳土-石灰岩水稻土水田Ap2A35淡灰块状粉砂质耕土-w35-55浊黄粮块状粉砂质黏砂土铁链结核c55以下浊黄用块状粉砂质财填上-Aa026淡黄惜团粒1：-石灰岩水稻土水田Ap26-35浊椎亮红株块状壤质狄土增质黏土佚铉结核W350块状c63以下亮黄橙块状板砂质黏土佚钻结核An0-30整白团粒柠砂质懿

15、土.板贞岩黄填Au30-55浊黄悟块状松砂质新土铁键结核Cl55-105浊黄株块状枚砂质黏土铁揉结核c2105以下块状&砂®«±铁猫结核Aii427淡黄推粒状的砂质懿土-石灰岩黄增早地Au2777浊黄橙块状粉砂质黏壤土-Cl47以下黄棕块状物砂质黏土快候结核Aii0-25浅淡黄团粒粉砂质魅壤上石灰岩黄壤早地A|225-71浊黄椎块状尬砂质整壤七铁铉结核C>71以下浊黄棕块状粉砂质孙壤土少量饮14结核An0-32淡黄悟团粒出砂质备土石灰岩黄填早地A】232-74浊橙块状粉砂质秘土铁话结核c.74以下亮黄垸块状粗砂质葬土鞍铉纳核An0-25株灰粒状粉砂质

16、孙填土石灰岩红壤早地An2578栋块状粉砂质融填土株铉擦痕Cl48以下暗棕块状秘壤土佚候擦痕An431浅淡黄团粒粉砂质黏集土.石灰岩zmti石灰土早地A|：31-69浊黄符块状粉砂质粘填七狭摧结核Ci69以下亮黄棕块状粉砂质黏填土'帙链结核An429浅漆红推团粒粉砂质黏坂土砂页岩紫色土早地2495红棕块状粉砂质制填土佚铉结核G95以下红块状娘质猫土铁M结核602408254122311308087125253680A】层CIA12层EIC1层8.06.04.02.00.0101<黄填红坝黑色石灰土紫色土土壤类型W层水稻土图1不同类型土填剖面pH的分布特征Fig.1Distribu

17、tioncharactersofpHinprofilesofdifferentsoiltypes甘8)、商虹暝皇摊±稻图2不同类型土壤剖面有机质的分布特征Fig.2Distributioncharactersoforganicmatterinprofilesofdiftcrcntsoiltypes都表现为随着土层加深而下降。这与Arrouays等刃的研究结果.在垂直方向上，土壤有机碳（SOC）含妆与土层深度密切相关，随深度增加呈指数下降趋势一致。2.2.3大量营养元素由图3可见，5种不同土壤类型剖面耕作层全氮含量在1.21.8g/kg，以黄壤最高，其次是黑色石灰土、水稻土，红壤和紫色

18、土的全氮含玳成低为1.2g/kg°红壤、紫色土氮素含量相对较低的原因可能与其母质、成土特点有关，紫色土由紫色砂页岩发育而成.E层浅薄；红壤风化淋溶作用强，盐基被淋失，故其氮戒含量较低。土壤剖而各层次的全氮含代都呈现出垂住递减趋势（图3）。5种不同土壤类型剖面耕作层全磷含依在0.50.8g/kg,均处于较低水平；土壤全磷含仙的剖面分布规律和全氮相似。5种不同上壤类型剖面耕作层全钾含虽差异较大，除红壤和黑色石灰土的全钾含枇偏低外，其余3种土壤类型剖面耕作层全钾含量均处于烟卓生长的适宜水平；其剖面分布O60.rJ?*/w加苗.oo.O.O.O.O.O4.3.2.LO.J?，)、M4aM4H

19、All层DAI2SCJC1层黄壤红壤黑色石灰土紫色土土境类型e.oeo.o.o.543.or胃，、如S<Hoo.18.0015.0012.009.006.003.000.00All层UAI2feDCPi"土壤类型ISAp»XW层水稻土3图3不同类型土填剖面全量N、P、K的分布特征Fig.3DistributioncharactersoftotalcontentsofN,P,Kinprofilesofdiflerentsoiltypes规律和全氮、全磷相似，呈垂直递减趋势。从表2可以看出，5种不同土壤类型剖面耕作层水解氮含量在80150mg/kg,参考文献14的分级标准

20、，只有黄壤和水稻土的水解氮含最处于适宜水平，其他3种土壤均表现出有效氮不足。5种土壤耕作层有效磷的含量均丰富，速效钾含量表现为黑色石灰土和黄壤丰富，水稻土在适宜范围，紫色土和红壤不足。有效养分随着剖面层次加深其含量均显著下降，特别是有效磷，有效磷随淋溶的下移活动最弱，主要富集在耕层，这是因为在N、P、K三大养分元素中，P的运动性最弱"。2.2.4中、微量营养元素中、微量元素（Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn）虽在植物体内含量甚微，但却是烟株生长和烟叶产量、品质形成必不可少的营养元素，缺一不可好）。张家界5种植烟土壤类型中，除黄壤的交换性钙含量偏低外，其他土壤的交换性钙含量均处于适

21、宜或较高水平（表3）。交换性钙在土壤剖面的垂直分布中主要淀积在Au层或G（W）层，这主要是淋溶作用的结果。红壤和黄壤的交换性镁含量在0.51.0cmol/kg之间，处于较低水平；水稻土和紫色土的交换性镁含量在1.01.5cmol/kg,处于适宜水平；黑色石灰土的交换性镁含量为2.99cmol/kg,处于较高水平。土壤交换性镁在土壤剖面的垂直分布中呈现出随深度增加而降低的趋势。土壤有效硫含量均处于适宜或较高水平；黄壤、水稻土和紫色土的有效硫在剖面分布均呈现出明显的下降趋势.而红壤和黑色石灰土的剖面分布规律不明显。从表3还可以看出，张家界5种植烟土壤类型其微量元素铁、镐、硼、锌含量中，除紫色土有效

22、锌含量偏低外，其他的均处于适宜或较高水平，且都表现为在耕作层明显的富集，随着土壤剖面深度的增加呈现出明显的降低趋势。3讨论土壤剖面是垂直地面以下一定深度里土壤分层的变化情况挖掘土壤剖面是研究土壤内部各表2不同类型土堆剖面速效N、P、K的分布特征Table2DistributioncharactersofavailablecontentsofN,P,Kinprofilesofdifferentsoiltypes水解N/(mgkg')有效P/(mgE)速效K/(mgkg*)An(Aa)A.2(Ap)Ci(W)(C)An(Aa)A|2(Ap)C1(W)(C)Au(Aa)A|2(Ap)c.（w

23、）(C)-黄填149.572.342.0-84.61.31.4-287.358.044.3-红填92.052.057.0-40.72.83.1107.045.042.0-黑色石灰土94.047.048.0-32.11.01.8.391.061.033.0紫色土80.028.017.078.11.61.1147.043.042.0水稻土125.387.744.740.755.74.45.66.0210.789.358.046.3表3不同土填类型剖面中、微元素的分布特征itsoiltypes上填类蜃层次交换性钙/（皿。1*广）交换性镁/（cmolkg"）有效印（m$k）有效蜘（mgkg”

24、）有效镭/（mgkg）有效有效锌/（mg*g）红壤An8.030.9612.732.548.50.731.85Au14.20.486.411.014.20.300.55c,46.1.0.7813.99.99.50.100.56黑色Aii12.32.9910.314.515.60.93t.52石灰土A?12.22.6523.37.57.10.200.32Ci9.11.867.19.410.80.110.24紫色土An8.21.4212.163.228.81.010.62A|213.21.106.25.24.50.100.19Ci10.4.1.344.63.52.90.040.15An3.80.6

25、962.235.947.61.062.65黄壤An4.90.6711.712.99.50.140.15C|4.70.659.59.19.60.050.10Aa5.51.2917.159.023.90.581.93水稻土Ap6.61.1710.843.520.40.290.64W7.70.926.812.315.00.110.31C7.00.777.39.57.90.080.35种物质变化的重要手段之一。通过田间土壤剖面挖掘、观察和室内化学分析，可以判断土壤的肥力状况及障碍因素，同时，通过土壤剖面的观察研究，联系有关因素，可以阐明土壤的形成、分类、形态,提出改土和用土措施I国。养分在土壤剖面中产

26、生分异的原因主要是风化作用、大气沉降、淋溶和生物循环的结果。风化和大气沉降是使养分向土壤不同深度土层的输入过程。淋溶和生物循环对养分在土壤剖面中分布的影响往往是相反的，淋溶使养分向下移动，随着剖面深度的增加，养分浓度增加；与之相反，由于植物可以通过吸收把养分带到地上，通过生物归返等方式把养分再循环到土壤表层，生物循环作用总体上是使养分向上移动，因此，植物循环使养分在土层较浅的层次中富集并随剖面深度而降低3)。因此.研究土壤养分在剖面上的垂直分布，可为了解土壤形成过程中成土母质、自然因素、气候及土地利用和管理方式的变化等提供基础资料，而且这些因素极大地影响着养分元素的迁移、累积和生物地球化学循环

27、，乃至全球环境。由此可见，对张家界植烟土壤的剖面形态特征及其养分分布特征等进行系统研究，可为指导该地烟叶生产的合理施肥、优化特色优质烟叶的合理布局等提供科学依据。4结论本研究结果表明，张家界植烟土壤中，早地土壤剖面的七体构型均为AirA12-CH水稻土土壤剖面的土体构型为Aa-Ap-W-C;黄壤主要分布在海拔5001000m,温、光、水、热条件好，养分丰富，最适宜种植烤烟。水稻土、黑色石灰土次之，紫色上和红壤的养分较缺乏，可通过增施优质有机肥、种植绿肥压青、轮作等措施来提高其土壤肥力。土壤养分在剖面中的分布规律是：pH和交换性钙含量随着剖面层次的加深而增加，其他I壤养分均随着剖面层次的加深而降低，均表现出较强的表聚性特征。本研究只对张家界5种主要植烟土壤类型的刮面形态特征与养分分布特征进行了研究，不同土壤类型及其剖面形态特征、养分分布特征对烤烟产坦、品质的影响还有待进一步研究。参考文献1湖南省农村经济调查队.湖南农村统计年鉴M.湖南省统汁局.2010.|2|罗天相.红壤丘陵区茶园土壤剖面特性及改善措施J.福建茶叶.2005(3)：28-29.13范西宁，黄玉溢.红壤柑桔园土壤剖面形态特征及其有，效微fit元素含匿研究J.广西园艺.2007,18(2)：15-16.(4J陆安祥，赵云龙，王纪华，等.不同土地利用类型下氟、磷在土壤剖面中的分布特征J.生态学报，2