湖北省植煙土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及變化趨勢

摘要：分析了2022年湖北省煙葉主產(chǎn)區(qū)4 205份土壤樣品的化學性狀，并與2011年植煙土壤相關數(shù)據(jù)進行了比較。結(jié)果表明，2022年湖北省植煙土壤pH平均為6.3；有機質(zhì)含量為25.8 g/kg；堿解氮、有效磷和速效鉀的含量分別為121.3、56.70、351 mg/kg。與2011年相比，2022年植煙土壤有酸化趨勢，有機質(zhì)含量總體較穩(wěn)定，堿解氮含量總體呈下降趨勢，有效磷、速效鉀含量明顯增加。因此，在煙葉生產(chǎn)中，一方面需因地制宜采取措施對土壤酸堿度進行調(diào)控，另一方面需要增加有機肥的施用，推廣“綠肥壓青”“深耕”等措施改善煙田土壤的理化性質(zhì)，同時合理調(diào)整煙草專用復合肥的配比。

關鍵詞：植煙土壤；養(yǎng)分現(xiàn)狀；變化趨勢；湖北省

中圖分類號：S158.3；S572 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）09-0035-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.09.007 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Current status and trends of tobacco-planting soil nutrients in Hubei Province

ZHAO Shu-jun1， ZHU Liu1， ZHOU Jian-xiong1， XU Da-bing1， WANG Yi-wei2， MA Jun-feng2， TANG Da-peng3

（1.Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China； 2.Shiyan Branch of Hubei Tobacco Company， Shiyan 442012， Hubei， China； 3.Enshi Branch of Hubei Tobacco Company， Enshi 445000， Hubei， China）

Abstract：The chemical properties of 4 205 soil samples in the main tobacco-planting areas of Hubei Province in 2022 were analyzed， and compared with the data of tobacco-planting soils in 2011. The results showed that in 2022， the average pH of tobacco-planting soils in Hubei Province was 6.3， the organic matter content was 25.8 g/kg， and the contents of alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus and available potassium were 121.3 mg/kg， 56.70 mg/kg and 351 mg/kg， respectively. Compared to 2011， the tobacco-planting soil in 2022 had acidification trend， the organic matter content was generally stable， the alkali-hydrolyzable nitrogen content generally showed a decreasing trend， and the available phosphorus and available potassium content increased. Therefore， in tobacco production， on the one hand， it is necessary to take measures to regulate soil acidity and alkalinity according to local conditions， and on the other hand， it is necessary to increase the application of organic fertilizer， promote measures such as “green manure dressing” and “deep ploughing” to improve the physicochemical properties of tobacco soils， and at the same time， adjust the ratio of special compound fertilizer for tobacco reasonably.

Key words： tobacco-planting soil； present status of nutrients； evolution characteristics； Hubei Province

土壤肥力是土壤的基本屬性和本質(zhì)特征，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根基，植煙土壤肥力水平直接影響煙草的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)［1，2］。2022年湖北省煙草播種面積為4.82萬hm2，煙葉產(chǎn)量8.10萬t，單產(chǎn)為 1 825.33 kg/hm2［3］。前期調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，湖北省煙田分布廣泛、成土條件復雜、氣候條件差異大，不同植煙地區(qū)土壤肥力水平不同，部分煙區(qū)種植年限較長，復種指數(shù)高，特別是肥料長期不合理的施用會導致土壤肥力的明顯下降和養(yǎng)分不平衡。

關于農(nóng)田土壤肥力演變的研究較多［4，5］，而對植煙土壤肥力變化的報道較少。梁紅［6］對重慶市10年間的植煙土壤肥力特征進行了分析；段淑輝等［7］于2017年對湖南省瀏陽市15年間的植煙土壤養(yǎng)分變化開展了研究；李倩等［8］、郭迎新等［9］分別分析了河南省南陽市和云南省洱海流域10年間植煙土壤養(yǎng)分時空變異特征并做了肥力評價；胡越［10］對近35年來四川省什邡市雪茄煙土壤pH、有機質(zhì)和氮磷鉀時空演變特征進行了分析；謝媛圓等［11］對2002—2012年湖北省煙區(qū)土壤肥力狀況及其演變特征進行了研究；趙書軍等［12］對1981—2011年湖北省恩施州植煙土壤養(yǎng)分的演變趨勢進行了比較分析等，但現(xiàn)階段湖北省植煙土壤肥力現(xiàn)狀與變化趨勢尚不明確，且目前有關演變規(guī)律的研究多為大數(shù)據(jù)分析，缺乏原位樣點比較的研究和資料。鑒于此，本試驗以湖北省2011年和2022年原位樣點植煙土壤為研究對象，分析了近12年來湖北省植煙區(qū)域土壤肥力變化情況，旨在為煙草合理施肥和土壤科學保護提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

湖北省煙區(qū)地跨東經(jīng)108°23′—113°06′、北緯29°07′—33°16′，境內(nèi)地勢高低懸殊，植煙區(qū)海拔跨度較大，在44～3 032 m，屬亞熱帶季風性氣候，各煙區(qū)無霜期平均為237～276 d，大田期10 ℃活動積溫平均在2 600 ℃以上，光照時數(shù)500～600 h。其中，鄂北襄陽市煙區(qū)包括保康縣、南漳縣、棗陽市3個植煙縣（市），鄂西北十堰市煙區(qū)包括竹溪縣、丹江口市、竹山縣、房縣和鄖西縣5個植煙縣（市），鄂西南恩施州煙區(qū)包括恩施市、利川市、建始縣、巴東縣、宣恩縣、鶴峰縣、來鳳縣、咸豐縣8個植煙縣（市），鄂西南宜昌市煙區(qū)包括五峰縣、秭歸縣、長陽縣、興山縣4個植煙縣（市）。

1.2 試驗設計

試驗于2021年9月至2022年4月進行，選取湖北省煙葉主產(chǎn)區(qū)集中且有代表性的區(qū)域進行土壤樣品采集。

1.3 樣品采集與測定

2021—2022年共采集土壤樣品4 205份，分別為恩施州1 737份，襄陽市1 232份，宜昌市486份，十堰市750份，涵蓋了湖北省生態(tài)煙田基本區(qū)域。選取代表性較強（植煙連作）的樣點，分別于2011年、2022年采用原位樣點定點方法取樣，保持兩時期采樣點一致，采集了宣恩、興山、秭歸、?？?、南漳、利川、鶴峰、房縣、竹山和竹溪10個縣（市）共66份原位植煙土壤樣品，原位采樣點分布如圖1所示。采樣時間均為煙草采烤結(jié)束后至次年起壟施肥前，采用5點法采集0～20 cm土層土壤樣品，去除石塊和植株殘體后混合均勻，取1 kg，帶回實驗室風干，備用。

土壤測定指標包括pH、有機質(zhì)含量、堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量。土壤pH采用pH計測定，水土體積比為2.5∶1.0；有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化法測定；堿解氮含量采用堿解擴散法測定；有效磷（以P2O5計）含量采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀（以K2O計）含量采用NH4OAc浸提，火焰光度計測定。

1.4 原位樣點數(shù)據(jù)說明

2011年湖北省共收集了3 401份植煙土壤樣品，在選擇本次（2022年）取樣區(qū)域時盡量與2011年取樣區(qū)域一致，因此，通過比較2011—2022年的土壤數(shù)據(jù)分析煙區(qū)土壤肥力的變化是可信的。

1.5 土壤養(yǎng)分含量分級標準

養(yǎng)分等級劃分（表1）以全國第二次土壤普查確定的養(yǎng)分含量分級標準為基礎，參考《中國植煙土壤及煙草養(yǎng)分綜合管理》［13］，結(jié)合湖北省植煙土壤實際情況和烤煙養(yǎng)分需求特性，綜合2019年湖北省耕地質(zhì)量檢測標準進行劃分。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用IBM Statistic SPSS 27.0、Origin 2022和Excel 2021等統(tǒng)計學軟件進行相關數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH現(xiàn)狀及變化趨勢

總體來看，2022年湖北省植煙土壤pH在3.8～8.5，平均值為6.3±1.0（表2）。強酸性及酸性植煙土壤（pH≤5.5）的樣點占比為25.45%，弱酸性土壤（pH為5.5～6.5）樣點占比為27.57%，中性土壤（pH為6.5～7.5）的樣點占比為32.34%，弱堿性以上土壤（pH為7.5～8.5）占比為14.64%（圖2）。這表明湖北省大部分植煙土壤pH在中性以下，適宜生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙草，其中有3.24%的土壤屬于強酸性土壤，已不適宜煙草種植。

從表2可以看出，2011—2022年植煙土壤有酸化的趨勢。但從pH分布情況（圖2a）來看，pH≤5.5的樣點占比從2011年的21.37%上升至25.45%，最適宜煙草生長的pH（pH為5.5～6.5）占比從2011年的37.19%下降至27.57%，酸性土壤樣點占比表現(xiàn)為增加，而弱酸性土壤樣點占比降低了9.62個百分點，呈現(xiàn)出明顯的酸化趨勢。

2011年和2022年湖北省植煙土壤原位樣點pH平均值分別為6.5±0.9和6.1±0.8（表2），土壤pH下降了0.4個單位。2011—2022年pH為7.5～8.5的樣點占比由19.70%下降至7.58%，降幅為61.52%；pH≤6.5的樣點占比由53.03%增加至68.18%，強酸性土壤（pH為4.5～5.5）增加了7.57個百分點，pH為5.5～6.5的土壤樣點占比由36.36%上升到43.94%，表明湖北省煙區(qū)土壤近12年來酸化趨勢明顯。

2.2 土壤有機質(zhì)含量現(xiàn)狀與變化趨勢

總體來看，2022年湖北省植煙土壤有機質(zhì)含量為1.53～59.9 g/kg，平均值為（25.8±10.1） g/kg，變異系數(shù)為39.21%，變異程度適中（表3）。從圖3a可以看出，與2011年相比，2022年湖北省植煙土壤有機質(zhì)含量為25.0～35.0 g/kg的樣點占比降低1.69個百分點，含量大于35.0 g/kg的土壤占比由15.30%升高至16.81%，12年來植煙土壤有機質(zhì)含量總體較為穩(wěn)定，且在各等級之間的分布也基本相同。2022年土壤有機質(zhì)含量≤15.0 g/kg的樣點占比為12.48%，15.0～35.0 g/kg的土壤占比為70.71%，大于35.0 g/kg的樣點占比為16.81%。這表明湖北省煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量處于中等水平，比較適宜煙草生長，少部分地區(qū)的植煙土壤有機質(zhì)含量過低或較豐富。

湖北省2011年、2022年植煙土壤原位樣點有機質(zhì)含量分別為11.6～48.3 g/kg和8.29～41.3 g/kg，平均值分別為（27.2±7.9） g/kg和（24.6±6.3） g/kg，12年來植煙土壤有機質(zhì)平均含量下降了2.6 g/kg（表3）。從圖3b可以看出，植煙土壤有機質(zhì)含量大于35.0 g/kg的原位樣點占比從2011年的13.64%下降至2022年的4.55%，有機質(zhì)含量大于25.0 g/kg的樣點占比從2011年的56.06%下降至2022年的45.46%，有機質(zhì)含量≤15.0 g/kg的樣點從2011年的3.03%增加至2022年的7.58%。從原位樣點土壤有機質(zhì)含量的變化來看，湖北省煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量呈下降趨勢。

2.3 土壤堿解氮含量現(xiàn)狀與變化趨勢

總體來看，2022年湖北省植煙土壤堿解氮在11.7～493.4 mg/kg，平均含量為（121.3±51.6） mg/kg，變異系數(shù)為42.50%（表4）。從圖4a可以看出，2022年湖北省植煙土壤堿解氮含量≤80.0 mg/kg的樣點占比為18.58%，80.0～150.0 mg/kg的樣點占比為59.57%，大于150.0 mg/kg的樣點占比為21.85%。這表明湖北省植煙土壤堿解氮含量屬于中等偏高水平，大部分土壤供氮水平較為適宜，僅有18.58%的煙區(qū)土壤堿解氮含量較低。結(jié)合2011年植煙土壤數(shù)據(jù)來看，2011—2022年植煙土壤堿解氮含量下降了11.7 mg/kg，堿解氮含量大于150.0 mg/kg的樣點占比從2011年的29.45%下降至2022年的21.85%，而含量較低（≤80.0 mg/kg）的樣點占比10年間增加了12.72個百分點，總體說明湖北省植煙土壤堿解氮含量變化趨勢不明顯。

湖北省2011年、2022年植煙土壤原位樣點堿解氮含量分別為（131.0±30.1） mg/kg和（134.2±39.0） mg/kg，12年來植煙土壤堿解氮含量僅上升了3.2 mg/kg（表4）。從圖4b可以看出，堿解氮含量大于120.0 mg/kg的樣點占比從2011年的66.67%下降至2022年的62.12%，堿解氮含量為120.0～150.0 mg/kg的土壤樣點占比從2011年的37.88%下降至33.33%，堿解氮含量為40.0～80.0 mg/kg的土壤樣點從2011年的7.57%增加至12.12%，增幅較大。從原位樣點來看，湖北省煙區(qū)土壤堿解氮含量變化趨勢不明顯。

2.4 土壤有效磷含量現(xiàn)狀與變化趨勢

總體來看，2022年湖北省植煙土壤有效磷含量范圍在0.50～312.60 mg/kg，平均含量為（56.70±45.00） mg/kg，變異系數(shù)為79.40%，變異程度較高（表5）。2022年湖北省植煙土壤有效磷含量處于偏低水平以下（有效磷含量≤15.0 mg/kg）的樣點占比為15.36%，其中有效磷含量≤6.0 mg/kg的樣點占比為4.75%，較適宜煙草生長（有效磷含量在15.0～40.0 mg/kg）的樣點占比為27.46%，供磷能力較強（有效磷含量>40.0 mg/kg）的樣點占比為57.18%（圖5a），表明湖北省植煙土壤現(xiàn)階段有效磷含量整體較為豐富。2011—2022年湖北省植煙土壤有效磷含量較高（>40.0 mg/kg）的樣點占比增加28.96個百分點，有效磷含量在15.0～40.0 mg/kg的樣點占比降低16.72個百分點，有效磷含量偏低（≤15.0 mg/kg）的樣點占比降低12.24個百分點，表明湖北省植煙土壤有效磷含量呈明顯增加趨勢，也說明煙區(qū)土壤的磷肥利用率較低。

對于原位樣點土壤而言，2011年、2022年湖北省植煙土壤有效磷含量分別為（41.50±31.60） mg/kg和（74.42±33.35） mg/kg（表5）。由圖5a可知，有效磷含量大于25.0 mg/kg樣點占比從2011年的62.12%上升至2022年的96.98%；大于40.0 mg/kg的樣點占比較2011年增加34.86個百分點；有效磷含量≤15.0 mg/kg的土壤樣點占比從2011年的18.18%下降至1.51%，降幅為91.69%；有效磷含量在15.0～25.0 mg/kg的土壤樣點從2011年的19.70%下降至1.51%，降幅為92.34%，表明湖北省煙區(qū)土壤有效磷含量呈上升趨勢。

2.5 土壤速效鉀含量現(xiàn)狀與變化趨勢

總體來看，2022年湖北省煙區(qū)土壤速效鉀含量的變幅較寬，在13～1 476 mg/kg，平均值為（351±208） mg/kg，變異系數(shù)為59.29%，變異程度偏高（表6）。植煙土壤供鉀能力較低（≤150 mg/kg）的樣點占比為15.18%，速效鉀含量為150～250 mg/kg的樣點占比為22.51%，速效鉀含量為250～350 mg/kg的樣點占比為19.02%，速效鉀含量大于350 mg/kg的樣點占比為43.29%（圖6a）。一般認為適宜煙草生長的土壤速效鉀含量在150 mg/kg以上，湖北省有84.82%的煙區(qū)土壤速效鉀含量大于150 mg/kg，表明湖北省煙區(qū)土壤整體速效鉀含量較為豐富。2011—2022年湖北省植煙土壤速效鉀含量較豐富（>350 mg/kg）的樣點占比升高35.28個百分點，≤150 mg/kg的樣點占比降低21.60個百分點，湖北省植煙土壤平均速效鉀含量由239 mg/kg上升至351 mg/kg，表明近12年植煙土壤速效鉀含量增加較快。

2011年、2022年湖北省植煙土壤原位樣點速效鉀含量分別為（271±147） mg/kg和（452±194） mg/kg（表6）。由圖6b可知，速效鉀含量大于200 mg/kg的原位土壤樣點占比從2011年的65.15%上升至2022年的95.45%，其中大于350 mg/kg的樣點占比較2011年增加48.48個百分點，增幅較大，為290.82%；速效鉀含量≤200 mg/kg的樣點占比從2011年的34.85%降低至2022年的4.55%；速效鉀含量≤150 mg/kg的樣點占比從2011年的15.15%下降至2022年的1.52%。這表明湖北省煙區(qū)植煙土壤速效鉀含量豐富且上升趨勢明顯。

3 小結(jié)與討論

土壤pH是影響土壤養(yǎng)分含量及有效性的主要因素。湖北省植煙土壤現(xiàn)階段pH為6.3，在植煙土壤調(diào)查樣點中強酸性及酸性（pH≤5.5）樣點占比為25.45%。2011—2022年，整體pH≤5.5的植煙土壤樣點占比增加了19.09%，弱酸性土壤（pH 5.5～6.5）樣點占比降低了25.87%，原位樣點pH下降了0.4個單位，表明湖北省植煙土壤pH適宜煙草生長的面積在縮減，酸化趨勢在加劇。謝媛圓等［11］的研究發(fā)現(xiàn)，湖北省2002—2012年植煙土壤酸化呈增加趨勢。周富忠［14］認為恩施州土壤酸化與施用硫酸鉀、氯化鉀等生理酸性肥料有關；唐韻等［15］認為在煙草種植中大量施用氮肥和含硫肥料與土壤酸化加劇密不可分。結(jié)合種煙年限以及施肥情況，經(jīng)分析認為長期過量使用普鈣以及施用生理酸性肥料是造成湖北省植煙土壤酸化的主要因素，因此對酸化嚴重的煙田應給予足夠的重視，并采取相應的調(diào)控措施，偏酸性土壤可施用適量堿性肥料或者石灰、白云石粉進行酸堿調(diào)節(jié)。

土壤有機質(zhì)含量關系到土壤結(jié)構、耕作性能、保肥能力以及生產(chǎn)力，適當施用有機肥對煙葉的生長和香吃味的改善具有促進作用［16］，有機質(zhì)含量適中的土壤能產(chǎn)出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的煙葉［6］。湖北省煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量為25.8 g/kg，處于中等水平，較適宜煙草生長，其中有3.75%的煙區(qū)植煙土壤有機質(zhì)含量過低，16.81%的煙區(qū)土壤有機質(zhì)含量豐富，2011—2022年植煙土壤有機質(zhì)含量總體較為穩(wěn)定，但從原位樣點來看，有機質(zhì)含量下降了2.6 g/kg。徐銳等［17］的研究表明襄陽市植煙土壤有機質(zhì)含量呈降低趨勢；謝媛圓等［11］的分析也表明，2002—2012年湖北省植煙土壤有機質(zhì)含量降低，意味著近21年土壤有機質(zhì)含量都有下降趨勢，期間采取的措施只能勉強維持有機質(zhì)含量穩(wěn)定，減緩下降速度。

2022年湖北省煙區(qū)土壤堿解氮含量為121.3 mg/kg，屬于中等偏高水平，植煙土壤堿解氮較2011年下降11.7 mg/kg。煙草生產(chǎn)中大量施用氮肥會造成煙葉后期不能適時落黃，長成“黑暴煙”，烘烤困難且嚴重影響煙葉品質(zhì)［18］，劉剛等［19］分析顯示宜昌煙區(qū)降低氮肥用量，土壤堿解氮含量顯著下降，這與巨曉棠等［20］、古巧珍等［21］的研究結(jié)果一致。

2022年湖北省煙區(qū)土壤有效磷含量為56.70 mg/kg，含量較豐富，供磷能力較強（>40.0 mg/kg）的煙區(qū)土壤面積為57.18%，2011—2022年植煙土壤有效磷含量較高（>40.0 mg/kg）的樣點占比增加了28.96個百分點。原位樣點分析結(jié)果顯示，有效磷含量年平均上升速度為2.99 mg/kg，有效磷含量大于25.0 mg/kg樣點占比從2011年的62.12%上升至2022年的96.98%，增加了34.86個百分點，上升趨勢明顯。有研究表明，在一定范圍內(nèi)，土壤有效磷含量隨施磷量的增加而上升，植煙土壤磷肥當季利用率僅為10%［22］。磷、鉀元素富集會導致煙田養(yǎng)分失調(diào)，從而影響煙草生長，在磷、鉀含量較高的煙田中適當減少磷肥的施用量對煙草品質(zhì)不產(chǎn)生影響［23］，但土壤磷素富集后，再增加速效磷只會促使農(nóng)田土壤磷素向水體流失［24］，造成水體污染。因此，為確保湖北省煙葉質(zhì)量，應合理施用磷肥，調(diào)整氮、磷、鉀養(yǎng)分比例。

湖北省煙區(qū)土壤速效鉀含量為351 mg/kg，有84.82%的煙區(qū)土壤速效鉀含量大于150 mg/kg，鉀含量較豐富，2011—2022年植煙土壤速效鉀含量較豐富（>350 mg/kg）的樣點占比升高35.28個百分點，原位樣點年平均上升速度為16.45 mg/kg，速效鉀含量大于200 mg/kg的原位土壤樣點占比從2011年的65.15%上升至2022年的95.45%，上升幅度較大。陳潔菲等［25］、佀國涵等［26］的分析認為鉀肥施用過量是植煙土壤速效鉀含量上升較快的主要原因。因此，湖北省植煙土壤應適當控制鉀肥用量，合理調(diào)整氮、磷、鉀養(yǎng)分元素的配比。

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收稿日期：2024-06-07

基金項目：中國煙草總公司資助項目（110202102040）；中國煙草總公司湖北省公司科技項目（2022-420-000-240-149）

作者簡介：趙書軍（1969-），男，湖北恩施人，研究員，碩士，主要從事土壤保育、煙草栽培等研究，（電話）13971308662（電子信箱）524754199@qq.com；通信作者，唐大鵬（1969-），男，湖北利川人，農(nóng)藝師，主要從事煙草栽培研究，（電話）18727676888（電子信箱）2654151673@qq.com。

趙書軍，朱 柳，周劍雄，等. 湖北省植煙土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及變化趨勢［J］. 湖北農(nóng)業(yè)科學，2024，63（9）：35-41．