湖南植烟土壤磷素状况分析

刘建国，罗建新，杨磊，余颖，孟凡，肖汉乾，彭曙光，刘勇军

(1.湖南农业大学资源与环境学院，湖南 长沙 410128； 2.湖南中烟工业有限责任公司，湖南 长沙 410014； 3.湖南省烟草公司，湖南 长沙 410004)

磷是作物生长发育所必需的三大营养元素之一。农业生产中，长期不合理施用磷肥导致土壤磷素大量积累[1]。积累在土壤中的磷，一方面,其溶解性差，无法满足一般作物的生长需要，磷肥的当季利用率仅为 5%～25%，成为限制作物生长主要原因之一[2]；另一方面,磷能够随水体迁移，造成磷肥资源的损失与浪费。磷素是作物生长必需的营养元素之一，作物可直接吸收利用的磷主要来自于土壤[3-4]。土壤中全磷含量相对较低，而速效磷含量较高，土壤全磷量和土壤供磷量没有直接关系。农业生产中，土壤有效磷在一定程度上能较好地反映土壤磷素水平[5-6]。土壤全磷是反映土壤磷库大小的重要指标，有效磷反映了可供作物当季吸收利用的磷素水平，是评价土壤供磷能力的重要指标[7-8]。土壤有效磷水平过低会导致农作物减产；磷素供应过多，叶片表现厚而粗糙，油分少，弹性少，粗筋暴梗，引发环境污染[2]。大量的磷肥以磷酸盐和其他形式残留在土壤中[9]，不同土壤类型和耕作模式均对土壤磷素含量影响较大[10]。

不同土壤类型、不同耕作方式条件下，土壤磷素变化及对累积磷的响应均不同。湖南省是中国产烟大省，在长期施肥条件下，土壤磷素状况发生较大变化。利用2013年湖南省第2次植烟土壤普查取得的数据资料，研究分析湖南省植烟土壤全磷和有效磷的含量水平及分布状况，探讨土壤中磷素对烟草生长的适宜程度，为湖南省磷肥和磷素资源的持续利用提科学依据。

1 材料与方法

根据不同地区和耕种制度，在湖南省郴州、永安、衡阳、邵阳、株洲、常德、怀化、湘西、张家界市等10个州市采集4 866个具有代表性的混合土样。

2 结果与分析

2.1 湖南植烟土壤磷素分级标准

参照湖南省植烟土壤养分丰缺状况的5级体系表[11]，得出湖南植烟土壤磷素指标的评价标准，见表 1。

表1 湖南省植烟土壤磷素指标与等级Table 1 Phosphorus index and grade of tobacco planting soil in Hunan Province

2.2 湖南不同地区土壤磷素丰缺状况与评价

湖南不同地区植烟土壤的全磷状况见表2。湖南省土壤全磷平均含量均为0.51～0.91 g·kg-1，株洲全磷含量最低，永州则最高。郴州、永州、衡阳、张家界、怀化、湘西自治州土壤全磷含量变异系数较小，说明土壤全磷含量不均匀。怀化有31.10%的土壤全磷含量处于极低水平，长沙有23.58%的土壤全磷含量处于极低水平，而株洲有50.77%的土壤全磷含量处于极低水平，其他市州也有小部分土壤速效磷含量处于极低水平。湖南省全磷有50%左右处在低水平，其中，邵阳最高，有77.31%的土壤处于低水平；株洲最低，有49.23%的土壤处于低水平；其他市州居中。除株洲和永州外，湖南省有80.00%左右的土壤全磷表现为低与极低水平，而株洲则100.00%处于低与极低水平。株洲和永州分别有38.29%和34.40%的土壤全磷含量处于适宜水平。各地区土壤全磷含量处于高水平的都在10.00%以下，处于极高水平的只有极少数。湖南省全磷含量整体较匮乏，且不同市州差异较大。

农业生产中，常以土壤速效磷的含量来判断土壤磷素的丰缺，不同地区植烟土壤速效磷状况见表3。由表3可知，湖南省土壤速效磷含量平均值均在30.0 mg·kg-1以上，处于高水平。湖南省速效磷含量处于极低水平的土壤均不到10.00%，邵阳和株洲土壤速效磷含量均高于极低水平。湖南省速效磷含量处于低水平的土壤也不到10.00%。怀化有14.63%的土壤速效磷含量处于适宜水平，在各地区中最低；株洲最高有32.31%的土壤速效磷含量处于适宜水平。除株洲和湘西自治州以外，湖南省植烟土壤速效磷含量处于高与极高水平的土壤达到湖南植烟土壤的70.00%以上，株洲和湘西自治州植烟土壤速效磷含量处于高与极高水平的土壤也在60.00%以上。总体来看，湖南省植烟土壤速效磷平均含量为38.1 mg·kg-1，相对较高，不同地区差异较大。仅有20.00%处在适宜水平以下，有20.00%左右处于适宜水平，20.00%左右处于高水平，40.00%以上处于极高水平。这说明湖南植烟土壤速度磷相对较丰富。也说明植烟土壤全磷和速效磷没有直接相关性，这与王娟等[12]研究结果相一致。

2.3 湖南不同母质土壤磷素丰缺状况与评价

湖南省主要植烟土壤主要有四大母质。邵阳、怀化、永州和长沙、郴州、张家界部分地区属于石灰岩母质；湘西自治州、常德和部分衡阳、长沙地区属于第四季红土母质；株洲和部分衡阳、长沙、郴州、常德地区属于板页岩母质；衡阳、郴州部分地区属于紫色板页岩母质。

由表 4 可知，石灰岩全磷平均含量最高为0.86 g·kg-1，第四季红土母质最低为0.65 g·kg-1，变幅不大。不同母质植烟土壤全磷含量均有60.00%以上处于低水平:板页岩母质最高,为72.06%；石灰岩母质最低，为60.67%；紫色页岩和第四季红土母质居中。板页岩母质有6.30%的土壤处于适宜水平，紫色板页岩有12.53%处于适宜水平，第四季红土母质最低仅有5.82%，石灰岩有25.93%处于适宜水平。

表5可以看出，不同母质间土壤速效磷平均含量相差不大，在38.0 mg·kg-1。相同母质间，土壤速效磷差异较大。不同母质的土壤均有60%以上的速效磷含量处于高与极高水平，处于适宜水平的只有20%左右，石灰岩母质仅有15.06%的土壤处于适宜水平，紫色板页岩最高有32.18%处于适宜水平。处于低与极低水平的为4.97%～14.33%。

湖南不同母质植烟土壤全磷含量低的，土壤速效磷含量不一定低，进一步说明二者相关相关性不大。

2.4 湖南不同耕作方式土壤磷素丰缺状况与评价

由表 6 可知，湖南植烟土壤全磷平均含量为0.80 g·kg-1，水田中土壤全磷含量有24.21%处于适宜水平，而旱田只有12.70%处于适宜水平。2种耕作方式均有60.00%左右的土壤全磷含量处于低水平，15.00%的土壤处于极低水平，整体表现为植烟土壤全磷含量较缺乏。

不同耕作方式条件下，植烟土壤速效磷含量见表 7。速效磷平均含量为38.80 mg·kg-1，变异系数为70.9。水田中，有39.31%的土壤速效磷含量处于极高水平，12.91%处于高水平，仅仅有10.02%的土壤处于适宜水平。旱田中，有28.15%的土壤处于极高水平，高水平的为 32.92%，有25.25%的土壤处于适宜水平。水田相对适宜，而旱田则偏高。

3 结论与讨论

本研究分析了湖南省植烟土壤全磷与速效磷的分布特征，参考湖南省植烟土壤养分丰缺状况的5级体系，对全磷、速效磷的丰缺情况进行了评价。结果表明，湖南省植烟土壤全磷含量整体偏低，均值为0.74 g·kg-1，低于适宜值，呈中等偏下强度变异。“适宜”(1.0～1.5 g·kg-1)和“高”(>1.5 g·kg-1)的植烟土壤仅为14.15%和2.00%。全磷含量较低，而速效磷含量却较高，说明全磷含量对速效磷含量影响不大。有研究显示，土壤可溶性磷、速效磷含量随着土壤有机质的累积而增加，说明有效磷主要来源可能是因为土壤有机质的降解[13-14]。还有研究指出，土壤速效磷含量可能主要与烟草当季的磷肥施用有关[12]。湖南省植烟土壤速效磷含量整体偏高，均值为38.1 mg·kg-1，变异强度较大，约有52.39%的植烟土壤速效磷含量表现为极高(>30 mg·kg-1)，有21.03%的土壤速效磷含量处于高水平(20～30 mg·kg-1)，仅有16.68%的土样处于适宜(10～20 mg·kg-1)水平，这与刘懋等[15]研究结果基本一致。有研究表明，土壤中Ca2-P，Al-P为有效态磷，其他形态的磷经一定条件能够向有效态转化[16-19]。姚春兰等[19]、唐莉娜等[20]研究表明，磷素供应过多，叶片表现厚而粗糙，油分少，弹性少，粗筋暴梗，对烟叶品质影响较大。 因此，湖南烟区应在田间进行磷肥减量，同时施用土壤活化剂，促使其磷形态间相互转化，让养分充分释放，以寻求最适合优质烤烟种植，并减少成本。