湖北省植烟土壤养分现状及变化趋势

摘要：分析了2022年湖北省烟叶主产区4 205份土壤样品的化学性状，并与2011年植烟土壤相关数据进行了比较。结果表明，2022年湖北省植烟土壤pH平均为6.3；有机质含量为25.8 g/kg；碱解氮、有效磷和速效钾的含量分别为121.3、56.70、351 mg/kg。与2011年相比，2022年植烟土壤有酸化趋势，有机质含量总体较稳定，碱解氮含量总体呈下降趋势，有效磷、速效钾含量明显增加。因此，在烟叶生产中，一方面需因地制宜采取措施对土壤酸碱度进行调控，另一方面需要增加有机肥的施用，推广“绿肥压青”“深耕”等措施改善烟田土壤的理化性质，同时合理调整烟草专用复合肥的配比。

关键词：植烟土壤；养分现状；变化趋势；湖北省

中图分类号：S158.3；S572 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）09-0035-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.09.007 开放科学（资源服务）标识码（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属性和本质特征，是农业可持续发展的根基，植烟土壤肥力水平直接影响烟草的生长、产量和品质［1，2］。2022年湖北省烟草播种面积为4.82万hm2，烟叶产量8.10万t，单产为 1 825.33 kg/hm2［3］。前期调查数据显示，湖北省烟田分布广泛、成土条件复杂、气候条件差异大，不同植烟地区土壤肥力水平不同，部分烟区种植年限较长，复种指数高，特别是肥料长期不合理的施用会导致土壤肥力的明显下降和养分不平衡。

关于农田土壤肥力演变的研究较多［4，5］，而对植烟土壤肥力变化的报道较少。梁红［6］对重庆市10年间的植烟土壤肥力特征进行了分析；段淑辉等［7］于2017年对湖南省浏阳市15年间的植烟土壤养分变化开展了研究；李倩等［8］、郭迎新等［9］分别分析了河南省南阳市和云南省洱海流域10年间植烟土壤养分时空变异特征并做了肥力评价；胡越［10］对近35年来四川省什邡市雪茄烟土壤pH、有机质和氮磷钾时空演变特征进行了分析；谢媛圆等［11］对2002—2012年湖北省烟区土壤肥力状况及其演变特征进行了研究；赵书军等［12］对1981—2011年湖北省恩施州植烟土壤养分的演变趋势进行了比较分析等，但现阶段湖北省植烟土壤肥力现状与变化趋势尚不明确，且目前有关演变规律的研究多为大数据分析，缺乏原位样点比较的研究和资料。鉴于此，本试验以湖北省2011年和2022年原位样点植烟土壤为研究对象，分析了近12年来湖北省植烟区域土壤肥力变化情况，旨在为烟草合理施肥和土壤科学保护提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

湖北省烟区地跨东经108°23′—113°06′、北纬29°07′—33°16′，境内地势高低悬殊，植烟区海拔跨度较大，在44～3 032 m，属亚热带季风性气候，各烟区无霜期平均为237～276 d，大田期10 ℃活动积温平均在2 600 ℃以上，光照时数500～600 h。其中，鄂北襄阳市烟区包括保康县、南漳县、枣阳市3个植烟县（市），鄂西北十堰市烟区包括竹溪县、丹江口市、竹山县、房县和郧西县5个植烟县（市），鄂西南恩施州烟区包括恩施市、利川市、建始县、巴东县、宣恩县、鹤峰县、来凤县、咸丰县8个植烟县（市），鄂西南宜昌市烟区包括五峰县、秭归县、长阳县、兴山县4个植烟县（市）。

1.2 试验设计

试验于2021年9月至2022年4月进行，选取湖北省烟叶主产区集中且有代表性的区域进行土壤样品采集。

1.3 样品采集与测定

2021—2022年共采集土壤样品4 205份，分别为恩施州1 737份，襄阳市1 232份，宜昌市486份，十堰市750份，涵盖了湖北省生态烟田基本区域。选取代表性较强（植烟连作）的样点，分别于2011年、2022年采用原位样点定点方法取样，保持两时期采样点一致，采集了宣恩、兴山、秭归、保康、南漳、利川、鹤峰、房县、竹山和竹溪10个县（市）共66份原位植烟土壤样品，原位采样点分布如图1所示。采样时间均为烟草采烤结束后至次年起垄施肥前，采用5点法采集0～20 cm土层土壤样品，去除石块和植株残体后混合均匀，取1 kg，带回实验室风干，备用。

土壤测定指标包括pH、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量和速效钾含量。土壤pH采用pH计测定，水土体积比为2.5∶1.0；有机质含量采用重铬酸钾氧化法测定；碱解氮含量采用碱解扩散法测定；有效磷（以P2O5计）含量采用碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法测定；土壤速效钾（以K2O计）含量采用NH4OAc浸提，火焰光度计测定。

1.4 原位样点数据说明

2011年湖北省共收集了3 401份植烟土壤样品，在选择本次（2022年）取样区域时尽量与2011年取样区域一致，因此，通过比较2011—2022年的土壤数据分析烟区土壤肥力的变化是可信的。

1.5 土壤养分含量分级标准

养分等级划分（表1）以全国第二次土壤普查确定的养分含量分级标准为基础，参考《中国植烟土壤及烟草养分综合管理》［13］，结合湖北省植烟土壤实际情况和烤烟养分需求特性，综合2019年湖北省耕地质量检测标准进行划分。

1.6 数据统计与分析

采用IBM Statistic SPSS 27.0、Origin 2022和Excel 2021等统计学软件进行相关数据分析。

2 结果与分析

2.1 土壤pH现状及变化趋势

总体来看，2022年湖北省植烟土壤pH在3.8～8.5，平均值为6.3±1.0（表2）。强酸性及酸性植烟土壤（pH≤5.5）的样点占比为25.45%，弱酸性土壤（pH为5.5～6.5）样点占比为27.57%，中性土壤（pH为6.5～7.5）的样点占比为32.34%，弱碱性以上土壤（pH为7.5～8.5）占比为14.64%（图2）。这表明湖北省大部分植烟土壤pH在中性以下，适宜生产优质烟草，其中有3.24%的土壤属于强酸性土壤，已不适宜烟草种植。

从表2可以看出，2011—2022年植烟土壤有酸化的趋势。但从pH分布情况（图2a）来看，pH≤5.5的样点占比从2011年的21.37%上升至25.45%，最适宜烟草生长的pH（pH为5.5～6.5）占比从2011年的37.19%下降至27.57%，酸性土壤样点占比表现为增加，而弱酸性土壤样点占比降低了9.62个百分点，呈现出明显的酸化趋势。

2011年和2022年湖北省植烟土壤原位样点pH平均值分别为6.5±0.9和6.1±0.8（表2），土壤pH下降了0.4个单位。2011—2022年pH为7.5～8.5的样点占比由19.70%下降至7.58%，降幅为61.52%；pH≤6.5的样点占比由53.03%增加至68.18%，强酸性土壤（pH为4.5～5.5）增加了7.57个百分点，pH为5.5～6.5的土壤样点占比由36.36%上升到43.94%，表明湖北省烟区土壤近12年来酸化趋势明显。

2.2 土壤有机质含量现状与变化趋势

总体来看，2022年湖北省植烟土壤有机质含量为1.53～59.9 g/kg，平均值为（25.8±10.1） g/kg，变异系数为39.21%，变异程度适中（表3）。从图3a可以看出，与2011年相比，2022年湖北省植烟土壤有机质含量为25.0～35.0 g/kg的样点占比降低1.69个百分点，含量大于35.0 g/kg的土壤占比由15.30%升高至16.81%，12年来植烟土壤有机质含量总体较为稳定，且在各等级之间的分布也基本相同。2022年土壤有机质含量≤15.0 g/kg的样点占比为12.48%，15.0～35.0 g/kg的土壤占比为70.71%，大于35.0 g/kg的样点占比为16.81%。这表明湖北省烟区土壤有机质含量处于中等水平，比较适宜烟草生长，少部分地区的植烟土壤有机质含量过低或较丰富。

湖北省2011年、2022年植烟土壤原位样点有机质含量分别为11.6～48.3 g/kg和8.29～41.3 g/kg，平均值分别为（27.2±7.9） g/kg和（24.6±6.3） g/kg，12年来植烟土壤有机质平均含量下降了2.6 g/kg（表3）。从图3b可以看出，植烟土壤有机质含量大于35.0 g/kg的原位样点占比从2011年的13.64%下降至2022年的4.55%，有机质含量大于25.0 g/kg的样点占比从2011年的56.06%下降至2022年的45.46%，有机质含量≤15.0 g/kg的样点从2011年的3.03%增加至2022年的7.58%。从原位样点土壤有机质含量的变化来看，湖北省烟区土壤有机质含量呈下降趋势。

2.3 土壤碱解氮含量现状与变化趋势

总体来看，2022年湖北省植烟土壤碱解氮在11.7～493.4 mg/kg，平均含量为（121.3±51.6） mg/kg，变异系数为42.50%（表4）。从图4a可以看出，2022年湖北省植烟土壤碱解氮含量≤80.0 mg/kg的样点占比为18.58%，80.0～150.0 mg/kg的样点占比为59.57%，大于150.0 mg/kg的样点占比为21.85%。这表明湖北省植烟土壤碱解氮含量属于中等偏高水平，大部分土壤供氮水平较为适宜，仅有18.58%的烟区土壤碱解氮含量较低。结合2011年植烟土壤数据来看，2011—2022年植烟土壤碱解氮含量下降了11.7 mg/kg，碱解氮含量大于150.0 mg/kg的样点占比从2011年的29.45%下降至2022年的21.85%，而含量较低（≤80.0 mg/kg）的样点占比10年间增加了12.72个百分点，总体说明湖北省植烟土壤碱解氮含量变化趋势不明显。

湖北省2011年、2022年植烟土壤原位样点碱解氮含量分别为（131.0±30.1） mg/kg和（134.2±39.0） mg/kg，12年来植烟土壤碱解氮含量仅上升了3.2 mg/kg（表4）。从图4b可以看出，碱解氮含量大于120.0 mg/kg的样点占比从2011年的66.67%下降至2022年的62.12%，碱解氮含量为120.0～150.0 mg/kg的土壤样点占比从2011年的37.88%下降至33.33%，碱解氮含量为40.0～80.0 mg/kg的土壤样点从2011年的7.57%增加至12.12%，增幅较大。从原位样点来看，湖北省烟区土壤碱解氮含量变化趋势不明显。

2.4 土壤有效磷含量现状与变化趋势

总体来看，2022年湖北省植烟土壤有效磷含量范围在0.50～312.60 mg/kg，平均含量为（56.70±45.00） mg/kg，变异系数为79.40%，变异程度较高（表5）。2022年湖北省植烟土壤有效磷含量处于偏低水平以下（有效磷含量≤15.0 mg/kg）的样点占比为15.36%，其中有效磷含量≤6.0 mg/kg的样点占比为4.75%，较适宜烟草生长（有效磷含量在15.0～40.0 mg/kg）的样点占比为27.46%，供磷能力较强（有效磷含量>40.0 mg/kg）的样点占比为57.18%（图5a），表明湖北省植烟土壤现阶段有效磷含量整体较为丰富。2011—2022年湖北省植烟土壤有效磷含量较高（>40.0 mg/kg）的样点占比增加28.96个百分点，有效磷含量在15.0～40.0 mg/kg的样点占比降低16.72个百分点，有效磷含量偏低（≤15.0 mg/kg）的样点占比降低12.24个百分点，表明湖北省植烟土壤有效磷含量呈明显增加趋势，也说明烟区土壤的磷肥利用率较低。

对于原位样点土壤而言，2011年、2022年湖北省植烟土壤有效磷含量分别为（41.50±31.60） mg/kg和（74.42±33.35） mg/kg（表5）。由图5a可知，有效磷含量大于25.0 mg/kg样点占比从2011年的62.12%上升至2022年的96.98%；大于40.0 mg/kg的样点占比较2011年增加34.86个百分点；有效磷含量≤15.0 mg/kg的土壤样点占比从2011年的18.18%下降至1.51%，降幅为91.69%；有效磷含量在15.0～25.0 mg/kg的土壤样点从2011年的19.70%下降至1.51%，降幅为92.34%，表明湖北省烟区土壤有效磷含量呈上升趋势。

2.5 土壤速效钾含量现状与变化趋势

总体来看，2022年湖北省烟区土壤速效钾含量的变幅较宽，在13～1 476 mg/kg，平均值为（351±208） mg/kg，变异系数为59.29%，变异程度偏高（表6）。植烟土壤供钾能力较低（≤150 mg/kg）的样点占比为15.18%，速效钾含量为150～250 mg/kg的样点占比为22.51%，速效钾含量为250～350 mg/kg的样点占比为19.02%，速效钾含量大于350 mg/kg的样点占比为43.29%（图6a）。一般认为适宜烟草生长的土壤速效钾含量在150 mg/kg以上，湖北省有84.82%的烟区土壤速效钾含量大于150 mg/kg，表明湖北省烟区土壤整体速效钾含量较为丰富。2011—2022年湖北省植烟土壤速效钾含量较丰富（>350 mg/kg）的样点占比升高35.28个百分点，≤150 mg/kg的样点占比降低21.60个百分点，湖北省植烟土壤平均速效钾含量由239 mg/kg上升至351 mg/kg，表明近12年植烟土壤速效钾含量增加较快。

2011年、2022年湖北省植烟土壤原位样点速效钾含量分别为（271±147） mg/kg和（452±194） mg/kg（表6）。由图6b可知，速效钾含量大于200 mg/kg的原位土壤样点占比从2011年的65.15%上升至2022年的95.45%，其中大于350 mg/kg的样点占比较2011年增加48.48个百分点，增幅较大，为290.82%；速效钾含量≤200 mg/kg的样点占比从2011年的34.85%降低至2022年的4.55%；速效钾含量≤150 mg/kg的样点占比从2011年的15.15%下降至2022年的1.52%。这表明湖北省烟区植烟土壤速效钾含量丰富且上升趋势明显。

3 小结与讨论

土壤pH是影响土壤养分含量及有效性的主要因素。湖北省植烟土壤现阶段pH为6.3，在植烟土壤调查样点中强酸性及酸性（pH≤5.5）样点占比为25.45%。2011—2022年，整体pH≤5.5的植烟土壤样点占比增加了19.09%，弱酸性土壤（pH 5.5～6.5）样点占比降低了25.87%，原位样点pH下降了0.4个单位，表明湖北省植烟土壤pH适宜烟草生长的面积在缩减，酸化趋势在加剧。谢媛圆等［11］的研究发现，湖北省2002—2012年植烟土壤酸化呈增加趋势。周富忠［14］认为恩施州土壤酸化与施用硫酸钾、氯化钾等生理酸性肥料有关；唐韵等［15］认为在烟草种植中大量施用氮肥和含硫肥料与土壤酸化加剧密不可分。结合种烟年限以及施肥情况，经分析认为长期过量使用普钙以及施用生理酸性肥料是造成湖北省植烟土壤酸化的主要因素，因此对酸化严重的烟田应给予足够的重视，并采取相应的调控措施，偏酸性土壤可施用适量碱性肥料或者石灰、白云石粉进行酸碱调节。

土壤有机质含量关系到土壤结构、耕作性能、保肥能力以及生产力，适当施用有机肥对烟叶的生长和香吃味的改善具有促进作用［16］，有机质含量适中的土壤能产出高产优质的烟叶［6］。湖北省烟区土壤有机质含量为25.8 g/kg，处于中等水平，较适宜烟草生长，其中有3.75%的烟区植烟土壤有机质含量过低，16.81%的烟区土壤有机质含量丰富，2011—2022年植烟土壤有机质含量总体较为稳定，但从原位样点来看，有机质含量下降了2.6 g/kg。徐锐等［17］的研究表明襄阳市植烟土壤有机质含量呈降低趋势；谢媛圆等［11］的分析也表明，2002—2012年湖北省植烟土壤有机质含量降低，意味着近21年土壤有机质含量都有下降趋势，期间采取的措施只能勉强维持有机质含量稳定，减缓下降速度。

2022年湖北省烟区土壤碱解氮含量为121.3 mg/kg，属于中等偏高水平，植烟土壤碱解氮较2011年下降11.7 mg/kg。烟草生产中大量施用氮肥会造成烟叶后期不能适时落黄，长成“黑暴烟”，烘烤困难且严重影响烟叶品质［18］，刘刚等［19］分析显示宜昌烟区降低氮肥用量，土壤碱解氮含量显著下降，这与巨晓棠等［20］、古巧珍等［21］的研究结果一致。

2022年湖北省烟区土壤有效磷含量为56.70 mg/kg，含量较丰富，供磷能力较强（>40.0 mg/kg）的烟区土壤面积为57.18%，2011—2022年植烟土壤有效磷含量较高（>40.0 mg/kg）的样点占比增加了28.96个百分点。原位样点分析结果显示，有效磷含量年平均上升速度为2.99 mg/kg，有效磷含量大于25.0 mg/kg样点占比从2011年的62.12%上升至2022年的96.98%，增加了34.86个百分点，上升趋势明显。有研究表明，在一定范围内，土壤有效磷含量随施磷量的增加而上升，植烟土壤磷肥当季利用率仅为10%［22］。磷、钾元素富集会导致烟田养分失调，从而影响烟草生长，在磷、钾含量较高的烟田中适当减少磷肥的施用量对烟草品质不产生影响［23］，但土壤磷素富集后，再增加速效磷只会促使农田土壤磷素向水体流失［24］，造成水体污染。因此，为确保湖北省烟叶质量，应合理施用磷肥，调整氮、磷、钾养分比例。

湖北省烟区土壤速效钾含量为351 mg/kg，有84.82%的烟区土壤速效钾含量大于150 mg/kg，钾含量较丰富，2011—2022年植烟土壤速效钾含量较丰富（>350 mg/kg）的样点占比升高35.28个百分点，原位样点年平均上升速度为16.45 mg/kg，速效钾含量大于200 mg/kg的原位土壤样点占比从2011年的65.15%上升至2022年的95.45%，上升幅度较大。陈洁菲等［25］、佀国涵等［26］的分析认为钾肥施用过量是植烟土壤速效钾含量上升较快的主要原因。因此，湖北省植烟土壤应适当控制钾肥用量，合理调整氮、磷、钾养分元素的配比。

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收稿日期：2024-06-07

基金项目：中国烟草总公司资助项目（110202102040）；中国烟草总公司湖北省公司科技项目（2022-420-000-240-149）

作者简介：赵书军（1969-），男，湖北恩施人，研究员，硕士，主要从事土壤保育、烟草栽培等研究，（电话）13971308662（电子信箱）524754199@qq.com；通信作者，唐大鹏（1969-），男，湖北利川人，农艺师，主要从事烟草栽培研究，（电话）18727676888（电子信箱）2654151673@qq.com。

赵书军，朱 柳，周剑雄，等. 湖北省植烟土壤养分现状及变化趋势［J］. 湖北农业科学，2024，63（9）：35-41．