湖南植煙土壤磷素狀況分析

劉建國，羅建新，楊磊，余穎，孟凡，肖漢乾，彭曙光，劉勇軍

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410128； 2.湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410014； 3.湖南省煙草公司，湖南 長沙 410004)

磷是作物生長發(fā)育所必需的三大營養(yǎng)元素之一。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，長期不合理施用磷肥導(dǎo)致土壤磷素大量積累[1]。積累在土壤中的磷，一方面,其溶解性差，無法滿足一般作物的生長需要，磷肥的當(dāng)季利用率僅為 5%～25%，成為限制作物生長主要原因之一[2]；另一方面,磷能夠隨水體遷移，造成磷肥資源的損失與浪費(fèi)。磷素是作物生長必需的營養(yǎng)元素之一，作物可直接吸收利用的磷主要來自于土壤[3-4]。土壤中全磷含量相對(duì)較低，而速效磷含量較高，土壤全磷量和土壤供磷量沒有直接關(guān)系。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤有效磷在一定程度上能較好地反映土壤磷素水平[5-6]。土壤全磷是反映土壤磷庫大小的重要指標(biāo)，有效磷反映了可供作物當(dāng)季吸收利用的磷素水平，是評(píng)價(jià)土壤供磷能力的重要指標(biāo)[7-8]。土壤有效磷水平過低會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；磷素供應(yīng)過多，葉片表現(xiàn)厚而粗糙，油分少，彈性少，粗筋暴梗，引發(fā)環(huán)境污染[2]。大量的磷肥以磷酸鹽和其他形式殘留在土壤中[9]，不同土壤類型和耕作模式均對(duì)土壤磷素含量影響較大[10]。

不同土壤類型、不同耕作方式條件下，土壤磷素變化及對(duì)累積磷的響應(yīng)均不同。湖南省是中國產(chǎn)煙大省，在長期施肥條件下，土壤磷素狀況發(fā)生較大變化。利用2013年湖南省第2次植煙土壤普查取得的數(shù)據(jù)資料，研究分析湖南省植煙土壤全磷和有效磷的含量水平及分布狀況，探討土壤中磷素對(duì)煙草生長的適宜程度，為湖南省磷肥和磷素資源的持續(xù)利用提科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

根據(jù)不同地區(qū)和耕種制度，在湖南省郴州、永安、衡陽、邵陽、株洲、常德、懷化、湘西、張家界市等10個(gè)州市采集4 866個(gè)具有代表性的混合土樣。

2 結(jié)果與分析

2.1 湖南植煙土壤磷素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

參照湖南省植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況的5級(jí)體系表[11]，得出湖南植煙土壤磷素指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，見表 1。

表1 湖南省植煙土壤磷素指標(biāo)與等級(jí)Table 1 Phosphorus index and grade of tobacco planting soil in Hunan Province

2.2 湖南不同地區(qū)土壤磷素豐缺狀況與評(píng)價(jià)

湖南不同地區(qū)植煙土壤的全磷狀況見表2。湖南省土壤全磷平均含量均為0.51～0.91 g·kg-1，株洲全磷含量最低，永州則最高。郴州、永州、衡陽、張家界、懷化、湘西自治州土壤全磷含量變異系數(shù)較小，說明土壤全磷含量不均勻。懷化有31.10%的土壤全磷含量處于極低水平，長沙有23.58%的土壤全磷含量處于極低水平，而株洲有50.77%的土壤全磷含量處于極低水平，其他市州也有小部分土壤速效磷含量處于極低水平。湖南省全磷有50%左右處在低水平，其中，邵陽最高，有77.31%的土壤處于低水平；株洲最低，有49.23%的土壤處于低水平；其他市州居中。除株洲和永州外，湖南省有80.00%左右的土壤全磷表現(xiàn)為低與極低水平，而株洲則100.00%處于低與極低水平。株洲和永州分別有38.29%和34.40%的土壤全磷含量處于適宜水平。各地區(qū)土壤全磷含量處于高水平的都在10.00%以下，處于極高水平的只有極少數(shù)。湖南省全磷含量整體較匱乏，且不同市州差異較大。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常以土壤速效磷的含量來判斷土壤磷素的豐缺，不同地區(qū)植煙土壤速效磷狀況見表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，處于高水平。湖南省速效磷含量處于極低水平的土壤均不到10.00%，邵陽和株洲土壤速效磷含量均高于極低水平。湖南省速效磷含量處于低水平的土壤也不到10.00%。懷化有14.63%的土壤速效磷含量處于適宜水平，在各地區(qū)中最低；株洲最高有32.31%的土壤速效磷含量處于適宜水平。除株洲和湘西自治州以外，湖南省植煙土壤速效磷含量處于高與極高水平的土壤達(dá)到湖南植煙土壤的70.00%以上，株洲和湘西自治州植煙土壤速效磷含量處于高與極高水平的土壤也在60.00%以上?？傮w來看，湖南省植煙土壤速效磷平均含量為38.1 mg·kg-1，相對(duì)較高，不同地區(qū)差異較大。僅有20.00%處在適宜水平以下，有20.00%左右處于適宜水平，20.00%左右處于高水平，40.00%以上處于極高水平。這說明湖南植煙土壤速度磷相對(duì)較豐富。也說明植煙土壤全磷和速效磷沒有直接相關(guān)性，這與王娟等[12]研究結(jié)果相一致。

2.3 湖南不同母質(zhì)土壤磷素豐缺狀況與評(píng)價(jià)

湖南省主要植煙土壤主要有四大母質(zhì)。邵陽、懷化、永州和長沙、郴州、張家界部分地區(qū)屬于石灰?guī)r母質(zhì)；湘西自治州、常德和部分衡陽、長沙地區(qū)屬于第四季紅土母質(zhì)；株洲和部分衡陽、長沙、郴州、常德地區(qū)屬于板頁巖母質(zhì)；衡陽、郴州部分地區(qū)屬于紫色板頁巖母質(zhì)。

由表 4 可知，石灰?guī)r全磷平均含量最高為0.86 g·kg-1，第四季紅土母質(zhì)最低為0.65 g·kg-1，變幅不大。不同母質(zhì)植煙土壤全磷含量均有60.00%以上處于低水平:板頁巖母質(zhì)最高,為72.06%；石灰?guī)r母質(zhì)最低，為60.67%；紫色頁巖和第四季紅土母質(zhì)居中。板頁巖母質(zhì)有6.30%的土壤處于適宜水平，紫色板頁巖有12.53%處于適宜水平，第四季紅土母質(zhì)最低僅有5.82%，石灰?guī)r有25.93%處于適宜水平。

表5可以看出，不同母質(zhì)間土壤速效磷平均含量相差不大，在38.0 mg·kg-1。相同母質(zhì)間，土壤速效磷差異較大。不同母質(zhì)的土壤均有60%以上的速效磷含量處于高與極高水平，處于適宜水平的只有20%左右，石灰?guī)r母質(zhì)僅有15.06%的土壤處于適宜水平，紫色板頁巖最高有32.18%處于適宜水平。處于低與極低水平的為4.97%～14.33%。

湖南不同母質(zhì)植煙土壤全磷含量低的，土壤速效磷含量不一定低，進(jìn)一步說明二者相關(guān)相關(guān)性不大。

2.4 湖南不同耕作方式土壤磷素豐缺狀況與評(píng)價(jià)

由表 6 可知，湖南植煙土壤全磷平均含量為0.80 g·kg-1，水田中土壤全磷含量有24.21%處于適宜水平，而旱田只有12.70%處于適宜水平。2種耕作方式均有60.00%左右的土壤全磷含量處于低水平，15.00%的土壤處于極低水平，整體表現(xiàn)為植煙土壤全磷含量較缺乏。

不同耕作方式條件下，植煙土壤速效磷含量見表 7。速效磷平均含量為38.80 mg·kg-1，變異系數(shù)為70.9。水田中，有39.31%的土壤速效磷含量處于極高水平，12.91%處于高水平，僅僅有10.02%的土壤處于適宜水平。旱田中，有28.15%的土壤處于極高水平，高水平的為 32.92%，有25.25%的土壤處于適宜水平。水田相對(duì)適宜，而旱田則偏高。

3 結(jié)論與討論

本研究分析了湖南省植煙土壤全磷與速效磷的分布特征，參考湖南省植煙土壤養(yǎng)分豐缺狀況的5級(jí)體系，對(duì)全磷、速效磷的豐缺情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，湖南省植煙土壤全磷含量整體偏低，均值為0.74 g·kg-1，低于適宜值，呈中等偏下強(qiáng)度變異?！斑m宜”(1.0～1.5 g·kg-1)和“高”(>1.5 g·kg-1)的植煙土壤僅為14.15%和2.00%。全磷含量較低，而速效磷含量卻較高，說明全磷含量對(duì)速效磷含量影響不大。有研究顯示，土壤可溶性磷、速效磷含量隨著土壤有機(jī)質(zhì)的累積而增加，說明有效磷主要來源可能是因?yàn)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)的降解[13-14]。還有研究指出，土壤速效磷含量可能主要與煙草當(dāng)季的磷肥施用有關(guān)[12]。湖南省植煙土壤速效磷含量整體偏高，均值為38.1 mg·kg-1，變異強(qiáng)度較大，約有52.39%的植煙土壤速效磷含量表現(xiàn)為極高(>30 mg·kg-1)，有21.03%的土壤速效磷含量處于高水平(20～30 mg·kg-1)，僅有16.68%的土樣處于適宜(10～20 mg·kg-1)水平，這與劉懋等[15]研究結(jié)果基本一致。有研究表明，土壤中Ca2-P，Al-P為有效態(tài)磷，其他形態(tài)的磷經(jīng)一定條件能夠向有效態(tài)轉(zhuǎn)化[16-19]。姚春蘭等[19]、唐莉娜等[20]研究表明，磷素供應(yīng)過多，葉片表現(xiàn)厚而粗糙，油分少，彈性少，粗筋暴梗，對(duì)煙葉品質(zhì)影響較大。 因此，湖南煙區(qū)應(yīng)在田間進(jìn)行磷肥減量，同時(shí)施用土壤活化劑，促使其磷形態(tài)間相互轉(zhuǎn)化，讓養(yǎng)分充分釋放，以尋求最適合優(yōu)質(zhì)烤煙種植，并減少成本。