烤烟是我国重要的经济作物，种植面积和总产量占世界的1/3以上^[1]。云南省是我国第一植烟大省，烟叶产量约占全国总产量的45%。文山州位于云南省东南部，地处103°35′ ~ 106°12′ E和22°40′ ~ 24°28′ N，光、热、水、土资源非常适宜优质烤烟的生长，故被誉为“东方的津巴布韦”^[2-3]，是“云南黄金走廊”生态特色优质烟区的核心区域，目前烟叶种植面积2.47万hm²，是全国大型烟区之一。

烟草对土壤条件的反应相当敏感，土壤条件影响甚至决定烟叶产量和质量^[4-8]。为保障优质烤烟的生产，我国烟草行业对烟田土壤管理非常严格，各烟区均制定了烤烟栽培技术规范，其中对施肥技术有较为详细的规定。国内关于烟田土壤肥力方面的研究报道很多，在中国知网(https://kns.cnki.net/)以“烟”“土壤”和“肥力”为关键词检索出的中文文献就近600篇，其中关于文山州的有6篇^[9-14]，但这些文献报道多关注肥力指标的现状，甚少涉及其动态变化。监测烟田土壤肥力指标的动态变化，有助于及时发现土壤存在的问题、指导科学施肥和开展相应的土壤保育工作。为此，本研究利用获取的2005—2020年期间文山州烟田土壤主要肥力指标信息，分析了其动态变化情况，以为合理施肥和土壤保育提供科学指导，以进一步促进烤烟产质量的协同发展。

1 材料与方法 1.1 土样采集与测定

2005—2020年间(不含2015年)在文山州7个主要植烟片区(文山、丘北、砚山、广南、西畴、马关和麻栗坡)采集6 554个烟田的耕层土样(0 ~ 20 cm)，按平均值±3×标准差方法剔除测定结果异常值后，剩余烟田土样5 176个(图 1)。

调查采样烟田的确定主要是考虑烟田的空间分布均匀性和烟叶长势，采样时间为每年烤烟完全采摘后至第二年整地施肥移栽前，在确定的烟田中用不锈钢土钻随机采集5 ~ 8个点的耕作层(0 ~ 20 cm)土壤，充分混匀后用“四分法”留取1.5 kg装入布袋带回文山州土壤肥料测试中心。土样在室内经自然风干、去杂、研磨过不同孔径筛后，分别采用电位计法测定pH，重铬酸钾外加热法测定有机质(SOM)，碱解扩散法测定碱解氮(AN)，钼锑抗比色法测定有效磷(AP)，火焰光度计法测定速效钾(AK)^[15-16]。

1.2 烟田土壤肥力指标分级

我国关于烟田土壤肥力指标分级的报道较多，在研究全国第二次土壤普查养分分级标准基础上，依据文山州实际情况^[17]，并结合云南其他烟区植烟土壤肥力指标分级报道^[18-23]，按照便捷服务于分类管理的理念，将文山州烟田土壤肥力指标简单划分为偏低、适宜和偏高3个级别，具体分级标准见表 1。

1.3 数据处理

文中数据的统计及回归分析、显著性检验和制图等采用Microsoft Excel 2016和IBM Statistics SPSS 20.0软件进行，测定指标异常值的剔除按平均值± 3×标准差方法进行。

2 结果与分析 2.1 土壤肥力指标描述性统计

表 2 ~ 表 6分别为2005—2020年文山州烟田土壤pH、SOM、AN、AP和AK的描述性统计信息。

由表 1数据可知，研究区各年份土壤pH平均值介于6.01 ~ 6.71，总体平均为6.40，为适宜水平；SOM含量介于23.52 ~ 27.67 g/kg，平均为25.65 g/kg，为适宜水平；AN含量介于77.84 ~ 126.25 mg/kg，介于适宜–偏高水平，平均为102.25 mg/kg，为适宜水平；AP含量介于11.26 ~ 25.96 mg/kg，介于适宜–偏高水平，平均为18.84 mg/kg，为适宜水平；AK含量介于104.27 ~ 319.95 mg/kg，介于适宜–偏高水平，平均为164.33 mg/kg，为偏高水平。

各肥力指标在各年份均表现为中度变异(变异系数介于10% ~ 100%)，以pH的变异系数最低，介于11.48% ~ 17.14%，平均为14.02%；其次是SOM，介于26.94% ~ 42.09%，平均为34.16%；AN介于27.07% ~ 41.91%，平均为34.75%；之后是AK，介于30.14% ~ 57.32%，平均为48.89%；AP最高，介于56.79% ~ 79.39%，平均为69.06%。pH在不同年份分别表现为正偏态分布(偏度 > 0)、负偏态分布(偏度 < 0)和接近正态分布(偏度≈0)，SOM、AN、AP和AK则表现为正偏态分布或接近正态分布。pH、SOM、AN、AP和AK均为缓峰分布形式(峰度绝对值< 3)。

由土壤肥力指标年度间变化程度显著性检验结果(表 7)可知，pH及AN、AP含量分别有8个、7个和6个年份间的差异达到了显著水平(P < 0.05，下同)，SOM和AK含量则均有9个年份间差异达到了显著水平。值得注意的是，2017年后，AK含量的年度升高程度均达到显著水平(P < 0.01)。

2.2 土壤肥力指标随年份的变化趋势

表 8为各肥力指标年度平均值与年份之间的Pearson相关系数，图 2为各肥力指标年度平均值随年份变化趋势图。表 8和图 2表明，仅AK含量与年份之间达到了显著相关，呈现出随年份显著升高趋势(y = 96.13e^0.0615x，R² = 0.847 6^**，P < 0.01)。pH在2005—2010年期间总体呈下降趋势，之后总体呈现升高趋势；SOM含量变化趋势最为复杂，2005—2017年期间基本呈现升降交互趋势，之后呈现逐步升高趋势；AN含量在2005—2013年期间总体呈现升高趋势，2014—2017年期间呈现降低趋势，之后又呈现升高趋势；AP含量在2005—2012年期间总体呈现降低趋势，之后总体呈现升高趋势。

2.3 土壤肥力指标分级统计及其变化趋势

表 9给出了2005—2020年期间各肥力指标各级别中的烟田土壤比例情况。由表 9可见，2005—2020年，pH和SOM、AN含量均以适宜级别的烟田土壤比例最高，分别介于35.62% ~ 66.00%、58.18% ~ 74.60%、40.30% ~ 64.44%，平均分别为50.02%、65.17%、54.15%；但AP和AK含量适宜级别与偏高级别的烟田土壤比例相当，AP含量适宜和偏高级别分别介于32.67% ~ 61.52% 和19.94% ~ 59.88%，平均分别为46.98% 和40.49%；AK含量适宜和偏高级别分别介于25.54% ~ 70.93% 和13.87% ~ 73.34%，平均分别为46.03% 和45.50%。

就适宜级别烟田土壤比例随年份变化情况来看(表 10和图 3)，pH和AK含量适宜级别的烟田土壤比例随年份呈现显著降低趋势(pH：y = 10²⁷e^–0.029x，R² = 0.609 3^**，P < 0.01；AK：y = 0.0519x²–211.66x + 215872，R² = 0.886 2^**，P < 0.01)，SOM、AN和AP含量适宜级别的烟田土壤比例总体上随年份呈现升高的趋势，但没有达到显著水平(P > 0.05)。

3 讨论

本研究结果表明，2005—2020年期间，文山州烟田土壤pH介于6.01 ~ 6.71，平均为6.40，处于适宜水平(5.5 ~ 7.5)。这主要是烟草公司为了保障烤烟种植适宜的土壤pH，会不定期地对酸性土壤(pH < 5.5)施用碱性物料(如石灰、白云山粉、生物质炭等)进行改酸所致。这一点也反映在pH适宜级别的烟田比例最高方面(介于35.62% ~ 66.00%，平均为50.02%)。

2005—2020年期间，文山州烟田SOM介于23.52 ~ 27.67 g/kg，平均为25.65 g/kg，处于适宜水平(10 ~ 30 g/kg)。SOM是衡量土壤肥力的重要指标，不仅是烟株生长所需养分的主要来源，而且对改善烟叶化学品质、协调和提高烟叶香气品质有重要作用^[24-28]。但SOM含量过高或过低均会对烟叶产量和质量产生不良影响^[29]。文山州农田SOM本底较高(50% 以上土壤有机质20 g/kg以上)^[30]，加之秸秆还田^[31]以及烤烟种植常年的饼肥基施，使得文山州烟田SOM总体上基本能够维持在烤烟种植的适宜水平，也保证了2005—2020年期间烟田SOM适宜级别的烟田比例最高(介于58.18% ~ 74.60%，平均为65.17%)。本研究发现，2017年后SOM呈现逐步升高趋势，这是注意到前几年SOM出现了较为明显的降低(图 2)，为此采取了相应措施增加了有机物料(如秸秆还田、加施饼肥和施用生物有机肥等)的投入以提高SOM的结果。

2005—2020年期间，文山州烟田土壤AN含量为77.84 ~ 126.25 mg/kg，介于适宜–偏高水平，平均为102.25 mg/kg，为适宜水平。出现AN含量偏高的一个主要原因是一些烟农出于以高产获取高收益的想法，私下追施氮肥所致。但总体而言，由于土壤氮肥利用率相对较高，易被作物吸收，且氮在土壤中迁移率较高，易随着降雨而流失，不易在土壤中积累，所以烟田土壤AN含量总体上能够维持在烤烟生产的适宜水平。烟田土壤AN含量在2013年之前总体上呈现升高趋势，2014—2017年期间呈现降低趋势，之后又呈现升高趋势，这与烟草公司针对烟田土壤AN含量的不同变化情况，在不同时期采取了氮肥用量增减的措施有关。

2005—2020年期间，文山州烟田土壤AP含量为11.26 ~ 25.96 mg/kg，介于适宜–偏高水平，平均为18.84 mg/kg，为适宜水平。烟田土壤AP含量在2005—2012年期间总体上呈现降低趋势，之后总体上呈现升高趋势(图 2)。这是由于2005年的土壤调查分析发现，文山州烟田土壤AP含量总体上较高，平均含量约26 mg/kg，已处于偏高水平，为此烟草公司采取了降低烤烟专用复合肥中的磷素比例的措施，以逐步降低土壤AP含量。但2012年后调查分析发现，此时烟田土壤的AP含量已降到适宜水平的低值，于是重新调整烤烟专用复合肥配方，适当增加了磷素，于是烟田土壤AP含量总体上又开始逐年提升。

2005—2020年期间，文山州烟田土壤AK含量为104.27 ~ 319.95 mg/kg，介于适宜–偏高水平，平均为164.33 mg/kg，为偏高水平。由于富钾烟叶燃烧性好、香气足、吃味佳、油分充足，且烤烟是喜钾作物，故钾常被作为评价烟叶品质优劣的重要指标之一^[32-33]，因此烟田土壤AK含量随着年份的增加呈现显著的升高趋势。我国土壤普遍缺钾^[34]，为了保证和提升烤烟烟叶含钾量，一般强调施用较多钾肥，文山州烟田每亩施用氧化钾(K₂O)为约22 kg/亩(1亩= 667m²)，远远高于其他作物(如玉米一般为5 ~ 8 kg/亩)。

根据本研究结果，目前文山州尚有25.84% 和33.50% 的烟田土壤pH偏低和偏高，前者需要注意施用碱性物料改酸，后者需要注意施用酸性物料改碱。尚有7.76% 和7.87%、34.42% 和42.9% 的烟田土壤AN和AP含量偏低、偏高，前者需要注意适当增施氮磷肥，后者需要注意适度削减氮磷肥用量。但值得注意的是，目前文山州已有73.34% 的烟田土壤AK含量偏高，考虑烟农的肥料投入成本，今后应采取有效措施提高残留于土壤中的钾素利用率，依据烤烟的长势酌情减少追施的钾肥量。

4 结论

本研究表明，2005—2020年期间，文山州烟田土壤pH和SOM含量总体处于烤烟种植的适宜水平，但AN、AP和AK含量总体处于烤烟种植的适宜–偏高水平。AK含量随年份呈现显著增加趋势，pH及SOM、AN、AP含量随年份的变化趋势较为复杂。2020年文山州烟田土壤尚存在pH、AN和AP含量偏低或偏高的情况，需要酌情改酸改碱、适当增减氮磷肥施用。对于绝大部分烟田土壤AK含量偏高的突出情况，需提高残留于土壤中的钾素利用率，酌情减少钾肥的追施量。