海南中部山區(qū)耕地土壤養(yǎng)分狀況研究

李月瓊 羅子宏 陳俊石 陳華壯 張冬明

摘 要 揭示保亭縣耕地土壤養(yǎng)分時(shí)空分布特征，為海南山區(qū)縣市耕地土壤養(yǎng)分管理及土地可持續(xù)利用提供參考。采用實(shí)地調(diào)查、采集土壤樣品和實(shí)驗(yàn)室分析相結(jié)合的方法，在測(cè)定土壤養(yǎng)分含量基礎(chǔ)上，闡明土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，并與保亭第二次土壤普查結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，探討了全縣耕地土壤養(yǎng)分時(shí)空變化規(guī)律。自20世紀(jì)80年代初以來，全縣耕地土壤酸化明顯，土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量有所下降、堿解氮變化不明顯、有效磷含量顯著升高，交換性鈣、鎂、有效硫含量中等偏下，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)差異不明顯，有效鋅含量較豐富。保亭縣耕地土壤養(yǎng)分含量屬中等水平，且鄉(xiāng)鎮(zhèn)間各土壤養(yǎng)分含量分布不均，主要與施肥措施、氣候條件及成土母質(zhì)有關(guān)，其中施肥措施是最主要因素。

關(guān)鍵詞 耕地土壤 ；養(yǎng)分狀況 ；時(shí)空變異 ；保亭縣

分類號(hào) S158.1

耕地是人類賴以生存的基本資源和條件。保亭縣屬海南中部山區(qū)縣，是國(guó)家重要的冬季菜籃子基地之一，其耕地質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到該縣農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量。研究海南中部山區(qū)耕地土壤養(yǎng)分狀況，對(duì)海南山區(qū)市縣耕地土壤養(yǎng)分管理及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整乃至農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在海南有關(guān)耕地土壤養(yǎng)分狀況的研究報(bào)道已屢見不鮮，如張冬明[1]、曾迪[2]、譚麗霞[3]、鐘萍[4]等分別研究了海南島全島土壤、文昌市耕地土壤、瓊中什運(yùn)鄉(xiāng)土壤、東方市農(nóng)田土壤的養(yǎng)分狀況及變化規(guī)律；張冬明等[5]還對(duì)瓊中縣檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量進(jìn)行了研究；除耕地外，果園、橡膠園土壤養(yǎng)分狀況的研究也有相關(guān)報(bào)道（姚麗賢等[6]，林希昊等[7]，邱學(xué)禮等[8]）。已有的研究結(jié)果均揭示了當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分質(zhì)量狀況，并對(duì)如何更好的保育耕地土壤提出了合理的建議。目前，關(guān)于海南山區(qū)耕地土壤養(yǎng)分狀況的研究報(bào)道較少，海南省保亭縣耕地土壤養(yǎng)分狀況研究未見報(bào)道。以海南省保亭縣耕地為研究對(duì)象，分析其土壤養(yǎng)分狀況及其分布特征，以期為海南山區(qū)耕地土壤可持續(xù)利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

保亭黎族苗族自治縣位于海南島中部五指山南麓，地處海南省南部?jī)?nèi)陸，北緯18°23′～18°53′，東經(jīng)109°21′～109°48′，東接陵水縣，南鄰三亞市，西連三亞市、樂東縣，北依五指山市、瓊中縣?？h境內(nèi)東西寬49 km，南北長(zhǎng)54 km，總耕地面積0.59萬hm2，占全縣土地總面積的5.1%。全縣轄6個(gè)鎮(zhèn)和3個(gè)鄉(xiāng)：保城鎮(zhèn)、什玲鎮(zhèn)、加茂鎮(zhèn)、響水鎮(zhèn)、新政鎮(zhèn)、三道鎮(zhèn)、六弓鄉(xiāng)、南林鄉(xiāng)、毛感鄉(xiāng)。屬熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有熱量豐富、雨量豐沛、蒸發(fā)量大，季風(fēng)變化明顯的特點(diǎn)。年平均氣溫21.6～24.5℃，年均降雨量1 900 mm，4～10月為雨季，雨量占全年雨量的87%，10月份至翌年4月份為旱季[9]。

1.2 土壤樣品采集

根據(jù)全縣耕地分布情況，采用網(wǎng)格布點(diǎn)法結(jié)合地形地貌、土壤類型并兼顧空間分布均勻來確定采樣數(shù)量，本次共布設(shè)2 162個(gè)樣點(diǎn)，分為一般樣品和重點(diǎn)樣品，其中重點(diǎn)樣品為364個(gè)，一般樣品只測(cè)試pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀，重點(diǎn)樣品除測(cè)常規(guī)5項(xiàng)外加測(cè)交換性鈣、鎂和有效鋅、硫。于2011年7月～2013年7月進(jìn)行采樣，每份土樣采用“梅花型”采樣法采集混合樣，由5～8個(gè)樣點(diǎn)0～20 cm的表層土樣混合成，并經(jīng)四分法保留約500 g樣品，記錄樣點(diǎn)經(jīng)緯度、地塊信息。

1.3 土壤養(yǎng)分分析方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

土壤養(yǎng)分含量測(cè)定按常規(guī)方法進(jìn)行（魯如坤[10]）：pH采用電位法；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀—外加熱法；堿解氮采用凱氏蒸餾法；有效磷采用HCl-NH4F-鉬銻抗比色法（酸性）；速效K采用NH4OAc-火焰光度法；交換性鈣、鎂采用NH4OAc-原子吸收分光光度法；有效硫采用Ca（H2PO4）2-2NHOAc提取-BaSO4比濁法；有效鋅采用DTPA提取—原子吸收分光光度法。土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照海南第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SAS 9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地土壤養(yǎng)分總體分布特征

從表2可知，保亭縣土壤pH平均值為4.88，最高的是南林鄉(xiāng)為5.27，最低的是六弓鄉(xiāng)為4.50，變異系數(shù)為11.43%，表明保亭縣耕地土壤pH值變化差異較小，基本上是在平均值上下小幅度范圍內(nèi)震蕩；土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮平均含量分別為19.49 g/kg和123.54 mg/kg，總體而言，全縣耕地速效氮的當(dāng)季供應(yīng)量是較豐富的，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)切忌氮肥的過量施用；各鄉(xiāng)鎮(zhèn)間土壤有效磷含量差異較大，變異系數(shù)達(dá)到216.37 %，屬強(qiáng)變異狀態(tài)，其中加茂鎮(zhèn)最高，其含量為24.99 mg/kg，顯著高于六弓鄉(xiāng)、南林鄉(xiāng)、響水鎮(zhèn)和新政鎮(zhèn)，含量最低的是六弓鄉(xiāng)，僅為8.39 mg/kg。全縣耕地土壤速效鉀含量普遍偏低，最高的是加茂鎮(zhèn)，為47.29 mg/kg，僅處于海南第二次土壤普查速效鉀分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的五級(jí)。耕地土壤交換性鈣和鎂，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)間含量差異較小。從變異系數(shù)來看，均屬中等變異強(qiáng)度，其含量的差異除了人為因素的影響外，和成土母質(zhì)的關(guān)系密切。土壤有效硫平均含量為17.33 mg/kg，處于潛在缺乏狀態(tài)[12]，其中南林鄉(xiāng)含量最高，為19.27 mg/kg，其余各鄉(xiāng)鎮(zhèn)差異不顯著。土壤有效鋅含量極豐富，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均含量都高過了海南第二次土壤普查有效鋅分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)，最高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是什玲鎮(zhèn)，為5.89 mg/kg，最低的是響水鎮(zhèn)，為4.38 mg/kg。

2.2 耕地土壤pH和有機(jī)質(zhì)動(dòng)態(tài)分析

根據(jù)海南第二次土壤普查制定的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)研究區(qū)內(nèi)土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行等級(jí)劃分（圖1、2）。本次調(diào)查表明，全縣土壤酸度總體呈強(qiáng)酸性反應(yīng)，pH集中分布在四、五等級(jí)，其所占比例分別為66.3%和22.62%；土壤有機(jī)質(zhì)含量總體表現(xiàn)為豐盈，前三個(gè)等級(jí)比例之和超過了50%，比例最高的是四級(jí)，為45.60%，五、六級(jí)沒有分布。與海南20世紀(jì)80年代第二次土壤普查期間的土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)對(duì)比結(jié)果表明，土壤pH的一、二、三和五級(jí)所占比例明顯降低，而四級(jí)比例大幅升高，表明自20世紀(jì)80年代以來，保亭耕地土壤明顯酸化；土壤有機(jī)質(zhì)的一、二、三級(jí)比例有不同程度降低，降幅最大的是二級(jí)，降幅比例達(dá)到14.71 %，而四級(jí)比例則顯著升高，表明近年來全縣土壤有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低，尤其是含量高的級(jí)別的所占比例下降明顯。

2.3 耕地土壤氮、磷、鉀動(dòng)態(tài)分析

土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量分級(jí)結(jié)果分別見圖3～5。全縣境內(nèi)土壤堿解氮含量總體較豐富，呈現(xiàn)出近似正態(tài)分布的規(guī)律，一、二、三級(jí)所占比例之和超過了86%，所占比例最高的等級(jí)是二級(jí)，為34.8%，六級(jí)沒有分布。土壤有效磷呈現(xiàn)出較為標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布規(guī)律，三、四級(jí)含量最高，二、五級(jí)次之，一、六級(jí)含量最少。土壤速效鉀含量以二、五和六級(jí)為主（圖5），此3個(gè)等級(jí)所占比例之和超過80%，表明土壤速效鉀含量為中等偏下。

本結(jié)果與海南省保亭第二次土壤普查結(jié)果相比，土壤堿解氮含量變化幅度小，一級(jí)基本持平，二、五級(jí)略有下降，三、四級(jí)小幅升高；土壤有效磷含量與前期結(jié)果相比，其含量上升幅度較大，從等級(jí)分布上來看，集中在中間等級(jí)分布，呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)整體分布的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為一、二、六級(jí)明顯增加，三級(jí)基本持平，四、五級(jí)明顯下降，第二次土壤普查期間其土壤有效磷主要集中于四和五級(jí)分布（圖4）；土壤速效鉀含量降低明顯，表現(xiàn)為一級(jí)從19.6%下降到0%，增幅最大的是六級(jí)，由二次土壤普查期間的1.75%增加至現(xiàn)在的36.73 %（圖5）。

2.4 耕地土壤中微量元素含量

土壤中微量元素含量分級(jí)結(jié)果如表3所示。研究區(qū)內(nèi)土壤交換性鈣除一級(jí)外，其余各等級(jí)分布較均勻，四級(jí)樣點(diǎn)的頻率最高，達(dá)到29.67%，全縣平均含量為526 mg/kg。全縣耕地土壤交換性鎂平均含量為 96.6 mg/kg，一級(jí)沒有分布，集中主要分布于三、四級(jí)，所占比例之和為71.97%。研究區(qū)內(nèi)土壤有效鋅含量非常豐富，全縣平均含量為5.07 mg/kg，其中一級(jí)含量分布達(dá)到75.82%，三、四和五級(jí)分布頻率之和也未超過5%，可見該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)短期內(nèi)不可能出現(xiàn)鋅缺乏現(xiàn)象，全縣有效硫含量的空間差異較大，對(duì)照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)處于中等偏下的水平，其主要集中分布于第三、四和五等級(jí)，所占比例分別為34.34%、18.96%和34.62%。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

海南省保亭縣耕地土壤養(yǎng)分含量總體處于中等水平，且鄉(xiāng)鎮(zhèn)間各土壤養(yǎng)分含量分布不均。自20世紀(jì)80年代初以來，全縣耕地土壤酸化明顯，土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量有所下降、堿解氮變化不明顯、有效磷含量顯著升高，交換性鈣、鎂、有效硫含量各鄉(xiāng)鎮(zhèn)差異不明顯，但是總體含量中等偏下，有效鋅含量較豐富。保亭縣土壤酸化和養(yǎng)分含量空間分布不均主要與施肥措施、氣候條件及成土母質(zhì)有關(guān)，其中施肥措施是最主要因素。

3.2 討論

受海南高溫多雨氣候影響，土壤鹽基不飽和，而氫飽和度增加引起土壤酸化[13]，保亭縣為山區(qū)縣，主要土壤類型為磚紅壤、赤紅壤、黃壤以及水稻土4類，在此氣候條件下均能發(fā)生較強(qiáng)的富鋁化作用，因此土壤呈現(xiàn)較強(qiáng)酸性。此外，近年來化肥用量的大量增加也是導(dǎo)致土壤酸化的一個(gè)重要原因。至于土壤有機(jī)質(zhì)含量逐漸減低的原因有三：一是農(nóng)民不重視有機(jī)肥的使用，近年來有機(jī)肥投入嚴(yán)重不足；二是海南光溫資源充足，有利于土壤有機(jī)物質(zhì)的氧化分解，降低的土壤中有機(jī)物質(zhì)的存量；三是秸稈還田工作實(shí)施面積少，宣傳力度還需加大，農(nóng)民還未充分認(rèn)識(shí)秸稈還田的重要性。保亭每年雨量較多，且集中分布在8～10月，受降雨的影響和鉀離子易于流失的特點(diǎn)，土壤速效鉀較缺乏。近些年來，保亭瓜菜種植面積不斷擴(kuò)大，耕地復(fù)種指數(shù)逐年上升，化肥用量成倍增加，導(dǎo)致土壤中的有效磷大量富集，雖然有機(jī)質(zhì)降低了，但堿解氮卻能夠保持以前的水平。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近期在農(nóng)技部門的引導(dǎo)下，氮、磷、鉀肥施用比例不平衡的狀況略有好轉(zhuǎn)，但是不合理施肥現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，推廣測(cè)土配施肥工作將是農(nóng)技部門的一項(xiàng)長(zhǎng)期工作。

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