海南省水果型椰子園土壤養(yǎng)分調(diào)查與評價

盧麗蘭，王玉萍，尹欣幸，黃英凱，范海闊

（1中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所，海南省熱帶油料作物生物學(xué)重點實驗室，海南 文昌 571339；2海南雨林椰創(chuàng)科技開發(fā)有限公司，海南 文昌 571339）

0 引言

椰子(Cocos nuciferaL.)是一種棕櫚科椰子屬植物。椰子為一種非常重要的木本油料作物和熱帶水果。具有極高的營養(yǎng)和經(jīng)濟價值。椰子主要分布于亞洲、非洲、拉丁美洲23°S—23°N之間，赤道濱海地區(qū)最多。原產(chǎn)于東南部、亞洲、印度尼西亞至太平洋群島。主要產(chǎn)區(qū)為馬來西亞、印度、斯里蘭卡、菲律賓等國。而在中國，主要分布在廣東南部諸島及雷州半島、海南熱帶地區(qū)、云南南部及臺灣熱帶地區(qū)。椰水及椰肉含大量蛋白質(zhì)、糖、脂肪、維生素(B1、E、C)、鉀、鈣、鎂等營養(yǎng)元素。另外，還有多種微量元素和豐富的碳水化合物[1-3]。椰子性味甘、平。果肉具有益氣祛風(fēng)、補虛強壯，消疳殺蟲的功效；椰水具有清暑解渴、滋補的功效；目前，椰子可生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，被充分利用于不同行業(yè)，如椰肉可榨油、生食、作菜，也可制成椰奶、椰糖、椰蓉、等食品，椰子水可作飲品和組織培養(yǎng)基，椰纖維可制地毯、毛刷、纜繩等生活和工業(yè)用品。椰子是熱帶地區(qū)獨特的綠色、可再生、環(huán)保型資源[4]。由于椰子具有較高營養(yǎng)和經(jīng)濟價值，土壤作為椰子生長的基礎(chǔ)，其土壤肥力直接影響椰子的生長、發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)，因此，海南省主要椰子園土壤養(yǎng)分狀況的調(diào)查及土壤肥力的評價，對于椰子栽培的合理施肥及栽培管理具有重要的理論和實踐意義。椰子需水肥量很大，特別是開花結(jié)果時期，精準施肥管理是提高椰子產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵舉措之一[5]。Srinivasa[6]研究表明施肥可促進生長和提高產(chǎn)量。Teixeira等[7]和Sobral等[8]研究表明鉀肥對單果重、單穗果數(shù)量、產(chǎn)量有正效應(yīng)關(guān)系。Kumar等[9]研究表明合理灌溉和施肥等栽培管理技術(shù)可提高椰子產(chǎn)量。黃麗云等[10]和馮美利等[11]研究也表明海南東北部種植香水椰子，因為缺營養(yǎng)，在冬春季節(jié)易發(fā)生落裂果現(xiàn)象。目前已有研究表明果實發(fā)育初期對K和Mg的需求量大，在后期只對K的需求量較大[12-14]。因此，根據(jù)不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同產(chǎn)量等情況，應(yīng)進行椰子營養(yǎng)診斷，不同條件椰子營養(yǎng)水平差異明顯[15-16]。研究也發(fā)現(xiàn)施有機肥和復(fù)合肥能改善樹體營養(yǎng)并提升產(chǎn)量[17]。目前，海南有關(guān)耕地土壤養(yǎng)分狀況方面的研究已有較多報道，如在?？凇⑽牟?、萬寧、三亞、保亭、東方等地區(qū)開展土壤養(yǎng)分狀況調(diào)查[18-22]，也針對檳榔、油茶、油棕、龍眼和荔枝等作物種植園進行土壤養(yǎng)分調(diào)查和分析[23-27]，上述研究均揭示了調(diào)查區(qū)域土壤養(yǎng)分狀況及其分布特征，并對如何培肥和改善土壤質(zhì)量、提升地力及科學(xué)利用等方面提出了建議和措施。然而，關(guān)于海南省大面積椰子園土壤肥力調(diào)查并進行比較分析評價的研究較少，在海南省代表性的椰子園土壤養(yǎng)分狀況及土壤肥力評價方面的研究尚無相關(guān)報道。本研究以海南省幾個大的椰子種植地區(qū)為代表，對海南北部（?？冢?、濱海地區(qū)（文昌、陵水、三亞）、中部（瓊中、屯昌）、西部（昌江）、7個地區(qū)10個種植點的土壤肥力狀況調(diào)查（土壤類型包含紅壤、濱海沙壤、黃壤、燥壤土），并進行分析評價。本研究將為后期科學(xué)指導(dǎo)施肥，提升地力，促進椰子的生長和椰子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究選擇海南省水果型椰子分布的主要區(qū)域，即?？凇⑽牟?、三亞、陵水、萬寧、屯昌、昌江、瓊中等7個地區(qū)的10個種植點作為土壤采樣點，依次編號：1-?？谌?-?？诃偵剑?-文昌月亮灣，4-文昌椰子所，5-文昌翁田，6-三亞崖城鎮(zhèn)，7-陵水縣光坡鎮(zhèn)，8-瓊中烏石鎮(zhèn)，9-屯昌嘉樂譚，10-昌江十月田鎮(zhèn)（表1，圖1）。

圖1 采用位置圖示

1.2 土壤采樣方法

2020年4月下旬土壤采樣，采集表層20 cm深土壤（植物根部吸收的主要分布區(qū)），每個采集土壤樣點避開施肥穴，按“S”形取樣，然后混合成一個樣品，土壤樣品裝入塑料封口袋，及時進行風(fēng)干、過篩等處理后保存。每個椰子種植區(qū)采30個樣品。

1.3 測定項目及方法

土壤pH采用土壤與水比值1:10混合液測定；土壤容重：環(huán)刀法；土壤陽離子交換量(CEC)：乙酸銨NH4OAC交換法；土壤全氮：半微量開氏法；堿解氮：堿解擴散法；土壤全磷：HClO4-H2SO4法；速效磷：NH4FHCl提取法-比色；全鉀：NaOH熔融，速效鉀：NH4Ac浸提，鉀含量檢測用火焰光度法，土壤有效硼：甲亞胺比色法；土壤有效鐵、錳、銅、鋅：DTPA提取，且用原子吸收分光光度計（型號：SHIMADZUAA6300F）測定。土壤養(yǎng)分指標參照魯如坤(1999)和鮑士旦(2000)方法[28-29]。土壤養(yǎng)分狀況的評價主要參考全國第二次土壤普查的海南省土壤養(yǎng)分含量分級標準（表2）[30]。

表2 全國土壤養(yǎng)分含量分級標準

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用軟件Excel 2007和SPSS13.0進行統(tǒng)計、差異和相關(guān)分析。全國土壤養(yǎng)分含量分級標準如表2所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤容重、土壤陽離子交換量（CEC）、pH、有機質(zhì)分析

從表3可知，分析區(qū)域容重范圍0.86 ～1.94 g/cm3，平均1.41 g/cm3，其中文昌椰子所椰園容重最大(1.94±0.06 g/cm3)，海口三江椰園容重最小(0.86±0.12 g/cm3)。采樣點CEC平均值16.52 cmol/kg。三亞崖城鎮(zhèn)和陵水光坡鎮(zhèn)椰園的CEC較高，其次文昌椰子所和文昌翁田鎮(zhèn)，?？谌筒绿镦?zhèn)椰園的CEC較低，土壤pH高低影響土壤養(yǎng)分形態(tài)和變化，間接影響植物根系營養(yǎng)吸收，進而對植物生長發(fā)育影響，采樣區(qū)域pH 5.97 ～7.11，平均pH 6.60，其中三亞崖城鎮(zhèn)椰園pH最大(pH 7.11±0.16)，?？诃偵揭瑘@pH最小(pH 5.97±0.34)。采樣點區(qū)域有機質(zhì)含量范圍24.64 ～55.24 g/kg，平均35.07 g/kg，其中瓊中烏石鎮(zhèn)椰園有機質(zhì)最大(55.24±4.45 g/kg)，昌江十月田鎮(zhèn)椰園的最小(24.64±2.28 g/kg)。

表3 水果型椰子園土壤pH和有機質(zhì)等指標狀況

2.2 土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分狀況分析

從表4可知，10個樣點氮、磷、鉀含量差異很明顯，全氮、全磷、全鉀含量范圍分別在1.01 ～2.50 g/kg，1.11 ～1.86 g/kg和8.11 ～17.33 g/kg。堿解氮、速效磷和速效鉀是反映土壤供氮、磷和鉀水平的主要指標。瓊中烏石鎮(zhèn)椰園土壤堿解氮含量最高(123.23±11.59 mg/kg)，三亞崖城鎮(zhèn)椰園的最低(65.73±6.29 mg/kg)。速效磷的含量在?？诃偵揭瑘@最高(41.25±4.30 mg/kg)，在三亞崖城鎮(zhèn)椰園的最低(18.90±1.53 mg/kg)。在海口三江椰園土壤速效鉀含量最高(132.79±9.74 mg/kg)，在文昌月亮灣椰園的含量最低(67.55±6.39 mg/kg)。

表4 水果椰子園土壤氮、磷、鉀含量分析

2.3 土壤有效鈣和鎂狀況分析

從表5可知，10個采樣區(qū)有效鈣和有效鎂含量差異很大，有效Ca平均值在751.08 mg/kg，其中屯昌加樂潭椰園土壤的有效鈣最大，文昌椰子所椰園土壤的最小，而有效鎂的含量平均值在164.41 mg/kg，其中瓊中烏石鎮(zhèn)和屯昌加樂潭椰園有效鎂含量較高，其次是海口三江和瓊山椰園，文昌椰子所和文昌翁田椰園的偏低。

表5 水果型椰子園土壤有效鈣和有效鎂含量分析 mg/kg

2.4 土壤微量元素含量狀況分析

從表6可知，10個采樣點的DTPA提取有效微量元素差異很大，對照土壤肥料豐缺標準，除了文昌月亮灣，文昌椰子所，文昌翁田鎮(zhèn)和三亞崖城鎮(zhèn)園的有效銅在中低水平，其他采樣點都達到標準以上。所有調(diào)查區(qū)域的有效鋅都達到標準水平。除了陵水光坡鎮(zhèn)園有效鐵在中低水平，其他調(diào)查地區(qū)都達到標準水平。所有調(diào)查樣點有效錳平均值在16.15 mg/kg，不同地區(qū)有效錳差異顯著。所調(diào)查大部分地區(qū)有效硼含量在中低水平。

表6 水果型椰子園土壤微量元素含量分析 mg/kg

2.5 土壤養(yǎng)分相關(guān)分析

通過相關(guān)分析結(jié)果可見（圖2），采樣區(qū)土壤容重與土壤養(yǎng)分呈負顯著相關(guān)(P＜0.05)或極負顯著相關(guān)(P＜0.01)，與pH呈正相關(guān)。pH對土壤養(yǎng)分影響顯著，土壤CEC與土壤有機質(zhì)呈極正顯著相關(guān)，土壤有機質(zhì)與氮、和全鉀呈正顯著相關(guān)，與有效微量元素呈正相關(guān)、氮與鉀、有效微量元素呈正相關(guān)，全磷與速效磷、速效鉀呈正相關(guān)，除了有效鋅和有效鈣相關(guān)不顯著，其他微量元素之間呈正顯著相關(guān)。

圖2 土壤養(yǎng)分相關(guān)分析熱圖

2.6 土壤質(zhì)量評價指標標準化

本研究參考王建國等[31]、張連金等[32]、范曉暉[33]的相關(guān)研究，采用隸屬度函數(shù)值土壤質(zhì)量評價指標。

（1）升半梯形分布的隸屬度函數(shù)（本研究中CEC、有機質(zhì)、氮、磷、鉀、鈣、鎂、微量元素含量屬用此類函數(shù)）。具體公式如式(1)所示。

（2）降半梯形分布的隸屬度函數(shù)（本研究中容重屬用此類函數(shù)）。具體公式如式(2)所示。

（3）梯形分布的隸屬度函數(shù)（本研究中pH屬用此類函數(shù)屬用此類函數(shù)）。具體公式如式(3)所示。

參考全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，確定各評價指標隸屬度函數(shù)曲線轉(zhuǎn)折點的取值（表7）。從表7、8可以看出，速效鉀和有效硼值隸屬度函數(shù)值較小，表明速效鉀和有效硼為影響椰子園土壤質(zhì)量的限制性因子。有效鈣、有效鎂和容重的隸屬度函數(shù)值存在明顯的極端化，這可能與椰子園所在的地理位置、氣候特征及椰園的水肥管理習(xí)慣有關(guān)。

表7 隸屬度函數(shù)曲線中評價指標的轉(zhuǎn)折點取值

表8 土壤質(zhì)量評價指標的隸屬度函數(shù)值

3 結(jié)論

土壤質(zhì)量綜合評價結(jié)果表明，海南省椰子園土壤綜合質(zhì)量總體偏低，大多地區(qū)養(yǎng)分處于中下水平。北中部磚紅壤N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn等養(yǎng)分在中等水平，濱海地區(qū)沙壤土壤養(yǎng)分含量較低。海南省椰子種植區(qū)域B含量均偏低。因此，針對海南省椰子園土壤質(zhì)量水平較低的現(xiàn)狀，應(yīng)加強土壤培肥，提高有機質(zhì)含量，適量補充中微量元素，補充適量氮磷鉀肥，另外，海南島椰子園土壤均處于缺硼狀態(tài)，應(yīng)重視硼肥的施用，以改善海南省椰園缺硼現(xiàn)象。同時，隨著種植年限增加，持續(xù)施肥和耕作等方面原因，土壤pH也會發(fā)生變化，應(yīng)注意及時調(diào)節(jié)土壤pH?？傊?，在椰子栽培中，應(yīng)注意跟蹤土壤養(yǎng)分和植物營養(yǎng)變化情況，及時補充對應(yīng)缺的肥料種類和量，從而滿足不同生長期椰子生長和發(fā)育需要。

4 討論

本研究結(jié)果表明采樣區(qū)域pH 5.97 ～7.11，平均pH 6.60，其中三亞崖城鎮(zhèn)椰園pH最大(pH 7.11±0.16)，海口瓊山椰園pH最小(pH 5.97±0.34)。本研究所調(diào)查的海南省10個椰子主要種植地區(qū)平均pH 6.60，偏弱酸性，其中濱海沙地的土壤pH偏高。土壤pH通過改變土壤養(yǎng)分形態(tài)而影響植物吸收養(yǎng)分，從而間接影響植物的生長和發(fā)育。一般來說，自然條件的pH變化不大，而施肥和其他物質(zhì)輸入會引起土壤pH發(fā)生較大變化。再者，中國南方地區(qū)土壤普遍偏酸性，因此，土壤pH很容易降低，這會影響土壤氮、磷、鉀元素的釋放和利用、導(dǎo)致Ca、Mg等營養(yǎng)元素的流失及引起有效性增加的鋁、錳等金屬對植物的毒害等問題[34]。已有研究表明有機肥、石灰等中性或堿性肥料施用能改善土壤酸度，尤其是適量化學(xué)肥料配施有機肥能獲得持續(xù)作物高產(chǎn)[35]。因此，對于椰子栽培，要合理施肥，保持土壤的酸堿度，維持正常的酸堿度水平。科學(xué)地配合使用化學(xué)肥料和有機質(zhì)既能夠改善土壤pH環(huán)境，又能提供椰子的生長、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)需要。

土壤容重與土壤質(zhì)地、壓實狀況、土壤顆粒密度、土壤有機質(zhì)含量及各種土壤管理措施有關(guān)。土壤越疏松多孔，容重越小，土壤越緊實，容重越大。如有機質(zhì)含量高、結(jié)構(gòu)性好的土壤容重小，因此，耕作和增施有機肥可降低土壤容重。CEC可以作為評價土壤保肥能力的指標。CEC的大小基本上代表了土壤可能保持的養(yǎng)分數(shù)量，即保肥性的高低。CEC是土壤緩沖性能的主要因素之一，是改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)。本研究結(jié)果顯示分析區(qū)域容重范圍0.86～1.94 g/cm3，平均1.41g/cm3，其中文昌椰子所椰園容重最大(1.94±0.06 g/cm3)，?？谌瑘@容重最小(0.86±0.12 g/cm3)。采樣點CEC平均值16.52 cmol/kg。三亞崖城鎮(zhèn)和陵水光坡鎮(zhèn)椰園的CEC較高，其次文昌椰子所和文昌翁田鎮(zhèn)，?？谌筒绿镦?zhèn)椰園的CEC較低，土壤容重透氣、透水性能越好。

土壤有機質(zhì)在土壤中有以下幾點作用非常重要：它是土壤養(yǎng)分的主要來源，促進土壤結(jié)構(gòu)形成，可以改善土壤物理性質(zhì)，改變土壤孔隙度，能夠提高土壤蓄水能力；可以增加土壤的肥力和提高土壤緩沖性能；土壤有機質(zhì)中腐殖質(zhì)具有生理活性，能促進作物生長發(fā)育；腐殖質(zhì)具有絡(luò)合作用，有助于消除土壤的污染。本研究結(jié)果顯示采樣點區(qū)域有機質(zhì)含量范圍24.64 ～55.24 g/kg，平均35.07 g/kg，其中瓊中烏石鎮(zhèn)椰園有機質(zhì)最大(55.24±4.45 g/kg)，昌江十月田鎮(zhèn)椰園的最小(24.64±2.28 g/kg)。從總體看，有機質(zhì)屬于中下水平，尤其濱海地區(qū)有機質(zhì)含量很低，因此增加有機質(zhì)使用，改善土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等環(huán)境條件。

土壤堿解氮，即可溶性氮，其包括無機態(tài)氮（銨態(tài)氮和硝態(tài)氮）及易水解的有機態(tài)氮（氨基酸、酰胺和易水解蛋白質(zhì)），一般情況下，它能反映土壤近期內(nèi)氮素供應(yīng)情況，也常作為土壤供植物吸收和利用氮能力與水平的重要指標[36]。土壤磷素含量高低一定程度反映了土壤中磷素的貯量和供應(yīng)能力，然而，土壤速效磷作為磷素供應(yīng)植物吸收利用水平的重要指標。磷不僅是作物體內(nèi)眾多機化合物如磷脂類和核蛋白的重要成分，而且直接參與植物體中氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪類合成與轉(zhuǎn)化等一系列生理生化反應(yīng)[37]。鉀在植物體內(nèi)的含量僅次于氮，高于磷，鉀素不僅提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，而且能增強作物的對逆境的抗逆性和適應(yīng)性[38]。本研究結(jié)果表明10個樣點氮、磷、鉀含量差異很明顯，全氮、全磷、全鉀含量范圍分別在1.01 ～2.50、1.11 ～1.86、8.11 ～17.33 g/kg。堿解氮、速效磷和速效鉀是反映土壤供氮、磷和鉀水平的主要指標。瓊中烏石鎮(zhèn)椰園土壤堿解氮含量最高(123.23±11.59 mg/kg)，三亞崖城鎮(zhèn)椰園的最低(65.73±6.29 mg/kg)。速效磷的含量在?？诃偵揭瑘@最高(41.25±4.30 mg/kg)，在三亞崖城鎮(zhèn)椰園的最低(18.90±1.53 mg/kg)。在海口三江椰園土壤速效鉀含量最高(132.79±9.74 mg/kg)，在文昌月亮灣椰園的含量最低(67.55±6.39 mg/kg)。整體來說，海南省?？?、瓊中，屯昌、昌江地區(qū)土壤（紅壤、黃壤、燥壤土）N、P、K營養(yǎng)水平含量較高，三亞、文昌、陵水濱海地區(qū)土壤N、K、P含量相對較低，且它們有效態(tài)養(yǎng)分含量較低，也可能因為濱海沙地土質(zhì)和氣候條件的影響，導(dǎo)致這些養(yǎng)分易流失。因此，在不同地區(qū)椰子種植中，應(yīng)合理和適當?shù)厥┯肗、P和K肥才可起到促進生產(chǎn)以及增產(chǎn)的作用。

土壤Ca和Mg離子是土壤質(zhì)量的重要指標，也是土壤的主要鹽基離子。本研究結(jié)果表明10個采樣區(qū)有效鈣和有效鎂含量差異很大，有效Ca平均值在751.08 mg/kg，其中屯昌加樂潭椰園土壤的有效鈣最大，文昌椰子所椰園土壤的最小，而有效鎂的含量平均值在164.41 mg/kg，其中瓊中烏石鎮(zhèn)和屯昌加樂潭椰園有效鎂含量較高，其次是?？谌铜偵揭瑘@，文昌椰子所和文昌翁田椰園的偏低。由此可見，海南省中部和濱海椰子園土壤含鈣鎂量差異很大，濱海沙地鈣鎂離子流失嚴重，另外，長期耕作和施用氮肥等化學(xué)肥料會影響土壤交換性鈣含量，長期大量施用氮肥必然導(dǎo)致土壤中交換性鈣含量的降低[39]，因此須重視海南省椰子園土壤施肥對土壤含鈣量的影響。土壤交換性鎂會抑制植物對氮、磷、鐵和鋅的吸收，施肥和灌溉等農(nóng)田措施會對鎂的組成產(chǎn)生較大影響[40]，海南省椰子園地區(qū)間差異明顯，文昌市椰子所椰子園土壤含鎂量較低，可以通過合理施肥調(diào)節(jié)其他元素含量的方法來調(diào)節(jié)土壤含鎂量，從而有利于植物的生長。

有效性微量元素包括銅、鋅、鐵、錳、硼等元素，在土壤中占比例很低，但對作物的生長發(fā)育非常重要，甚至不可或缺。本研究結(jié)果顯示10個采樣點的DTPA提取有效微量元素差異很大，對照土壤肥料豐缺標準，除了文昌月亮灣，文昌椰子所，文昌翁田鎮(zhèn)和三亞崖城鎮(zhèn)園的有效銅在中低水平，其他采樣點都達到標準以上。所有調(diào)查區(qū)域的有效鋅都達到標準水平。除了陵水光坡鎮(zhèn)園有效鐵在中低水平，其他調(diào)查地區(qū)都達到標準水平。所有調(diào)查樣點有效錳平均值在16.15 mg/kg，不同地區(qū)有效錳差異顯著。所調(diào)查大部分地區(qū)有效硼含量在中低水平。因此可見，海南省椰子種植土壤有效硼均處于較低水平，出現(xiàn)嚴重缺乏現(xiàn)象，這個與海南省地區(qū)其他作物土壤缺硼現(xiàn)象類似[23-27]；硼是植物重要的微量元素，施用硼肥能夠提高作物的品質(zhì)和質(zhì)量，應(yīng)合理施用硼肥來補充土壤的硼素。除了濱海地區(qū)椰子園銅、鋅含量較低，其它地區(qū)微量元素達標，紅壤、黃壤等土壤含鐵、錳含量相對較高?？傊?，應(yīng)從地區(qū)氣候條件和土壤類型等因素考慮，通過科學(xué)地施肥調(diào)控以補充土壤缺乏的營養(yǎng)，平衡不同地區(qū)土壤養(yǎng)分差異。另外，缺硼是大部分海南省土壤、耕地、以及椰子種植土壤共同的存在的問題，重視硼肥的施用，以解決海南省椰子種植中硼素的缺乏引起的生產(chǎn)問題。