海南中部山區耕地土壤養分狀況研究

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分時空分布特征，為海南山區縣市耕地土壤養分管理及土地可持續利用提供參考。采用實地調查、采集土壤樣品和實驗室分析相結合的方法，在測定土壤養分含量基礎上，闡明土壤養分現狀，并與保亭第二次土壤普查結果進行對比，探討了全縣耕地土壤養分時空變化規律。自20世紀80年代初以來，全縣耕地土壤酸化明顯，土壤有機質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，各鄉鎮差異不明顯，有效鋅含量較豐富。保亭縣耕地土壤養分含量屬中等水平，且鄉鎮間各土壤養分含量分布不均，主要與施肥措施、氣候條件及成土母質有關，其中施肥措施是最主要因素。

關鍵詞 耕地土壤 ；養分狀況 ；時空變異 ；保亭縣

分類號 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縣，是國家重要的冬季菜籃子基地之一，其耕地質量的優劣直接影響到該縣農產品品質和產量。研究海南中部山區耕地土壤養分狀況，對海南山區市縣耕地土壤養分管理及農業產業結構調整乃至農業的可持續發展具有重要意義。在海南有關耕地土壤養分狀況的研究報道已屢見不鮮，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、瓊中什運鄉土壤、東方市農田土壤的養分狀況及變化規律；張冬明等[5]還對瓊中縣檳榔園土壤養分肥力質量進行了研究；除耕地外，果園、橡膠園土壤養分狀況的研究也有相關報道（姚麗賢等[6]，林希昊等[7]，邱學禮等[8]）。已有的研究結果均揭示了當地土壤養分質量狀況，并對如何更好的保育耕地土壤提出了合理的建議。目前，關于海南山區耕地土壤養分狀況的研究報道較少，海南省保亭縣耕地土壤養分狀況研究未見報道。以海南省保亭縣耕地為研究對象，分析其土壤養分狀況及其分布特征，以期為海南山區耕地土壤可持續利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

保亭黎族苗族自治縣位于海南島中部五指山南麓，地處海南省南部內陸，北緯18°23′～18°53′，東經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。縣境內東西寬49 km，南北長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個鎮和3個鄉：保城鎮、什玲鎮、加茂鎮、響水鎮、新政鎮、三道鎮、六弓鄉、南林鄉、毛感鄉。屬熱帶季風氣候區，具有熱量豐富、雨量豐沛、蒸發量大，季風變化明顯的特點。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

根據全縣耕地分布情況，采用網格布點法結合地形地貌、土壤類型并兼顧空間分布均勻來確定采樣數量，本次共布設2 162個樣點，分為一般樣品和重點樣品，其中重點樣品為364個，一般樣品只測試pH、有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀，重點樣品除測常規5項外加測交換性鈣、鎂和有效鋅、硫。于2011年7月～2013年7月進行采樣，每份土樣采用“梅花型”采樣法采集混合樣，由5～8個樣點0～20 cm的表層土樣混合成，并經四分法保留約500 g樣品，記錄樣點經緯度、地塊信息。

1.3 土壤養分分析方法與評價標準

土壤養分含量測定按常規方法進行（魯如坤[10]）：pH采用電位法；土壤有機質采用重鉻酸鉀—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。土壤養分含量分級標準參照海南第二次土壤普查分級標準，具體見表1。

1.4 數據處理

數據采用Excel 2007和SAS 9.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 耕地土壤養分總體分布特征

從表2可知，保亭縣土壤pH平均值為4.88，最高的是南林鄉為5.27，最低的是六弓鄉為4.50，變異系數為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震蕩；土壤有機質、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季供應量是較豐富的，在進行農業生產時切忌氮肥的過量施用；各鄉鎮間土壤有效磷含量差異較大，變異系數達到216.37 %，屬強變異狀態，其中加茂鎮最高，其含量為24.99 mg/kg，顯著高于六弓鄉、南林鄉、響水鎮和新政鎮，含量最低的是六弓鄉，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，為47.29 mg/kg，僅處于海南第二次土壤普查速效鉀分級標準中的五級。耕地土壤交換性鈣和鎂，各鄉鎮間含量差異較小。從變異系數來看，均屬中等變異強度，其含量的差異除了人為因素的影響外，和成土母質的關系密切。土壤有效硫平均含量為17.33 mg/kg，處于潛在缺乏狀態[12]，其中南林鄉含量最高，為19.27 mg/kg，其余各鄉鎮差異不顯著。土壤有效鋅含量極豐富，各鄉鎮的平均含量都高過了海南第二次土壤普查有效鋅分級標準中的一級，最高的鄉鎮是什玲鎮，為5.89 mg/kg，最低的是響水鎮，為4.38 mg/kg。

2.2 耕地土壤pH和有機質動態分析

根據海南第二次土壤普查制定的土壤養分分級標準，對研究區內土壤pH和有機質含量進行等級劃分（圖1、2）。本次調查表明，全縣土壤酸度總體呈強酸性反應，pH集中分布在四、五等級，其所占比例分別為66.3%和22.62%；土壤有機質含量總體表現為豐盈，前三個等級比例之和超過了50%，比例最高的是四級，為45.60%，五、六級沒有分布。與海南20世紀80年代第二次土壤普查期間的土壤pH和有機質含量分級對比結果表明，土壤pH的一、二、三和五級所占比例明顯降低，而四級比例大幅升高，表明自20世紀80年代以來，保亭耕地土壤明顯酸化；土壤有機質的一、二、三級比例有不同程度降低，降幅最大的是二級，降幅比例達到14.71 %，而四級比例則顯著升高，表明近年來全縣土壤有機質含量逐漸降低，尤其是含量高的級別的所占比例下降明顯。

2.3 耕地土壤氮、磷、鉀動態分析

土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量分級結果分別見圖3～5。全縣境內土壤堿解氮含量總體較豐富，呈現出近似正態分布的規律，一、二、三級所占比例之和超過了86%，所占比例最高的等級是二級，為34.8%，六級沒有分布。土壤有效磷呈現出較為標準的正態分布規律，三、四級含量最高，二、五級次之，一、六級含量最少。土壤速效鉀含量以二、五和六級為主（圖5），此3個等級所占比例之和超過80%，表明土壤速效鉀含量為中等偏下。

本結果與海南省保亭第二次土壤普查結果相比，土壤堿解氮含量變化幅度小，一級基本持平，二、五級略有下降，三、四級小幅升高；土壤有效磷含量與前期結果相比，其含量上升幅度較大，從等級分布上來看，集中在中間等級分布，呈現出標準整體分布的特點，具體表現為一、二、六級明顯增加，三級基本持平，四、五級明顯下降，第二次土壤普查期間其土壤有效磷主要集中于四和五級分布（圖4）；土壤速效鉀含量降低明顯，表現為一級從19.6%下降到0%，增幅最大的是六級，由二次土壤普查期間的1.75%增加至現在的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結果如表3所示。研究區內土壤交換性鈣除一級外，其余各等級分布較均勻，四級樣點的頻率最高，達到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，一級沒有分布，集中主要分布于三、四級，所占比例之和為71.97%。研究區內土壤有效鋅含量非常豐富，全縣平均含量為5.07 mg/kg，其中一級含量分布達到75.82%，三、四和五級分布頻率之和也未超過5%，可見該地區農業生產短期內不可能出現鋅缺乏現象，全縣有效硫含量的空間差異較大，對照分級標準處于中等偏下的水平，其主要集中分布于第三、四和五等級，所占比例分別為34.34%、18.96%和34.62%。

3 結論與討論

3.1 結論

海南省保亭縣耕地土壤養分含量總體處于中等水平，且鄉鎮間各土壤養分含量分布不均。自20世紀80年代初以來，全縣耕地土壤酸化明顯，土壤有機質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、有效硫含量各鄉鎮差異不明顯，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有關，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生較強的富鋁化作用，因此土壤呈現較強酸性。此外，近年來化肥用量的大量增加也是導致土壤酸化的一個重要原因。至于土壤有機質含量逐漸減低的原因有三：一是農民不重視有機肥的使用，近年來有機肥投入嚴重不足；二是海南光溫資源充足，有利于土壤有機物質的氧化分解，降低的土壤中有機物質的存量；三是秸稈還田工作實施面積少，宣傳力度還需加大，農民還未充分認識秸稈還田的重要性。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，土壤速效鉀較缺乏。近些年來，保亭瓜菜種植面積不斷擴大，耕地復種指數逐年上升，化肥用量成倍增加，導致土壤中的有效磷大量富集，雖然有機質降低了，但堿解氮卻能夠保持以前的水平。調查發現，近期在農技部門的引導下，氮、磷、鉀肥施用比例不平衡的狀況略有好轉，但是不合理施肥現象時有發生，推廣測土配施肥工作將是農技部門的一項長期工作。

參考文獻

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