海南中部山区耕地土壤养分状况研究

李月琼 罗子宏 陈俊石 陈华壮 张冬明

摘 要 揭示保亭县耕地土壤养分时空分布特征，为海南山区县市耕地土壤养分管理及土地可持续利用提供参考。采用实地调查、采集土壤样品和实验室分析相结合的方法，在测定土壤养分含量基础上，阐明土壤养分现状，并与保亭第二次土壤普查结果进行对比，探讨了全县耕地土壤养分时空变化规律。自20世纪80年代初以来，全县耕地土壤酸化明显，土壤有机质和速效钾含量有所下降、碱解氮变化不明显、有效磷含量显著升高，交换性钙、镁、有效硫含量中等偏下，各乡镇差异不明显，有效锌含量较丰富。保亭县耕地土壤养分含量属中等水平，且乡镇间各土壤养分含量分布不均，主要与施肥措施、气候条件及成土母质有关，其中施肥措施是最主要因素。

关键词 耕地土壤 ；养分状况 ；时空变异 ；保亭县

分类号 S158.1

耕地是人类赖以生存的基本资源和条件。保亭县属海南中部山区县，是国家重要的冬季菜篮子基地之一，其耕地质量的优劣直接影响到该县农产品品质和产量。研究海南中部山区耕地土壤养分状况，对海南山区市县耕地土壤养分管理及农业产业结构调整乃至农业的可持续发展具有重要意义。在海南有关耕地土壤养分状况的研究报道已屡见不鲜，如张冬明[1]、曾迪[2]、谭丽霞[3]、钟萍[4]等分别研究了海南岛全岛土壤、文昌市耕地土壤、琼中什运乡土壤、东方市农田土壤的养分状况及变化规律；张冬明等[5]还对琼中县槟榔园土壤养分肥力质量进行了研究；除耕地外，果园、橡胶园土壤养分状况的研究也有相关报道（姚丽贤等[6]，林希昊等[7]，邱学礼等[8]）。已有的研究结果均揭示了当地土壤养分质量状况，并对如何更好的保育耕地土壤提出了合理的建议。目前，关于海南山区耕地土壤养分状况的研究报道较少，海南省保亭县耕地土壤养分状况研究未见报道。以海南省保亭县耕地为研究对象，分析其土壤养分状况及其分布特征，以期为海南山区耕地土壤可持续利用提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

保亭黎族苗族自治县位于海南岛中部五指山南麓，地处海南省南部内陆，北纬18°23′～18°53′，东经109°21′～109°48′，东接陵水县，南邻三亚市，西连三亚市、乐东县，北依五指山市、琼中县。县境内东西宽49 km，南北长54 km，总耕地面积0.59万hm2，占全县土地总面积的5.1%。全县辖6个镇和3个乡：保城镇、什玲镇、加茂镇、响水镇、新政镇、三道镇、六弓乡、南林乡、毛感乡。属热带季风气候区，具有热量丰富、雨量丰沛、蒸发量大，季风变化明显的特点。年平均气温21.6～24.5℃，年均降雨量1 900 mm，4～10月为雨季，雨量占全年雨量的87%，10月份至翌年4月份为旱季[9]。

1.2 土壤样品采集

根据全县耕地分布情况，采用网格布点法结合地形地貌、土壤类型并兼顾空间分布均匀来确定采样数量，本次共布设2 162个样点，分为一般样品和重点样品，其中重点样品为364个，一般样品只测试pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾，重点样品除测常规5项外加测交换性钙、镁和有效锌、硫。于2011年7月～2013年7月进行采样，每份土样采用“梅花型”采样法采集混合样，由5～8个样点0～20 cm的表层土样混合成，并经四分法保留约500 g样品，记录样点经纬度、地块信息。

1.3 土壤养分分析方法与评价标准

土壤养分含量测定按常规方法进行（鲁如坤[10]）：pH采用电位法；土壤有机质采用重铬酸钾—外加热法；碱解氮采用凯氏蒸馏法；有效磷采用HCl-NH4F-钼锑抗比色法（酸性）；速效K采用NH4OAc-火焰光度法；交换性钙、镁采用NH4OAc-原子吸收分光光度法；有效硫采用Ca（H2PO4）2-2NHOAc提取-BaSO4比浊法；有效锌采用DTPA提取—原子吸收分光光度法。土壤养分含量分级标准参照海南第二次土壤普查分级标准，具体见表1。

1.4 数据处理

数据采用Excel 2007和SAS 9.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 耕地土壤养分总体分布特征

从表2可知，保亭县土壤pH平均值为4.88，最高的是南林乡为5.27，最低的是六弓乡为4.50，变异系数为11.43%，表明保亭县耕地土壤pH值变化差异较小，基本上是在平均值上下小幅度范围内震荡；土壤有机质、碱解氮平均含量分别为19.49 g/kg和123.54 mg/kg，总体而言，全县耕地速效氮的当季供应量是较丰富的，在进行农业生产时切忌氮肥的过量施用；各乡镇间土壤有效磷含量差异较大，变异系数达到216.37 %，属强变异状态，其中加茂镇最高，其含量为24.99 mg/kg，显著高于六弓乡、南林乡、响水镇和新政镇，含量最低的是六弓乡，仅为8.39 mg/kg。全县耕地土壤速效钾含量普遍偏低，最高的是加茂镇，为47.29 mg/kg，仅处于海南第二次土壤普查速效钾分级标准中的五级。耕地土壤交换性钙和镁，各乡镇间含量差异较小。从变异系数来看，均属中等变异强度，其含量的差异除了人为因素的影响外，和成土母质的关系密切。土壤有效硫平均含量为17.33 mg/kg，处于潜在缺乏状态[12]，其中南林乡含量最高，为19.27 mg/kg，其余各乡镇差异不显著。土壤有效锌含量极丰富，各乡镇的平均含量都高过了海南第二次土壤普查有效锌分级标准中的一级，最高的乡镇是什玲镇，为5.89 mg/kg，最低的是响水镇，为4.38 mg/kg。

2.2 耕地土壤pH和有机质动态分析

根据海南第二次土壤普查制定的土壤养分分级标准，对研究区内土壤pH和有机质含量进行等级划分（图1、2）。本次调查表明，全县土壤酸度总体呈强酸性反应，pH集中分布在四、五等级，其所占比例分别为66.3%和22.62%；土壤有机质含量总体表现为丰盈，前三个等级比例之和超过了50%，比例最高的是四级，为45.60%，五、六级没有分布。与海南20世纪80年代第二次土壤普查期间的土壤pH和有机质含量分级对比结果表明，土壤pH的一、二、三和五级所占比例明显降低，而四级比例大幅升高，表明自20世纪80年代以来，保亭耕地土壤明显酸化；土壤有机质的一、二、三级比例有不同程度降低，降幅最大的是二级，降幅比例达到14.71 %，而四级比例则显著升高，表明近年来全县土壤有机质含量逐渐降低，尤其是含量高的级别的所占比例下降明显。

2.3 耕地土壤氮、磷、钾动态分析

土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分级结果分别见图3～5。全县境内土壤碱解氮含量总体较丰富，呈现出近似正态分布的规律，一、二、三级所占比例之和超过了86%，所占比例最高的等级是二级，为34.8%，六级没有分布。土壤有效磷呈现出较为标准的正态分布规律，三、四级含量最高，二、五级次之，一、六级含量最少。土壤速效钾含量以二、五和六级为主（图5），此3个等级所占比例之和超过80%，表明土壤速效钾含量为中等偏下。

本结果与海南省保亭第二次土壤普查结果相比，土壤碱解氮含量变化幅度小，一级基本持平，二、五级略有下降，三、四级小幅升高；土壤有效磷含量与前期结果相比，其含量上升幅度较大，从等级分布上来看，集中在中间等级分布，呈现出标准整体分布的特点，具体表现为一、二、六级明显增加，三级基本持平，四、五级明显下降，第二次土壤普查期间其土壤有效磷主要集中于四和五级分布（图4）；土壤速效钾含量降低明显，表现为一级从19.6%下降到0%，增幅最大的是六级，由二次土壤普查期间的1.75%增加至现在的36.73 %（图5）。

2.4 耕地土壤中微量元素含量

土壤中微量元素含量分级结果如表3所示。研究区内土壤交换性钙除一级外，其余各等级分布较均匀，四级样点的频率最高，达到29.67%，全县平均含量为526 mg/kg。全县耕地土壤交换性镁平均含量为 96.6 mg/kg，一级没有分布，集中主要分布于三、四级，所占比例之和为71.97%。研究区内土壤有效锌含量非常丰富，全县平均含量为5.07 mg/kg，其中一级含量分布达到75.82%，三、四和五级分布频率之和也未超过5%，可见该地区农业生产短期内不可能出现锌缺乏现象，全县有效硫含量的空间差异较大，对照分级标准处于中等偏下的水平，其主要集中分布于第三、四和五等级，所占比例分别为34.34%、18.96%和34.62%。

3 结论与讨论

3.1 结论

海南省保亭县耕地土壤养分含量总体处于中等水平，且乡镇间各土壤养分含量分布不均。自20世纪80年代初以来，全县耕地土壤酸化明显，土壤有机质和速效钾含量有所下降、碱解氮变化不明显、有效磷含量显著升高，交换性钙、镁、有效硫含量各乡镇差异不明显，但是总体含量中等偏下，有效锌含量较丰富。保亭县土壤酸化和养分含量空间分布不均主要与施肥措施、气候条件及成土母质有关，其中施肥措施是最主要因素。

3.2 讨论

受海南高温多雨气候影响，土壤盐基不饱和，而氢饱和度增加引起土壤酸化[13]，保亭县为山区县，主要土壤类型为砖红壤、赤红壤、黄壤以及水稻土4类，在此气候条件下均能发生较强的富铝化作用，因此土壤呈现较强酸性。此外，近年来化肥用量的大量增加也是导致土壤酸化的一个重要原因。至于土壤有机质含量逐渐减低的原因有三：一是农民不重视有机肥的使用，近年来有机肥投入严重不足；二是海南光温资源充足，有利于土壤有机物质的氧化分解，降低的土壤中有机物质的存量；三是秸秆还田工作实施面积少，宣传力度还需加大，农民还未充分认识秸秆还田的重要性。保亭每年雨量较多，且集中分布在8～10月，受降雨的影响和钾离子易于流失的特点，土壤速效钾较缺乏。近些年来，保亭瓜菜种植面积不断扩大，耕地复种指数逐年上升，化肥用量成倍增加，导致土壤中的有效磷大量富集，虽然有机质降低了，但碱解氮却能够保持以前的水平。调查发现，近期在农技部门的引导下，氮、磷、钾肥施用比例不平衡的状况略有好转，但是不合理施肥现象时有发生，推广测土配施肥工作将是农技部门的一项长期工作。

参考文献

[1] 张冬明，张永发，漆智平. 海南岛土壤养分质量综合评价[J]. 热带作物学报，2009，30（9）：1-5.

[2] 曾 迪，魏志远，刘 磊，等. 文昌市土壤养分状况分析[J]. 热带作物学报，2010，31（2）：191-197.

[3] 谭丽霞，付传良，谢良商. 海南琼中县什运乡土壤养分状况研究[J]. 热带作物学报，2012，33（5）：816-820.

[4] 钟 萍，王登峰，魏志远，等. 我国热区农田土壤养分时空分布研究——以海南省东方市为例[J]. 南方农业学报，2014，45（1）：58-62.

[5] 张冬明，张 文，韩 剑，等. 琼中县槟榔园土壤养分肥力质量研究[J]. 热带作物学报，2014，35（7）：1-7.

[6] 姚丽贤，周修冲，李国良，等. 香蕉园土壤养分肥力时空变化研究[J]. 土壤通报，37（2）：226-230.

[7] 林希昊，王真辉，陈秋波，等. 不同树龄橡胶林土壤养分变化特征及对细根的影响[J]. 热带作物学报，2009，30（8）：1 094-1 098.

[8] 邱学礼，高福宏，李忠环，等. 昆明市植烟土壤肥力状况评价[J]. 中国土壤与肥料，2012（5）：11-16.

[9] 保亭县统计局. 保亭县共计年鉴2013[M]. 北京：中国统计出版社，2013：78-89.

[10] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京：中国农业科技出版社，2000：146-195.

[11] 海南省农业厅土肥站. 海南土壤[M]. 海口：海南/三环出版社，1993：181-183.

[12] 赵 雄，张冬明，李福燕，等. 海南省乐东黎族自治县土壤有效硫含量及分布特征研究[J]. 中国农业科技导报，2009，11（1）：118-123.

[13] Guo J H， Liu X J， Zhang Y， et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science，2010， 327（5968）： 1 008-1 010.