海口市美兰区土壤养分状况研究

吴光辉，吴宗礼，王绥干，陈 胜，王家坤，夏海洋，张冬明

(1.海南省农业科学院 农业环境与土壤研究所/农业部海南耕地保育科学观测试验站/海南省耕地保育重点实验室，海南 海口 571100；2.海口市农业技术推广中心，海南 海口 570206)



海口市美兰区土壤养分状况研究

吴光辉1，2，吴宗礼2，王绥干2，陈 胜2，王家坤2，夏海洋2，张冬明1*

(1.海南省农业科学院 农业环境与土壤研究所/农业部海南耕地保育科学观测试验站/海南省耕地保育重点实验室，海南 海口 571100；2.海口市农业技术推广中心，海南 海口 570206)

摘要：在海口市美兰区5个乡镇场共采集有效土壤样品2414份，测定了pH值、有机质、碱解氮、有效磷及速效钾含量，按照全国第二次土壤普查养分分级标准和养分丰缺指标划分方案，系统评价了土壤养分状况，结果表明：海口市美兰区土壤酸性较强，pH为5.21，土壤有机质和碱解氮含量处于中等偏上的水平；有效磷含量丰富，速效钾含量缺乏；各养分含量空间分布不均匀。总体来看海口市美兰区土壤养分含量处于中等水平，土壤酸化和养分含量不均衡主要与环境气候、成土母质和人为施肥不平衡关系密切。因此，今后在农业生产中应采取平衡施肥，切记要稳氮、补钾和减磷，提高耕地地力水平，实现农业可持续健康发展。

关键词：土壤；养分；海口；美兰区

养分是土壤的基本特征和根本属性，是土壤肥力的物质基础。作物生长离不开养分，农业生产离不开耕地，而耕地离不开土壤。近年来，随着我国社会经济的飞速发展、城市化的全面推进，土地变得稀缺，人地矛盾日益突出，最直接的表现就是人均耕地面积逐年减少，耕地土壤质量逐渐降低。了解并掌握耕地土壤养分状况，是改良耕地土壤、提升耕地质量的前提，是开展耕地地力评价和测土配方施肥工作的基础。海口是全国常年蔬菜生产基地和菜篮子基地，其耕地土壤质量不仅影响该地农产品产量和质量，而且还影响到海南乃至全国人民的吃菜问题。研究美兰区耕地土壤养分状况，对琼北地区耕地土壤养分管理、农业产业转型升级和可持续发展具有重要意义。目前，海南有关耕地土壤养分状况方面的研究已有较多报道，如李福燕[1]、张冬明[2]、曾迪[3]、谭丽霞[4]等分别研究了万宁农田土壤、海南岛农用地土壤、文昌市耕地土壤、琼中县什运乡土壤养分状况及其分布规律；钟萍等[5]对热区农田土壤养分时空变化特征进行了研究；除耕地外，海南其他用地类型如果园、经济林土壤养分状况研究也有相关报道[6-9]。上述研究均揭示了当地土壤养分状况及其分布特征，并对如何培肥土壤、提升地力和科学利用提出了措施建议。然而，关于海口地区耕地土壤养分状况的研究少之又少，在文献中能查到的仅有一篇关于琼山区速效养分状况的研究[10]，而对于美兰区耕地土壤养分状况的相关研究还未报道。本研究以海口市美兰区耕地土壤为研究对象，分析其养分含量、空间分布，揭示了美兰区不同乡镇场土壤养分状况，以期为今后该地区土壤养分资源的综合评价和科学施肥提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

美兰区位于海口市东北部，介于北纬19°57′～20°05′和东经110°10′～110°23′之间。东倚南渡江，南连琼山区，西接龙华区，北临琼州海峡，具有“倚江傍海”的区位优势。全区国土总面积581 km2，总人口65.5万人，下辖9个街道办事处、4个镇、3个农场和1个管区，共53个社区居民委员会、53个村民委员会[11]。美兰区属于季风性热带气候区，夏长冬短，日照时间长，年平均日照时数2225.2 h，热量丰富；受热带海洋气候和季风环流影响，气候温和，年平均湿度23.3 ℃，终年无冰雪；年平均降雨量为1639 mm，干湿季明显；常风以东北风和东风为主，属太平洋台风区，每年4～10月是热带风暴、台风的活跃季节；地貌以滨海台阶式地貌为主，主要为滨海平原，地热低平，区位资源优势明显。

1.2土壤样品采集

以海南省海口市第二次土地利用调查成果图为基础，利用ARCGIS软件提取耕地图层，采用网格布点法充分考虑地形地貌、土壤类型并兼顾空间均匀分布的原则，按照5.33～6.67 hm2布设一个采样点的密度布点，全区共布设2414个采样点。实地采样时采用GPS定位，如果出现图上的布设点和实地采样点无法对应时，以实地为准，采样时记下实时经纬度信息，每个样点在直径100 m范围内选择15～20个点，用木铲采集0～20 cm耕层土壤混合，按四分法保留1 kg左右样品，采样时间为2014年10～12月。

1.3土壤样品分析测试方法与评价标准

将土样风干、研磨、过筛后混匀装袋，送土壤农化分析化验室化验，土壤养分含量测定方法参照土壤农业化学分析方法[12]：有机质采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法，碱解氮用扩散吸收法，速效磷用盐酸-氟化氨法，速效钾用乙酸铵提取-火焰光度法，pH值采用玻璃电位法。相关评价标准见表1和表2[13]。

1.4数据处理与图形编绘

土壤养分分析测试数据采用Microsoft office Excel 2007和SAS 9.2软件进行统计分析；采样点位图和养分插值图运用地理信息软件ARCGIS 10.2实现，坐标系采用西安80坐标系、投影方式为高斯—克吕格6度带，中央经线为E111°。

表1　海南土壤养分含量分级标准

2结果与分析

2.1土壤养分总体分布特征

海口市美兰区土壤养分总体分布特征见表3。全区土壤pH值平均为5.21，酸性最强的是三江农场(4.71)，最弱的是灵山镇(5.82)，变异系数为13.30%，表明海口市美兰区各乡镇场耕地土壤pH值变化平稳，波动较小；全区土壤有机质、碱解氮平均含量分别为22.98 g/kg和107.03 mg/kg，全区耕地土壤有机质含量中等，速效氮的当季供应潜力一般，在进行农业生产时注意氮肥的施用，切忌过量；全区土壤有效磷含量极其丰富，这与海南冬季瓜菜产业关系密切，长期过量施用复合肥导致土壤磷素在土壤中富集，但各乡镇场间土壤有效磷含量差异较大，变异系数达到139.49%，属强变异状态，其中三江镇平均含量最高，为145.45 mg/kg，显著高于灵山镇、大致坡镇、三江镇和演丰镇，大致坡镇的平均含量最低，为39.33 mg/kg。全县耕地土壤速效钾稍缺乏，平均含量为90.16 mg/kg，仅处于海南第二次土壤普查速效钾分级标准中的四级，属中等丰缺水平，平均含量最高的是三江镇，为119.41 mg/kg。

2.2土壤pH状况分析

在自然条件下，土壤酸碱度主要受土壤盐基状况所支配，而土壤的盐基状况决定于淋溶过程和复盐基过程的相对强度。土壤pH实际上是由成土母质、环境气候、生物、时间以及人为作用等多种因素共同决定的。土壤酸碱度对土壤肥力和植物生长的影响很大，尤其是土壤养分的有效性，如中性土壤中磷的有效性大；碱性土壤中微量元素(锰、铜、锌等)的有效性差。海口市美兰区大部分地区都是属于盐基不饱和状态，土壤偏酸(表4)。

表3　美兰区耕地土壤养分总体分布特征

表4土壤养分各等级样点与分布面积百分比

%

由表3和表4可知，全区耕地土壤pH平均值为5.21，其中灵山镇最高为5.82，而三江农场最低，仅为4.71。从整体的标准差和变异系数看，5个乡镇场的土壤pH平均值差异不明显，但是总体偏酸。参照海南土壤养分含量分级标准，美兰区耕地土壤pH平均值处于四级水平，从2414个样品分析结果来看，大部分处于三、四和五级，三级占总样点数的19.22%、四级占32.85%、五级占29.54%。从土壤pH空间分布图来看(图1)，总体处于南部强酸性、北部酸性稍弱的分布格局；从全区来看，约有35133.25 hm2的土壤处于四、五级水平，占全区土地总面积的74.13%。

图1　海口市美兰区土壤采样点分布与土壤养分分布

2.3土壤有机质分析

土壤有机质是衡量土壤肥力的一项最重要指标，潮湿和低温的环境有利于有机质的积累，而高温干旱有助于有机质矿化[14]。其含量的高低关系到土壤的保肥、保水和酸碱缓冲作用，也是改善土壤物理性质最好的改良剂。一般而言，土壤有机质含量越高，土壤的物理性能越理想、供肥潜力越长久。据2414个土样分析结果表明，海口市美兰区土壤有机质平均含量为22.98 g/kg，其变幅范围为4.5～83.2 g/kg，5个镇有机质含量的标准差为9.72 g/kg，变异系数为42.3%。其中含量最高的为三江镇，为26.25 g/kg，三江农场的含量最低，为14.22 g/kg。

按土壤养分分级标准和丰缺指标(表1、表2)来看，3.77%的样品处于一等，21.62%的样品分别处于二等，三等、四等、五等分别占31.98%、34.55%和5.76%，仅有2.32%的样品处于六等。含量在30 g/kg以上的占25.39%，在10～30 g/kg之间的占66.53%，在10 g/kg以下的仅占8.08%，表明海口市美兰区各乡镇的土壤有机质含量处于中等偏上水平。

从其含量空间分布图(图1)来看，含量为二级标准的地区主要分布在三江镇，三级则占据了美兰区64.11%的土地面积，达30384.38 hm2。笔者认为美兰区耕地土壤有机质水平处在中等偏上水平的原因主要在于：(1)农业部测土配方施肥项目的实施，增强了农民科学种田水平，化肥施用更合理；(2)随着海南省委省政府近几年大力推进“转方式、调结构”的重大部署，低效益的农业生产方式渐渐退出了市场，高效益、大投入的农业结构占据了主要地位，耕作制度的变化导致有机肥用量大幅增加；(3)水稻秸秆还田技术的推广，使得农田土壤的有机质含量大幅增加。

2.4土壤碱解氮分析

碱解氮即土壤水解性氮，也叫有效氮，能反映土壤近期内氮素供应情况，包括无机态氮(铵态氮和硝态氮)及易水解的有机态氮(氨基酸、酰胺和易水解蛋白质)。一般情况下，碱解氮常作为土壤供氮能力与水平的重要评价指标[15]。据2414个土壤分析结果表明：海口市美兰区耕地土壤碱解氮平均含量为107.03 mg/kg，变幅为9.82～658.05 mg/kg，整体标准差为88.13 mg/kg，变异系数为82.34%，属中等变异水平。全区土壤碱解氮含量的变化受人为和自然双重因素的共同影响，人为因素主要是指农业生产的措施包括施肥、秸秆还田和免耕等，自然因素主要是指成土母质、地形地貌和环境气候等因素[16]。以均值来看，三江镇的碱解氮含量最高，为222.74 mg/kg，灵山镇的最低，仅为54.59 mg/kg。根据海南省土壤养分分级标准(表1)可知，有21.96%样品处于一级，9.03%的样品处于二级，三级、四级、五级分别占13.05%、18.93%和24.40%，仅有12.63%样品处于六级。含量在120 mg/kg以上的样点占总样品数的30.99%，在60～120 mg/kg之间的占到31.98%，在60 mg/kg以下的仅占37.03%，结合海南土壤丰缺标准(表2)可知，海口市美兰区土壤碱解氮处在中等水平。从碱解氮的空间分布图(图1)来看，呈现出两头(南北)普遍偏低、中间含量较高的趋势，高含量的区域主要分布在三江镇及其周边一带，灵山镇和大致坡镇的东部地区碱解氮处于较为缺乏的水平。

2.5土壤有效磷分析

磷素是作物体内众多机化合物如磷脂类和核蛋白的重要成分，直接参与植物体中氨基酸、蛋白质、脂肪类合成与转化等一系列生理生化反应。土壤磷素含量高低一定程度反映了土壤中磷素的贮量和供应能力。土壤全磷的多少，取决于成土母质和施肥措施，由于缺乏土壤全磷的数据，因此，土壤速效磷作为磷素供应水平的借鉴指标[17]。本次分析结果表明，海口市美兰区土壤速效磷平均含量为62.01 mg/kg，变幅为0.36～295.36 mg/kg，总体变异系数达139.49%，标准差为86.5 mg/kg，三江农场土壤有效磷的平均含量最高达145.45 mg/kg，大致坡镇最低，仅为39.33 mg/kg。结合海南土壤养分含量分级等级和海南土壤磷素丰缺指标(表1、表2)可以看出，全区磷含量较低，大部分样品有效磷含量处于一级的占38.53%，其次是三级和六级，分别占总样品数的17.36%和14.21%。有效磷含量处于丰富水平的样品占总数的48.26%，有21.54%的样品属于缺乏水平即磷含量在5 mg/kg之内，30.2%的样品属于中等磷含量水平。

从土壤有效磷空间分布图(图1)来看，大部分地区处于一级水平，运用GIS的空间分析模块进行统计分析，发现约有60.02%的土地面积土壤有效磷平均含量≥40 mg/kg，除灵山镇大部地区、三江农场大部地区，其余乡镇均是大面积、大块状分布。因此，在进行农业生产时，应注意磷肥的减量施用，当季作物切忌磷肥的过量施用，应少施或不施。

2.6土壤速效钾分析

钾是植物必需元素之一，在植物体内的含量仅次于氮，钾素不仅具有改善农作物产量和农产品品质的作用，而且能明显提高作物的抗逆性和适应性，具有品质元素和抗逆元素的美誉[18]。据2414个土样测试结果统计分析，海口市美兰区速效钾的平均含量为90.16 mg/kg，变幅为15.9～1189.14 mg/kg。从表3可以看出，5个乡镇场土壤速效钾的平均含量差异较大，以三江镇的平均含量最高，为119.41 mg/kg，大致坡平均含量最低，为74.79 mg/kg，整体的标准差为76.90 mg/kg，变异系数为85.29%，属中等变异水平，表明土壤速效钾平均含量波动不是很大，结合海南土壤养分含量分级等级和海南土壤磷素丰缺指标(表1、表2)，大部分土样处于第三、四级，分别占总数的22.37%和36.87%，含量大于150 mg/kg的占样品总数的11.06%；29.70%的土壤样品速效钾含量低于50 mg/kg。从空间分布上来看(图1)，全区大部分处于四级水平，仅三江镇有小块状的二级分布，面积约653.17 hm2，约占总面积的1.38%，由此可见，全区钾含量普遍偏低，土壤钾素供应能力不足，因此，在进行农业生产时应注重钾肥的施用，减少缺钾造成对作物的危害。

3结论

本研究表明：全区土壤偏酸、有机质含量不高、磷素丰富、钾素缺乏、氮素含量中等，整体肥力处于水平中等。从2414个土壤样品分析结果来看：(1)海口市美兰区呈现出南部地区土壤强酸性、北部酸性稍弱的分布格局，全区约有35133.25 hm2的土壤pH处于四、五级水平，占总面积的74.13%，pH的变异系数为13.30%；(2)土壤有机质大部分处于二、三、四等级，其中三级分布面积最大，达30384.38 hm2，占总面积的64.11%；(3)全区氮素含量呈现近正态分布，有530个土壤样品碱解氮处于一级水平，占总数的21.96%，样品碱解氮主要集中在三、四和五级分布；(4)全区磷素含量丰富，处于缺磷水平的样点数仅占样品总数的21.54%，高磷含量地区主要集中在三江镇及其周边地区，有效磷含量各乡镇场的差异较大，整体变异系数超过了100%，属于强变异范围；(5)美兰区钾素平均含量最高的是三江镇，最低的是大致坡镇，59.24%的样品土壤速效钾处于中等水平，29.70%的样品处于缺乏水平，表现出南北低、中部高的空间分布格局。总体来看，海口市美兰区耕地土壤肥力中等，土壤有机质、碱解氮处于中等水平，而速效钾处于缺乏水平，土壤有效磷则丰盈。今后开展农业生产时应平衡施肥，切记稳氮、补钾和减磷，提高耕地地力水平，促进农业可持续健康发展。

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(责任编辑：曾小军)

Study on Status of Soil Nutrients in Meilan District of Haikou City

WU Guang-hui1,2, WU Zong-li2, WANG Sui-gan2, CHEN Sheng2,WANG Jia-kun2, XIA Hai-yang2, ZHANG Dong-ming1*

(1. Institute of Agricultural Environment and Soil, Hainan Academy of Agricultural Sciences/ Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (Hainan), Ministry of Agriculture/ Key Laboratory of Cultivated Land Conservation of Hainan Province, Haikou 571100, China; 2. Agricultural Technology Extension Center of Haikou City in Hainan Province, Haikou 570206, China)

Abstract：A study on soil nutrient status at Meilan district of Haikou city was conducted and 2414 soil samples were collected to determine pH, organic matter, available nitrogen, available phosphorus and available potassium, soil nutrient status was evaluated according to the second national soil survey of nutrient grading standards and nutrient abundance index partitioning scheme, systematically. The results showed that the study area soil was acidity, pH was 5.21, the content of soil organic matter and available nitrogen was in the middle level, available P was rich, but available potassium was short, the spatial distribution of different nutrient content was not uniform. Overall view, the nutrient content of soil in Meilan district of Haikou city was in the middle level, the soil acidification and soil nutrient imbalance were related with environmental and climatic and soil and fertilization closed. Therefore, it should be balanced fertilization in agricultural production, must be stable nitrogen, potassium supplement, reduced phosphate fertilizer to improve the soil fertility level and realize agricultural sustainable and healthy development.

Key words：Soil; Nutrient; Haikou city; Meilan district

收稿日期：2016-04-28

基金项目：海南省耕地改良专项(HNGDhs201501)；海南省科研院所技术开发专项(KYYS-2015-12、KYYS-2016-02)。

作者简介：吴光辉(1966─)，男，海南文昌人，农艺师，主要从事土壤肥料、农业新技术的引进、应用与推广工作。*通讯作者：张冬明。

中图分类号：S151.93

文献标志码：A

文章编号：1001-8581(2016)06-0060-05