方 圆 张冬明
(1 海南省现代农业检验检测预警防控中心 海南海口 571100;2 海南省农业科学院农业环境与土壤研究所/农业农村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)
耕地是土地的核心组成部分,耕地数量和质量对于一个国家的粮食安全、食品安全、人民健康、生态环境乃至整个经济发展均具有决定性作用。我国耕地质量平均水平偏低。资料显示,我国耕地面积总体质量偏低,按照土地评定级别划分,优等地占我国耕地总面积较少,只有2.9%,高等地也只占26.5%,绝大多数是中、低等地,占70.6%[1]。随着我国经济的发展,国力的提高,购买力的增强,全球一体化,耕地红线的意识被淡化。但是,最近新冠疫情带来的国际粮食流通紧张再次提醒人们重新意识到耕地红线以及保护耕地地力的重要性[2]。耕地地力高低对作物产量有重要的影响。一般情况下,土壤地力越高的土壤,作物产量高的潜力大,地力低的土壤只能配合合理的施肥才能获得较高的产量。因此,熟悉耕地地力状况,科学有效地施肥既可以保障作物产量,也能培肥地力、保护环境。海南省正值建设自由贸易港之际,海口作为海南的省会城市,耕地资源有限,利用有限的资源进行合理的农事耕作具有重要的意义。
海口位于北纬19°32′~20°05′,东经110°10′~110°41′,地处海南岛北部,是海南省科技、政治、文化、经济中心和最大的交通枢纽。海口全年日照时间长,辐射能量大,年平均气温24.2℃,最高平均气温28℃左右,最低平均气温18℃左右,温度适宜。海口年平均降水量1 664 mm,平均相对湿度85%,高湿。海口常年风向以东北风和东南风为主,年平均风速3.4 m/s。海口市地势平缓,地形略呈长心形,地表主要为第四系松散沉积物和第四纪基性火山岩,滨海以滨海台阶式地貌为主,西部以典型的火山地貌为主。全市地貌基本分为东部、南部台地区,中部沿江阶地区,西部熔岩台地区,北部滨海平原区[3]。
1.2.1 土壤养分含量测定
2017 年,在海口市各区内耕地上进行布点采样,每个采样点均采样S 型方式采其耕作层(0~20 cm),每个点位15 处左右的土混合而成,采样GPS 定位,共采集214 个耕地土壤样品,采样点位见图1。
土样室内风干后,过2 mm 筛,供碱解氮、土壤pH、有效磷、速效钾的测定;土壤进一步过0.25 mm 筛,测定其土壤有机质含量。样品按常规方法分析土壤养分,土壤有机质:重铬酸钾—外加热;碱解氮:碱解氮扩散法;有效磷:盐酸—氟化铵—钼锑抗比色法;速效钾:乙酸铵—火焰光度法;pH:电位法[4]。
1.2.2 土壤养分含量分析
土壤养分分级土壤分析结果按照第二次土壤普查养分含量分级标准[5]和全国农业技术推广服务中心规定的养分含量分级标准[6]进行对比分析(表1)。
表1 土壤养分含量分析标准
1.2.3 数据处理
试验所得数据采样Excel进行数据处理及统计分析。
土壤有机质是土壤的重要组成成分。土壤有机质含有植物生长所必需的大量元素和微量元素,土壤有机质对土壤生态系统有重要作用,也是评价土壤地力水平的重要指标[7-9]。由表2~3 可知,海口耕地土壤有机质含量为6.06~25.74 g/kg,平均值为13.26 g/kg,变异系数为25.44%。其中,处于土壤养分分级标准四级占80.84%,五级占15.89%,三级占3.27%,一、二、六级为0。总体上,有机质含量中等偏低,说明海口耕地有机质较缺乏。
表2 海口耕地土壤养分含量变化情况
表3 海口耕地土壤养分含量分布情况
土壤碱解氮是土壤能被植物直接吸收利用的,在施肥中具有重要意义。碱解氮的含量和有机质含量及质量有关,也是土壤氮素有效性的指标[10-11]。由表2~3 可知,海口耕地土壤碱解氮含量为36.38~264.46 g/kg,平均值为129.41 g/kg,变异系数为38.32%。其中,处于土壤养分分级标准一级占31.78%,三级占26.17%,四级占21.50%,二级占17.29%,五级占3.27%,六级为0。总体上,碱解氮含量较高,海口耕地土壤碱解氮不缺乏。
速效钾是指土壤中易被作物吸收利用的钾素[12-13]。由表2~3 可知,海口耕地土壤速效钾含量为26.12~105.10 g/kg,平均值为57.99 g/kg,变异系数为25.77%。其中,处于土壤养分分级标准四级占71.96%,五级标准占25.23%,六级标准占1.87%,三级标准占0.93,一、二级标准为0。总体上,速效钾含量中等偏低,海口耕地土壤速效钾较缺乏。
有效磷易被作物吸收,土壤供磷能力高低取决于土壤有效磷含量高低[14-15]。由表2~3 可知,海口耕地土壤有效磷含量为10.71~360.64 g/kg,平均值为88.65 g/kg,变异系数为64.01%。其中,处于土壤养分分级标准一级占91.59%,二级标准占7.01%,三级标准占1.40%,四、五、六级标准为0。总体上,有效磷含量高,海口耕地土壤不缺乏有效磷。
土壤pH 是土壤酸碱性的直观反映,是影响土壤养分状况的重要因素[16]。由表2~3 可知,海口耕地土壤pH 值为4.03~7.56,平均值为5.80,变异系数为11.86%。其中,处于土壤养分分级标准二级占46.73%,三级标准占37.38%,一级标准占12.62%,五级标准占3.27%,四级标准为0。总体上,海口耕地土壤为酸性土壤。
通过对野外采集的214 个土壤样品分析可得,按照第二次土壤普查养分含量分级标准和全国农业技术推广服务中心规定的养分含量分级标准,海口市耕地土壤以酸性为主,平均pH 值为5.80;有机质、速效钾含量处于较缺乏水平,平均值分别为13.26 和57.99 g/kg,不同地块差异较小;碱解氮含量较高,平均值为129.41 g/kg,不同地块差异较小;有效磷含量高,平均值为88.65 g/kg,不同地块差异较大,通过以上的分析总结,海口市耕地土壤养分含量总体偏高,但是要注意施肥平衡,适当调高钾肥使用比例,优化钾肥施肥方式,提高肥料利用率,重视耕地生态平衡,优化土壤理化状态,多施用有机肥。