海口市美蘭區土壤養分狀況研究

吳光輝，吳宗禮，王綏干，陳 勝，王家坤，夏海洋，張冬明

(1.海南省農業科學院 農業環境與土壤研究所/農業部海南耕地保育科學觀測試驗站/海南省耕地保育重點實驗室，海南 海口 571100；2.海口市農業技術推廣中心，海南 海口 570206)

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海口市美蘭區土壤養分狀況研究

吳光輝1，2，吳宗禮2，王綏干2，陳 勝2，王家坤2，夏海洋2，張冬明1*

(1.海南省農業科學院 農業環境與土壤研究所/農業部海南耕地保育科學觀測試驗站/海南省耕地保育重點實驗室，海南 海口 571100；2.海口市農業技術推廣中心，海南 海口 570206)

摘要：在海口市美蘭區5個鄉鎮場共采集有效土壤樣品2414份，測定了pH值、有機質、堿解氮、有效磷及速效鉀含量，按照全國第二次土壤普查養分分級標準和養分豐缺指標劃分方案，系統評價了土壤養分狀況，結果表明：海口市美蘭區土壤酸性較強，pH為5.21，土壤有機質和堿解氮含量處于中等偏上的水平；有效磷含量豐富，速效鉀含量缺乏；各養分含量空間分布不均勻。總體來看海口市美蘭區土壤養分含量處于中等水平，土壤酸化和養分含量不均衡主要與環境氣候、成土母質和人為施肥不平衡關系密切。因此，今后在農業生產中應采取平衡施肥，切記要穩氮、補鉀和減磷，提高耕地地力水平，實現農業可持續健康發展。

關鍵詞：土壤；養分；海口；美蘭區

養分是土壤的基本特征和根本屬性，是土壤肥力的物質基礎。作物生長離不開養分，農業生產離不開耕地，而耕地離不開土壤。近年來，隨著我國社會經濟的飛速發展、城市化的全面推進，土地變得稀缺，人地矛盾日益突出，最直接的表現就是人均耕地面積逐年減少，耕地土壤質量逐漸降低。了解并掌握耕地土壤養分狀況，是改良耕地土壤、提升耕地質量的前提，是開展耕地地力評價和測土配方施肥工作的基礎。海口是全國常年蔬菜生產基地和菜籃子基地，其耕地土壤質量不僅影響該地農產品產量和質量，而且還影響到海南乃至全國人民的吃菜問題。研究美蘭區耕地土壤養分狀況，對瓊北地區耕地土壤養分管理、農業產業轉型升級和可持續發展具有重要意義。目前，海南有關耕地土壤養分狀況方面的研究已有較多報道，如李福燕[1]、張冬明[2]、曾迪[3]、譚麗霞[4]等分別研究了萬寧農田土壤、海南島農用地土壤、文昌市耕地土壤、瓊中縣什運鄉土壤養分狀況及其分布規律；鐘萍等[5]對熱區農田土壤養分時空變化特征進行了研究；除耕地外，海南其他用地類型如果園、經濟林土壤養分狀況研究也有相關報道[6-9]。上述研究均揭示了當地土壤養分狀況及其分布特征，并對如何培肥土壤、提升地力和科學利用提出了措施建議。然而，關于海口地區耕地土壤養分狀況的研究少之又少，在文獻中能查到的僅有一篇關于瓊山區速效養分狀況的研究[10]，而對于美蘭區耕地土壤養分狀況的相關研究還未報道。本研究以海口市美蘭區耕地土壤為研究對象，分析其養分含量、空間分布，揭示了美蘭區不同鄉鎮場土壤養分狀況，以期為今后該地區土壤養分資源的綜合評價和科學施肥提供科學依據。

1材料與方法

1.1研究區概況

美蘭區位于海口市東北部，介于北緯19°57′～20°05′和東經110°10′～110°23′之間。東倚南渡江，南連瓊山區，西接龍華區，北臨瓊州海峽，具有“倚江傍海”的區位優勢。全區國土總面積581 km2，總人口65.5萬人，下轄9個街道辦事處、4個鎮、3個農場和1個管區，共53個社區居民委員會、53個村民委員會[11]。美蘭區屬于季風性熱帶氣候區，夏長冬短，日照時間長，年平均日照時數2225.2 h，熱量豐富；受熱帶海洋氣候和季風環流影響，氣候溫和，年平均濕度23.3 ℃，終年無冰雪；年平均降雨量為1639 mm，干濕季明顯；常風以東北風和東風為主，屬太平洋臺風區，每年4～10月是熱帶風暴、臺風的活躍季節；地貌以濱海臺階式地貌為主，主要為濱海平原，地熱低平，區位資源優勢明顯。

1.2土壤樣品采集

以海南省海口市第二次土地利用調查成果圖為基礎，利用ARCGIS軟件提取耕地圖層，采用網格布點法充分考慮地形地貌、土壤類型并兼顧空間均勻分布的原則，按照5.33～6.67 hm2布設一個采樣點的密度布點，全區共布設2414個采樣點。實地采樣時采用GPS定位，如果出現圖上的布設點和實地采樣點無法對應時，以實地為準，采樣時記下實時經緯度信息，每個樣點在直徑100 m范圍內選擇15～20個點，用木鏟采集0～20 cm耕層土壤混合，按四分法保留1 kg左右樣品，采樣時間為2014年10～12月。

1.3土壤樣品分析測試方法與評價標準

將土樣風干、研磨、過篩后混勻裝袋，送土壤農化分析化驗室化驗，土壤養分含量測定方法參照土壤農業化學分析方法[12]：有機質采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法，堿解氮用擴散吸收法，速效磷用鹽酸-氟化氨法，速效鉀用乙酸銨提取-火焰光度法，pH值采用玻璃電位法。相關評價標準見表1和表2[13]。

1.4數據處理與圖形編繪

土壤養分分析測試數據采用Microsoft office Excel 2007和SAS 9.2軟件進行統計分析；采樣點位圖和養分插值圖運用地理信息軟件ARCGIS 10.2實現，坐標系采用西安80坐標系、投影方式為高斯—克呂格6度帶，中央經線為E111°。

表1　海南土壤養分含量分級標準

2結果與分析

2.1土壤養分總體分布特征

海口市美蘭區土壤養分總體分布特征見表3。全區土壤pH值平均為5.21，酸性最強的是三江農場(4.71)，最弱的是靈山鎮(5.82)，變異系數為13.30%，表明海口市美蘭區各鄉鎮場耕地土壤pH值變化平穩，波動較小；全區土壤有機質、堿解氮平均含量分別為22.98 g/kg和107.03 mg/kg，全區耕地土壤有機質含量中等，速效氮的當季供應潛力一般，在進行農業生產時注意氮肥的施用，切忌過量；全區土壤有效磷含量極其豐富，這與海南冬季瓜菜產業關系密切，長期過量施用復合肥導致土壤磷素在土壤中富集，但各鄉鎮場間土壤有效磷含量差異較大，變異系數達到139.49%，屬強變異狀態，其中三江鎮平均含量最高，為145.45 mg/kg，顯著高于靈山鎮、大致坡鎮、三江鎮和演豐鎮，大致坡鎮的平均含量最低，為39.33 mg/kg。全縣耕地土壤速效鉀稍缺乏，平均含量為90.16 mg/kg，僅處于海南第二次土壤普查速效鉀分級標準中的四級，屬中等豐缺水平，平均含量最高的是三江鎮，為119.41 mg/kg。

2.2土壤pH狀況分析

在自然條件下，土壤酸堿度主要受土壤鹽基狀況所支配，而土壤的鹽基狀況決定于淋溶過程和復鹽基過程的相對強度。土壤pH實際上是由成土母質、環境氣候、生物、時間以及人為作用等多種因素共同決定的。土壤酸堿度對土壤肥力和植物生長的影響很大，尤其是土壤養分的有效性，如中性土壤中磷的有效性大；堿性土壤中微量元素(錳、銅、鋅等)的有效性差。海口市美蘭區大部分地區都是屬于鹽基不飽和狀態，土壤偏酸(表4)。

表3　美蘭區耕地土壤養分總體分布特征

表4土壤養分各等級樣點與分布面積百分比

%

由表3和表4可知，全區耕地土壤pH平均值為5.21，其中靈山鎮最高為5.82，而三江農場最低，僅為4.71。從整體的標準差和變異系數看，5個鄉鎮場的土壤pH平均值差異不明顯，但是總體偏酸。參照海南土壤養分含量分級標準，美蘭區耕地土壤pH平均值處于四級水平，從2414個樣品分析結果來看，大部分處于三、四和五級，三級占總樣點數的19.22%、四級占32.85%、五級占29.54%。從土壤pH空間分布圖來看(圖1)，總體處于南部強酸性、北部酸性稍弱的分布格局；從全區來看，約有35133.25 hm2的土壤處于四、五級水平，占全區土地總面積的74.13%。

圖1　海口市美蘭區土壤采樣點分布與土壤養分分布

2.3土壤有機質分析

土壤有機質是衡量土壤肥力的一項最重要指標，潮濕和低溫的環境有利于有機質的積累，而高溫干旱有助于有機質礦化[14]。其含量的高低關系到土壤的保肥、保水和酸堿緩沖作用，也是改善土壤物理性質最好的改良劑。一般而言，土壤有機質含量越高，土壤的物理性能越理想、供肥潛力越長久。據2414個土樣分析結果表明，海口市美蘭區土壤有機質平均含量為22.98 g/kg，其變幅范圍為4.5～83.2 g/kg，5個鎮有機質含量的標準差為9.72 g/kg，變異系數為42.3%。其中含量最高的為三江鎮，為26.25 g/kg，三江農場的含量最低，為14.22 g/kg。

按土壤養分分級標準和豐缺指標(表1、表2)來看，3.77%的樣品處于一等，21.62%的樣品分別處于二等，三等、四等、五等分別占31.98%、34.55%和5.76%，僅有2.32%的樣品處于六等。含量在30 g/kg以上的占25.39%，在10～30 g/kg之間的占66.53%，在10 g/kg以下的僅占8.08%，表明海口市美蘭區各鄉鎮的土壤有機質含量處于中等偏上水平。

從其含量空間分布圖(圖1)來看，含量為二級標準的地區主要分布在三江鎮，三級則占據了美蘭區64.11%的土地面積，達30384.38 hm2。筆者認為美蘭區耕地土壤有機質水平處在中等偏上水平的原因主要在于：(1)農業部測土配方施肥項目的實施，增強了農民科學種田水平，化肥施用更合理；(2)隨著海南省委省政府近幾年大力推進“轉方式、調結構”的重大部署，低效益的農業生產方式漸漸退出了市場，高效益、大投入的農業結構占據了主要地位，耕作制度的變化導致有機肥用量大幅增加；(3)水稻秸稈還田技術的推廣，使得農田土壤的有機質含量大幅增加。

2.4土壤堿解氮分析

堿解氮即土壤水解性氮，也叫有效氮，能反映土壤近期內氮素供應情況，包括無機態氮(銨態氮和硝態氮)及易水解的有機態氮(氨基酸、酰胺和易水解蛋白質)。一般情況下，堿解氮常作為土壤供氮能力與水平的重要評價指標[15]。據2414個土壤分析結果表明：海口市美蘭區耕地土壤堿解氮平均含量為107.03 mg/kg，變幅為9.82～658.05 mg/kg，整體標準差為88.13 mg/kg，變異系數為82.34%，屬中等變異水平。全區土壤堿解氮含量的變化受人為和自然雙重因素的共同影響，人為因素主要是指農業生產的措施包括施肥、秸稈還田和免耕等，自然因素主要是指成土母質、地形地貌和環境氣候等因素[16]。以均值來看，三江鎮的堿解氮含量最高，為222.74 mg/kg，靈山鎮的最低，僅為54.59 mg/kg。根據海南省土壤養分分級標準(表1)可知，有21.96%樣品處于一級，9.03%的樣品處于二級，三級、四級、五級分別占13.05%、18.93%和24.40%，僅有12.63%樣品處于六級。含量在120 mg/kg以上的樣點占總樣品數的30.99%，在60～120 mg/kg之間的占到31.98%，在60 mg/kg以下的僅占37.03%，結合海南土壤豐缺標準(表2)可知，海口市美蘭區土壤堿解氮處在中等水平。從堿解氮的空間分布圖(圖1)來看，呈現出兩頭(南北)普遍偏低、中間含量較高的趨勢，高含量的區域主要分布在三江鎮及其周邊一帶，靈山鎮和大致坡鎮的東部地區堿解氮處于較為缺乏的水平。

2.5土壤有效磷分析

磷素是作物體內眾多機化合物如磷脂類和核蛋白的重要成分，直接參與植物體中氨基酸、蛋白質、脂肪類合成與轉化等一系列生理生化反應。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能力。土壤全磷的多少，取決于成土母質和施肥措施，由于缺乏土壤全磷的數據，因此，土壤速效磷作為磷素供應水平的借鑒指標[17]。本次分析結果表明，海口市美蘭區土壤速效磷平均含量為62.01 mg/kg，變幅為0.36～295.36 mg/kg，總體變異系數達139.49%，標準差為86.5 mg/kg，三江農場土壤有效磷的平均含量最高達145.45 mg/kg，大致坡鎮最低，僅為39.33 mg/kg。結合海南土壤養分含量分級等級和海南土壤磷素豐缺指標(表1、表2)可以看出，全區磷含量較低，大部分樣品有效磷含量處于一級的占38.53%，其次是三級和六級，分別占總樣品數的17.36%和14.21%。有效磷含量處于豐富水平的樣品占總數的48.26%，有21.54%的樣品屬于缺乏水平即磷含量在5 mg/kg之內，30.2%的樣品屬于中等磷含量水平。

從土壤有效磷空間分布圖(圖1)來看，大部分地區處于一級水平，運用GIS的空間分析模塊進行統計分析，發現約有60.02%的土地面積土壤有效磷平均含量≥40 mg/kg，除靈山鎮大部地區、三江農場大部地區，其余鄉鎮均是大面積、大塊狀分布。因此，在進行農業生產時，應注意磷肥的減量施用，當季作物切忌磷肥的過量施用，應少施或不施。

2.6土壤速效鉀分析

鉀是植物必需元素之一，在植物體內的含量僅次于氮，鉀素不僅具有改善農作物產量和農產品品質的作用，而且能明顯提高作物的抗逆性和適應性，具有品質元素和抗逆元素的美譽[18]。據2414個土樣測試結果統計分析，海口市美蘭區速效鉀的平均含量為90.16 mg/kg，變幅為15.9～1189.14 mg/kg。從表3可以看出，5個鄉鎮場土壤速效鉀的平均含量差異較大，以三江鎮的平均含量最高，為119.41 mg/kg，大致坡平均含量最低，為74.79 mg/kg，整體的標準差為76.90 mg/kg，變異系數為85.29%，屬中等變異水平，表明土壤速效鉀平均含量波動不是很大，結合海南土壤養分含量分級等級和海南土壤磷素豐缺指標(表1、表2)，大部分土樣處于第三、四級，分別占總數的22.37%和36.87%，含量大于150 mg/kg的占樣品總數的11.06%；29.70%的土壤樣品速效鉀含量低于50 mg/kg。從空間分布上來看(圖1)，全區大部分處于四級水平，僅三江鎮有小塊狀的二級分布，面積約653.17 hm2，約占總面積的1.38%，由此可見，全區鉀含量普遍偏低，土壤鉀素供應能力不足，因此，在進行農業生產時應注重鉀肥的施用，減少缺鉀造成對作物的危害。

3結論

本研究表明：全區土壤偏酸、有機質含量不高、磷素豐富、鉀素缺乏、氮素含量中等，整體肥力處于水平中等。從2414個土壤樣品分析結果來看：(1)海口市美蘭區呈現出南部地區土壤強酸性、北部酸性稍弱的分布格局，全區約有35133.25 hm2的土壤pH處于四、五級水平，占總面積的74.13%，pH的變異系數為13.30%；(2)土壤有機質大部分處于二、三、四等級，其中三級分布面積最大，達30384.38 hm2，占總面積的64.11%；(3)全區氮素含量呈現近正態分布，有530個土壤樣品堿解氮處于一級水平，占總數的21.96%，樣品堿解氮主要集中在三、四和五級分布；(4)全區磷素含量豐富，處于缺磷水平的樣點數僅占樣品總數的21.54%，高磷含量地區主要集中在三江鎮及其周邊地區，有效磷含量各鄉鎮場的差異較大，整體變異系數超過了100%，屬于強變異范圍；(5)美蘭區鉀素平均含量最高的是三江鎮，最低的是大致坡鎮，59.24%的樣品土壤速效鉀處于中等水平，29.70%的樣品處于缺乏水平，表現出南北低、中部高的空間分布格局。總體來看，海口市美蘭區耕地土壤肥力中等，土壤有機質、堿解氮處于中等水平，而速效鉀處于缺乏水平，土壤有效磷則豐盈。今后開展農業生產時應平衡施肥，切記穩氮、補鉀和減磷，提高耕地地力水平，促進農業可持續健康發展。

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(責任編輯：曾小軍)

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

基金項目：海南省耕地改良專項(HNGDhs201501)；海南省科研院所技術開發專項(KYYS-2015-12、KYYS-2016-02)。

作者簡介：吳光輝(1966─)，男，海南文昌人，農藝師，主要從事土壤肥料、農業新技術的引進、應用與推廣工作。*通訊作者：張冬明。

中圖分類號：S151.93

文獻標志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)06-0060-05