臨高縣水稻土的養分特征與評價

陳英澤， 張冬明, 潘孝忠*

(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.臨高縣農業技術推廣服務中心， 海南 臨高 571800)

水稻土是在長期淹水條件下經人為活動和自然因素的雙重作用，形成特有剖面特征的土壤，是華南地區的主要耕地類型，是糧食生產重要的物質基礎。近年來，隨著我國社會經濟的飛速發展、城市化進程的快速推進及耕地資源不合理利用，耕地數量減少和質量下降，人地矛盾日益突出，已成為影響我國糧食安全的關鍵限制因素。臨高縣是海南省農業大縣，水稻土是臨高縣第二大土壤類型,占全縣土壤總面積的22.89%,是農業快速發展的重要保障。了解并掌握水稻田的養分狀況，是水稻科學施肥和中低產田培肥改良的重要依據。目前，海南有關土壤養分特征與評價成果已有較多研究報道。張冬明等[1]對海南島土壤養分質量進行了綜合評價。曾迪等[2-3]分析了文昌市和瓊中縣什運鄉的耕地土壤養分狀況。鐘萍等[4]研究了海南省東方市農田土壤養分的時空分布。吳能義等[5-8]研究了海南省保亭墾區龍眼園、三亞芒果園、中西部荔枝園及全省主要油茶林的土壤養分狀況。鮮有關于臨高縣水稻土養分狀況的研究報道。為此，以臨高縣水稻土為研究對象，分析其養分含量與空間分布特征，以期為臨高縣及類似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材料

1.1.1土樣水稻土樣品共計1909個，分別采自臨高縣不同鄉鎮場的水稻田。

1.1.2儀器PHS-3E型酸度計、FD6410火焰光度計，上海儀電科學儀器股份有限公司；V-5100B型紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司。

1.1.3試劑乙酸銨、七水硫酸亞鐵、氫氧化鈉、鹽酸和氟化銨等，廣州化學試劑廠。

1.2研究區域概況

臨高縣位于海南島西北部，北緯19°34′～20°02′，東經109°3′～109°53′，全縣土地總面積1 317 km2。屬熱帶海洋性季風氣候，平均氣溫23～25℃，年均降雨量1 100～1 800 mm；地勢平坦，土地肥沃，物產豐富[9]。全縣土壤共有6個土類，10個亞類，30個土屬，87個土種；其中，水稻土有潛育型、淹育型和潴育型3個亞類，約18 307 hm2，主要分布在海拔50 m以下的平坦開闊地帶。

1.3方法

1.3.1樣品采集以2013年臨高縣土地利用現狀空間數據為基礎，運用地理信息系統提取耕地現狀數據，疊加地形地貌、土壤類型數據，并兼顧空間均勻分布的原則，全縣共布設1 909個采樣點。野外采樣于2014年10-12月采用GPS定點，采樣時記下實時經緯度信息，每個樣點在直徑120 m范圍采用“S”采樣法，采集15～20個樣點的耕層土壤混合樣品，按四分法保留1 kg左右，帶回室內處理。

1.3.2指標測定與評價標準水稻土養分含量測定方法參照文獻[10]的方法進行。pH采用水土比為1∶5的玻璃電位法測定，堿解氮采用堿解擴散法測定，有機質采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定，有效磷用鹽酸-氟化氨法測定，速效鉀用乙酸銨提取-火焰光度法測定。土壤養分含量及其豐缺等級的分級標準[11]見表1和表2。

表1 土壤養分含量分級標準

表2土壤養分豐缺分級標準

1.4數據處理

采用Excel 2010對數據進行處理與分析。

2結果與分析

2.1水稻土主要養分的含量特征

從表3可知，臨高縣水稻土的pH、有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀的變化。pH：變幅為3.7～7.7，平均5.11；在3個水稻土亞類中，淹育型水稻土酸性最強，pH為4.97；潴育型水稻土酸性最弱，pH為5.15，變異系數最大，為11.77%；表明，該水稻土亞類較其余2個水稻土亞類pH波動大。有機質和和堿解氮：變幅分別為0.9～60.7 g/kg和32.9～389.2 mg/kg，變異系數分別為59.93%和38.37%，平均含量分別為24.33 g/kg和140.14 mg/kg；表明，全縣水稻土有機質含量處在中等水平，速效氮的當季供應潛力較好，在進行農業生產時注意氮肥的施用，切忌過量。有效磷：變幅為0.9～210.7 mg/kg，變異系數為126.30%，平均26.01 mg/kg；在3個水稻土亞類中，淹育型水稻土變異強度最大，變異系數達171.94%，屬強變異狀態；表明，全縣水稻土有效磷含量較豐富，但地區差異較大，與冬季瓜菜產業關系密切，長期過量施用復合肥導致磷素在土壤中富集。速效鉀：變幅為9.6～581.2 mg/kg，變異系數為95.54%，平均39.95 mg/kg；在3個水稻土亞類中，淹育型水稻土的平均含量最高，為50.67 mg/kg，但各亞類水稻土速效鉀含量差異較小；表明，全縣水稻土速效鉀較缺乏，在海南第2次土壤普查速效鉀分級標準中的等級為5級。

表3臨高縣水稻土養分的總體分布特征

注：變異系數的單位為%。

Note:The unit for coefficient of variation is %.

2.2水稻土主要營養指標的等級樣點分布

從表4看出，水稻土的pH、有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀等主要營養指標的豐缺狀況及等級樣點分布。

2.2.1pH在1 909個水稻土取樣點中，pH等級主要分布為4～5級。其中，5級水平樣點最多，為778個，占40.75%；4級水平樣點其次，為634個，占33.21%；1級水平樣點最少，為63個，占3.30%。總體看，臨高縣水稻土整體偏酸性。

2.2.2有機質在1 909個水稻土取樣點中，有機質含量等級主要分布在2～4級水平。其中，4級水平的樣點最多，為627個，占32.84%；3級水平的樣點其次，為587個，占30.75%；6級水平的樣點最少，為27個，占1.41%。有機質含量處于豐富水平的樣點占總數的28.97%，處于中等水平的樣點占總數的63.59%，處于缺乏水平的樣點僅占總數的7.43%。總體看，臨高縣水稻土有機質含量處于中等偏上水平。

2.2.3堿解氮在1 909個水稻土取樣點中，堿解氮等級除6級水平無樣點分布外，其余樣點主要分布在1～2級水平。其中，1級水平的樣點最多，為798個，占41.80%；2級水平其次，為395個，占20.69%；5級水平最少，為84個，占4.40%。堿解氮含量處于豐富水平的樣點占總數的62.49%，處于中等水平的樣點占總數的33.11%，處于缺乏水平的樣點僅占總數的4.40%。總體看，臨高縣水稻土堿解氮處于豐富水平。

2.2.4有效磷在1 909個水稻土取樣點中，有效磷含量等級主要分布在1級水平和6級水平。其中，1級水平的樣點最多，為419個，占21.95%；6級水平其次，為393個，占20.59%；5級水平最少，為203個，占10.63%。有效磷含量處于豐富水平的樣點占總數的37.72%，處于中等水平的樣點占總數的31.06%，處于缺乏水平的樣點占總數的31.22%。生產上應根據土壤有效磷含量實際情況合理施用磷肥。

2.2.5速效鉀在1 909個水稻土取樣點中，速效鉀含量等級主要分布在5～6級水平。其中，6級水平的樣點最多，為980個，占51.34%；5級水平其次，為491個，占25.72%；1級水平最少，為15個，占0.79%。速效鉀含量處于豐富水平的樣點僅占總數的1.74%，處于缺乏水平的樣點占總數的77.06%。

表4水稻土主要營養成分的等級樣點數及占比

注：-表示無數據。

Note:-means no data.

3結論與討論

土壤是個巨大的緩沖體，自然條件下土壤酸堿度變化非常緩慢，主要取決于淋溶過程和復鹽基過程的相對強度；土壤酸堿度能夠影響土壤養分的有效性，進而影響土壤肥力；一般中性土壤磷的有效性大，堿性土壤微量元素有效性稍差。臨高縣大部分地區屬于鹽基不飽和，土壤偏酸。研究結果表明，在1 909個水稻土取樣點中，有1 412個樣點pH等級處于4～5級水平，占樣點總數的73.96%，pH變異系數較小，僅11.15%。土壤有機質含量是衡量土壤肥力的一項最重要指標，其含量的高低關系到土壤的保肥、保水和酸堿緩沖作用，能夠改善土壤物理性質，潮濕和低溫環境有利于有機質的積累，而高溫干旱有助于有機質礦化[12]。研究結果表明，水稻土有機質等級主要分布在2～4級水平，其中4級水平樣點最多，達627個，占樣點總數的32.84%，臨高縣水稻土有機質含量處于中等偏上水平。主要原因：一是農業部測土配方施肥項目的實施，提升了農民科學種田水平，化肥施用更合理；二是隨著海南省委省政府近幾年大力推進“轉方式、調結構”重大部署，低效益的農業生產方式漸漸退出市場，高效益、大投入的農業結構占主要地位，耕作制度的變化導致有機肥用量大幅增加；三是水稻秸稈還田技術的推廣，使農田土壤的有機質含量大幅增加。

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[13]。研究結果表明，堿解氮等級除6級水平無樣點分布外，其余樣點主要分布在1～2級水平，其中1級水平的樣點最多，為798個，占41.80%；5級水平最少，為84個，占4.40%。堿解氮含量處于豐富水平的樣點占總數的62.49%，處于中等水平的樣點占總數的33.11%，臨高縣水稻土堿解氮處于豐富水平。土壤磷素含量高低一定程度反應了土壤中磷素的貯量和供應能力。土壤全磷含量的多少，取決于成土母質和施肥措施，在缺乏土壤全磷含量的數據情況下，土壤速效磷含量常常作為磷素供應水平的借鑒指標[14]。研究結果表明，在全部取樣點中，有效磷含量等級主要分布在1級水平和6級水平。其中1級水平的樣點最多，為419個，占21.95%；其含量處于豐富水平的樣點占總數的37.72%，處于中等水平的樣點占總數的31.06%，處于缺乏水平的樣點占總數的31.22%。生產上應根據土壤有效磷含量實際情況，注意合理施用磷肥。鉀在植物體內的含量僅次于氮，是植物必需元素之一，不僅具有改善農作物產量和農產品品質的作用，而且可提高作物的抗逆性和適應性。研究結果表明，在全部取樣點中，速效鉀含量等級主要分布在5～6級水平。其中6級水平的樣點最多，為980個，占51.34%；1級水平最少，為15個，占0.79%。其含量處于豐富水平的樣點僅占總數的1.94%，處于缺乏水平的樣點占總數的77.06%。可見，土壤鉀含量普遍偏低，土壤鉀素供應能力不足，生產上應注重施用鉀肥，以減少因缺鉀對作物造成的危害。

總體看，臨高縣水稻土整體偏酸性，土壤有機質和有效磷含量為中等水平，堿解氮含量較豐富，速效鉀含量缺乏。生產上應采取穩氮、補鉀和減磷的綜合施肥措施，提高水稻土的肥力水平，以實現農業的可持續健康發展。