陳英澤， 張冬明, 潘孝忠*

(1.海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)環(huán)境與土壤研究所/農(nóng)業(yè)部海南耕地保育科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站/海南省耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 海南 ?？?571100； 2.臨高縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心， 海南 臨高 571800)

水稻土是在長(zhǎng)期淹水條件下經(jīng)人為活動(dòng)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(qū)的主要耕地類型，是糧食生產(chǎn)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)及耕地資源不合理利用，耕地?cái)?shù)量減少和質(zhì)量下降，人地矛盾日益突出，已成為影響我國(guó)糧食安全的關(guān)鍵限制因素。臨高縣是海南省農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)快速發(fā)展的重要保障。了解并掌握水稻田的養(yǎng)分狀況，是水稻科學(xué)施肥和中低產(chǎn)田培肥改良的重要依據(jù)。目前，海南有關(guān)土壤養(yǎng)分特征與評(píng)價(jià)成果已有較多研究報(bào)道。張冬明等[1]對(duì)海南島土壤養(yǎng)分質(zhì)量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。曾迪等[2-3]分析了文昌市和瓊中縣什運(yùn)鄉(xiāng)的耕地土壤養(yǎng)分狀況。鐘萍等[4]研究了海南省東方市農(nóng)田土壤養(yǎng)分的時(shí)空分布。吳能義等[5-8]研究了海南省保亭墾區(qū)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(yǎng)分狀況。鮮有關(guān)于臨高縣水稻土養(yǎng)分狀況的研究報(bào)道。為此，以臨高縣水稻土為研究對(duì)象，分析其養(yǎng)分含量與空間分布特征，以期為臨高縣及類似地區(qū)土壤養(yǎng)分資源的綜合評(píng)價(jià)和科學(xué)施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1土樣水稻土樣品共計(jì)1909個(gè)，分別采自臨高縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)的水稻田。

1.1.2儀器PHS-3E型酸度計(jì)、FD6410火焰光度計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；V-5100B型紫外可見分光光度計(jì)，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(xué)試劑廠。

1.2研究區(qū)域概況

臨高縣位于海南島西北部，北緯19°34′～20°02′，東經(jīng)109°3′～109°53′，全縣土地總面積1 317 km2。屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候，平均氣溫23～25℃，年均降雨量1 100～1 800 mm；地勢(shì)平坦，土地肥沃，物產(chǎn)豐富[9]。全縣土壤共有6個(gè)土類，10個(gè)亞類，30個(gè)土屬，87個(gè)土種；其中，水稻土有潛育型、淹育型和潴育型3個(gè)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(xiàn)狀空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)提取耕地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，疊加地形地貌、土壤類型數(shù)據(jù)，并兼顧空間均勻分布的原則，全縣共布設(shè)1 909個(gè)采樣點(diǎn)。野外采樣于2014年10-12月采用GPS定點(diǎn)，采樣時(shí)記下實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息，每個(gè)樣點(diǎn)在直徑120 m范圍采用“S”采樣法，采集15～20個(gè)樣點(diǎn)的耕層土壤混合樣品，按四分法保留1 kg左右，帶回室內(nèi)處理。

1.3.2指標(biāo)測(cè)定與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)水稻土養(yǎng)分含量測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[10]的方法進(jìn)行。pH采用水土比為1∶5的玻璃電位法測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法測(cè)定，有效磷用鹽酸-氟化氨法測(cè)定，速效鉀用乙酸銨提取-火焰光度法測(cè)定。土壤養(yǎng)分含量及其豐缺等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[11]見表1和表2。

表1 土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表2土壤養(yǎng)分豐缺分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2結(jié)果與分析

2.1水稻土主要養(yǎng)分的含量特征

從表3可知，臨高縣水稻土的pH、有機(jī)質(zhì)、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(gè)水稻土亞類中，淹育型水稻土酸性最強(qiáng)，pH為4.97；潴育型水稻土酸性最弱，pH為5.15，變異系數(shù)最大，為11.77%；表明，該水稻土亞類較其余2個(gè)水稻土亞類pH波動(dòng)大。有機(jī)質(zhì)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(shù)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(jī)質(zhì)含量處在中等水平，速效氮的當(dāng)季供應(yīng)潛力較好，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)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(shù)為126.30%，平均26.01 mg/kg；在3個(gè)水稻土亞類中，淹育型水稻土變異強(qiáng)度最大，變異系數(shù)達(dá)171.94%，屬?gòu)?qiáng)變異狀態(tài)；表明，全縣水稻土有效磷含量較豐富，但地區(qū)差異較大，與冬季瓜菜產(chǎn)業(yè)關(guān)系密切，長(zhǎng)期過量施用復(fù)合肥導(dǎo)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(shù)為95.54%，平均39.95 mg/kg；在3個(gè)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的等級(jí)為5級(jí)。

表3臨高縣水稻土養(yǎng)分的總體分布特征

注：變異系數(shù)的單位為%。

Note:The unit for coefficient of variation is %.

2.2水稻土主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的等級(jí)樣點(diǎn)分布

從表4看出，水稻土的pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀等主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的豐缺狀況及等級(jí)樣點(diǎn)分布。

2.2.1pH在1 909個(gè)水稻土取樣點(diǎn)中，pH等級(jí)主要分布為4～5級(jí)。其中，5級(jí)水平樣點(diǎn)最多，為778個(gè)，占40.75%；4級(jí)水平樣點(diǎn)其次，為634個(gè)，占33.21%；1級(jí)水平樣點(diǎn)最少，為63個(gè)，占3.30%?？傮w看，臨高縣水稻土整體偏酸性。

2.2.2有機(jī)質(zhì)在1 909個(gè)水稻土取樣點(diǎn)中，有機(jī)質(zhì)含量等級(jí)主要分布在2～4級(jí)水平。其中，4級(jí)水平的樣點(diǎn)最多，為627個(gè)，占32.84%；3級(jí)水平的樣點(diǎn)其次，為587個(gè)，占30.75%；6級(jí)水平的樣點(diǎn)最少，為27個(gè)，占1.41%。有機(jī)質(zhì)含量處于豐富水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的28.97%，處于中等水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的63.59%，處于缺乏水平的樣點(diǎn)僅占總數(shù)的7.43%?？傮w看，臨高縣水稻土有機(jī)質(zhì)含量處于中等偏上水平。

2.2.3堿解氮在1 909個(gè)水稻土取樣點(diǎn)中，堿解氮等級(jí)除6級(jí)水平無樣點(diǎn)分布外，其余樣點(diǎn)主要分布在1～2級(jí)水平。其中，1級(jí)水平的樣點(diǎn)最多，為798個(gè)，占41.80%；2級(jí)水平其次，為395個(gè)，占20.69%；5級(jí)水平最少，為84個(gè)，占4.40%。堿解氮含量處于豐富水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的62.49%，處于中等水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的33.11%，處于缺乏水平的樣點(diǎn)僅占總數(shù)的4.40%?？傮w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(gè)水稻土取樣點(diǎn)中，有效磷含量等級(jí)主要分布在1級(jí)水平和6級(jí)水平。其中，1級(jí)水平的樣點(diǎn)最多，為419個(gè)，占21.95%；6級(jí)水平其次，為393個(gè)，占20.59%；5級(jí)水平最少，為203個(gè)，占10.63%。有效磷含量處于豐富水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的37.72%，處于中等水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的31.06%，處于缺乏水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的31.22%。生產(chǎn)上應(yīng)根據(jù)土壤有效磷含量實(shí)際情況合理施用磷肥。

2.2.5速效鉀在1 909個(gè)水稻土取樣點(diǎn)中，速效鉀含量等級(jí)主要分布在5～6級(jí)水平。其中，6級(jí)水平的樣點(diǎn)最多，為980個(gè)，占51.34%；5級(jí)水平其次，為491個(gè)，占25.72%；1級(jí)水平最少，為15個(gè)，占0.79%。速效鉀含量處于豐富水平的樣點(diǎn)僅占總數(shù)的1.74%，處于缺乏水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的77.06%。

表4水稻土主要營(yíng)養(yǎng)成分的等級(jí)樣點(diǎn)數(shù)及占比

注：-表示無數(shù)據(jù)。

Note:-means no data.

3結(jié)論與討論

土壤是個(gè)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(fù)鹽基過程的相對(duì)強(qiáng)度；土壤酸堿度能夠影響土壤養(yǎng)分的有效性，進(jìn)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(qū)屬于鹽基不飽和，土壤偏酸。研究結(jié)果表明，在1 909個(gè)水稻土取樣點(diǎn)中，有1 412個(gè)樣點(diǎn)pH等級(jí)處于4～5級(jí)水平，占樣點(diǎn)總數(shù)的73.96%，pH變異系數(shù)較小，僅11.15%。土壤有機(jī)質(zhì)含量是衡量土壤肥力的一項(xiàng)最重要指標(biāo)，其含量的高低關(guān)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(zhì)，潮濕和低溫環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)的積累，而高溫干旱有助于有機(jī)質(zhì)礦化[12]。研究結(jié)果表明，水稻土有機(jī)質(zhì)等級(jí)主要分布在2～4級(jí)水平，其中4級(jí)水平樣點(diǎn)最多，達(dá)627個(gè)，占樣點(diǎn)總數(shù)的32.84%，臨高縣水稻土有機(jī)質(zhì)含量處于中等偏上水平。主要原因：一是農(nóng)業(yè)部測(cè)土配方施肥項(xiàng)目的實(shí)施，提升了農(nóng)民科學(xué)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(jìn)“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)”重大部署，低效益的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式漸漸退出市場(chǎng)，高效益、大投入的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)占主要地位，耕作制度的變化導(dǎo)致有機(jī)肥用量大幅增加；三是水稻秸稈還田技術(shù)的推廣，使農(nóng)田土壤的有機(jī)質(zhì)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(zhì)、地形地貌和環(huán)境氣候等因素[13]。研究結(jié)果表明，堿解氮等級(jí)除6級(jí)水平無樣點(diǎn)分布外，其余樣點(diǎn)主要分布在1～2級(jí)水平，其中1級(jí)水平的樣點(diǎn)最多，為798個(gè)，占41.80%；5級(jí)水平最少，為84個(gè)，占4.40%。堿解氮含量處于豐富水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的62.49%，處于中等水平的樣點(diǎn)占總數(shù)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(yīng)了土壤中磷素的貯量和供應(yīng)能力。土壤全磷含量的多少，取決于成土母質(zhì)和施肥措施，在缺乏土壤全磷含量的數(shù)據(jù)情況下，土壤速效磷含量常常作為磷素供應(yīng)水平的借鑒指標(biāo)[14]。研究結(jié)果表明，在全部取樣點(diǎn)中，有效磷含量等級(jí)主要分布在1級(jí)水平和6級(jí)水平。其中1級(jí)水平的樣點(diǎn)最多，為419個(gè)，占21.95%；其含量處于豐富水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的37.72%，處于中等水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的31.06%，處于缺乏水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的31.22%。生產(chǎn)上應(yīng)根據(jù)土壤有效磷含量實(shí)際情況，注意合理施用磷肥。鉀在植物體內(nèi)的含量?jī)H次于氮，是植物必需元素之一，不僅具有改善農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的作用，而且可提高作物的抗逆性和適應(yīng)性。研究結(jié)果表明，在全部取樣點(diǎn)中，速效鉀含量等級(jí)主要分布在5～6級(jí)水平。其中6級(jí)水平的樣點(diǎn)最多，為980個(gè)，占51.34%；1級(jí)水平最少，為15個(gè)，占0.79%。其含量處于豐富水平的樣點(diǎn)僅占總數(shù)的1.94%，處于缺乏水平的樣點(diǎn)占總數(shù)的77.06%?？梢?，土壤鉀含量普遍偏低，土壤鉀素供應(yīng)能力不足，生產(chǎn)上應(yīng)注重施用鉀肥，以減少因缺鉀對(duì)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(jī)質(zhì)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(chǎn)上應(yīng)采取穩(wěn)氮、補(bǔ)鉀和減磷的綜合施肥措施，提高水稻土的肥力水平，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。