瓊中縣檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量研究

張冬明等

摘 要 以海南省瓊中縣作為研究區(qū)域，采集并化驗了檳榔園土壤樣品224份，利用綜合指數(shù)法評價了采樣點土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量。結(jié)果表明：瓊中縣檳榔園土壤呈現(xiàn)較強的酸性，有機質(zhì)和堿解氮較豐富，磷鉀較缺乏；5項參評要素的權(quán)重分別是：pH 0.167 4、有機質(zhì)0.314 2、堿解氮0.206 8、有效磷0.090 7和速效鉀0.221 0；在本綜合指數(shù)分級方案下，4級的樣點數(shù)最多，1級和5級樣點數(shù)接近，土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量中等偏下。此次的土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量研究揭示了瓊中檳榔園土壤的養(yǎng)分肥力質(zhì)量狀況，可為今后全省檳榔園土壤養(yǎng)分綜合評價提供參考。

關(guān)鍵詞 檳榔園；土壤；養(yǎng)分肥力質(zhì)量；海南省瓊中縣

中圖分類號 S159.2 文獻標識碼 A

Abstract The fertility of 224 soil samples from Qiongzhong County were evaluated to based on pH， organic matter， alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus and available potassium contents. The results showed that the soils was strongly acidic， with rich organic matter and nitrogen and poor phosphorus and potassium content； the weight coefficient of soil nutrients in the research was pH 0.167 39， organic matter 0.314 23， alkali-hydrolyzable nitrogen 0.206 76， available phosphorus 0.090 67， and available potassium 0.220 95； most of the soil samples were grade 4， with the left for grade 1 and grade 5.

Key words Areca catechu L.； Soil； Fertility quality； Qiongzhong county of Hainan province

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.07.003

檳榔（Areca catechu L.）為棕櫚科檳榔屬常綠喬木，因其藥理性廣泛，被稱為我國四大南藥之首[1-2]。一般種植5～6 a開花結(jié)果，經(jīng)濟生產(chǎn)周期長達20～50 a，生命周期可長達50～60 a。至2011年，海南省檳榔種植面積達79 232 hm2，總產(chǎn)量為169 163 t，總產(chǎn)值23.5億元，占全國（不計臺灣）產(chǎn)量的99%以上，已成為海南省僅次于橡膠產(chǎn)業(yè)的第2大農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)，其中瓊中2011年種植面積9 715 hm2，總產(chǎn)14 367 t，僅次于萬寧和瓊海，居全省第三，居中部山區(qū)縣首位，是當?shù)剞r(nóng)民的重要收入來源[3]，可見檳榔生產(chǎn)在海南島地方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中具有重要意義。

近年來，隨著測土配方施肥技術(shù)在全國的普及，開展了眾多的土壤養(yǎng)分調(diào)查與評價工作，取得了較多的成果，發(fā)表了相當數(shù)量的文章，涉及的糧食作物有水稻、玉米等，經(jīng)濟作物有油棕、茶樹和煙草等等。然而，至今有關(guān)海南檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量的研究未見報道。但關(guān)于檳榔園土壤養(yǎng)分調(diào)查的文章卻時有報道，大多是從單因素的層面進行的，未能做到各評價因子對土壤肥力質(zhì)量貢獻大小的量化，缺乏整體性。如楊安富等[4]采集了大量檳榔園土壤與植株樣品進行分析化驗，發(fā)現(xiàn)調(diào)查區(qū)域的土壤有機質(zhì)、堿解氮較豐富，有效磷、速效鉀較缺乏，肥力水平中等；譚業(yè)華[5-9]課題組從檳榔的不同種植年限、不同栽培地區(qū)、不同產(chǎn)量水平等角度做了大量的土壤養(yǎng)分調(diào)查與評價工作，發(fā)表較多的關(guān)于海南檳榔園土壤養(yǎng)分調(diào)查與評價的文章盧麗蘭等[10]分析了海南檳榔不同產(chǎn)量水平不同生長年限條件下種植園土壤土壤養(yǎng)分的含量變化情況吳敏等[11]開展了不同產(chǎn)量水平下的檳榔園土壤養(yǎng)分的豐缺評價，上述研究為全面摸清海南檳榔園土壤養(yǎng)分狀況奠定了基礎(chǔ)。為了掌握檳榔園土壤養(yǎng)分狀況和肥力水平、制定科學的檳榔園土壤養(yǎng)分調(diào)控措施，實現(xiàn)檳榔優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的目標。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，量化了單因素對土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量影響的大小，即通過相關(guān)性分析，確定了各因素對肥力質(zhì)量的貢獻大小，實現(xiàn)了簡單的單因素評價到多因素綜合評價的轉(zhuǎn)變，以海南省瓊中縣為試點區(qū)域，進行檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量研究，為今后海南檳榔園土壤養(yǎng)分科學管理和平衡施肥提供科學依據(jù)和典型示范。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

瓊中地處海南島中部山區(qū)，介于北緯18°43′45"～19°25′20"，東經(jīng)109°31′37"～110°09′08"之間。境內(nèi)東西寬66.70 km，南北長76.75 km，總面積2 693.1 km2，占海南島陸地面積的8.33%。年平均氣溫23.1 ℃，年平均日照1 752 h，年平均降雨量2 424.5 mm，氣候環(huán)境條件良好。據(jù)瓊中縣全國第2次土壤普查報告，全縣檳榔園分布的主要土壤類型涉及黃壤、赤紅壤、磚紅壤和水稻土共4個土類，6個亞類，19個土屬。

1.2 土壤樣品采集與測定

1.2.1 土壤樣品采集 根據(jù)全縣檳榔園分布的面積和地形，確定采樣點數(shù)量和分布，一般每5.33 hm2采集一份土樣，零星種植的本次未采集土壤樣品。每份土樣由5～8個采樣點0～20 cm的表土混合均勻，用四分法棄取，使各混合土樣保留1 kg左右。盡量覆蓋全縣所有的土壤類型并兼顧空間分布的均勻性。采樣點的空間分布情況見圖1。

1.2.2 土壤樣品的測定方法 pH值測定采用玻璃電極法、有機質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱-硫酸亞鐵容量法、堿解氮含量測定采用堿解擴散法、有效磷含量測定采用氟化銨-鹽酸提取-鉬銻抗比色法、速效鉀含量測定采用乙酸銨提取-火焰光度法[12]。

1.3 土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量綜合評價

1.3.1 土壤養(yǎng)分分級標準 以表1海南第2次土壤普查養(yǎng)分分級標準作為本次的評價標準[13]。

1.3.2 評價方法 采用綜合指數(shù)法計算每個采樣點的土壤養(yǎng)分[14]肥力質(zhì)量狀況。此方法步驟：首先，要進行各樣點各養(yǎng)分要素等級的劃分，劃分原則按照表1，即養(yǎng)分要素是屬于Ⅰ級，得6分，屬于Ⅱ級則得5分，依次類推，計算各個采樣點的各養(yǎng)分要素的得分；其次，要計算各養(yǎng)分要素在土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量評價中的權(quán)重，本研究采用指標之間的相關(guān)系數(shù)來確定權(quán)重[15-16]，再按照模糊數(shù)學的加乘法原則計算每個土樣的綜合指數(shù)；第三，將各采樣點的綜合指數(shù)，按照等距法[17]來確定各等級的斷點和分級范圍，綜合指數(shù)越高的表明其養(yǎng)分肥力質(zhì)量越優(yōu)，反之亦然。

2 結(jié)果與分析

土壤養(yǎng)分是土壤肥力的核心部分，全面客觀地評價土壤的實際養(yǎng)分水平是科學施肥的依據(jù)。本次分析是對瓊中縣9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的224份檳榔園土樣分析化驗數(shù)據(jù)進行分析匯總。主要結(jié)果如表2。

2.1 土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量單因素分析

2.1.1 土壤酸堿度 土壤酸堿度常常影響作物生長和施肥效果，是土壤肥力的一項重要指標。本次采集的224份檳榔園土樣的分析結(jié)果表明：瓊中縣檳榔園土壤pH變幅在3.40～5.80，9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均值為4.48，土壤呈現(xiàn)較強酸性。其中，吊羅山鄉(xiāng)的檳榔園土壤酸性最強，pH平均值為3.98，按照表1的標準對本次調(diào)查的所有樣點pH值進行等級劃分，結(jié)果見圖2，樣點集中在Ⅳ、Ⅴ級分布，說明本次調(diào)查樣點土壤pH集中在4.50～5.50。

2.1.2 土壤有機質(zhì) 土壤有機質(zhì)含量是土壤肥力高低的一項重要指標，是土壤中多種營養(yǎng)元素，尤其是N、P的重要來源。因其具有保肥性和緩沖性，所以能改善土壤。從表1和表2可知，瓊中縣檳榔園土壤有機質(zhì)含量平均值為21.7 g/kg、標準差為7.54、變幅范圍為0.60～42.7 g/kg，處于檳榔生長最適宜狀況。含量最高的是中平鎮(zhèn)，為29.0 g/kg，最小的是黎母山鎮(zhèn)，僅為16.2 g/kg。本縣檳榔園土壤有機質(zhì)處于中等變異狀態(tài)，表明全縣檳榔園土壤有機質(zhì)含量在平均值上下范圍內(nèi)變化，波動不明顯。從圖2可知，檳榔園土壤有機質(zhì)含量各等級的樣點數(shù)呈現(xiàn)出正態(tài)分布的特征，總體而言，瓊中檳榔園土壤有機質(zhì)均處于較高的水平，其主要原因可能有：一是隨著測土配方施肥技術(shù)的推廣，農(nóng)民更加注重有機肥的施用，在推廣測土配方施肥技術(shù)之前，檳榔的栽培管理較為粗放，基本上很少施肥，或者只施少量的化肥；二是本縣地處熱帶氣候區(qū)，常年高溫高濕，且大多檳榔園的林下雜草生長茂盛，土壤密閉度較高，造成地表濕度高，加之檳榔葉的遮光，有利于土壤地表有機質(zhì)的積累[18]。

2.1.3 土壤堿解氮 土壤堿解氮的平均含量131 mg/kg，其變幅范圍為31～251 mg/kg，標準差為42.8，變異系數(shù)為32.7%，分析結(jié)果表明，其變化幅度較中等，其中以南上安鄉(xiāng)含量最高，其平均值為168 mg/kg，而灣嶺鎮(zhèn)平均含量最低，僅為89 mg/kg。按表1標準，全縣檳榔園土壤堿解氮含量較高，土樣堿解氮含量處于一、二級的土壤樣品分別占樣品總數(shù)的30%和33%，三、四級分別占23%和11%，不到1%的樣品堿解氮含量屬于五級；含量在120 mg/kg以上的占63%；在60～120 mg/kg之間的占34%；在60 mg/kg以下的僅有1%，依據(jù)海南土壤豐缺分級標準判斷，瓊中縣檳榔園土壤堿解氮含量豐富，以堿解氮在60 mg/kg以上即為土壤供氮能力中等的標準衡量，全縣檳榔園土壤在短期內(nèi)供氮能力較強，不會出現(xiàn)缺氮的狀況。

2.1.4 土壤有效磷含量分析 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。一般用有效磷含量高低作為單季作物磷素養(yǎng)分供應(yīng)水平的指標[19]。本次分析結(jié)果表明，瓊中縣檳榔園土壤有效磷平均含量為4.84 mg/kg，變幅為0.10～48.5 mg/kg，變異系數(shù)達143.7%，屬于強變異狀態(tài)。其中，中平鎮(zhèn)平均含量最高，達9.32 mg/kg；而黎母山鎮(zhèn)最低，僅為3.85 mg/kg。9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均含量相差較大。由表1和圖2可知，本次調(diào)查土壤有效磷大部分處于五、六級，分別占樣本總數(shù)的21.9%和55.6%，有5.6%的樣品屬于二級、一級則沒有分布。即全縣檳榔園土壤僅有5.6%的樣品有效磷含量屬于磷豐富水平；77.5%的樣品數(shù)處于磷的缺乏或很缺乏水平；由此可見全縣檳榔園土壤磷含量很低，施用磷肥對于檳榔的增產(chǎn)潛力較大。

2.1.5 土壤速效鉀 據(jù)224份土樣分析結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，全縣檳榔園土壤速效鉀的平均含量為40.1 mg/kg，標準差為19.3，變異系數(shù)48.0%，變幅為5～127 mg/kg。從表2可以看出9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均含量均處于較低的水平，其中以黎母山鎮(zhèn)含量最低，僅為24 mg/kg。本次調(diào)查的所有土樣中大部分處于四、五、六級，分別占總數(shù)的24.5%、41.0%和34.0%，三級樣點數(shù)只有1個僅占總數(shù)的0.4%；75%的樣點屬于鉀缺乏狀態(tài)即速效鉀含量低于50 mg/kg，所有的土壤樣品中最高含量也僅為102 mg/kg，仍未達到速效鉀含量豐的標準。由此可見，全縣檳榔園土壤鉀含量嚴重偏低，與檳榔的需肥特性和農(nóng)民施肥關(guān)系密切，由于檳榔是喜鉀作物，土壤鉀素含量的高低直接影響檳榔的產(chǎn)量和品質(zhì)，而農(nóng)民又沒有在檳榔的生長發(fā)育過程中補充鉀素，導致土壤鉀素入不敷出，隨著栽培年限的增加，土壤鉀素缺乏的現(xiàn)象就越發(fā)明顯。

2.2 土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量綜合評價

2.2.1 權(quán)重的確定 由于各項指標對土壤肥力的貢獻是不同的，故對各項指標應(yīng)給以一定的權(quán)重。然而，如何確定單項肥力指標的權(quán)重系數(shù)，這是肥力綜合評價中的一個關(guān)鍵問題。在以往的研究中，普遍采用人為打分確定。本研究為了避免人為主觀影響，按照1.3.2節(jié)中的方法具體步驟為：首先確定各養(yǎng)分要素的相關(guān)系數(shù)；其次計算各要素相關(guān)系數(shù)的平均值，第三采用各要素的相關(guān)系數(shù)平均值占所有要素相關(guān)系數(shù)平均值總和的比值作為該項要素的權(quán)重（表3）。

2.2.2 綜合指數(shù)的計算與分級 按照1.3.2的方法，把本次評價參考標準劃分為5級：優(yōu)、良、中、較差、差，見表4和表5。由表4、5可知，各等級樣點數(shù)的分布情況呈現(xiàn)正態(tài)分布，中間等級樣點數(shù)分布多，高、低等級樣點分布少，樣點分布最多的是4級，為80個，占樣點總數(shù)的35.71%；最少的則是1級，有13個，僅占樣點總數(shù)的5.80%；4、5級樣點總數(shù)之和超過了1、2級總數(shù)之和，3級的樣點數(shù)接近1/3，就本次調(diào)查的結(jié)果來說：整個瓊中縣檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量：處于中等略微偏下。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

從各有關(guān)檳榔園土壤養(yǎng)分的調(diào)查研究的論述中不難發(fā)現(xiàn)其基本原理方法是一致的，都是先調(diào)查采集檳榔園土壤樣品，然后進行分析化驗，最后進行評價。但上述評價僅停留在單一要素的簡單分析，未從整體層面進行全面評價。本文選取主要影響作物生長的5項土壤理化指標不僅進行了養(yǎng)分單一要素分析，而且還進行了整體評價，有別于前人的最大不同之處是量化了單因素對于土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量優(yōu)劣的貢獻，避免了局限于對單因素養(yǎng)分等級高低進行評價，即通過經(jīng)驗根據(jù)不同養(yǎng)分要素各等級差異來判斷土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量，減少了人為因素導致評價結(jié)果的差異。同時，本次調(diào)查評價也存在眾多不足：一是在進行調(diào)查采樣時沒有全面覆蓋瓊中縣的所有檳榔園，尤其是零散種植區(qū)域，勢必影響到評價結(jié)果的精度；二是缺乏瓊中縣土地利用現(xiàn)狀圖，不能確定檳榔園土壤養(yǎng)分的空間分布特征，也不能明確不同土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量等級面積；三是在進行權(quán)重確定時，采用的是簡單的相關(guān)系數(shù)法，可能減弱或增強了部分評價要素的重要性，造成評價結(jié)果與實際不相符；四是在指標選擇上，本次評價只選取了5個指標，而構(gòu)成土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量的要素遠不止于此，一般認為堿解氮較不穩(wěn)定，不能很好反映土壤氮素肥力。建議以后研究中采用其它指標作為土壤氮素肥力指標；另外，土壤養(yǎng)分研究亦可結(jié)合一些土壤物理及生物（微生物量C、N以及土壤酶）等指標，結(jié)果會更真實可靠，亦是今后需要補充完善之處。

3.2 結(jié)論

瓊中縣檳榔園土壤呈較強的酸性，有97.49%的樣品pH介于4.50～5.50；有機質(zhì)和堿解氮較豐富，均集中在Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級分布；磷鉀較缺乏，均集中在Ⅴ和Ⅵ級分布。本次檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量綜合評價確定的5項要素的權(quán)重分別是：pH0.167 4、有機質(zhì)0.314 2、堿解氮0.206 8、有效磷0.090 7和速效鉀0.221 0。本試驗提出了瓊中縣檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量綜合指數(shù)分級方案，4級和5級的樣點數(shù)之和超過了1級和2級之和，檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量中等偏下。從本次調(diào)查可知，瓊中檳榔園土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量狀況為：土壤呈現(xiàn)強酸性、有機質(zhì)和堿解氮較豐富、磷鉀缺乏；鑒于檳榔屬喜鉀的熱作經(jīng)濟作物，實際生產(chǎn)中為使氮磷鉀肥發(fā)揮最大作用，建議在日常施肥管理時應(yīng)采取穩(wěn)氮、補充磷鉀的措施，尤其是鉀。

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