土地整理對海南省三亞市崖州區(qū)土壤養(yǎng)分的影響

王暉 朱智強 雷菲 符傳良

摘要 [目的]研究海南省三亞市崖州區(qū)土地整理前后養(yǎng)分的變化，為地力提升提供依據(jù)。[方法]對土地整理前、后及種植一季水稻后土壤pH、有機質(zhì)、陽離子交換量、NPK等大量元素及常見微量元素進行檢測和分析。[結(jié)果]土壤pH從整理前5.71降低到4.77，種植一季水稻后增加到6.01;有機質(zhì)、全氮及速效氮、磷、鉀含量均大幅度下降，總體上有機質(zhì)、氮極缺乏，鉀中等，磷極豐富;交換性鈣和交換性鎂分別下降了66.66%、29.18%，種植后上升12.78%、54.68%，總體上鈣較缺乏、鎂中等;有效硫從11.39 mg/kg提高到15.41、16.11 mg/kg，總體處于中等水平;陽離子交換量從3.94 cmol（+）/kg降低到2.87 cmol（+）/kg，降低了27.09%，種植后略有提高;土地整理后有效鐵、有效錳總體處于偏高水平;有效銅從中等降到極缺，種植一季水稻后提升到較缺水平;有效鋅從偏高降低到中等，種植一季水稻后提升到豐富水平;有效硼從中等降低到較缺水平。[結(jié)論]三亞市崖州區(qū)地力提升的策略是大量施用有機肥，多施氮，適量施鉀，少施或不施磷，并重視提高土壤陽離子交換量和交換性鈣、有效銅、有效硼的含量。

關(guān)鍵詞 土地整理;土壤養(yǎng)分;大量元素;中微量元素;三亞市

中圖分類號 S-158? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）13-0220-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.13.056

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Land Consolidation on Soil Nutrients? in Yazhou District， Sanya City

WANG Hui1，ZHU Zhi qiang1，LEI Fei2 et al

（1.Hainan Agricultural Reclamation South Numerous Industry Group Co. Ltd.， Sanya， Hainan 572025;2. Institute of Agricultural Environment and Soil， Hainan Academy of Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571100）

Abstract [Objective] To provide basis for soil fertility improvement through the study of nutrient changes before and after land consolidation in Yazhou District， Sanya City， Hainan Province. [Method] Soil pH value， organic matter， cation exchange capacity， NPK and other elements as well as common trace elements were detected and analyzed before and after land consolidation and after planting rice for one season. [Result]The pH value of the soil decreased from 5.71 before finishing to 4.77， and increased to 6.01 after planting rice for one season. The content of organic matter， total amount and available nitrogen， phosphorus and potassium decreased significantly. On the whole， organic matter and nitrogen were deficient， while potassium was medium and phosphorus was abundant. The exchangeable calcium and magnesium decreased by 66.66% and 29.19%， respectively， and increased by 12.78% and 54.68% after planting. In general， calcium was deficient and magnesium was moderate. The effective sulfur increased from 11.39 mg/kg to 15.41 mg/kg and 16.11 mg/kg， which were generally at a medium level. Cationic exchange capacity decreased from 3.94 cmol（+）/kg to 2.87 cmol（+）/kg， which decreased by 27.09% and slightly increased after planting. The effect of land consolidation on the abundance and deficiency of common effective trace elements： the available iron and manganese are generally on the high level;the available copper was reduced from medium to extremely deficient， and after planting rice for one season， it was raised to relatively deficient level. The effective zinc decreased from high to medium， and increased to rich level after planting rice for one season. Effective boron is reduced from medium to low level. [Conclusion]The strategy to improve soil fertility is to apply a large amount of organic fertilizer， more nitrogen， adequate potassium， little or no phosphorus， and pay attention to increase the cation exchange capacity of soil and the content of exchangeable calcium， available copper and available boron.

Key words Land consolidation;Soil nutrients;Lots of elements;Medium trace element;Sanya City

土地整理是人類在土地利用過程中對土地的不斷建設和重新配置[1-2]。隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展和城市化進程的加快，土地整理后補充耕地的面積也日益擴大[3-4]。保持耕地數(shù)量和質(zhì)量平衡，不僅需要在數(shù)量上對耕地進行動態(tài)評估，更要在質(zhì)量上進行分析，提出可行的質(zhì)量提升方案。土地整理后，土地條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制已基本解決[5]，土壤養(yǎng)分肥力成為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，因此掌握土壤養(yǎng)分肥力狀況對于更好地開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要的指導意義[6-8]。

1999—2018年海南連續(xù)19年實現(xiàn)了耕地總量動態(tài)平衡，實施省級土地整治項目222個，建設規(guī)模110 666 hm2，新增耕地7 133 hm2。以往關(guān)于海南土壤養(yǎng)分研究偏重于利用方式穩(wěn)定、連續(xù)性較強的土地，對通過用途轉(zhuǎn)化得到的新增耕地研究幾乎為空白，因此有必要對該部分新增耕地質(zhì)量特別是土壤養(yǎng)分進行分析，從而提出可行的地力提升方案。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 研究區(qū)域位于海南省三亞市崖州區(qū)南繁集團（原南濱農(nóng)場）紅旗、前哨、南華隊，面積約300 hm2，位于109°11′54″～109°13′39″E，18°21′36″～18°22′30″N。地形為寧遠河沖積平原，海拔15～22 m，坡度為3°～6°，土壤類型為花崗巖磚紅壤，灌溉水源為大隆水庫東干渠。崖州區(qū)屬熱帶海洋季風氣候，年平均氣溫25.4 ℃，7月平均最高氣溫28.3 ℃，1月平均最低氣溫20.7 ℃，全年日照時數(shù)約2 563 h，多年平均降水量1 347.5? mm。該區(qū)域原種植作物以芒果為主（樹齡多為15～25 a），兼有少量檳榔、黃皮等。土地整理時間為2019年10—12月，將原有的園地整理成面積大小不等的水稻田。2020年2月種植水稻，種植前施商品有機肥9 000 kg/hm2。有機肥標注養(yǎng)分含量：氮磷鉀≥5%，有機質(zhì)≥50%，氨基酸≥6%，有效活菌數(shù)≥2億個/g（枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌）。種植期間施復合肥750 kg/hm2（N、P、K含量分別為15%、15%、15%）。2020年7月收割水稻，單產(chǎn)約6 750 kg/hm2。

1.2 土壤樣品采集及檢測 土壤樣品采集時間分別為2019年8月（土地整理前）、2020年1月（土地整理后）、2020年7月（種植一季水稻后）。采集方法：將全土地整理區(qū)域平均分成東、南、西、北、中5個分區(qū)（每分區(qū)約60 hm2），每分區(qū)采集均勻分布20個點的土壤耕作層（0～20 cm）合成1個混合樣品。采集的土壤樣品經(jīng)風干、磨細、過篩等操作后進行檢測。土樣測定的17個指標及測定方法： pH，電位法;陽離子交換量，醋酸銨-蒸餾法;有機質(zhì)，重鉻酸鉀-容量法;全氮，硫酸-重鉻酸鉀消煮法;全鉀，堿熔法;全磷，堿熔法;堿解氮，1 mol/L氯化鉀浸提法;有效磷，鹽酸-氟化銨法;速效鉀，中性醋酸銨浸提法;緩效鉀，硝酸煮沸-火焰光度法;交換性鈣、鎂，乙酸銨交換法;有效鐵、錳、銅、鋅，0.1 mol/L HCl提取-原子吸收分光光度計法;有效硼，姜黃素吸光度法。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地整理對pH、有機質(zhì)及N、P、K等大量元素的影響 將5個不同區(qū)域土地整理前、整理后、種植一季水稻后，土壤的pH、有機質(zhì)及N、P、K等大量元素檢測結(jié)果匯總，求平均值，并計算整理后增加量、增加百分比以及整理后種植增加量及增加百分比等，結(jié)果見表1。

2.1.1 土地整理對土壤pH、有機質(zhì)含量的影響。土壤pH是影響土壤肥力的重要因素之一?？梢钥闯?，土地整理對土壤pH有較大影響，整理后降低了0.94，但旱改水種植一季水稻后提高了1.23，比整理前提高了0.30，土壤pH的提高對于提高肥力有重要意義。

土壤有機質(zhì)是最重要的土壤肥力成分之一，是植物N、P、K等營養(yǎng)元素的供給源，并影響著土壤向植物供應其他養(yǎng)分[9]。土地整理使土壤有機質(zhì)從9.50 g/kg降低到4.92 g/kg，降低了48.19%，種植一季水稻后提高到6.54 g/kg，提高了近32.93%，總體處于極低水平。

2.1.2 土地整理對土壤N、P、K大量元素的影響。土壤氮素受各種因素影響，其含量處在動態(tài)變化中，而農(nóng)田土壤氮素含量受人類生產(chǎn)活動的影響最大[10]。土地整理后全氮從0.43 g/kg 降低到 0.27g/kg，降低了37.20%，種植后略有提高，總體處于極低水平。磷素在土壤中的移動性小，其含量受成土母質(zhì)和耕作施肥等人類生產(chǎn)活動影響較大[11]。經(jīng)過多年的施肥管理，整理前芒果園土壤的磷含量極為豐富，全磷和有效磷分別為0.69 g/kg和50.79 mg/kg，整理后為0.45 g/kg和24.04 mg/kg，分別降低了34.78%和52.67%，種植后為0.54 g/kg和34.10 mg/kg，分別增加了20.00%和41.85%。整理前芒果園土壤的鉀元素含量為中等水平，全鉀、速效鉀、緩效鉀分別為3.41 g/kg、60.04 mg/kg、271.18 mg/kg，整理后為2.00 g/kg、38.68 mg/kg、111.59 mg/kg，分別降低了41.34%、35.58%、58.85%，種植后速效鉀提高了26.12%，全鉀和緩效鉀略有提高。

2.2 土地整理對陽離子交換量和常見中、微量元素含量的影響 將5個不同區(qū)域土地整理前、整理后、種植一季水稻后，土壤陽離子交換量及交換性鈣、鎂和有效硫、鐵、錳、銅、鋅、硼等常見中微量元素檢測結(jié)果匯總，求平均值，并計算整理后增加量及增加百分比、整理后種植增加量及增加百分比等數(shù)據(jù)，結(jié)果見表2。

2.2.1 土地整理對陽離子交換量和交換性鈣、鎂的影響。土壤陽離子交換量影響著土壤緩沖能力，也是評價土壤保肥能力的重要依據(jù)[12]。由表2可知，陽離子交換量從3.94 cmol（+）/kg降低到2.87 cmol（+）/kg，降低了27.15%，種植后略有提高，說明土地整理降低了土壤的保肥能力。

土地整理后交換性鈣大幅降低，從431.63 mg/kg降到143.92 mg/kg，降低了66.66%，種植一季水稻后小幅提高12.78%，從中等含量降到了較缺水平。交換性鎂從整理前26.63 mg/kg降低到18.86 mg/kg，降低了29.18%，而種植后大幅增加到29.17 mg/kg，比整理前高2.54 mg/kg，但總體處于較缺水平。硫是作物必需的營養(yǎng)元素之一，國外把硫列為第5種元素（即氮、磷、鉀、鈣、硫），可見硫的重要性。由表2可知，整理后，土壤有效硫的含量增加了35.28%，種植一季水稻后增加了4.50%，總體處于中等水平。

2.2.2 土地整理對常見微量元素的影響。土地整理使鐵、錳、銅、鋅、硼等常見微量元素的有效含量大幅降低，分別降低了52.04%、40.17%、65.60%、68.87%、33.77%，而種植一季水稻后有效錳、有效銅、有效鋅又大幅度上升了62.02%、45.46%、48.88%，有效鐵、硼小幅度上升了19.98%、20.00%。土地整理對各有效微量元素豐缺度的影響：有效鐵、錳總體處于偏高水平;有效銅從中等降到極缺，種植一季水稻后提升到較缺水平;有效鋅從偏高降低到中等，種植一季水稻后提升到豐富水平;有效硼從中等降低到較缺水平。

3 結(jié)論與討論

由于借助了一系列工程、生物措施，土地整理不可避免地會對背景環(huán)境要素及其土壤理化性狀產(chǎn)生深刻的影響[13-14]。由于作業(yè)打亂了土壤的結(jié)構(gòu)和層次，尤其是熟化程度較高的表土層被破壞，導致了有機質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量明顯下降。整理后1～2年的耕作層難以完全熟化，土壤養(yǎng)分含量整體偏低，質(zhì)量較差[15-16]。施肥尤其是化肥是快速有效的增產(chǎn)措施，適當施肥的同時也能改善土壤的理化性質(zhì)[17-18]。研究發(fā)現(xiàn)，有機肥和氮、磷、鉀肥合理施用能夠促進土壤微生物生長繁殖，提高土壤生物活性[19-20]。

由調(diào)查分析結(jié)果可知，三亞崖州區(qū)土地整理后土壤的有機質(zhì)、全量和速效氮、磷、鉀含量均大幅度下降。但該地區(qū)的芒果園由于長期施用較多磷肥，土壤磷元素總體含量較豐富。因此，要注重大量施有機肥，多施氮肥，適量施鉀肥，少施或不施磷肥。

土壤各中等含量元素中，土地整理對交換性鈣和交換性鎂的影響較大，主要原因是表土和深層土擾亂后，土壤表層交換性鈣、鎂分布改變，而對交換性鈣的影響遠大于交換性鎂。土地整理使得有效硫大幅度增加35.28%，這是由于SO42-帶負電荷，土壤黏粒和有機質(zhì)對其吸附性很少，主要殘留在土壤溶液中隨水運動，易于淋失，導致下層土壤比表土的有效硫含量更高[21]。土地整理后，土壤陽離子交換量有較大程度的降低，說明土壤結(jié)構(gòu)被擾亂后，其保肥保水能力有較大程度的下降。地力提升的策略是注重提高交換性鈣和陽離子交換量。

土地整理改變了土壤有效態(tài)微量元素的剖面分布規(guī)律，使各土層中微量元素的含量趨于均勻[22]。從土壤微量元素變化來看，土地整理后土壤中有效鐵、錳、銅、鋅、硼的含量大幅度降低，而種植一季水稻后，有效錳、銅、鋅又大幅度上升。地力提升的策略是注重提高有效銅和硼的含量。

參考文獻

[1]

孟志興.山西省聞喜縣土地整理項目綜合效益分析[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2010，38（3）：71-73.

[2] 楊振宇.土地開發(fā)整理提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的思考[J].南方農(nóng)業(yè)，2016，10（27）：104，106.

[3] 徐暢，高明，謝德體，等.土地整理年限對紫色丘陵區(qū)土壤質(zhì)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2009，25（8）：242-248.

[4] 謝昊廷，冉瑞平，馮秀智.土地整理對土壤環(huán)境影響的評價[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2018，46（8）：255-259.

[5] 龍花樓，李秀彬.中國耕地轉(zhuǎn)型與土地整理：研究進展與框架[J].地理科學進展，2006，25（5）：67-76，105.

[6] 劉涓，杜靜，魏朝富，等.紫色土區(qū)土地整理年限對土壤理化特性的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31（10）：254-261.

[7] 馬超群，陳桂賢，王麗霞.臨潼區(qū)土地整理中新增耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2012，30（2）：47-51，61.

[8] 操張洪，廖超林，陳治鋒，等.邵陽塘田市鎮(zhèn)土地整理對土壤肥力質(zhì)量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2020，48（20）：146-150.

[9] 張翔，皇甫湘榮，范藝寬，等.河南煙區(qū)土壤有機質(zhì)和氮的含量及施肥技術(shù)[J].土壤肥料，2004（2）：44-45.

[10] 鄒焱，蘇以榮，路鵬，等.洞庭湖區(qū)不同耕種方式下水稻土壤有機碳、全氮和全磷含量狀況[J].土壤通報，2006，37（4）：671-674.

[11] 龐喆.陜西省新增耕地土壤肥力綜合評價[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018，38（7）：16-19.

[12] 馬海娟，陳立新.紅松人工林土壤陽離子交換量空間分布及其組成演變[J].中國水土保持科學，2008，6（5）：71-76，105.

[13] 許安定，周鑫斌，蘇婷婷，等.土地整理對煙田土壤理化及生物學性狀的影響[J].西南大學學報（自然科學版），2016，38（3）：156-164.

[14] 肖漢乾，張鵬博，張楊珠，等.邵陽縣土地整理后煙田土壤的有效微量養(yǎng)分狀況[J].湖南農(nóng)業(yè)科學，2017（3）：45-49.

[15] 于慶濤，鄒凱，廖超林，等.邵陽縣塘田市鎮(zhèn)土地整理區(qū)煙田土壤肥力特征[J].湖南農(nóng)業(yè)科學，2016（8）：62-66.

[16] 張久權(quán)，張瀛，黃一蘭，等.土地整理對煙稻輪作田土壤理化性狀、重金屬含量和微生物量的影響[J].福建農(nóng)業(yè)學報，2017，32（6）：665-669.

[17] 吳艷.土地整理及施肥對土壤質(zhì)量的影響：以寧波市林場為例[D].杭州：浙江農(nóng)林大學，2017.

[18] 劉艷麗.長期施肥下水稻土土壤性質(zhì)變化及其與生產(chǎn)力的關(guān)系研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2007.

[19] 葉晶，何立平，李東賓，等.土地整理對土壤微生物群落多樣性的影響[J].應用生態(tài)學報，2016，27（4）：1265-1270.

[20] HATCH D J，LOVELL R D，ANTIL R S，et al.Nitrogen mineralization and microbial activity in permanent pastures amended with nitrogen fertilizer or dung[J].Biol Fertil Soils，2000，30：288-293.

[21] 樊軍，郝明德.長期不同施肥對土壤剖面中有效硫累積與分布的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2007，12（5）：971-973.

[22] 華穎，王子芳，高明，等.土地整理對土壤有效態(tài)微量元素的影響[J].水土保持學報，2014，28（5）：253-257，274.