土地整理对海南省三亚市崖州区土壤养分的影响

王晖 朱智强 雷菲 符传良

摘要 [目的]研究海南省三亞市崖州区土地整理前后养分的变化，为地力提升提供依据。[方法]对土地整理前、后及种植一季水稻后土壤pH、有机质、阳离子交换量、NPK等大量元素及常见微量元素进行检测和分析。[结果]土壤pH从整理前5.71降低到4.77，种植一季水稻后增加到6.01;有机质、全氮及速效氮、磷、钾含量均大幅度下降，总体上有机质、氮极缺乏，钾中等，磷极丰富;交换性钙和交换性镁分别下降了66.66%、29.18%，种植后上升12.78%、54.68%，总体上钙较缺乏、镁中等;有效硫从11.39 mg/kg提高到15.41、16.11 mg/kg，总体处于中等水平;阳离子交换量从3.94 cmol（+）/kg降低到2.87 cmol（+）/kg，降低了27.09%，种植后略有提高;土地整理后有效铁、有效锰总体处于偏高水平;有效铜从中等降到极缺，种植一季水稻后提升到较缺水平;有效锌从偏高降低到中等，种植一季水稻后提升到丰富水平;有效硼从中等降低到较缺水平。[结论]三亚市崖州区地力提升的策略是大量施用有机肥，多施氮，适量施钾，少施或不施磷，并重视提高土壤阳离子交换量和交换性钙、有效铜、有效硼的含量。

关键词 土地整理;土壤养分;大量元素;中微量元素;三亚市

中图分类号 S-158  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）13-0220-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.13.056

开放科学（资源服务）标识码（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

土地整理是人类在土地利用过程中对土地的不断建设和重新配置[1-2]。随着我国经济社会的发展和城市化进程的加快，土地整理后补充耕地的面积也日益扩大[3-4]。保持耕地数量和质量平衡，不仅需要在数量上对耕地进行动态评估，更要在质量上进行分析，提出可行的质量提升方案。土地整理后，土地条件对农业生产的限制已基本解决[5]，土壤养分肥力成为影响农业生产的关键因素，因此掌握土壤养分肥力状况对于更好地开展农业生产有重要的指导意义[6-8]。

1999—2018年海南连续19年实现了耕地总量动态平衡，实施省级土地整治项目222个，建设规模110 666 hm2，新增耕地7 133 hm2。以往关于海南土壤养分研究偏重于利用方式稳定、连续性较强的土地，对通过用途转化得到的新增耕地研究几乎为空白，因此有必要对该部分新增耕地质量特别是土壤养分进行分析，从而提出可行的地力提升方案。

1 材料與方法

1.1 研究区概况 研究区域位于海南省三亚市崖州区南繁集团（原南滨农场）红旗、前哨、南华队，面积约300 hm2，位于109°11′54″～109°13′39″E，18°21′36″～18°22′30″N。地形为宁远河冲积平原，海拔15～22 m，坡度为3°～6°，土壤类型为花岗岩砖红壤，灌溉水源为大隆水库东干渠。崖州区属热带海洋季风气候，年平均气温25.4 ℃，7月平均最高气温28.3 ℃，1月平均最低气温20.7 ℃，全年日照时数约2 563 h，多年平均降水量1 347.5  mm。该区域原种植作物以芒果为主（树龄多为15～25 a），兼有少量槟榔、黄皮等。土地整理时间为2019年10—12月，将原有的园地整理成面积大小不等的水稻田。2020年2月种植水稻，种植前施商品有机肥9 000 kg/hm2。有机肥标注养分含量：氮磷钾≥5%，有机质≥50%，氨基酸≥6%，有效活菌数≥2亿个/g（枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌）。种植期间施复合肥750 kg/hm2（N、P、K含量分别为15%、15%、15%）。2020年7月收割水稻，单产约6 750 kg/hm2。

1.2 土壤样品采集及检测 土壤样品采集时间分别为2019年8月（土地整理前）、2020年1月（土地整理后）、2020年7月（种植一季水稻后）。采集方法：将全土地整理区域平均分成东、南、西、北、中5个分区（每分区约60 hm2），每分区采集均匀分布20个点的土壤耕作层（0～20 cm）合成1个混合样品。采集的土壤样品经风干、磨细、过筛等操作后进行检测。土样测定的17个指标及测定方法： pH，电位法;阳离子交换量，醋酸铵-蒸馏法;有机质，重铬酸钾-容量法;全氮，硫酸-重铬酸钾消煮法;全钾，碱熔法;全磷，碱熔法;碱解氮，1 mol/L氯化钾浸提法;有效磷，盐酸-氟化铵法;速效钾，中性醋酸铵浸提法;缓效钾，硝酸煮沸-火焰光度法;交换性钙、镁，乙酸铵交换法;有效铁、锰、铜、锌，0.1 mol/L HCl提取-原子吸收分光光度计法;有效硼，姜黄素吸光度法。

2 结果与分析

2.1 土地整理对pH、有机质及N、P、K等大量元素的影响 将5个不同区域土地整理前、整理后、种植一季水稻后，土壤的pH、有机质及N、P、K等大量元素检测结果汇总，求平均值，并计算整理后增加量、增加百分比以及整理后种植增加量及增加百分比等，结果见表1。

2.1.1 土地整理对土壤pH、有机质含量的影响。土壤pH是影响土壤肥力的重要因素之一。可以看出，土地整理对土壤pH有较大影响，整理后降低了0.94，但旱改水种植一季水稻后提高了1.23，比整理前提高了0.30，土壤pH的提高对于提高肥力有重要意义。

土壤有机质是最重要的土壤肥力成分之一，是植物N、P、K等营养元素的供给源，并影响着土壤向植物供应其他养分[9]。土地整理使土壤有机质从9.50 g/kg降低到4.92 g/kg，降低了48.19%，种植一季水稻后提高到6.54 g/kg，提高了近32.93%，总体处于极低水平。

2.1.2 土地整理对土壤N、P、K大量元素的影响。土壤氮素受各种因素影响，其含量处在动态变化中，而农田土壤氮素含量受人类生产活动的影响最大[10]。土地整理后全氮从0.43 g/kg 降低到 0.27g/kg，降低了37.20%，种植后略有提高，总体处于极低水平。磷素在土壤中的移动性小，其含量受成土母质和耕作施肥等人类生产活动影响较大[11]。经过多年的施肥管理，整理前芒果园土壤的磷含量极为丰富，全磷和有效磷分别为0.69 g/kg和50.79 mg/kg，整理后为0.45 g/kg和24.04 mg/kg，分别降低了34.78%和52.67%，种植后为0.54 g/kg和34.10 mg/kg，分别增加了20.00%和41.85%。整理前芒果园土壤的钾元素含量为中等水平，全钾、速效钾、缓效钾分别为3.41 g/kg、60.04 mg/kg、271.18 mg/kg，整理后为2.00 g/kg、38.68 mg/kg、111.59 mg/kg，分别降低了41.34%、35.58%、58.85%，种植后速效钾提高了26.12%，全钾和缓效钾略有提高。

2.2 土地整理对阳离子交换量和常见中、微量元素含量的影响 将5个不同区域土地整理前、整理后、种植一季水稻后，土壤阳离子交换量及交换性钙、镁和有效硫、铁、锰、铜、锌、硼等常见中微量元素检测结果汇总，求平均值，并计算整理后增加量及增加百分比、整理后种植增加量及增加百分比等数据，结果见表2。

2.2.1 土地整理对阳离子交换量和交换性钙、镁的影响。土壤阳离子交换量影响着土壤缓冲能力，也是评价土壤保肥能力的重要依据[12]。由表2可知，阳离子交换量从3.94 cmol（+）/kg降低到2.87 cmol（+）/kg，降低了27.15%，种植后略有提高，说明土地整理降低了土壤的保肥能力。

土地整理后交换性钙大幅降低，从431.63 mg/kg降到143.92 mg/kg，降低了66.66%，种植一季水稻后小幅提高12.78%，从中等含量降到了较缺水平。交换性镁从整理前26.63 mg/kg降低到18.86 mg/kg，降低了29.18%，而种植后大幅增加到29.17 mg/kg，比整理前高2.54 mg/kg，但总体处于较缺水平。硫是作物必需的营养元素之一，国外把硫列为第5种元素（即氮、磷、钾、钙、硫），可见硫的重要性。由表2可知，整理后，土壤有效硫的含量增加了35.28%，种植一季水稻后增加了4.50%，总体处于中等水平。

2.2.2 土地整理对常见微量元素的影响。土地整理使铁、锰、铜、锌、硼等常见微量元素的有效含量大幅降低，分别降低了52.04%、40.17%、65.60%、68.87%、33.77%，而种植一季水稻后有效锰、有效铜、有效锌又大幅度上升了62.02%、45.46%、48.88%，有效铁、硼小幅度上升了19.98%、20.00%。土地整理对各有效微量元素丰缺度的影响：有效铁、锰总体处于偏高水平;有效铜从中等降到极缺，种植一季水稻后提升到较缺水平;有效锌从偏高降低到中等，种植一季水稻后提升到丰富水平;有效硼从中等降低到较缺水平。

3 结论与讨论

由于借助了一系列工程、生物措施，土地整理不可避免地會对背景环境要素及其土壤理化性状产生深刻的影响[13-14]。由于作业打乱了土壤的结构和层次，尤其是熟化程度较高的表土层被破坏，导致了有机质和氮、磷、钾养分含量明显下降。整理后1～2年的耕作层难以完全熟化，土壤养分含量整体偏低，质量较差[15-16]。施肥尤其是化肥是快速有效的增产措施，适当施肥的同时也能改善土壤的理化性质[17-18]。研究发现，有机肥和氮、磷、钾肥合理施用能够促进土壤微生物生长繁殖，提高土壤生物活性[19-20]。

由调查分析结果可知，三亚崖州区土地整理后土壤的有机质、全量和速效氮、磷、钾含量均大幅度下降。但该地区的芒果园由于长期施用较多磷肥，土壤磷元素总体含量较丰富。因此，要注重大量施有机肥，多施氮肥，适量施钾肥，少施或不施磷肥。

土壤各中等含量元素中，土地整理对交换性钙和交换性镁的影响较大，主要原因是表土和深层土扰乱后，土壤表层交换性钙、镁分布改变，而对交换性钙的影响远大于交换性镁。土地整理使得有效硫大幅度增加35.28%，这是由于SO42-带负电荷，土壤黏粒和有机质对其吸附性很少，主要残留在土壤溶液中随水运动，易于淋失，导致下层土壤比表土的有效硫含量更高[21]。土地整理后，土壤阳离子交换量有较大程度的降低，说明土壤结构被扰乱后，其保肥保水能力有较大程度的下降。地力提升的策略是注重提高交换性钙和阳离子交换量。

土地整理改变了土壤有效态微量元素的剖面分布规律，使各土层中微量元素的含量趋于均匀[22]。从土壤微量元素变化来看，土地整理后土壤中有效铁、锰、铜、锌、硼的含量大幅度降低，而种植一季水稻后，有效锰、铜、锌又大幅度上升。地力提升的策略是注重提高有效铜和硼的含量。

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