海南省水果型椰子园土壤养分调查与评价

卢丽兰，王玉萍，尹欣幸，黄英凯，范海阔

（1中国热带农业科学院椰子研究所，海南省热带油料作物生物学重点实验室，海南 文昌 571339；2海南雨林椰创科技开发有限公司，海南 文昌 571339）

0 引言

椰子(Cocos nuciferaL.)是一种棕榈科椰子属植物。椰子为一种非常重要的木本油料作物和热带水果。具有极高的营养和经济价值。椰子主要分布于亚洲、非洲、拉丁美洲23°S—23°N之间，赤道滨海地区最多。原产于东南部、亚洲、印度尼西亚至太平洋群岛。主要产区为马来西亚、印度、斯里兰卡、菲律宾等国。而在中国，主要分布在广东南部诸岛及雷州半岛、海南热带地区、云南南部及台湾热带地区。椰水及椰肉含大量蛋白质、糖、脂肪、维生素(B1、E、C)、钾、钙、镁等营养元素。另外，还有多种微量元素和丰富的碳水化合物[1-3]。椰子性味甘、平。果肉具有益气祛风、补虚强壮，消疳杀虫的功效；椰水具有清暑解渴、滋补的功效；目前，椰子可生产不同的产品，被充分利用于不同行业，如椰肉可榨油、生食、作菜，也可制成椰奶、椰糖、椰蓉、等食品，椰子水可作饮品和组织培养基，椰纤维可制地毯、毛刷、缆绳等生活和工业用品。椰子是热带地区独特的绿色、可再生、环保型资源[4]。由于椰子具有较高营养和经济价值，土壤作为椰子生长的基础，其土壤肥力直接影响椰子的生长、发育、产量和品质，因此，海南省主要椰子园土壤养分状况的调查及土壤肥力的评价，对于椰子栽培的合理施肥及栽培管理具有重要的理论和实践意义。椰子需水肥量很大，特别是开花结果时期，精准施肥管理是提高椰子产量和品质的关键举措之一[5]。Srinivasa[6]研究表明施肥可促进生长和提高产量。Teixeira等[7]和Sobral等[8]研究表明钾肥对单果重、单穗果数量、产量有正效应关系。Kumar等[9]研究表明合理灌溉和施肥等栽培管理技术可提高椰子产量。黄丽云等[10]和冯美利等[11]研究也表明海南东北部种植香水椰子，因为缺营养，在冬春季节易发生落裂果现象。目前已有研究表明果实发育初期对K和Mg的需求量大，在后期只对K的需求量较大[12-14]。因此，根据不同地区、不同季节、不同产量等情况，应进行椰子营养诊断，不同条件椰子营养水平差异明显[15-16]。研究也发现施有机肥和复合肥能改善树体营养并提升产量[17]。目前，海南有关耕地土壤养分状况方面的研究已有较多报道，如在海口、文昌、万宁、三亚、保亭、东方等地区开展土壤养分状况调查[18-22]，也针对槟榔、油茶、油棕、龙眼和荔枝等作物种植园进行土壤养分调查和分析[23-27]，上述研究均揭示了调查区域土壤养分状况及其分布特征，并对如何培肥和改善土壤质量、提升地力及科学利用等方面提出了建议和措施。然而，关于海南省大面积椰子园土壤肥力调查并进行比较分析评价的研究较少，在海南省代表性的椰子园土壤养分状况及土壤肥力评价方面的研究尚无相关报道。本研究以海南省几个大的椰子种植地区为代表，对海南北部（海口）、滨海地区（文昌、陵水、三亚）、中部（琼中、屯昌）、西部（昌江）、7个地区10个种植点的土壤肥力状况调查（土壤类型包含红壤、滨海沙壤、黄壤、燥壤土），并进行分析评价。本研究将为后期科学指导施肥，提升地力，促进椰子的生长和椰子产业的发展提供理论基础和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

本研究选择海南省水果型椰子分布的主要区域，即海口、文昌、三亚、陵水、万宁、屯昌、昌江、琼中等7个地区的10个种植点作为土壤采样点，依次编号：1-海口三江，2-海口琼山，3-文昌月亮湾，4-文昌椰子所，5-文昌翁田，6-三亚崖城镇，7-陵水县光坡镇，8-琼中乌石镇，9-屯昌嘉乐谭，10-昌江十月田镇（表1，图1）。

图1 采用位置图示

1.2 土壤采样方法

2020年4月下旬土壤采样，采集表层20 cm深土壤（植物根部吸收的主要分布区），每个采集土壤样点避开施肥穴，按“S”形取样，然后混合成一个样品，土壤样品装入塑料封口袋，及时进行风干、过筛等处理后保存。每个椰子种植区采30个样品。

1.3 测定项目及方法

土壤pH采用土壤与水比值1:10混合液测定；土壤容重：环刀法；土壤阳离子交换量(CEC)：乙酸铵NH4OAC交换法；土壤全氮：半微量开氏法；碱解氮：碱解扩散法；土壤全磷：HClO4-H2SO4法；速效磷：NH4FHCl提取法-比色；全钾：NaOH熔融，速效钾：NH4Ac浸提，钾含量检测用火焰光度法，土壤有效硼：甲亚胺比色法；土壤有效铁、锰、铜、锌：DTPA提取，且用原子吸收分光光度计（型号：SHIMADZUAA6300F）测定。土壤养分指标参照鲁如坤(1999)和鲍士旦(2000)方法[28-29]。土壤养分状况的评价主要参考全国第二次土壤普查的海南省土壤养分含量分级标准（表2）[30]。

表2 全国土壤养分含量分级标准

1.4 统计分析

试验数据用软件Excel 2007和SPSS13.0进行统计、差异和相关分析。全国土壤养分含量分级标准如表2所示。

2 结果与分析

2.1 土壤容重、土壤阳离子交换量（CEC）、pH、有机质分析

从表3可知，分析区域容重范围0.86 ～1.94 g/cm3，平均1.41 g/cm3，其中文昌椰子所椰园容重最大(1.94±0.06 g/cm3)，海口三江椰园容重最小(0.86±0.12 g/cm3)。采样点CEC平均值16.52 cmol/kg。三亚崖城镇和陵水光坡镇椰园的CEC较高，其次文昌椰子所和文昌翁田镇，海口三江和昌江十月田镇椰园的CEC较低，土壤pH高低影响土壤养分形态和变化，间接影响植物根系营养吸收，进而对植物生长发育影响，采样区域pH 5.97 ～7.11，平均pH 6.60，其中三亚崖城镇椰园pH最大(pH 7.11±0.16)，海口琼山椰园pH最小(pH 5.97±0.34)。采样点区域有机质含量范围24.64 ～55.24 g/kg，平均35.07 g/kg，其中琼中乌石镇椰园有机质最大(55.24±4.45 g/kg)，昌江十月田镇椰园的最小(24.64±2.28 g/kg)。

表3 水果型椰子园土壤pH和有机质等指标状况

2.2 土壤氮、磷、钾养分状况分析

从表4可知，10个样点氮、磷、钾含量差异很明显，全氮、全磷、全钾含量范围分别在1.01 ～2.50 g/kg，1.11 ～1.86 g/kg和8.11 ～17.33 g/kg。碱解氮、速效磷和速效钾是反映土壤供氮、磷和钾水平的主要指标。琼中乌石镇椰园土壤碱解氮含量最高(123.23±11.59 mg/kg)，三亚崖城镇椰园的最低(65.73±6.29 mg/kg)。速效磷的含量在海口琼山椰园最高(41.25±4.30 mg/kg)，在三亚崖城镇椰园的最低(18.90±1.53 mg/kg)。在海口三江椰园土壤速效钾含量最高(132.79±9.74 mg/kg)，在文昌月亮湾椰园的含量最低(67.55±6.39 mg/kg)。

表4 水果椰子园土壤氮、磷、钾含量分析

2.3 土壤有效钙和镁状况分析

从表5可知，10个采样区有效钙和有效镁含量差异很大，有效Ca平均值在751.08 mg/kg，其中屯昌加乐潭椰园土壤的有效钙最大，文昌椰子所椰园土壤的最小，而有效镁的含量平均值在164.41 mg/kg，其中琼中乌石镇和屯昌加乐潭椰园有效镁含量较高，其次是海口三江和琼山椰园，文昌椰子所和文昌翁田椰园的偏低。

表5 水果型椰子园土壤有效钙和有效镁含量分析 mg/kg

2.4 土壤微量元素含量状况分析

从表6可知，10个采样点的DTPA提取有效微量元素差异很大，对照土壤肥料丰缺标准，除了文昌月亮湾，文昌椰子所，文昌翁田镇和三亚崖城镇园的有效铜在中低水平，其他采样点都达到标准以上。所有调查区域的有效锌都达到标准水平。除了陵水光坡镇园有效铁在中低水平，其他调查地区都达到标准水平。所有调查样点有效锰平均值在16.15 mg/kg，不同地区有效锰差异显著。所调查大部分地区有效硼含量在中低水平。

表6 水果型椰子园土壤微量元素含量分析 mg/kg

2.5 土壤养分相关分析

通过相关分析结果可见（图2），采样区土壤容重与土壤养分呈负显著相关(P＜0.05)或极负显著相关(P＜0.01)，与pH呈正相关。pH对土壤养分影响显著，土壤CEC与土壤有机质呈极正显著相关，土壤有机质与氮、和全钾呈正显著相关，与有效微量元素呈正相关、氮与钾、有效微量元素呈正相关，全磷与速效磷、速效钾呈正相关，除了有效锌和有效钙相关不显著，其他微量元素之间呈正显著相关。

图2 土壤养分相关分析热图

2.6 土壤质量评价指标标准化

本研究参考王建国等[31]、张连金等[32]、范晓晖[33]的相关研究，采用隶属度函数值土壤质量评价指标。

（1）升半梯形分布的隶属度函数（本研究中CEC、有机质、氮、磷、钾、钙、镁、微量元素含量属用此类函数）。具体公式如式(1)所示。

（2）降半梯形分布的隶属度函数（本研究中容重属用此类函数）。具体公式如式(2)所示。

（3）梯形分布的隶属度函数（本研究中pH属用此类函数属用此类函数）。具体公式如式(3)所示。

参考全国第二次土壤普查养分分级标准，确定各评价指标隶属度函数曲线转折点的取值（表7）。从表7、8可以看出，速效钾和有效硼值隶属度函数值较小，表明速效钾和有效硼为影响椰子园土壤质量的限制性因子。有效钙、有效镁和容重的隶属度函数值存在明显的极端化，这可能与椰子园所在的地理位置、气候特征及椰园的水肥管理习惯有关。

表7 隶属度函数曲线中评价指标的转折点取值

表8 土壤质量评价指标的隶属度函数值

3 结论

土壤质量综合评价结果表明，海南省椰子园土壤综合质量总体偏低，大多地区养分处于中下水平。北中部砖红壤N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn等养分在中等水平，滨海地区沙壤土壤养分含量较低。海南省椰子种植区域B含量均偏低。因此，针对海南省椰子园土壤质量水平较低的现状，应加强土壤培肥，提高有机质含量，适量补充中微量元素，补充适量氮磷钾肥，另外，海南岛椰子园土壤均处于缺硼状态，应重视硼肥的施用，以改善海南省椰园缺硼现象。同时，随着种植年限增加，持续施肥和耕作等方面原因，土壤pH也会发生变化，应注意及时调节土壤pH。总之，在椰子栽培中，应注意跟踪土壤养分和植物营养变化情况，及时补充对应缺的肥料种类和量，从而满足不同生长期椰子生长和发育需要。

4 讨论

本研究结果表明采样区域pH 5.97 ～7.11，平均pH 6.60，其中三亚崖城镇椰园pH最大(pH 7.11±0.16)，海口琼山椰园pH最小(pH 5.97±0.34)。本研究所调查的海南省10个椰子主要种植地区平均pH 6.60，偏弱酸性，其中滨海沙地的土壤pH偏高。土壤pH通过改变土壤养分形态而影响植物吸收养分，从而间接影响植物的生长和发育。一般来说，自然条件的pH变化不大，而施肥和其他物质输入会引起土壤pH发生较大变化。再者，中国南方地区土壤普遍偏酸性，因此，土壤pH很容易降低，这会影响土壤氮、磷、钾元素的释放和利用、导致Ca、Mg等营养元素的流失及引起有效性增加的铝、锰等金属对植物的毒害等问题[34]。已有研究表明有机肥、石灰等中性或碱性肥料施用能改善土壤酸度，尤其是适量化学肥料配施有机肥能获得持续作物高产[35]。因此，对于椰子栽培，要合理施肥，保持土壤的酸碱度，维持正常的酸碱度水平。科学地配合使用化学肥料和有机质既能够改善土壤pH环境，又能提供椰子的生长、高产和优质的营养需要。

土壤容重与土壤质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤有机质含量及各种土壤管理措施有关。土壤越疏松多孔，容重越小，土壤越紧实，容重越大。如有机质含量高、结构性好的土壤容重小，因此，耕作和增施有机肥可降低土壤容重。CEC可以作为评价土壤保肥能力的指标。CEC的大小基本上代表了土壤可能保持的养分数量，即保肥性的高低。CEC是土壤缓冲性能的主要因素之一，是改良土壤和合理施肥的重要依据。本研究结果显示分析区域容重范围0.86～1.94 g/cm3，平均1.41g/cm3，其中文昌椰子所椰园容重最大(1.94±0.06 g/cm3)，海口三江椰园容重最小(0.86±0.12 g/cm3)。采样点CEC平均值16.52 cmol/kg。三亚崖城镇和陵水光坡镇椰园的CEC较高，其次文昌椰子所和文昌翁田镇，海口三江和昌江十月田镇椰园的CEC较低，土壤容重透气、透水性能越好。

土壤有机质在土壤中有以下几点作用非常重要：它是土壤养分的主要来源，促进土壤结构形成，可以改善土壤物理性质，改变土壤孔隙度，能够提高土壤蓄水能力；可以增加土壤的肥力和提高土壤缓冲性能；土壤有机质中腐殖质具有生理活性，能促进作物生长发育；腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤的污染。本研究结果显示采样点区域有机质含量范围24.64 ～55.24 g/kg，平均35.07 g/kg，其中琼中乌石镇椰园有机质最大(55.24±4.45 g/kg)，昌江十月田镇椰园的最小(24.64±2.28 g/kg)。从总体看，有机质属于中下水平，尤其滨海地区有机质含量很低，因此增加有机质使用，改善土壤结构、质量等环境条件。

土壤碱解氮，即可溶性氮，其包括无机态氮（铵态氮和硝态氮）及易水解的有机态氮（氨基酸、酰胺和易水解蛋白质），一般情况下，它能反映土壤近期内氮素供应情况，也常作为土壤供植物吸收和利用氮能力与水平的重要指标[36]。土壤磷素含量高低一定程度反映了土壤中磷素的贮量和供应能力，然而，土壤速效磷作为磷素供应植物吸收利用水平的重要指标。磷不仅是作物体内众多机化合物如磷脂类和核蛋白的重要成分，而且直接参与植物体中氨基酸、蛋白质、脂肪类合成与转化等一系列生理生化反应[37]。钾在植物体内的含量仅次于氮，高于磷，钾素不仅提高农作物产量和品质，而且能增强作物的对逆境的抗逆性和适应性[38]。本研究结果表明10个样点氮、磷、钾含量差异很明显，全氮、全磷、全钾含量范围分别在1.01 ～2.50、1.11 ～1.86、8.11 ～17.33 g/kg。碱解氮、速效磷和速效钾是反映土壤供氮、磷和钾水平的主要指标。琼中乌石镇椰园土壤碱解氮含量最高(123.23±11.59 mg/kg)，三亚崖城镇椰园的最低(65.73±6.29 mg/kg)。速效磷的含量在海口琼山椰园最高(41.25±4.30 mg/kg)，在三亚崖城镇椰园的最低(18.90±1.53 mg/kg)。在海口三江椰园土壤速效钾含量最高(132.79±9.74 mg/kg)，在文昌月亮湾椰园的含量最低(67.55±6.39 mg/kg)。整体来说，海南省海口、琼中，屯昌、昌江地区土壤（红壤、黄壤、燥壤土）N、P、K营养水平含量较高，三亚、文昌、陵水滨海地区土壤N、K、P含量相对较低，且它们有效态养分含量较低，也可能因为滨海沙地土质和气候条件的影响，导致这些养分易流失。因此，在不同地区椰子种植中，应合理和适当地施用N、P和K肥才可起到促进生产以及增产的作用。

土壤Ca和Mg离子是土壤质量的重要指标，也是土壤的主要盐基离子。本研究结果表明10个采样区有效钙和有效镁含量差异很大，有效Ca平均值在751.08 mg/kg，其中屯昌加乐潭椰园土壤的有效钙最大，文昌椰子所椰园土壤的最小，而有效镁的含量平均值在164.41 mg/kg，其中琼中乌石镇和屯昌加乐潭椰园有效镁含量较高，其次是海口三江和琼山椰园，文昌椰子所和文昌翁田椰园的偏低。由此可见，海南省中部和滨海椰子园土壤含钙镁量差异很大，滨海沙地钙镁离子流失严重，另外，长期耕作和施用氮肥等化学肥料会影响土壤交换性钙含量，长期大量施用氮肥必然导致土壤中交换性钙含量的降低[39]，因此须重视海南省椰子园土壤施肥对土壤含钙量的影响。土壤交换性镁会抑制植物对氮、磷、铁和锌的吸收，施肥和灌溉等农田措施会对镁的组成产生较大影响[40]，海南省椰子园地区间差异明显，文昌市椰子所椰子园土壤含镁量较低，可以通过合理施肥调节其他元素含量的方法来调节土壤含镁量，从而有利于植物的生长。

有效性微量元素包括铜、锌、铁、锰、硼等元素，在土壤中占比例很低，但对作物的生长发育非常重要，甚至不可或缺。本研究结果显示10个采样点的DTPA提取有效微量元素差异很大，对照土壤肥料丰缺标准，除了文昌月亮湾，文昌椰子所，文昌翁田镇和三亚崖城镇园的有效铜在中低水平，其他采样点都达到标准以上。所有调查区域的有效锌都达到标准水平。除了陵水光坡镇园有效铁在中低水平，其他调查地区都达到标准水平。所有调查样点有效锰平均值在16.15 mg/kg，不同地区有效锰差异显著。所调查大部分地区有效硼含量在中低水平。因此可见，海南省椰子种植土壤有效硼均处于较低水平，出现严重缺乏现象，这个与海南省地区其他作物土壤缺硼现象类似[23-27]；硼是植物重要的微量元素，施用硼肥能够提高作物的品质和质量，应合理施用硼肥来补充土壤的硼素。除了滨海地区椰子园铜、锌含量较低，其它地区微量元素达标，红壤、黄壤等土壤含铁、锰含量相对较高。总之，应从地区气候条件和土壤类型等因素考虑，通过科学地施肥调控以补充土壤缺乏的营养，平衡不同地区土壤养分差异。另外，缺硼是大部分海南省土壤、耕地、以及椰子种植土壤共同的存在的问题，重视硼肥的施用，以解决海南省椰子种植中硼素的缺乏引起的生产问题。