海南岛是全国最大的“热带宝地”,热带水果资源丰富,据相关数据表明,2018年海南水果出岛约294万 t,占全年总出岛量的57.1%,海南水果产业发展形势良好。土壤是果树生长的介质,好质量的土壤可生产出优质的水果,其中土壤肥力是自然生产质量,是土壤为植物正常生长提供并协调营养物质和环境条件的能力,在农业生产中占有重要地位[1]。魏志远等[2]对海南中西部的荔枝园土壤肥力进行灰色关联度评价,结果表明海南中西部荔枝园土壤养分较为贫瘠且果园间的土壤养分含量差异较大。廖志气等[3]对海南岛香蕉园土壤肥力状况的研究发现,海南省各香蕉基地管理不规范,蕉园土壤的整体肥力偏低,尤其是有机质含量非常低,土壤保水保肥能力较差。姚智等[4]研究发现海南省芒果园土壤呈酸性,土壤养分肥力不高且不平衡,根本原因是芒果园土壤环境恶化以及施肥管理不善。
我国当前的各地果园土壤的共同特点是：土质瘠薄、结构不良、肥力低下。果园土壤肥力的高低直接影响果树产量、果实品质以及农业生产效益[5,6,7,8]。国内果园施肥管理方法有经验施肥法、叶片分析法、测土配肥法、以产定肥法和平衡施肥法。目前,海南省果园土壤贫瘠,果农在果园施肥管理上多凭经验,缺乏对土壤肥力状况的了解,为了提高果树种植的经济效益,往往忽视土壤的综合管理,种植过程中过量及不平衡施肥、肥料利用率低和有机肥投入严重不足等现象较为普遍,导致土壤酸化板结和营养失衡,且个别果园存在严重的水土流失现象,一定程度上影响了水果品质和海南果业的健康持续发展[2-4, 9-11]。因此,对海南省果园土壤肥力现状进行分析与评价,因地制宜开展测土配方施肥,可避免施肥中的盲目性,解决地力不均问题,对果园的科学精准施肥和推进当地果业发展具有重要意义。
近年来,土壤肥力质量评价的方法较多,主要是采用定性或定量的方法,其中各种定量的方法如灰色关联度、相关系数法、主成分分析法、地统计学评价法和模糊综合评价法等越来越受到人们的重视[12,13,14,15,16,17,18]。其中,模糊综合评判法是根据隶属函数的建立及权重系数的确定将定性评价转为定量评价,权重系数可通过主成分分析法或相关系数法等方法来确定,其综合考虑多种肥力指标的含量特征,能对多指标制约的土壤的实际肥力作出总体评价[16,17,18]。目前关于海南省果园土壤肥力状况的研究大多集中在芒果、荔枝、香蕉等水果品种的果园区域[2-4, 9-11, 19-20],而且评价方法单一,关于整个海南省不同市县果园的土壤肥力的综合评价研究尚不明确。因此,本文以海南省不同市县的果园土壤为研究目标,采集了271份土壤样本,选取pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾和阳离子交换量6个指标作为土壤肥力的评价指标,分析海南不同市县的果园土壤中6个肥力指标的含量及肥力分级,并采用模糊隶属函数法、相关系数法和主成分分析法对研究区果园土壤肥力进行了综合评价,以期为海南果园土壤的合理施肥提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
表1 海南省果园土壤采样点分布Tab. 1 Distribution of soil sampling sites in orchards of Hainan |
| 采样区域 Sampling area | 样品数量 Sampling numbers | 水果 Fruits |
|---|---|---|
| 白沙 | 12 | 红心橙 |
| 保亭 | 3 | 菠萝蜜 |
| 昌江 | 6 | 甜瓜、芒果 |
| 澄迈 | 15 | 菠萝、荔枝、无籽青柠、福橙 |
| 儋州 | 36 | 菠萝蜜、红心橙、火龙果、龙眼、荔枝、柚子、莲雾 |
| 定安 | 3 | 火龙果 |
| 东方 | 12 | 红心蜜柚、火龙果、网纹甜瓜 |
| 海口 | 6 | 菠萝蜜、百香果 |
| 乐东 | 54 | 网纹甜瓜、厚皮甜瓜、火龙果、龙眼、荔枝、芒果 |
| 临高 | 12 | 莲雾、福柚、毛叶枣、菠萝 |
| 陵水 | 27 | 厚皮甜瓜、荔枝、芒果 |
| 琼海 | 6 | 菠萝蜜、大甲珍珠柚 |
| 琼中 | 9 | 绿橙 |
| 三亚 | 43 | 葡萄、甜瓜、芒果 |
| 屯昌 | 6 | 荔枝、柠檬 |
| 万宁 | 15 | 菠萝蜜、柠檬、莲雾 |
| 文昌 | 6 | 荔枝、柠檬 |
| 合计 | 271 | 菠萝蜜、菠萝、荔枝、柠檬、橙、火龙果、龙眼、荔枝、柚子、火龙果、甜瓜、芒果、莲雾、福柚、毛叶枣、葡萄 |
1.2 方法
1.2.1 评价指标的选取与测定 本研究选取NY/T 391—2013《绿色食品 产地环境质量》中的6项土壤肥力指标（pH、有机质、全氮、速效钾、有效磷和阳离子交换量）为评价指标,按照以下相关标准中的方法进行检测：pH测定按照标准NY/T 1377—2007执行;有机质测定按照标准NY/T 1121.6—2006执行;全氮测定按照标准NY/T 53—1987执行;有效磷测定按照标准LY/T 1232—2015执行;速效钾测定按照标准LY/T 1234—2015执行;阳离子交换量测定按照标准LY/T 1243—1999执行。
表2 第二次土壤普查分级标准Tab. 2 Grading standard of 2nd national soil survey |
| pH | 阳离子交换量 | 有机质 OM/(g·kg-1) | 全氮 Total N/(g·kg-1) | 有效磷 Available P/(mg·kg-1) | 速效钾 Available K /(mg·kg-1) | 等级 Grade | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| pH | 等级Grade | CEC/(cmol·kg-1) | 等级Grade | |||||
| >8.5 | 1（碱性） | >20 | 1（高水平） | >40 | >2 | >40 | 200 | 1（很丰富） |
| 7.5~8.5 | 2（弱碱性） | 10~20 | 2（中等水平） | 30~40 | 1.5~2 | 20~40 | 150~200 | 2（丰富） |
| 6.5~7.5 | 3（中性） | <10 | 3（低水平） | 20~30 | 1~1.5 | 10~20 | 100~150 | 3（中等） |
| 5.6~6.5 | 4（弱酸性） | 10~20 | 0.75~1 | 5~10 | 50~100 | 4（缺乏） | ||
| 4.5~5.5 | 5（酸性） | 6~10 | 0.5~0.75 | 3~5 | 30~50 | 5（很缺乏） | ||
| <4.5 | 6（强酸性） | <6 | <0.5 | <3 | <30 | 6（极缺乏） | ||
表3 隶属函数曲线转折点取值Tab. 3 Turning point of membership function |
| 转折点 Turning point | pH | 有机质 OM/(g·kg-1) | 全氮 Total N/(g·kg-1) | 有效磷 Available P/(mg·kg-1) | 速效钾 Available K/(mg·kg-1) | 阳离子交换量 CEC/(cmol·kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| x1 | 4.5 | 6 | 0.5 | 3 | 30 | 10 |
| x2 | 6.5 | 30 | 2 | 40 | 200 | 20 |
| x3 | 7.5 | |||||
| x4 | 8.5 |
（3）土壤综合肥力评价指数的计算。按照上述方法求得各肥力指标的权重及隶属度值后,根据公式IFI=$\sum {{w}_{i}}{{N}_{i}}$计算研究区土壤肥力综合评价指数值,wi和Ni分别表示第i个指标的权重和隶属度值。隶属度和IFI取值范围都在0~1之间,数值越接近于1,表明该区域土壤肥力越高[14]。（4）土壤综合肥力分级。根据IFI值即可对海南省果园按照1级土壤（肥力高,土壤质量好,IFI>0.8）、2级土壤（肥力较高,土壤质量良好,0.6<IFI<0.8）、3级土壤（肥力一般,土壤质量中等,0.4<IFI<0.6）、4级土壤（肥力较低,土壤质量较差,0.2<IFI<0.4）、5级土壤（肥力低,土壤质量很差,IFI<0.2）进行土壤肥力的等级划分[26]。
1.3 数据处理
采用Excel 2010软件对样品数据进行最大值、最小值、平均值、标准差和变异系数等描述性统计特征值分析。利用 SPSS 19.0 软件进行土壤肥力指标间的相关性分析和主成分分析。
2 结果与分析
2.1 海南各市县果园土壤肥力含量的一般性描述
2.1.1 土壤pH 在土壤学研究中,通常变异系数CV≤10%为弱变异,10%<CV<100%为中等变异,CV≥100%为强变异[27]。海南果园土壤pH在3.7~8.3,平均值为5.4,变异系数为17%（表4）,说明海南果园土壤pH差异不明显。各市县果园相比,东方果园土壤pH为5.4~7.8,平均达到7.3,在各市县果园中pH最高;屯昌果园土壤pH 3.8~5.1,平均pH为4.4,为各市县果园中最低。根据全国第二次土壤普查土壤分级标准对海南果园土壤pH进行频数分析发现,土壤pH为酸性（4.5~5.5）的果园最多,占53.1%;弱酸性（5.6~6.5）次之,占25.5%;强酸性（<4.5）的占8.49%;中性（6.5~7.5）和弱碱性（7.5~8.5）的分别占 8.86%和4.06%（图1A）。因此,海南果园产区土壤整体偏酸性。
2.1.2 有机质含量 海南果园土壤有机质含量为0.522~64.2 g/kg,平均值为13.4 g/kg,变异系数为61%（表4）,处于中等变异强度,说明不同市县产区土壤有机质含量存在中等强度的差别。其中,以海口果园土壤有机质平均含量最高,平均为29.0 g/kg;临高果园次之,有机质平均含量20.1 g/kg;东方果园的土壤有机质含量最低,平均为2.58 g/kg。根据海南各市县果园土壤有机质含量频数分布（图1B）和全国第二次土壤普查分级指标可知,80.1%的土壤样品有机质含量在20 g/kg以下,处于缺乏水平,19.9%的土壤样品有机质含量超过了20 g/kg,达到中量水平。因此,从整体上看,研究区果园土壤有机质含量较为缺乏。
2.1.3 全氮含量 海南果园土壤全氮含量为0.04~2.73 g/kg,平均为0.68 g/kg,变异系数为65%（表4）,处于中等变异强度。其中,以琼海果园土壤全氮平均含量最高,平均为1.20 g/kg;保亭和海口果园次之,全氮平均含量均为1.15 g/kg;东方果园的土壤全氮含量最低,平均为0.15 g/kg。根据海南各市县果园土壤有机质频数分布（图1C）和全国第二次土壤普查分级指标可知,土壤全氮含量为6级标准（极缺,<0.5 g/kg）、5级标准（很缺,0.5~0.75 g/kg）、4级标准（缺乏,0.75~1 g/kg）、3级标准（中等,1~1.5 g/kg）、2级标准（丰富水平,1.5~2 g/kg）和1级标准（极丰富,>2 g/kg）的果园土壤分别占40.6%、18.1%、21.0%、17.0%、1.85%和1.48%。因此,海南省果园土壤全氮含量整体为缺乏水平。
2.1.4 有效磷含量 海南果园土壤有效磷含量为0.15~475 mg/kg,平均为62.5 mg/kg,变异系数达到137%（表4）,属于强变异,说明该果园土壤有效磷含量空间分布不均衡,且不同果园间差异均很大,变异系数多在100%以上。不同产区果园土壤的平均有效磷含量,以琼海果园最高,达169 mg/kg;万宁、海口和文昌果园次之,分别为131、107 、104 mg/kg;临高和琼中果园的土壤有效磷含量明显低于其他市县果园,平均含量分别为7.45、9.27 mg/kg。根据果园土壤有效磷频数分布（图1D）及全国第二次土壤普查分级指标可知,有效磷含量为1级标准（极丰富水平,>40 mg/kg）的土壤占42.1%,2级标准（丰富,20~40 mg/kg）的土壤占 11.8%,3级标准（中等,10~20 mg/kg）的土壤占8.1%,4级~6级标准土壤分别占11.1%、10.0%和17.0%。可见,海南省果园土壤有效磷含量属于丰富水平,但分布不均衡。
2.1.5 速效钾含量 如表4所示,海南果园土壤速效钾含量在8.3~737 mg/kg 之间,平均为109 mg/kg,变异系数为76%,属于中等变异强度。从不同市县产区来看,海口果园土壤速效钾含量明显高于其他产区,平均高达171 mg/kg;其次是白沙、三亚、临高、澄迈和乐东果园,速效钾平均值分别为152、145、133、128、117 mg/kg,均高于海南省的平均水平（109 mg/kg）;文昌果园的速效钾含量最低,平均含量为25.9 mg/kg。根据海南果园土壤速效钾含量频数分布可知,土壤速效钾含量为1级标准（极丰富,>200 mg/kg）及2级标准（丰富水平,150~200 mg/kg）的土壤分别占11.1%和11.8%,3级标准（中等水平,100~150 mg/kg）和4级标准（缺乏水平,50~100 mg/kg）的分别占 22.1%和31.7%,5级缺乏水平（30~50 mg/kg）和6级极缺乏水平（<30 mg/kg）的分别占13.3%和9.96%（图1E）。可见,海南绝大部分果园土壤速效钾含量为中等偏低水平。
表4 海南省果园土壤肥力指标的描述性统计 Tab. 4 Descriptive statistics of soil fertility factors in orchards of Hainan |
| 市（县） Cities (counties) | pH | 有机质 OM/(g·kg-1) | 全氮 Total N/(g·kg-1) | 有效磷 Available P/(mg·kg-1) | 速效钾 Available K/(mg·kg-1) | 阳离子交换量 CEC/(cmol·kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 白沙 | 5.2±0.35 | 15.8±8.01 | 0.78±0.33 | 77.1±56.7 | 152±62.4 | 7.06±3.70 |
| 保亭 | 5.3±0.17 | 10.2±4.27 | 1.15±0.17 | 17.9±18.3 | 67.7±16.7 | 7.52±2.16 |
| 昌江 | 5.6±0.32 | 10.7±6.47 | 0.43±0.31 | 44.8±69.8 | 76.8±62.6 | 5.40±5.70 |
| 澄迈 | 4.9±0.61 | 16.3±7.05 | 0.85±0.31 | 90.8±98.4 | 128±83.1 | 12.5±9.40 |
| 儋州 | 5.0±0.40 | 13.6±7.13 | 0.66±0.32 | 27.96±58.1 | 93.9±65.1 | 13.3±7.53 |
| 定安 | 5.2±0.42 | 5.46±0.32 | 0.31±0.06 | 21.5±5.43 | 85.0±37.7 | 3.33±2.44 |
| 东方 | 7.3±0.70 | 2.58±7.58 | 0.15±0.41 | 52.0±42.1 | 41.5±92.4 | 0.84±3.10 |
| 海口 | 5.3±0.62 | 29.0±13.4 | 1.15±0.25 | 107±103 | 171±206 | 20.8±5.47 |
| 乐东 | 5.7±1.25 | 9.55±8.75 | 0.47±0.28 | 66.0±87.4 | 117±67.2 | 6.66±5.99 |
| 临高 | 5.7±0.77 | 20.1±3.53 | 1.06±0.16 | 7.45±7.11 | 133±37.5 | 18.1±4.12 |
| 陵水 | 5.6±1.03 | 9.11±4.94 | 0.42±0.30 | 51.6±47.9 | 65.2±46.9 | 3.68±4.97 |
| 琼海 | 5.3±0.90 | 19.6±14.3 | 1.20±0.98 | 169±1483 | 88.9±72.0 | 5.38±4.30 |
| 琼中 | 4.9±0.26 | 19.3±6.07 | 0.96±0.25 | 9.27±18.0 | 88.8±31.5 | 17.9±6.56 |
| 三亚 | 5.6±0.95 | 15.7±5.11 | 0.93±0.51 | 54.0±81.7 | 145±80.2 | 7.90±4.42 |
| 屯昌 | 4.4±0.50 | 19.6±4.50 | 0.86±0.19 | 59.8±56.1 | 90.5±34.8 | 10.9±4.92 |
| 万宁 | 5.2±0.72 | 9.55±4.79 | 0.43±0.19 | 131±129 | 33.6±19.8 | 3.71±3.08 |
| 文昌 | 4.9±0.44 | 10.1±2.85 | 0.29±0.24 | 104±38.7 | 25.9±11.5 | 3.49±3.02 |
| 全省平均值 | 5.4 | 13.4 | 0.68 | 62.5 | 109 | 8.56 |
| 标准差 | 0.94 | 8.1 | 0.44 | 86 | 82.7 | 7.48 |
| 变异系数/% | 17 | 61 | 65 | 137 | 76 | 87 |
| 级别 | 4级（弱酸性） | 4级（缺乏） | 5级（很缺乏） | 1级（很丰富） | 3级（中等） | 3级（低水平） |
2.2 海南果园土壤综合肥力质量等级评定
2.2.1 单项肥力质量指标的隶属度和权重 根据土壤肥力质量评价方法中的对应隶属度函数公式,计算得出6项参评的肥力指标隶属度函数值（表5）。各项参数的变异系数均为中等变异至强变异。
表5 各评价指标隶属度值统计 Tab. 5 Descriptive statistics of membership value of indicators |
| 指标 Index | 平均值 Mean | 最大值 Max | 最小值 Min | 标准差 Standard deviation | 变异系数 Coefficient of variation |
|---|---|---|---|---|---|
| pH | 0.48 | 1.0 | 0.10 | 0.29 | 0.60 |
| 有机质 | 0.38 | 1.0 | 0.10 | 0.25 | 0.67 |
| 全氮 | 0.25 | 1.0 | 0.10 | 0.19 | 0.75 |
| 有效磷 | 0.59 | 1.0 | 0.10 | 0.40 | 0.68 |
| 速效钾 | 0.48 | 1.0 | 0.10 | 0.30 | 0.62 |
| 阳离子交换量 | 0.28 | 1.0 | 0.10 | 0.33 | 1.18 |
全氮平均隶属度最小（0.25）,阳离子交换量和有机质平均隶属度最次之,分别为0.28和0.38,pH值和速效钾的平均隶属度均为0.48,有效磷的平均隶属度含量最高,达0.59。图2为各肥力指标所对应的平均隶属度雷达图,根据雷达图的几何意义表明该研究区域土壤pH、全氮、有机质、阳离子交换量、速效钾的平均隶属度函数值远低于理想值,其中全氮最差,有效磷的平均隶属度函数值较接近理想值。
土壤肥力指标之间的相关系数和各项指标的权重系数见表6。有机质、全氮、速效钾和阳离子交换量的权重系数相差不大,均大于0.17;有效磷和pH的权重系数较小,分别为0.029和0.070。2.2.2 土壤肥力指数评价 应用模糊数学中的综合肥力指数评价模型对海南省17个市县的果园土壤肥力进行评价,海南果园土壤IFI平均值为0.37,变幅范围是0.13~0.95,综合肥力处于较低水平。各市县果园土壤IFI由大到小依次为：海口（0.64,2级）>临高（0.62,2级）>琼中（0.48, 3级）>澄迈（0.45,3级）>琼海（0.44,3级）>三亚（0.43,3级）>白沙（0.42,3级）=屯昌（0.42,3级）>儋州（0.36,4级）>东方（0.35,4级）>保亭（0.32,4级）>昌江（0.29,4级）=乐东（0.29,4级）>陵水（0.25,4级）>万宁（0.20,4级）>定安（0.19,5级）=文昌（0.19,5级）。由计算结果统计得知,海南水果种植区内低肥力区域占64.9％,86.7％的样本综合肥力处于中等及以下水平,13.3%的样本综合肥力处于丰富及以上水平。整个研究区域果园的土壤肥力综合评价等级被划分为4级,土壤综合肥力处于较低水平。
土壤肥力综合指数与各肥力因子的相关性分析表明各因子间存在一定的相关性（表6）,有机质、全氮、阳离子交换量、速效钾含量与土壤肥力综合指数（IFI）呈极显著正相关,表明有机质、全氮、阳离子交换量和速效钾是土壤肥力的主要贡献指标。从各肥力指标的相关分析中发现,有机质、全氮、速效钾和阳离子交换量4个指标中两两之间呈极显著正相关（P<0.01）,表明土壤中这4个养分间关系密切,要注意平衡施肥。pH与有机质、全氮、阳离子交换量、速效钾含量均呈极显著或显著负相关（P<0.01）,说明土壤pH过高不利于有机质分解、全氮和速效钾养分的释放以及阳离子交换量的增加,相反施肥过多会造成土壤酸化。有效磷与其他肥力指标间无显著相关性。
表6 各项肥力指标之间的相关系数及指标权重Tab. 6 Correlation coefficient and weight of each fertility index |
| 指标 Index | pH | 有机质 OM | 全氮 Total N | 有效磷 Available P | 速效钾 Available K | 阳离子交换量 CEC | 土壤肥力 综合指数 IFI | 相关系数平均值 Mean value of correlation coefficient | 权重 Weight |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| pH | 1 | -0.238** | -0.211** | 0.102 | 0.147* | -0.244** | -0.025 | 0.089 | 0.070 |
| 有机质 | -0.238** | 1 | 0.805** | 0.073 | 0.465** | 0.630** | 0.842** | 0.347 | 0.272 |
| 全氮 | -0.211** | 0.805** | 1 | 0.055 | 0.361** | 0.537** | 0.792** | 0.309 | 0.242 |
| 有效磷 | 0.102 | 0.073 | 0.055 | 1 | 0.052 | -0.100 | 0.085 | 0.0364 | 0.029 |
| 速效钾 | 0.147* | 0.465** | 0.361** | 0.052 | 1 | 0.310** | 0.651** | 0.267 | 0.209 |
| 阳离子交换量 | -0.244** | 0.630** | 0.537** | -0.100 | 0.310** | 1 | 0.744** | 0.227 | 0.178 |
| 土壤肥力综合指数 | -0.025 | 0.842** | 0.792** | 0.085 | 0.651** | 0.744** | 1 |
注：**表示在P<0.01水平极显著相关;*表示在P<0.05水平显著相关。 | |
Note：** means extremely significant correlation at the 0.01 level; * means significant correlation at the 0.05 level. |
为进一步了解肥力因子与IFI之间的载荷情况,进行主成分分析,结果见表7。前2个主成分的特征值大于1,累计方差贡献为68.67%。IFI与有机质、全氮、速效钾、阳离子交换量在第一主成分（PC1）上具有较大载荷,均大于0.6;PC2上pH 和有效磷含量具有较高的载荷,分别为0.807与0.540。表明海南果园土壤中有机质、全氮、速效钾和阳离子交换量含量对土壤肥力的影响较大。
表7 土壤各肥力指标的主成分分析结果Tab. 7 Results of principal component analysis of soil fertility indicators |
| 主成分 Principal component | pH | 有机质 OM | 全氮 Total N | 有效磷 Available P | 速效钾 Available K | 阳离子交换量 CEC | 土壤肥力 综合指数 IFI | 方差贡献率 Variance contribution rate/% | 累计方差贡献率 Cumulative variance contribution rate/% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PC1 | -0.204 | 0.917 | 0.860 | 0.052 | 0.620 | 0.782 | 0.962 | 50.66 | 50.66 |
| PC2 | 0.807 | -0.053 | -0.075 | 0.540 | 0.471 | -0.251 | 0.160 | 18.01 | 68.67 |
3 讨论
土壤必须有适宜的酸碱度范围才能有利于植物的生长,土壤pH不仅影响土壤生化性质及养分的有效性,而且会影响植物对养分的吸收、利用及生长发育等,此外,土壤酸化还会活化土壤中的重金属造成土壤重金属污染[28,29]。海南果园土壤pH大部分在4.5~6.5之间,平均值为5.4,其中变异系数仅为17%,说明研究区土壤pH较为接近,大多呈酸性或弱酸性。而pH与有机质、全氮、速效钾和阳离子交换量间的相关性呈极显著负相关,说明土壤pH过高不利于有机质分解、全氮和速效钾养分的释放以及阳离子交换量的增加,相反施肥过多会造成土壤酸化。pH与有效磷含量没有显著性相关,原因可能是研究区土壤pH值偏酸性,加之果农为了获得果树高产而大量施用磷肥,而磷在土壤中不易淋失,土壤中磷酸盐离子在pH过低时容易形成不溶化合物,导致土壤中磷含量很高。只有当果园土壤酸碱度接近中性的情况下,才最有利于果树吸收土壤中的各种养分。因此,对于海南果园酸性较高的土壤（尤其是屯昌、琼中、文昌和澄迈）,应注重酸化改良,可以适量施用碱性改良剂进行土壤改良,同时应注意不合理施氮肥等导致土壤酸化的主要因素。
土壤有机质可提供植物养分促进植物生长发育,并能增强植物抗性,是评价土壤肥力质量的重要指标。根据第二次全国土壤普查的土壤肥力分级标准,海南省果园土壤有机质含量平均值为13.4 g/kg,属于4级,土壤有机质含量大部分分布在3~6级（中下水平）, 有机质<20 g/kg的土壤占80%,整体为匮乏水平,有机质含量有待提高。有机质缺乏地区的果园,尤其是极缺乏地区（东方和定安）需要在日后的生产实践中重视有机肥投入,多方面增加土壤有机质含量,增加土壤的养分提供能力,实现土壤养分平衡。
果树生长过程中,需求量最大的3种营养元素是氮、磷、钾。氮是影响果树生长发育和果实产量的主要营养成分。研究区全氮含量<1g/kg的土壤占79.7%,全氮含量处于中等至极缺乏水平,相关性分析表明有机质含量与全氮具有极显著正相关性,全氮与土壤有机质的含量分布趋势大体一致,这说明有机质缺乏的区域,全氮含量也缺乏,尤其是极缺乏果园（东方、文昌、定安、万宁、昌江、陵水和乐东）可以根据研究区果园土壤的供氮水平、果树品种的需肥特点和园地的可持续利用等方面,在施肥过程中可适量增施氮肥。土壤磷是果树农业生产中最重要的养分限制因子,其中有效磷含量最能反映土壤对作物供给水平,直接影响到果树对土壤磷素的吸收利用。研究区的有效磷含量整体上处于中上至极丰富水平,有研究[30]表明有效磷含量大于20 mg/kg时,作物便能从土壤中获取充足的磷。研究区果园土壤中有效磷（>20 mg/kg）的样本有54%,各果园有效磷含量均处于较高水平以上。我国大部分土壤在第二次全国土壤普查之前处于缺磷状态,在此之后,农民每年都要施用大量的磷肥,以实现农作物的高产,这可能是研究区域土壤磷含量丰富的原因。因此建议高磷果园（如琼海、海口、万宁和文昌）应注意不施磷肥或少施磷肥,避免发生生理性病害,且从环境安全的角度考虑,农业中过量磷肥的施用已经成为浪费,这也将增加磷肥施用的环境风险。土壤中的氮容易被转换,雨水淋失容易导致磷被土壤固定而成为果树不可利用的形态,而土壤中钾元素的形态不会发生转化,因此研究区土壤中速效钾含量的高低可以反映果园的施肥状况。肥力等级评价结果显示,海南绝大部分果园土壤速效钾含量为中等水平,因此缺乏速效钾的果园（文昌、万宁和东方等）应及时补充钾肥。
阳离子交换量对土壤养分离子的吸附和供给具有重要的意义,是土壤保肥供肥的综合指标。本研究区大多为酸性土壤,且阳离子交换量含量大多处于低含量水平,土壤保水保肥能力弱,研究区土壤将面临化学退化的危险。建议研究区域可以增施有机肥料和菌肥,菌肥中的有益微生物和有机质可以增强土壤透气性,同时抑制土壤有害微生物聚集,增加土壤腐殖质可以提高CEC,通过这些作用可以增加土壤的保水和保肥能力。
土壤综合肥力指数IFI平均值为0.37,土壤综合肥力等级为4级,综合肥力处于较低水平,13.3%的样本综合肥力处于丰富及以上水平,土壤综合肥力中等及以下水平占86.7%。各市县IFI依次为海口>临高>琼中>澄迈>琼海>三亚>白沙和屯昌>儋州>东方>保亭>昌江和乐东>陵水>万宁>定安和文昌,其中海口和临高属于2级,处于中上水平。通过分析各指标的权重可以定量表征6项评价指标对研究区土壤质量的贡献程度,有机质、全氮、速效钾和阳离子交换量这4项指标是反映该研究区域果园土壤肥力质量的关键指标。研究区土壤肥力提升主要依靠增施有机肥,配合增施适量氮肥和钾肥,海南果园对磷肥需求较小,这与该地区果园有效磷含量属于丰富水平相符。
综上所述,本研究结果表明海南果园土壤肥力状况表现为：土壤酸化严重,保水保肥能力弱,有机质和全氮含量较低,速效钾含量处于中等水平,磷含量丰富。有机质、全氮、阳离子交换量和速效钾是研究区土壤肥力的主要贡献指标和限制因子。因此,一方面建议海南省（除东方市以外）大部分果园要注重土壤酸化的改良,对pH较低的酸性土壤园区合理施用一些生石灰或者土壤调理剂,施用有机肥或氮磷钾化肥配施有机肥来维持和提高土壤pH,帮助土壤恢复健康状态,并针对性地防范土壤酸化下可能产生的重金属毒害;另一方面应有针对性地开展相应的平衡施肥措施,除海口、临高、屯昌、琼中以外的其他市县果园应注意重施有机肥,提升土壤有机质含量,并根据不同区域的具体养分匮乏状况适当调整氮、磷、钾肥施入量比例,氮素极缺乏果园（东方、文昌、定安、万宁、昌江、陵水和乐东）适量增施氮肥,高磷果园（如琼海、海口、万宁和文昌）少用或不用磷肥,钾素缺乏的果园（文昌、万宁和东方等）及时补充钾肥,同时注意加强化肥减量增效关键技术的应用,保持土壤养分平衡,促进海南果业健康稳定发展。本研究只是初步对海南省果园土壤的主要肥力指标进行了评价,没有从中微量元素和重金属污染层面进行探究,后期需要进一步深入研究来建立一套适合不同地区果园的完整施肥体系。