泉州市耕地土壤有效硼含量丰缺状况评价与影响因素分析

摘 要：采集并分析泉州市耕地表层土壤样品3607个，应用统计分析方法研究耕地土壤有效硼含量空间分布及其影响因素。结果表明：泉州市耕地土壤有效硼含量整体较缺乏，有效硼含量范围为0.01～1.90 mg·kg-1，土壤有效硼含量平均为0.33 mg·kg-1，79.5%的耕地土壤有效硼含量处于很低或极低水平。土地利用方式、土壤类型、海拔高度、土壤理化性质等均对土壤有效硼含量有不同程度影响，土壤有效硼含量区域差异较大，高海拔地区显著低于低海拔地区。泉州市耕地土壤普遍缺硼，施用硼肥极有必要。

关键词：土壤有效硼；空间分布；丰缺评价；影响因素；泉州市

中图分类号：S 151 文献标志码：A 文章编号：0253-2301（2023）04-0069-06

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.04.011

Evaluation on the Abundance and Deficiency of Available Boron Content inCultivated Soil in Quanzhou City and Analysis on Its Influencing Factors

CHEN Yan-hua

（Quanzhou Bureau of Agricultural and Rural Areas， Quanzhou， Fujian 362000， China）

Abstract： A total of 3607 surface soil samples in the cultivated land of Quanzhou City were collected and analyzed. The spatial distribution of available boron content in the cultivated soil and its influencing factors were studied by using the statistical analysis method. The results showed that： the content of available boron in the cultivated soil of Quanzhou City was relatively deficient on the whole. The content of available boron ranged from 0.01 to 1.90 mg·kg-1， and the average content of available boron in the soil was 0.33 mg·kg-1. The content of available boron in 79.5% of cultivated soil was at a low or very low level. The land use types， soil types， altitude， soil physical and chemical properties had different effects on the content of available boron in soil. The content of available boron in soil varied greatly， and the content of available boron in the high altitude area was significantly lower than that in the low altitude area. Boron was generally deficient in the cultivated soil in Quanzhou City， so it was necessary to apply boron fertilizer.

Key words： Soil available boron； Spatial distribution； Abundance evaluation； Influencing factors； Quanzhou City

硼是作物生长发育不可缺少又不能互相替代的营养元素，被当作“生殖元素”，对作物生长发育、产量与品质有正向效应[1]。若土壤有效硼含量过低，容易造成甘蓝型油菜“花而不实”、花生“有壳无仁”和花椰菜的“褐心病”等现象，而高硼也会造成植物中毒，症状一般是从叶尖或叶缘褪绿，继而出现黄褐色死斑或条纹，严重时枯死掉落[1-2]。研究表明，土壤有效硼含量受较多因素影响，包括土壤pH值、土壤有機质、土壤质地、成土母质类型、地形地貌和土壤水分等[3-5]，土壤有效硼含量呈现出时空变异的特征[6]。姚旺等[7]、黎娟等[8]研究发现，土壤有效硼含量与土壤有机质含量、土壤pH值呈极显著正相关关系，但土壤pH值过高或有机质含量过高也可能导致土壤硼可给性低[1]。李晓婷等[9]研究发现，土壤有效硼含量存在随物理性黏粒质量分数先升高而降低的趋势。黎娟等

[8]研究表明，不同类型植烟土壤有效硼含量差异达极显著水平，依次为黄棕壤>水稻土>黄壤>石灰土>红灰土>红壤，且植烟土壤有效硼含量有随海拔高度的升高而升高的趋势。不同母质发育和不同土地利用方式的土壤有效硼含量也有差异[10-11]。目前对土壤硼的研究主要集中在县域尺度上，或者以烟区或茶区土壤为研究对象，对于市级尺度的土壤有效硼含量分布及其影响因素的研究较少。据第二次全国土壤普查资料，泉州市耕地土壤有效硼含量平均为0.023 mg·kg-1，远低于硼营养临界值（0.5 mg·kg-1）。

现距离第二次全国土壤普查已过去近40年，泉州市农业生产活动已发生较大的变化，目前泉州市水果、蔬菜、花生、茶叶等经济作物种植面积已占总播种面积的58.8%，缺硼严重限制作物产量提高和品质提升，而系统分析泉州市土壤有效硼含量和空间分布状况的研究尚未见报道。因此，探明泉州市土壤有效硼含量状况变化，对泉州市农业发展生产以及调整农作物布局具有重要意义。

本研究以泉州市不同区域耕地土壤为研究对象，探究泉州市耕地土壤有效硼含量区域分布及丰缺状况，分析不同土地利用方式、土壤类型、海拔高度、土壤理化性质等对土壤有效硼含量的影响，以期为硼素养分管理与施肥决策提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

泉州市位于福建省东南沿海、台湾海峡西岸，北纬24°22′～25°56′，东经117°34′～119°05′，属亚热带海洋性季风气候，大部分地区年平均气温为19.5～21.0℃，全年无霜期长，沿海地区基本无霜，≥10℃有效积温为5610～7250℃。年日照时数为1800～2200 h。年降水量为1000～1800 mm，自东南部向西北部递增，3月至9月降水量占全年的80%。主要土壤类型有水稻土、赤红壤、黄壤、红壤、潮土、滨海风沙土、滨海盐土等，主要种植作物有水稻、茶叶、蔬菜、甘薯、马铃薯、花生、果树等。

1.2 样品采集与分析

根据不同土地利用方式、土壤类型、成土条件和地貌特征等，在泉州全市11个县（市、区）选择有代表性耕地，按照“S”型或“梅花”型多点采集0～20 cm耕层混合土样，采用四分法定量（每个土样1 kg）包装，自然风干，去除砂砾、作物根系等杂物，过2 mm方孔筛备用。采集土样的同时用GPS记录每个土壤样品的经纬度和海拔高度，并填写省市县乡村、土壤类型、种植作物、成土母质、地形地貌等信息。

土壤有机质用油浴加热重铬酸钾氧化容量法，pH值用水土比2.5∶1电位法，土壤有效硼采用沸水提取-姜黄比色法，土壤质地用比重计法[12]。

1.3 土壤有效硼分级标准

参照张世昌等[5]和黄兰等[13]分级标准，将土壤有效硼含量（mg·kg-1）分为5个等级：极低（≤0.25）、很低（0.25～0.50）、适宜（0.50～1.00）、丰富（1.00～2.00）、极丰富（>2.00）。

1.4 数据处理

采用Excel 2010和SPSS 20.0软件进行数据处理和统计分析。主要统计指标有最大值、最小值、平均值、标准差、变异系数等。

2 结果与分析

2.1 泉州市土壤有效硼含量状况分析

2.1.1 区域分析 由表1可知，泉州市土壤有效硼含量范围为0.01～1.90 mg·kg-1，平均值为0.33 mg·kg-1，变异系数为82.49%，属于强变异，表明土壤有效硼处于很低水平且分布极不平衡。从各县（市、区）的多重比较结果来看，有效硼含量在县域间存在极显著（P<0.01，下同）差异，其中丰泽区最高，平均含量达到0.71 mg·kg-1，德化县最低，平均含量为0.13 mg·kg-1；鲤城区、丰泽区、洛江区、泉港区和晋江市耕地土壤有效硼含量总体属于适宜水平，石狮市、南安市、惠安县和永春县总体处在很低水平，安溪县和德化县的最低，属于极低水平。各县（市、区）耕地土壤有效硼含量大小排序：丰泽区>泉港区>鲤城区>晋江市>洛江区>石狮市>永春县>惠安县>南安市>安溪县>德化县。总体而言，全市土壤有效硼含量呈现出从沿海向山区逐渐降低的趋势。11个县（市、区）的耕地土壤有效硼含量的变异系数为31.45%～90.80%，为中等强度至强变异。

2.1.2 丰缺状况分析 由表2可知，泉州市耕地土壤样品中有效硼含量≤0.25 mg·kg-1（极低水平）的比例达到49.9%，0.25～0.50 mg·kg-1（很低水平）的土壤样品占29.6%，0.50～1.00 mg·kg-1（适宜水平）的土壤样品占17.9%，有效硼含量>1.00 mg·kg-1（丰富或极丰富）的土壤样品仅占2.6%。可知泉州市79.5%的耕地土壤有效硼含量处于很低或极低水平，说明泉州市耕地土壤硼的供应不足，应重视硼肥施用。

2.2 泉州市土壤有效硼含量的影响因素分析

2.2.1 土地利用方式 泉州市不同利用方式（水田和旱地）耕地土壤有效硼含量见表3。由表3可知，水田土壤有效硼平均含量为0.34 mg·kg-1，旱地土壤有效硼平均含量为0.33 mg·kg-1，水田土壤有效硼含量略高于旱地土壤，二者无显著差异（P＞0.05，下同）。

2.2.2 土壤类型 由表4可知，7种土壤类型的有效硼含量平均值在0.22～0.40 mg·kg-1，黄壤的有效硼含量最低，方差分析结果表明，滨海盐土、潮土、滨海风沙土的土壤有效硼含量显著（P<0.05，下同）高于红壤和黄壤，水稻土和赤红壤之间无显著差异。各土壤类型耕地土壤有效硼含量大小排序：滨海风沙土、滨海盐土、潮土>赤红壤>水稻土>红壤>黄壤。由此看出红壤和黄壤更应重视硼肥施用。

2.2.3 海拔高度 根据土样采集地点的海拔高度将样本分为5个海拔高度组，分别统计其土壤有效硼平均含量。由表5可知，随着海拔高度的升高，耕地土壤有效硼含量逐渐降低，其中海拔高度≤200 m的土壤有效硼含量最高，平均值为0.41 mg·kg-1，极显著高于其他海拔高度组，海拔高度400～600 m组和海拔高度600～800 m组之间土壤有效硼含量无显著差异。

2.2.4 土壤理化性质 不同质地土壤有效硼含量变化见表6，砂土、壤土和黏土的有效硼含量分别为0.34、0.32和0.41 mg·kg-1，黏土的有效硼含量極显著高于其他两个质地土壤，而砂土和壤土之间无显著差异。

将土壤样品的有机质含量按≤10、10～15、15～25、25～30、>30 g·kg-1分为5组，分别统计土壤有效硼平均含量。由表7可知，5个有机质含量分组的土壤有效硼含量平均在0.31～0.35 mg·kg-1，有随土壤有机质含量升高而升高的趋势；有机质含量>30 g·kg-1的土壤有效硼平均含量最高，达到0.35 mg·kg-1，显著高于≤10 g·kg-1组；其他有机质含量分组差异不显著。

将土壤有效硼含量按土壤pH值分为5组，由表8可知，各分组间有效硼平均含量均低于硼素营养临界值0.5 mg·kg-1，土壤有效硼含量随着土壤pH值升高而升高，pH值在5.5～6.5、6.5～7.5和>7.5的分组极显著高于pH值≤4.5和4.5～5.5的分组，pH值≤4.5和4.5～5.5的分组之间无显著差异，pH值在5.5～6.5、6.5～7.5和>7.5的分组之间也无显著差异。土壤pH值＜7.5时，随着pH值提高土壤有效硼含量增加，但当pH值＞7.5后，土壤有效硼含量呈下降趋势。

3 讨论

本研究结果表明，泉州市耕地土壤有效硼含量整体属于缺乏水平，县域间的土壤有效硼含量具有较大差异，呈现出从沿海向山区逐渐降低的趋势。造成这种差异可能与生产中农户施肥习惯和成土母质类型有关。一方面，泉州市郊包括鲤城区、丰泽区和洛江区以蔬菜为主的种植制度更重视硼肥的施用，且沿海地区泉港、晋江、石狮等地大面积种植花椰菜、胡萝卜等会基施或叶面喷施硼肥；另一方面，滨海盐土、潮土、滨海风沙土的土壤有效硼含量显著高于红壤和黄壤，它们的母质类型主要是第四纪沉积物包括海积物、风积物和冲积物等，母质含硼较高，而红壤、黄壤主要分布在高海拔地区安溪、永春和德化等地，成土母岩大多是花岗岩、流纹岩等含硼量最低的酸性岩石风化搬运沉积而成等，以坡积母质为主，其土壤酸性强，对硼吸附力弱。据统计，泉州市滨海风沙土面积2404.76 hm2，76.4%分布在晋江和石狮，滨海盐土面积1246.86 hm2，85.7%分布在晋江和惠安。需要说明的是，从地域分类看，永春县属于山区，其土壤有效硼平均含量为0.37 mg·kg-1，高于沿海地区的惠安县和南安市（部分属于山区，部分属于沿海），主要原因在于第二次土壤普查后永春县农业部门高度重视硼肥试验研究和推广应用[14-15]。

本研究结果表明，土壤类型、海拔高度、土壤质地、土壤有机质和pH值均对土壤有效硼含量有显著影响。土壤有效硼含量表现出随海拔高度降低而逐渐升高的趋势，这与曹榕彬[16]的研究结论一致，但与张春等[17]、黎娟等[8]的研究结论不一致。研究区域中高海拔地区的土壤有效硼含量显著低于低海拔地区，一方面原因可能在于随着海拔升高而温度下降且高海拔地区易受风雨影响，土壤有效硼淋失较大，而且高海拔地区的红壤、黄壤土壤受成土母质等影响有效硼含量较低，另一方面低海拔地区主要在沿海地区，土壤类型主要是滨海盐土、滨海风沙土和潮土，受成土母质、盐分和种植制度等影响土壤有效硼含量较高。因此，高海拔地区更要加强硼肥施用。

一般而言，质地粗的土壤对硼的吸附作用小，土壤有效硼容易淋失，而质地细的黏性土壤对硼有较强的吸附作用，可以对土壤硼浓度的变化起到缓冲作用[3]。本研究结果与其结论类似，黏土的有效硼含量极显著高于砂土和壤土两个质地的土壤。本研究中，土地利用类型对土壤有效硼的影响不显著，这与武婕等[11]的研究结论一致，与田鹏等[18]的研究结论不一致。

大多数研究表明，土壤中有效硼和pH有较好的正相关性[8，19]，土壤pH会通过影响土壤对硼吸附和解吸来影响土壤硼的有效性，也有学者发现这两者之间的关系不明显或负相关[20-21]。本研究中，當土壤pH值＜7.5时，随着pH值的提高土壤有效硼含量增加，但当pH值＞7.5后，土壤有效硼含量有下降的趋势，这与王政等[22]的研究结果类似。进一步统计分析，泉州市土壤pH值范围为3.1～8.7，pH≤5.5的酸性面积的占比65.8%，土壤酸化严重，特别是山区县，pH>7.5的比例仅占0.6%，因此pH>7.5土壤有效硼含量变化趋势需进一步研究。

通常认为有机质含量高的土壤，其全硼和有效硼的含量也相对较高，但土壤有机质对土壤硼含量的影响存在争议，有研究表明土壤有机质与土壤有效硼含量呈极显著正相关[22-23]，也有研究认为这两者之间并没有很好的相关性[24]。在本研究中土壤有效硼含量与土壤有机质含量之间没有显著线性关系，进一步分析发现本研究区域土壤pH平均值为5.21，与穆桂珍等[20]研究区域土壤pH值5.22类似，其研究也表明土壤有效硼与土壤有机质含量的线性关系不显著，结果说明可能在于弱酸性土壤条件下，硼元素的生物有效性更易受到土壤酸度的影响。

4 结论

本研究结果表明，泉州市耕地土壤有效硼含量总体上偏低，平均值为0.33 mg·kg-1，79.5%的耕地土壤有效硼含量低于缺硼的临界值。土壤类型、海拔高度、土壤质地、土壤有机质和pH值均对土壤有效硼含量有一定影响。沿海地区土壤有效硼含量显著高于山区，滨海盐土、潮土、滨海风沙土有效硼含量显著高于红壤和黄壤，耕地土壤有效硼含量有随土壤pH值和有机质含量升高而升高、随海拔升高而降低的趋势。建议在生产中应注重硼肥施用，特别是对硼敏感作物如油菜、花椰菜、花生、胡萝卜等，可采取基施与叶面喷施相结合的方法，同时应注重有机肥施用和土壤酸性改良，以保持土壤有机质和pH值，提高土壤硼的有效性。

参考文献：

[1]陆景陵.植物营养学[M].北京：中国农业大学出版社，2003.

[2]刘春光，何小娇.过量硼对植物的毒害及高硼土壤植物修复进展研究[J].农业环境科学学报，2012，31（2）：230-236.

[3]宋时奎，李文华，严红，等.土壤性质与硼有效性的关系[J].东北农业大学学报，2004，35（1）：113-118.

[4]郭婷，李宏光，李文，等.湘南稻作烟区土壤有效硼的时空变异及影响因素分析[J].烟草科技，2019，52（7）：27-34.

[5]张世昌，张加明，冯发华，等.福建耕地土壤有效硼空间分布及影响因素[J].中国农技推广，2021，37（5）：47-50.

[6]任志广，张勇刚，项波卡，等.植烟土壤有效硼、锌及其交互作用对烟叶硼、锌及品质的影响[J].中国土壤与肥料，2022（7）：197-205.

[7]姚旺，黎娟，向德明，等.龙山县植烟土壤有效硼含量空间分布及其影响因素[J].中国土壤与肥料，2019（6）：64-70.

[8]黎娟，邓小华，王建波，等.喀斯特地区植烟土壤有效硼含量分布及其影响因素：以湘西州烟区为例[J].土壤，2013，45（6）：1055-1061.

[9]李晓婷，张静，吕凯，等.云南省植烟土壤理化性状及其相关性研究[J].云南大学学报（自然科学版），2018，40（10）：1-11.

[10]江叶枫，钟珊，饶磊，等.江西省耕地土壤有效态微量元素含量空间变异特征及其影响因素[J].长江流域资源与环境，2018，27（5）：1159-1169.

[11]武婕，李玉环，李增兵，等.南四湖区农田土壤有机质和微量元素空间分布特征及影响因素[J].生态学报，2014，34（6）：1596-1605.

[12]全国农业技术推广服务中心.土壤分析技术规范[M].北京：中国农业出版社，2006.

[13]黄兰，周卫军，崔浩杰，等.湖南柑橘土壤中微量养分特征及施肥对策[J].土壤，2020，52（2）：287-293.

[14]黄水杨.永春县土壤微量元素状况及其使用[J].福建农业科技，1984（2）：34-35.

[15]姚建族，章明清，李娟.永春县水稻土肥力状况及其若干指标演变特点[J].福建农业学报，2014，29（1）：82-87.

[16]曹榕彬.耕地土壤中微量元素含量空间分布及施肥对策[J].土壤通报，2018，49（3）：646-652.

[17]张春，周冀衡，杨荣生，等.云南曲靖不同海拔烟区土壤和烟叶硼含量的分布状况及相关性[J].中国烟草学报，2010，16（6）：48-53.

[18]田鵬，闫晨兵，田明慧，等.湘西植烟土壤有效硼时空变异及影响因素研究[J].中国土壤与肥料，2019（3）：42-48.

[19]金立新，唐金荣，刘爱华，等.成都地区土壤硼元素含量及其养分管理建议[J].第四纪研究，2005，25（3）：363-369.

[20]穆桂珍，罗杰，蔡立梅，等.广东揭西县土壤微量元素与有机质和pH的关系分析[J].中国农业资源与区划，2019（10）：208-215.

[21]韦秀龙，周晔，黄训文，等.广西百色植烟区土壤及烟株硼含量特征研究[J].地球与环境，2022（6）：856-862.

[22]王政，林跃平，杨海燕，等.保山植烟土壤有效硼质量分数分布及其影响因素[J].西南大学学报（自然科学版），2020，42（8）：26-32.

[23]胡瑞文，刘勇军，唐春闺，等.稻作烟区土壤硼钼养分垂直分布及与有机质的关系[J].中国烟草科学，2020，41（3）：9-15.

[24]邹凯，邓小华，李永富，等.邵阳烟区植烟土壤有效硼含量及空间分布研究[J].中国农学通报，2014，30（20）：175-180.

（责任编辑：林玲娜）

收稿日期：2023-01-23

作者简介：陈燕华，女，1989年生，硕士，农艺师，主要从事土壤肥料技术推广工作。