泉州市耕地土壤有效硼含量豐缺狀況評(píng)價(jià)與影響因素分析

摘 要：采集并分析泉州市耕地表層土壤樣品3607個(gè)，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法研究耕地土壤有效硼含量空間分布及其影響因素。結(jié)果表明：泉州市耕地土壤有效硼含量整體較缺乏，有效硼含量范圍為0.01～1.90 mg·kg-1，土壤有效硼含量平均為0.33 mg·kg-1，79.5%的耕地土壤有效硼含量處于很低或極低水平。土地利用方式、土壤類型、海拔高度、土壤理化性質(zhì)等均對(duì)土壤有效硼含量有不同程度影響，土壤有效硼含量區(qū)域差異較大，高海拔地區(qū)顯著低于低海拔地區(qū)。泉州市耕地土壤普遍缺硼，施用硼肥極有必要。

關(guān)鍵詞：土壤有效硼；空間分布；豐缺評(píng)價(jià)；影響因素；泉州市

中圖分類號(hào)：S 151 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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

硼是作物生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少又不能互相替代的營(yíng)養(yǎng)元素，被當(dāng)作“生殖元素”，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量與品質(zhì)有正向效應(yīng)[1]。若土壤有效硼含量過(guò)低，容易造成甘藍(lán)型油菜“花而不實(shí)”、花生“有殼無(wú)仁”和花椰菜的“褐心病”等現(xiàn)象，而高硼也會(huì)造成植物中毒，癥狀一般是從葉尖或葉緣褪綠，繼而出現(xiàn)黃褐色死斑或條紋，嚴(yán)重時(shí)枯死掉落[1-2]。研究表明，土壤有效硼含量受較多因素影響，包括土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤質(zhì)地、成土母質(zhì)類型、地形地貌和土壤水分等[3-5]，土壤有效硼含量呈現(xiàn)出時(shí)空變異的特征[6]。姚旺等[7]、黎娟等[8]研究發(fā)現(xiàn)，土壤有效硼含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH值呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，但土壤pH值過(guò)高或有機(jī)質(zhì)含量過(guò)高也可能導(dǎo)致土壤硼可給性低[1]。李曉婷等[9]研究發(fā)現(xiàn)，土壤有效硼含量存在隨物理性黏粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)先升高而降低的趨勢(shì)。黎娟等

[8]研究表明，不同類型植煙土壤有效硼含量差異達(dá)極顯著水平，依次為黃棕壤>水稻土>黃壤>石灰土>紅灰土>紅壤，且植煙土壤有效硼含量有隨海拔高度的升高而升高的趨勢(shì)。不同母質(zhì)發(fā)育和不同土地利用方式的土壤有效硼含量也有差異[10-11]。目前對(duì)土壤硼的研究主要集中在縣域尺度上，或者以煙區(qū)或茶區(qū)土壤為研究對(duì)象，對(duì)于市級(jí)尺度的土壤有效硼含量分布及其影響因素的研究較少。據(jù)第二次全國(guó)土壤普查資料，泉州市耕地土壤有效硼含量平均為0.023 mg·kg-1，遠(yuǎn)低于硼營(yíng)養(yǎng)臨界值（0.5 mg·kg-1）。

現(xiàn)距離第二次全國(guó)土壤普查已過(guò)去近40年，泉州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)已發(fā)生較大的變化，目前泉州市水果、蔬菜、花生、茶葉等經(jīng)濟(jì)作物種植面積已占總播種面積的58.8%，缺硼嚴(yán)重限制作物產(chǎn)量提高和品質(zhì)提升，而系統(tǒng)分析泉州市土壤有效硼含量和空間分布狀況的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，探明泉州市土壤有效硼含量狀況變化，對(duì)泉州市農(nóng)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)以及調(diào)整農(nóng)作物布局具有重要意義。

本研究以泉州市不同區(qū)域耕地土壤為研究對(duì)象，探究泉州市耕地土壤有效硼含量區(qū)域分布及豐缺狀況，分析不同土地利用方式、土壤類型、海拔高度、土壤理化性質(zhì)等對(duì)土壤有效硼含量的影響，以期為硼素養(yǎng)分管理與施肥決策提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

泉州市位于福建省東南沿海、臺(tái)灣海峽西岸，北緯24°22′～25°56′，東經(jīng)117°34′～119°05′，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，大部分地區(qū)年平均氣溫為19.5～21.0℃，全年無(wú)霜期長(zhǎng)，沿海地區(qū)基本無(wú)霜，≥10℃有效積溫為5610～7250℃。年日照時(shí)數(shù)為1800～2200 h。年降水量為1000～1800 mm，自東南部向西北部遞增，3月至9月降水量占全年的80%。主要土壤類型有水稻土、赤紅壤、黃壤、紅壤、潮土、濱海風(fēng)沙土、濱海鹽土等，主要種植作物有水稻、茶葉、蔬菜、甘薯、馬鈴薯、花生、果樹(shù)等。

1.2 樣品采集與分析

根據(jù)不同土地利用方式、土壤類型、成土條件和地貌特征等，在泉州全市11個(gè)縣（市、區(qū)）選擇有代表性耕地，按照“S”型或“梅花”型多點(diǎn)采集0～20 cm耕層混合土樣，采用四分法定量（每個(gè)土樣1 kg）包裝，自然風(fēng)干，去除砂礫、作物根系等雜物，過(guò)2 mm方孔篩備用。采集土樣的同時(shí)用GPS記錄每個(gè)土壤樣品的經(jīng)緯度和海拔高度，并填寫省市縣鄉(xiāng)村、土壤類型、種植作物、成土母質(zhì)、地形地貌等信息。

土壤有機(jī)質(zhì)用油浴加熱重鉻酸鉀氧化容量法，pH值用水土比2.5∶1電位法，土壤有效硼采用沸水提取-姜黃比色法，土壤質(zhì)地用比重計(jì)法[12]。

1.3 土壤有效硼分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

參照張世昌等[5]和黃蘭等[13]分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將土壤有效硼含量（mg·kg-1）分為5個(gè)等級(jí)：極低（≤0.25）、很低（0.25～0.50）、適宜（0.50～1.00）、豐富（1.00～2.00）、極豐富（>2.00）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo)有最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等。

2 結(jié)果與分析

2.1 泉州市土壤有效硼含量狀況分析

2.1.1 區(qū)域分析 由表1可知，泉州市土壤有效硼含量范圍為0.01～1.90 mg·kg-1，平均值為0.33 mg·kg-1，變異系數(shù)為82.49%，屬于強(qiáng)變異，表明土壤有效硼處于很低水平且分布極不平衡。從各縣（市、區(qū)）的多重比較結(jié)果來(lái)看，有效硼含量在縣域間存在極顯著（P<0.01，下同）差異，其中豐澤區(qū)最高，平均含量達(dá)到0.71 mg·kg-1，德化縣最低，平均含量為0.13 mg·kg-1；鯉城區(qū)、豐澤區(qū)、洛江區(qū)、泉港區(qū)和晉江市耕地土壤有效硼含量總體屬于適宜水平，石獅市、南安市、惠安縣和永春縣總體處在很低水平，安溪縣和德化縣的最低，屬于極低水平。各縣（市、區(qū)）耕地土壤有效硼含量大小排序：豐澤區(qū)>泉港區(qū)>鯉城區(qū)>晉江市>洛江區(qū)>石獅市>永春縣>惠安縣>南安市>安溪縣>德化縣?？傮w而言，全市土壤有效硼含量呈現(xiàn)出從沿海向山區(qū)逐漸降低的趨勢(shì)。11個(gè)縣（市、區(qū)）的耕地土壤有效硼含量的變異系數(shù)為31.45%～90.80%，為中等強(qiáng)度至強(qiáng)變異。

2.1.2 豐缺狀況分析 由表2可知，泉州市耕地土壤樣品中有效硼含量≤0.25 mg·kg-1（極低水平）的比例達(dá)到49.9%，0.25～0.50 mg·kg-1（很低水平）的土壤樣品占29.6%，0.50～1.00 mg·kg-1（適宜水平）的土壤樣品占17.9%，有效硼含量>1.00 mg·kg-1（豐富或極豐富）的土壤樣品僅占2.6%?？芍菔?9.5%的耕地土壤有效硼含量處于很低或極低水平，說(shuō)明泉州市耕地土壤硼的供應(yīng)不足，應(yīng)重視硼肥施用。

2.2 泉州市土壤有效硼含量的影響因素分析

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見(jiàn)表3。由表3可知，水田土壤有效硼平均含量為0.34 mg·kg-1，旱地土壤有效硼平均含量為0.33 mg·kg-1，水田土壤有效硼含量略高于旱地土壤，二者無(wú)顯著差異（P＞0.05，下同）。

2.2.2 土壤類型 由表4可知，7種土壤類型的有效硼含量平均值在0.22～0.40 mg·kg-1，黃壤的有效硼含量最低，方差分析結(jié)果表明，濱海鹽土、潮土、濱海風(fēng)沙土的土壤有效硼含量顯著（P<0.05，下同）高于紅壤和黃壤，水稻土和赤紅壤之間無(wú)顯著差異。各土壤類型耕地土壤有效硼含量大小排序：濱海風(fēng)沙土、濱海鹽土、潮土>赤紅壤>水稻土>紅壤>黃壤。由此看出紅壤和黃壤更應(yīng)重視硼肥施用。

2.2.3 海拔高度 根據(jù)土樣采集地點(diǎn)的海拔高度將樣本分為5個(gè)海拔高度組，分別統(tǒng)計(jì)其土壤有效硼平均含量。由表5可知，隨著海拔高度的升高，耕地土壤有效硼含量逐漸降低，其中海拔高度≤200 m的土壤有效硼含量最高，平均值為0.41 mg·kg-1，極顯著高于其他海拔高度組，海拔高度400～600 m組和海拔高度600～800 m組之間土壤有效硼含量無(wú)顯著差異。

2.2.4 土壤理化性質(zhì) 不同質(zhì)地土壤有效硼含量變化見(jiàn)表6，砂土、壤土和黏土的有效硼含量分別為0.34、0.32和0.41 mg·kg-1，黏土的有效硼含量極顯著高于其他兩個(gè)質(zhì)地土壤，而砂土和壤土之間無(wú)顯著差異。

將土壤樣品的有機(jī)質(zhì)含量按≤10、10～15、15～25、25～30、>30 g·kg-1分為5組，分別統(tǒng)計(jì)土壤有效硼平均含量。由表7可知，5個(gè)有機(jī)質(zhì)含量分組的土壤有效硼含量平均在0.31～0.35 mg·kg-1，有隨土壤有機(jī)質(zhì)含量升高而升高的趨勢(shì)；有機(jī)質(zhì)含量>30 g·kg-1的土壤有效硼平均含量最高，達(dá)到0.35 mg·kg-1，顯著高于≤10 g·kg-1組；其他有機(jī)質(zhì)含量分組差異不顯著。

將土壤有效硼含量按土壤pH值分為5組，由表8可知，各分組間有效硼平均含量均低于硼素營(yíng)養(yǎng)臨界值0.5 mg·kg-1，土壤有效硼含量隨著土壤pH值升高而升高，pH值在5.5～6.5、6.5～7.5和>7.5的分組極顯著高于pH值≤4.5和4.5～5.5的分組，pH值≤4.5和4.5～5.5的分組之間無(wú)顯著差異，pH值在5.5～6.5、6.5～7.5和>7.5的分組之間也無(wú)顯著差異。土壤pH值＜7.5時(shí)，隨著pH值提高土壤有效硼含量增加，但當(dāng)pH值＞7.5后，土壤有效硼含量呈下降趨勢(shì)。

3 討論

本研究結(jié)果表明，泉州市耕地土壤有效硼含量整體屬于缺乏水平，縣域間的土壤有效硼含量具有較大差異，呈現(xiàn)出從沿海向山區(qū)逐漸降低的趨勢(shì)。造成這種差異可能與生產(chǎn)中農(nóng)戶施肥習(xí)慣和成土母質(zhì)類型有關(guān)。一方面，泉州市郊包括鯉城區(qū)、豐澤區(qū)和洛江區(qū)以蔬菜為主的種植制度更重視硼肥的施用，且沿海地區(qū)泉港、晉江、石獅等地大面積種植花椰菜、胡蘿卜等會(huì)基施或葉面噴施硼肥；另一方面，濱海鹽土、潮土、濱海風(fēng)沙土的土壤有效硼含量顯著高于紅壤和黃壤，它們的母質(zhì)類型主要是第四紀(jì)沉積物包括海積物、風(fēng)積物和沖積物等，母質(zhì)含硼較高，而紅壤、黃壤主要分布在高海拔地區(qū)安溪、永春和德化等地，成土母巖大多是花崗巖、流紋巖等含硼量最低的酸性巖石風(fēng)化搬運(yùn)沉積而成等，以坡積母質(zhì)為主，其土壤酸性強(qiáng)，對(duì)硼吸附力弱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，泉州市濱海風(fēng)沙土面積2404.76 hm2，76.4%分布在晉江和石獅，濱海鹽土面積1246.86 hm2，85.7%分布在晉江和惠安。需要說(shuō)明的是，從地域分類看，永春縣屬于山區(qū)，其土壤有效硼平均含量為0.37 mg·kg-1，高于沿海地區(qū)的惠安縣和南安市（部分屬于山區(qū)，部分屬于沿海），主要原因在于第二次土壤普查后永春縣農(nóng)業(yè)部門高度重視硼肥試驗(yàn)研究和推廣應(yīng)用[14-15]。

本研究結(jié)果表明，土壤類型、海拔高度、土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)和pH值均對(duì)土壤有效硼含量有顯著影響。土壤有效硼含量表現(xiàn)出隨海拔高度降低而逐漸升高的趨勢(shì)，這與曹榕彬[16]的研究結(jié)論一致，但與張春等[17]、黎娟等[8]的研究結(jié)論不一致。研究區(qū)域中高海拔地區(qū)的土壤有效硼含量顯著低于低海拔地區(qū)，一方面原因可能在于隨著海拔升高而溫度下降且高海拔地區(qū)易受風(fēng)雨影響，土壤有效硼淋失較大，而且高海拔地區(qū)的紅壤、黃壤土壤受成土母質(zhì)等影響有效硼含量較低，另一方面低海拔地區(qū)主要在沿海地區(qū)，土壤類型主要是濱海鹽土、濱海風(fēng)沙土和潮土，受成土母質(zhì)、鹽分和種植制度等影響土壤有效硼含量較高。因此，高海拔地區(qū)更要加強(qiáng)硼肥施用。

一般而言，質(zhì)地粗的土壤對(duì)硼的吸附作用小，土壤有效硼容易淋失，而質(zhì)地細(xì)的黏性土壤對(duì)硼有較強(qiáng)的吸附作用，可以對(duì)土壤硼濃度的變化起到緩沖作用[3]。本研究結(jié)果與其結(jié)論類似，黏土的有效硼含量極顯著高于砂土和壤土兩個(gè)質(zhì)地的土壤。本研究中，土地利用類型對(duì)土壤有效硼的影響不顯著，這與武婕等[11]的研究結(jié)論一致，與田鵬等[18]的研究結(jié)論不一致。

大多數(shù)研究表明，土壤中有效硼和pH有較好的正相關(guān)性[8，19]，土壤pH會(huì)通過(guò)影響土壤對(duì)硼吸附和解吸來(lái)影響土壤硼的有效性，也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)這兩者之間的關(guān)系不明顯或負(fù)相關(guān)[20-21]。本研究中，當(dāng)土壤pH值＜7.5時(shí)，隨著pH值的提高土壤有效硼含量增加，但當(dāng)pH值＞7.5后，土壤有效硼含量有下降的趨勢(shì)，這與王政等[22]的研究結(jié)果類似。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析，泉州市土壤pH值范圍為3.1～8.7，pH≤5.5的酸性面積的占比65.8%，土壤酸化嚴(yán)重，特別是山區(qū)縣，pH>7.5的比例僅占0.6%，因此pH>7.5土壤有效硼含量變化趨勢(shì)需進(jìn)一步研究。

通常認(rèn)為有機(jī)質(zhì)含量高的土壤，其全硼和有效硼的含量也相對(duì)較高，但土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤硼含量的影響存在爭(zhēng)議，有研究表明土壤有機(jī)質(zhì)與土壤有效硼含量呈極顯著正相關(guān)[22-23]，也有研究認(rèn)為這兩者之間并沒(méi)有很好的相關(guān)性[24]。在本研究中土壤有效硼含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量之間沒(méi)有顯著線性關(guān)系，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)本研究區(qū)域土壤pH平均值為5.21，與穆桂珍等[20]研究區(qū)域土壤pH值5.22類似，其研究也表明土壤有效硼與土壤有機(jī)質(zhì)含量的線性關(guān)系不顯著，結(jié)果說(shuō)明可能在于弱酸性土壤條件下，硼元素的生物有效性更易受到土壤酸度的影響。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，泉州市耕地土壤有效硼含量總體上偏低，平均值為0.33 mg·kg-1，79.5%的耕地土壤有效硼含量低于缺硼的臨界值。土壤類型、海拔高度、土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)和pH值均對(duì)土壤有效硼含量有一定影響。沿海地區(qū)土壤有效硼含量顯著高于山區(qū)，濱海鹽土、潮土、濱海風(fēng)沙土有效硼含量顯著高于紅壤和黃壤，耕地土壤有效硼含量有隨土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量升高而升高、隨海拔升高而降低的趨勢(shì)。建議在生產(chǎn)中應(yīng)注重硼肥施用，特別是對(duì)硼敏感作物如油菜、花椰菜、花生、胡蘿卜等，可采取基施與葉面噴施相結(jié)合的方法，同時(shí)應(yīng)注重有機(jī)肥施用和土壤酸性改良，以保持土壤有機(jī)質(zhì)和pH值，提高土壤硼的有效性。

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（責(zé)任編輯：林玲娜）

收稿日期：2023-01-23

作者簡(jiǎn)介：陳燕華，女，1989年生，碩士，農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料技術(shù)推廣工作。