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土壤是植物所需微量元素的给源，土壤微量元素的供给情况与植物生长和产量、质量密切相关[1].土壤硼作为烤烟正常生长发育必需的微量元素之一，参与烟株碳水化合物、蛋白质的代谢运输、生物碱合成以及营养物质相互作用等过程，对烟草生长发育和烟叶产量、质量具有重要影响[2-5].胡国松等[2]，张颖[6]研究认为植烟土壤有效硼临界值为0.4 mg/kg，低于此值时烤烟会出现不同程度的缺硼现象；而陈江华等[7]报道全国植烟土壤有效硼适宜质量分数为0.5~1.0 mg/kg；黎娟等[8]评价湘西植烟土壤有效硼适宜质量分数0.3~0.6 mg/kg.目前，程昌新等[9]、谭智勇等[10]、胡志明[11]对保山烟区植烟土壤的有效硼质量分数进行了丰缺评价，但未见对保山植烟土壤有效硼影响因素的分析.此外，不同烤烟生态区土壤有效硼质量分数的影响因素及其影响程度有所差异[8, 12-13].因此，本文以保山的植烟土壤为材料，系统研究了保山市4县1区的植烟土壤有效硼质量分数的总体状况、分布频率与空间分布特征，并侧重分析了保山植烟土壤类型、土壤质地、海拔高度、土壤pH值、有机质、碱解氮等因素对有效硼质量分数的影响，以期为保山植烟土壤硼素营养差异化管理和决策硼肥施用量等烤烟关键生产技术提供理论依据，同时对提升保山烟叶产量和品质具有重要意义.
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2016年与2017年在保山市的隆阳区、腾冲市、昌宁县、施甸县、龙陵县等4县1区采集具有代表性的植烟土壤样品677个(图 1).每个点的土样采集位置和海拔均用GPS定位，采样时间均在每年4月份的烤烟移栽施肥前，采集方法均为S形随机10点采集0~20 cm耕层土壤，剔除根系、砾石等杂物后混匀，制成0.5 kg左右的混合土样带回实验室进行测定.
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土壤pH值采用电位测定法(水土比为2.5:1)；有机质、速效氮、速效磷和速效钾分别采用重铬酸钾外加热法、碱解扩散法、碳酸氢钠浸提钼蓝比色法和醋酸铵浸提—火焰光度法；水溶性氯离子、交换性钙、交换性镁和有效锌采用原子吸收分光光度法；有效硼采用甲亚胺比色法进行测定.
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根据陈江华等[7]的植烟土壤养分分级方法，将土壤有效硼质量分数分为很低(＜0.2 mg/kg)、低(0.2~0.5 mg/kg)、适宜(0.5~1.0 mg/kg)、高(1.0~1.5 mg/kg)和很高(≥1.5 mg/kg)5个等级(全文取值范围均包括前值).
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采用SPSS 18.0和Excel 2010对数据进行方差分析、多重比较、相关分析和回归分析等.并应用ArcGIS 10.2软件以克里格方法插值绘制保山市植烟土壤有效硼质量分数的空间分布图.
1.1. 土壤样品采集
1.2. 土壤测定方法[14-15]
1.3. 土壤有效硼质量分数分级标准
1.4. 土壤数据处理及空间分布图绘制
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由表 1可知，总体上，保山市植烟土壤有效硼质量分数平均值0.54 mg/kg，处于适宜水平；变化幅度0.03~2.68 mg/kg，变异系数76.75%，为强变异.就5个主产烟区而言，植烟土壤有效硼质量分数平均值变化范围0.41~0.64 mg/kg，从高到低依次为施甸、腾冲、昌宁、隆阳、龙陵，除龙陵偏低外，其他4县处于适宜水平；变异系数为68.74%~96.02%，均为强变异，从大到小依次为龙陵、腾冲、昌宁、隆阳、施甸；同时，5个地区之间硼质量分数差异有统计学意义，施甸极显著高于龙陵.
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由表 2可知，整体上，保山植烟土壤有效硼质量分数处于适宜范围内的样本占26.44%，低和很低的分别占48.60%和12.41%，高和很高的分别占8.27%和4.28%，表明保山61.01%的植烟土壤有效硼质量分数缺乏，不能满足烟叶正常生长发育的需求，需增加硼肥应用.同时，隆阳、腾冲、昌宁、施甸和龙陵5个地区的植烟土壤有效硼质量分数处于适宜范围内的样本分别占29.55%，21.66%，31.10%，32.85%和11.63%，从大到小依次为施甸、昌宁、隆阳、腾冲、龙陵；在低和很低范围内的样本分别占62.88%，63.69%，57.93%，48.18%和79.07%，从大到小依次为龙陵、腾冲、隆阳、昌宁、施甸.
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由图 2可知，总体上，保山大部分分布区域的植烟土壤有效硼质量分数以0.2~0.5 mg/kg和0.5~1.0 mg/kg为主；其中，西南部和东南部以0.2~0.5 mg/kg为主，北部和中部以0.5~1.0 mg/kg为主.同时，腾冲县和龙陵县的交接处存在一个低值区域，施甸县的北部存在一个高值区域.
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由图 3可知，保山5个海拔高度组(＜1 400 m，1 400~1 600 m，1 600~1 800 m，1 800~2 000 m和≥2 000 m)的植烟土壤有效硼平均质量分数为0.50~0.67 mg/kg，其中1 800~2 000 m组和1 400~1 600 m组较高，＜1 400 m组最低；且差异无统计学意义(F=0.377；sig.=0.825)；并表现为随海拔升高而升高趋势(回归方程为y=0.020 2 x+0.556 7，R2=0.219).同时，5个海拔高度组的植烟土壤有效硼质量分数在适宜范围内的样本占到29.28%~53.84%，其中≥2 000 m组最高，1 600~1 800 m组最低.
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保山植烟土壤类型主要为红壤、水稻土和紫色土.由图 4可知，3种土壤类型的有效硼平均质量分数为0.51~0.57 mg/kg，由高到低依次为水稻土、红壤、紫色土，且质量分数未达到统计学意义(F=0.292；sig.=0.747).同时，3种土壤类型对应的有效硼质量分数在适宜范围内的样本占到21.87%~22.67%，由高到低依次为红壤、水稻土、紫色土.
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根据卡庆斯基制土壤质地分类，将保山植烟土壤物理性黏粒质量分数(＜0.01 mm)分为＜30%，30%~45%，45%~60%和≥60%等4个粒级段.由图 5可知，4个粒级段的植烟土壤有效硼的平均质量分数为0.57~1.17 mg/kg，且差异有统计学意义(F=8.797，sig.=0.000)，主要为＜30%组极显著高于45%~60%组和≥60%组；并表现为随物理性黏粒质量分数升高而降低趋势(回归方程为y=-0.190 4 x+1.357 7，R2=0.970).同时，4个粒级段的植烟土壤有效硼质量分数在适宜范围内的样本占到27.78%~43.21%，以45%~60%组最高，＜30%组最低.
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由图 6可知，保山6个pH组的植烟土壤有效硼的平均质量分数为0.38~0.66 mg/kg，从高到低依次为7.0~7.5组，≥7.5组，5.5~6.5组，4.5~5.5组，6.5~7.0组，＜4.5组，且差异有统计学意义(F=2.297，sig.=0.044). 7.0~7.5组，≥7.5组的有效硼质量分数显著高于＜4.5组；并表现为随pH升高而升高趋势(回归方程为y=0.039 2 x+0.394 7，R2=0.665).同时，6个土壤pH组的有效硼质量分数在适宜范围内的样本占到15.38%~34.62%，以土壤pH值为7.0~7.5组最高，＜4.5组最低.
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由图 7可知，保山6个植烟土壤有机质组对应的有效硼平均质量分数为0.26~0.66 mg/kg，从高到低依次为30~40组，≥50组，40~50组，20~30组，10~20组，＜10组，且差异有统计学意义(F=10.511，sig.=0.000)，有机质质量分数30~40组，40~50组和≥50组极显著高于＜10组和10~20组；并表现为随有机质质量分数升高而升高的趋势(回归方程为y=0.081 3 x+0.236 6，R2=0.854).同时6个植烟土壤有机质组的有效硼质量分数在适宜范围内的样本占到4.54%~37.84%，以土壤有机质质量分数≥50组最高，＜10组的最低.
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由表 3可知，保山植烟土壤有效硼质量分数与土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷、交换性镁和有效锌质量分数呈显著正相关.
2.1. 总体描述统计分析
2.2. 有效硼质量分数分布
2.2.1. 分布特征
2.2.2. 空间分布
2.3. 影响因素分析
2.3.1. 海拔高度
2.3.2. 土壤类型
2.3.3. 土壤质地
2.3.4. 土壤pH
2.3.5. 土壤有机质
2.3.6. 土壤其他养分与有效硼相关性分析
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保山市植烟土壤有效硼质量分数整体上属于适宜水平，且4县1区间差异有统计学意义，由大到小依次为施甸、腾冲、昌宁、隆阳、龙陵，施甸最高，龙陵最低，且龙陵有效硼质量分数均值偏低.这与谭智勇等[10]，龚玖零[16]的研究结果一致，但与程昌新等[9]，胡志明[11]的研究结论有出入.这可能与采样时间、采样地点不同有关.胡志明研究发现保山植烟土壤有效硼质量分数年度间不均衡，达到极显著水平[11].同时，保山植烟土壤有效硼质量分数分布频率和空间分布表明，保山西南部和东南部的植烟土壤有效硼质量分数偏低，北部和中部适宜；偏低的样本占61.01%，说明保山超过一半的植烟土壤缺硼，而大多数研究表明，土壤有效硼质量分数与烟叶硼质量分数呈正相关[17-18].缺硼可能引起烤烟生长停滞，影响烟株的生理生化反应，进一步影响烟叶的产量与品质.研究发现，在缺硼土壤上增施硼肥，有利于增强烟株的光合作用，促进农艺性状、协调烟叶化学成分、提高烟叶的工业可用性[19-20].因此，保山市针对缺硼区域，注重硼肥的施用，对烟田的分区管理和因地施肥具有重要的指导意义.
影响植烟土壤有效硼质量分数的因素很多，研究报道如海拔、成土母质、土壤类型、土地利用程度、有机质、pH等对有效硼质量分数均有影响[8, 12-13].本文从保山市植烟土壤海拔、土壤类型、土壤质地、土壤pH、有机质和其他养分入手，发现土壤质地、pH值、有机质、碱解氮、速效磷、交换性镁和有效锌质量分数对植烟土壤有效硼质量分数有显著影响.其中，土壤质地影响硼在土壤中的移动，一般质地黏的土壤，硼不易淋失，能保持较多的有效硼；而质地较轻土壤硼易遭淋失[21].保山市植烟土壤有效硼质量分数以物理性黏粒质量分数＜30%的较高，随物理性黏粒质量分数升高而降低，这可能与样品采集点的海拔高度、成土母质、土壤类型、有机肥施用量等不同有关.土壤pH是影响土壤有效硼的另一个重要因素，一般的酸性土壤能增加微量元素的溶解性，有效硼质量分数较高[22].保山市植烟土壤有效硼质量分数随pH值升高而有升高的趋势，这与黎娟等[8]对湘西烟区、龚智亮等[23]对福建烟区、金立新等[24]对成都烟区的植烟土壤有效硼质量分数研究结果相似，这可能是由于气候条件降雨量的原因，酸性土壤的有效硼容易被淋洗，降低了有效硼质量分数[25].因此，酸性植烟土壤在降雨量较高的情况下，应根据烤烟的生长状况，注意叶面及时补充硼肥，以免影响烟叶产量和质量.土壤有机质与有效硼质量分数呈极显著正相关，随着有机质质量分数的升高而升高，这与前人研究结果[8, 12, 26]基本一致.有机质能与硼产生吸附或螯合等而固定硼免受淋洗，又可矿化释放硼有利于提高土壤中有效硼质量分数.同时，土壤中大量元素、微量元素与硼之间不是孤立的，而是相互制约、相互促进的，本研究中保山市植烟土壤碱解氮、速效磷、交换性镁和有效锌质量分数均与有效硼质量分数呈显著正相关.
因此，保山市可根据植烟土壤有效硼的空间分布特征和影响因素，针对不同区域采取硼肥差异化管理方案.对于有效硼质量分数偏低的植烟土壤，通过调节土壤pH、增加有机肥料、改进施肥技术如增加有利于提高有效硼的营养元素应用以及适当补充硼肥等措施，改善植烟土壤的物理特性、化学性质或微生物活力，提高植烟土壤有效硼的质量分数，有利于烟叶生长发育，提升烟叶产量和品质，从而促进保山市烟草产业的可持续发展.
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保山市植烟土壤有效硼质量分数平均值0.54 mg/kg，变幅在0.03~2.68 mg/kg之间，变异系数为76.75%；处于适宜范围内的样本占26.44%，偏低的样本占61.01%；空间分布上西南部和东南部的植烟土壤有效硼质量分数偏低，北部和中部适宜.同时，4县1区的植烟土壤有效硼质量分数总体上龙陵偏低，其他适宜，平均值为0.41~0.64 mg/kg，从高到低依次为施甸、腾冲、昌宁、隆阳、龙陵，施甸极显著高于龙陵；处于适宜范围内的样本占11.63%~32.85%，偏低的样本占48.18%~79.07%.保山市植烟土壤有效硼质量分数海拔间和土壤类型间差异无统计学意义，而土壤pH值、物理性黏粒质量分数、有机质间差异有统计学意义，且随物理性黏粒质量分数升高表现出降低的趋势，随pH值和有机质质量分数升高表现出升高的趋势，并与土壤碱解氮、速效磷、交换性镁和有效锌质量分数呈显著正相关.
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