利川地处湖北西南边陲，属云贵高原东延部分，巫山余脉和武陵山北上余脉交汇部，清江、郁江发源地。东南接恩施、咸丰，西北与重庆市的奉节、云阳、万州、石柱、黔江、彭水相邻。南北跨北纬29˚42'~30˚39'，长105 km，属亚热带；东西贯东经108˚21'~109˚18'，宽92 km，国土面积4605.53 km²。辖14个乡镇(办事处)，2021年户籍总人口91.75万，常住人口71.44万。是恩施州面积最大、人口最多的县级市。境内山地、峡谷、丘陵、山间盆地及河谷平川相互交错，120余万亩耕地镶嵌其间，占国土面积的17.39%。城区位于中部盆地偏东部位，海拔1079.5米，高于周边各县市。

2022年度利川市耕地质量等级评价项目所采土壤样品338个，其中水田95个、旱地243个，覆盖全市13个乡镇(见 图1 )，都亭办事处属城区，耕地面积较小未采样；佛宝山开发区归入汪营镇。采样时间为当年11~12月，作物收获后。以自然田块为采样单元，按NY/T1121.1-2006要求采集耕层土样。

土样委托湖北省地矿局恩施实验室检测，检测了耕地土样的有效硼、pH、有机质等项目。检测方法及标准见 表1 。称取10.00 g过2 mm孔径筛的风干土样于250 mL石英锥形玻璃瓶中，加20.00 mL 1 g/L七水硫酸镁溶液煮沸5 min稍冷过滤，取滤液4 mL于10 mL比色管中，加入0.5 mL 0.2 mol/L酸性高锰酸钾溶液，摇匀放置2~3 min，加入0.5 mL 0.1 g/mL抗坏血酸溶液摇匀，待紫红色消褪且褐色的二氧化锰沉淀完全溶解后，加入5.00 mL混合显色剂显色，放置1小时后于分光光度计波长415 nm处用2 cm光径比色皿比色，测定计算土壤有效硼含量。称取10.00 g过2 mm孔径筛的风干土样于50 mL高型烧杯中，加去CO₂水25 mL (土液比为1:2.5)用搅拌器搅拌1 min，使土粒充分分散，放置30 min后用酸度计测定土壤pH。准确称取0.0500~0.5000 g过0.25孔径筛的风干土样，放入硬质试管中，准确加入10.00 mL 0.4 mol/L重铬酸钾–硫酸溶液，摇匀并在试管口插入一玻璃漏斗，用铁笼盛装放入170℃~180℃油浴中加热，沸腾5 ± 0.5 min后冷却片刻，将试管中消煮液及土壤残渣无损转入250 mL三角瓶中，加3滴邻菲啰啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定测定土壤有机质含量。

全国对土壤有效硼含量的分级标准较多，一般都根据含量分为高、较高、中、较低、低5级，较有代表性的有( 表2 )：A全国第二次土壤普查分级标准 [6] ，还把有效硼临界值定为0.50 mg/kg；B《湖北省耕地质量监测指标分级标准》(鄂耕肥[2018] 16号)；C《微量元素营养与微肥施用》 [7] 中的4级标准；D黎根等 [4] 、罗建新等 [8] 对烟区的分级标准。本文按B《湖北省耕地质量监测指标分级标准》进行评价，并引用A中临界值；按雷志栋等 [9] 的<10%为弱变异、10%~100%为中等变异、>100%为强变异划分变异系数(RSD%)；用《县域耕地资源管理信息系统》绘制采样点图；Excel作数据统计及相关性分析。

利川耕地有效硼含量及分布见 表3 、 表4 。全市点位均值0.345 ± 0.218 (标准差) mg/kg，含量较低，变幅0.057~2.208 mg/kg，变异系数63.32%，中等变异；较高及以上水平占比不足1.5%，15%的样点处于中等水平，近83%处于较低及以下水平，耕地有效硼整体缺乏。较高及以上水平仅5个点，高水平1个点位于海拔728 m的低山，忠路镇合力村，为河流冲积物发育的潮土；较高水平4个点分别位于汪营镇的兴隆(碳酸盐岩发育的黄棕壤)、十户场(河流冲积物发育的水稻土)、石碾坝村(碳酸盐岩发育的水稻土)，文斗镇的板桥村(碳酸盐岩发育的黄棕壤)，海拔都在1000 m以上。

各乡镇有效硼均值0.238~0.539 mg/kg，相差1.26倍；极大值0.482~2.208 mg/kg，相差3.58倍；极小值0.057~0.247 mg/kg，相差3.33倍；极差0.355~2.151 mg/kg，相差5.06倍；标准差0.096~0.371 mg/kg，相差2.86倍；变异系数36.42%~103.45%，仅忠路镇为强变异，其它乡镇为中等变异都未超过60%。由高到低为：元堡、汪营、文斗、东城、团堡、忠路、凉雾、沙溪、南坪、柏杨坝、谋道、建南、毛坝，仅元堡均值为中等，且明显高于其它乡镇，其它乡镇都为较低水平；城区正南(毛坝)、正北部(柏杨坝)及齐跃山脉以西(建南、谋道)的耕地有效硼含量相对更低，建南、毛坝的全部点位为较低及以下水平，南坪、柏杨坝、谋道90%的点位为较低及以下水平。

耕地不同海拔区域的有效硼点位均值0.338~0.363 mg/kg ( 表5 )，差异不大，处于较低水平，高山 > 低山 > 二高山；极大值出现在低山，极小值出现在二高山；都为中等变异，但低山的标准差和变异系数比二高山和高山要高出很多。 表6 显示，不同海拔区域耕地有效硼分级频率差异不大，土壤有效硼含量与海拔高度无明显相关性。

不同利用类型的有效硼点位均值( 表7 )都较低，水田(水稻土)略高于旱地；变异系数也相当，中等变异，土壤有效硼与利用类型无明显相关性。水田0.347 ± 0.221 mg/kg (n = 95)，变幅0.091~1.322 mg/kg，高水平无分布、较高水平仅2个点位、中等水平近20%、较低水平超过一半、低水平约占30%；旱地0.344 ± 0.218 mg/kg (n = 243)，变幅0.057~2.208 mg/kg，高、较高含量分别为1个和2个点位，中等含量近15%，较低含量超过60%，低含量约占1/4 ( 表8 )。

不同土类的有效硼点位均值( 表7 ) 0.281~0.512 mg/kg，相差较大，潮土处于中等水平且为强变异、其它处于较低水平为中等变异。由高到低为：潮土、黄棕壤、黄壤、棕壤、石灰土、紫色土，土壤有效硼与土类应有一定相关性。

潮土0.512 ± 0.565 mg/kg (n = 12)，变幅0.138~2.208 mg/kg，极差最大，1个点位含量高、较高含量无分布、中等含量占1/4、较低含量占一半、低含量约为1/5；黄棕壤0.361 ± 0.198 mg/kg (n = 144)，变幅0.057~1.349 mg/kg，极差居第二，高含量无分布、2个点位含量较高、中等含量近1/5、较低含量达60%、低含量约1/5；黄壤0.310 ± 0.183 mg/kg (n = 16)，变幅0.125~0.749 mg/kg，高、较高含量无分布，中等含量近1/5，较低含量超过1/3，低含量达40%以上；棕壤0.302 ± 0.131 mg/kg (n = 14)，变幅0.113~0.595 mg/kg，极差相对较小，高、较高含量无分布，中等含量仅1个点位，较低含量达60%以上，低含量占近30%；石灰土0.296 ± 0.111 mg/kg (n = 19)，变幅0.085~0.491 mg/kg，极差最小，高、较高、中等含量无分布，较低含量占近80%，低含量超过1/5；紫色土0.281 ± 0.149 mg/kg (n = 38)，变幅0.090~0.757 mg/kg，高、较高含量无分布，中等含量仅2个点位，较低含量占近60%，低含量超过1/3 ( 表8 )。

不同成土母岩母质发育的耕地有效硼点位均值( 表9 ) 0.299~0.454 mg/kg，都处于较低水平，有一定差异。由高到低为：河流冲积物、第四纪黏土、碳酸盐岩、泥质砂页岩、紫色页岩、石英砂岩；河流冲积物和碳酸盐岩的极差较大，其它母岩母质相当；河流冲积物为强变异、其它为中等变异；土壤有效硼含量与成土母岩母质应有一定相关性。

河流冲积物0.454 ± 0.467 mg/kg (n = 21)，变幅0.110~2.208 mg/kg，高、较高水平各1个点位，中等水平近1/5，较低水平近一半，低水平近1/4；第四纪黏土0.370 ± 0.225 mg/kg (n = 36)，变幅0.119~0.963 mg/kg，高、较高水平无分布，中等水平超过1/5，一半为较低水平，低水平超过1/4；碳酸盐岩0.366 ± 0.201 mg/kg (n = 130)，变幅0.085~1.349 mg/kg，高含量无分布，3个点位含量较高，中等含量超过15%，60%以上含量较低，15%以上含量低；泥质砂页岩0.310 ± 0.162 mg/kg (n = 56)，变幅0.057~0.813 mg/kg，高、较高水平无分布，中等水平占15%以上，较低水平近60%，低水平近30%；紫色页岩0.306 ± 0.170 mg/kg (n = 71)，变幅0.090~0.807 mg/kg，高、较高水平无分布，中等水平占10%以上，较低水平近60%，低水平达30%以上；石英砂岩0.299 ± 0.176 mg/kg (n = 24)，变幅0.143~0.877 mg/kg，高、较高水平无分布，中等水平占10%以上，较低水平占一半，低水平近40% ( 表10 )。

运用Excel数据分析中的相关系数分析求得耕地有效硼与海拔高度、土壤有机质、pH的相关系数(r)，公式 $z=r\sqrt{N-1}$计算统计量z值(n > 30)，再运用给定概率正态分布的区间点函数NORMINV (分布概率为0.05/2、0.01/2，算术平均值为0，标准差为1)求z的95%、99%临界值，结果表明利川耕地有效硼与土壤有机质及pH呈极显著正相关，与海拔高度不相关( 表11 )。

注：用NORMINV计算z_0.05、z_0.01分别为1.96、2.58。“^**”表示相关性极显著。

硼是植物必需的微量元素，植物体内含量一般为干物质的百万分之一至万分之三，不同器官中含量各不相同，以叶子最高，茎、根、果实、种子等低于叶；花的含量也很高，且以子房和柱头的含量最高 [10] 。但硼不是作物体内的结构成分，还没发现作物体内含硼的有机化合物，但它对作物的某些生理过程有着特殊的影响。主要表现为 [10] ：一是对作物体内碳水化合物的运转起重要作用，缺硼使蔗糖的运输速度下降；二是对作物生殖器官的建成不可缺少；三是对作物的光合作用也有影响，叶绿体中硼的相对浓度较高；四是硼能提高作物的抗性，干旱条件下作物特别需要硼。不同种类植物对硼的需求量差异较大，双子叶植物显著高于单子叶植物，根据其对硼敏感程度不同可分为三类 [11] ：一是高敏感植物，对硼需求量大，主要有苜蓿、甜菜、红三叶草、萝卜、甘蓝、花椰菜、向日葵、油菜、苹果等；中敏感植物，对硼需求量中等，主要有棉花、烟草、番茄、甘薯、花生、胡萝卜、莴苣、桃、梨、大豆、豌豆等；不敏感植物，对硼需求量低，主要有水稻、大麦、小麦、燕麦、荞麦、玉米、马铃薯、亚麻、柑橘等。

作物缺硼时，首先是根尖和茎的生长点分生组织细胞受害，花药和花丝对硼特别敏感、容易退化。这是由于组织中含有多量酚类化合物所致，硼的正常存在则能抑制酚类化合物的合成，使作物分生组织正常生长 [10] 。其共同特征是根系不发达，生长点死亡，花发育不健全。根伸长受阻或停止，根系呈短相丝枝状，顶芽和幼叶明显褪色并死亡，节间缩短，植株呈丝状或莲座状，种子或果实减产甚至绝收 [11] - [15] 。油菜“花而不实”、棉花“蕾而不花”、小麦“穗而不稔”、花生“有壳无仁”、芹菜“裂茎病”等都是缺硼引起的生理病害。

西藏耕地有效硼含量较高 [16] ，拉萨市均值1.07 mg/kg、墨竹工卡县0.89 mg/kg；湖南烟区则低 [8] ，湘西0.20 mg/kg、湘南0.15 mg/kg；广西耕地较低 [17] ，均值0.33 mg/kg，临界值以下达80%以上；福建耕地 [18] 较低，均值0.28 mg/kg、近90%低于临界值，其中泉州市 [19] 0.33 mg/kg、临界值以下近80%，连江县 [20] 均值0.4 mg/kg、临界值以下达70%以上。2005年赵书军等 [1] 、2007年毕庆文等 [2] 、2011年袁家富等 [3] 报道，鄂西南的恩施州(含利川)植烟区有效硼均值分别为0.340 mg/kg、0.302 mg/kg、0.295 mg/kg，呈较明显的下降之势，临界值以下的占比也由81.1%增加到87.5%。

土壤有效硼不仅与成土母岩母质有关，也直接受土壤酸碱度、耕作制度、栽培管理、气候及生态条件的影响 [14] [15] [18] [19] 。各地报道结论不尽一致，如黎娟等 [15] 、张春等 [21] 报道土壤有效硼有随海拔升高而升高的趋势，而利川耕地有效硼与海拔高度变化不相关；黎娟等 [15] 报道湘西黄棕壤有效硼含量最高、秦建成 [22] 报道重庆石灰土有效硼含量最高、金立新等 [23] 报道黄壤有效硼含量最高，利川耕地则是潮土的有效硼含量最高；一般土壤的有效硼随pH增大而减少，有效硼在酸性土壤中含量比碱性土壤高，但黎娟等 [15] 、金立新等 [23] 的报道植烟土壤有效硼与pH呈极显著正相关，利川耕地有效硼与土壤pH呈极显著正相关，与王明秀等 [24] 的研究结果也高度一致。