腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米產量及粗蛋白質含量的影響

袁麗峰等

摘 要：通過小區試驗，研究了不施肥、施化肥、風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥施用對玉米干物質積累、籽粒產量、粗蛋白質含量、氮磷肥偏生產力以及氮磷肥農學效率的影響。結果表明，不同施肥能顯著提高玉米干物質積累、籽粒產量及粗蛋白含量。風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥施用較單施化肥顯著提高了玉米根系干質量、秸稈質量、行粒數、每穗粒數、籽粒產量、粗蛋白質含量、氮磷肥偏生產力以及氮磷肥農學效率；腐殖酸有機肥較單施化肥顯著提高了玉米穗軸質量、穗行數，對玉米百粒質量影響不顯著。

關鍵詞：腐殖酸有機肥；風化煤；玉米；產量；粗蛋白質含量

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.08.022

Abstract： The effect of different fertilization， including no fertilizer， fertilizer， fertilizer combined with weathering coal and humic organic fertilizer on maize dry matter accumulation， maize yield， its crude protein content， partial productivity and agronomic efficiency of nitrogen and phosphorus were studied by a plot experiment. The results showed that dry matter accumulation， yield and crude protein content of maize were significantly improved by different fertilization. Compared with fertilizer， fertilizer combined with weathering coal， humic organic fertilizer not only increased the weights of root and straw significantly， but also increased the numbers of grains per row and per spike， the yield of maize and its crude protein content. In addition， partial productivity and agronomic efficiency of nitrogen and phosphorus were also improved. Compared with fertilizer， the humic acid organic fertilizer significantly increased maize cob weight， the number of rows per spike. However， it had no significant effect on maize hundred-grain weight.

Key words： humic organic fertilizer；weathering coal； maize； yield； crude protein content

風化煤是一種露于地表或是埋藏在淺部的煤層，儲量豐富，且分布廣泛，價格低廉，風化煤經過風化氧化，已經失去作動力燃料和煉焦煤的價值，但其中含有豐富的腐殖酸，具有吸附、絡合和交換等性能，是一種良好的天然吸附劑[1-2]。大量研究表明，腐殖酸可以通過氫鍵、絡合以及物理性吸附等多種作用增加化肥的肥效[3-4]。亦有研究表明，腐殖酸是一類有良好生物活性的有機高分子物質，在促進作物養分吸收，提高肥料利用率等方面有顯著的作用[5-7]。目前，風化煤腐殖酸及腐殖酸有機肥對作物產量及品質的影響研究還比較少。本試驗通過大田試驗，研究腐殖酸有機肥對玉米干物質積累、籽粒產量及品質影響，為風化煤腐殖酸及腐殖酸有機肥的合理利用提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗設計

1.1.1 試驗地概況 試驗設在山西農業大學實驗站內，經度為東經112.55°，緯度為北緯37.42°，屬暖溫帶大陸性氣候，年平均氣溫9.9 ℃，無霜期176 d，年降雨量462.9 mm。土壤為石灰性褐土，土壤有機質含量為14.5 g·kg-1，堿解氮為21.8 mg·kg-1，速效磷為25.6 mg·kg-1，土壤速效鉀含量為79.4 mg·kg-1，pH值 7.91。

1.1.2 試驗處理 試驗共設空白（CK）、化肥（H）、風化煤與化肥配施（FH）、腐殖酸有機肥（Fu）4個處理，3次重復，12個小區，每個小區的面積為16 m2。化肥使用尿素（含N 45%）、過磷酸鈣（含P2O517%）。供試風化煤和腐殖酸有機肥購自太谷縣化肥廠，其中腐殖酸有機肥是以風化煤為原料，配合一定的氮、磷、鉀研制生產的，其有機質含量≥30%，N-P2O5-K2O為2.32-1.49-1.30。腐殖酸有機肥的用量為5 625 kg·hm-2，根據腐殖酸有機肥中的氮、磷含量確定H、FH處理中化肥的用量。不同處理肥料用量見表1。

供試作物為玉米，品種為‘先玉335。2013年4月23日播種，播種密度為59 250株·hm-2，10月15日收獲。其他管理按常規。

1.2 測定項目與方法

在玉米的成熟期，每個小區隨機選取10株，烘干后測定玉米地下部質量、莖稈質量及穗軸質量，同時進行考種，測定單個果穗質量、穗行數、穗粒數、百粒質量及籽粒產量。

用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法測植株莖稈和籽粒中全氮，計算粗蛋白質含量公式為：

粗蛋白質含量（%）=N%×6.25[8]

根據施肥量，施肥區和空白區玉米產量計算氮、磷肥的偏生產力和肥料農學效率：

肥料偏生產力=施肥區作物產量/施肥區的施肥量

肥料農學效率=（施肥區作物產量-空白區作物產量）/施肥區的施肥量

1.3 統計方法

采用Word和Excel對數據進行處理，利用DPS軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米各部位干物質積累的影響

由表2可知，施肥顯著提高了玉米各部位干物質的積累，其中Fu的效果最佳。FH、Fu與CK相比，玉米秸稈質量分別增加624.70，749.55 kg·hm-2；與H相比，FH、Fu玉米秸稈質量分別增加561.50，686.35 kg·hm-2。H、FH、Fu與CK相比，玉米穗軸質量上增加144.69 ～312.57 kg·hm-2。不論與CK處理還是H處理相比，FH、Fu對玉米根質量的積累均達到極顯著水平。H、FH、Fu較CK玉米根質量分別提高6.5%，12.7%，15.3%。

2.2 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米產量及產量構成的影響

由表3可知，成熟期玉米產量構成因素及玉米產量趨勢表現為Fu>FH>H>CK。施肥能顯著提高玉米穗行數，且均達到顯著水平，各施肥區比不施肥區增加玉米穗行數1.2～3.1行。FH、Fu比CK行粒數分別增加0.5粒、0.7粒，比H處理分別增加0.3粒、0.5粒，說明風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥能提高玉米行粒數。H、FH、Fu較CK玉米每穗粒數增加均有顯著增加，增加率達到2.1%～10.8%，且處理間差異均達極顯著水平。

H、FH、Fu較CK顯著提高了玉米百粒質量和籽粒產量，增加率分別達到11.4%～16.2%、4.2%～20.3%。劉磊等[9]研究表明，不同施肥措施對玉米產量構成因素有顯著性差異。施肥處理每穗粒數多，百粒質量也大，這說明施肥有利于籽粒的形成，進而影響玉米的籽粒產量。鄧森林[10]研究表明，施用腐殖酸可以使玉米百粒質量提高，籽粒產量增加。

2.3 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米氮磷肥偏生產力及農學效率的影響

肥料偏生產力（PFP）指施用某一特定肥料下的作物產量與施肥量的比，是反映當地土壤的基礎養分水平和化肥施用量綜合效應的重要指標。肥料農學效率（AE）是在特定的施肥條件下，單位施肥量所增加的作物經濟產量，它是施肥增產效應的綜合體現。由表4可以看出，不論氮磷肥偏生產力還是氮磷肥農學效率，H、FH、Fu處理間差異均達到極顯著水平，FH、Fu較H氮磷肥偏生產力分別提高9.89 kg·kg-1和15.38kg·kg-1，14.30kg·kg-1和22.23 kg·kg-1。FH、Fu較H氮磷肥農學效率分別提高9.88 kg·kg-1和15.37 kg·kg-1、14.29 kg·kg-1和22.23 kg·kg-1，說明腐殖酸有機肥的施用對肥料偏生產力及肥料農學效率有提高的作用。此結果與楊宏順等[11]的結果相似。

2.4 腐殖酸有機肥對玉米粗蛋白質含量的影響

粗蛋白質包括純蛋白質和氨化物。玉米是我國主要糧食作物之一，玉米秸稈是中國農區食草家畜的主要粗飼料資源，提高玉米及玉米秸稈中粗蛋白質的含量，有助于提高其營養價值[12]。由圖1、圖2可以看出，與CK、H相比，腐殖酸有機肥對秸稈、籽粒粗蛋白質含量的影響均達到極顯著水平，不同處理粗蛋白質含量表現為Fu>FH>H>CK。Fu中秸稈和籽粒粗蛋白質含量分別達到5.23%，7.89%，較CK分別提高0.59，0.33個百分點。FH中秸稈和籽粒粗蛋白質含量分別達到5.03%，7.82%，較CK分別提高0.39，0.26個百分點。

3 結 論

（1）不同施肥能顯著提高玉米干物質積累、籽粒產量、粗蛋白含量及氮磷肥偏生產力和農學效率。

（2）風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥較單施化肥顯著提高了玉米根質量、秸稈質量、行粒數、每穗粒數、籽粒產量、粗蛋白質含量、氮磷肥偏生產力以及氮磷肥農學效率。腐殖酸有機肥較單施化肥顯著提高了玉米穗軸質量、穗行數，風化煤與化肥配施的效果不顯著。

（3）風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥較不施肥顯著提高了玉米百粒質量和籽粒產量，較單施化肥提高了玉米百粒質量，但差異不顯著。

參考文獻：

[1] 王艷群，張笑歸，薛世川，等.風化煤與微肥配施對茼蒿生物量及品質的影響[J].中國農學通報，2008，24（1）：293-296.

[2] 李善祥，竇秀云.我國風化煤利用現狀與展望[J].腐殖酸，1998（1）：16-20.

[3] 劉磊，王平，孫志梅，等.腐植酸復合肥多層深施對土壤含水量、玉米生長及產量的影響[J].河北農業大學學報，2012，35（1）：7-11.

[4] 劉士勇.腐植酸復合肥在水稻、小麥、玉米上的應用效果[J].東北農業大學學報，2005，36（5）：672-674.

[5] 周崇峻，張廣才.不同濃度腐殖酸對水培生菜生長的影響[J].現代農業科技，2011（7）：l07-109.

[6] 劉秀梅，張夫道，馮兆濱，等.風化煤腐殖酸對氮、磷、鉀的吸附和解吸特性[J].植物營養與肥料學報，2005，11（5）：641-646.

[7] 黨建友，王秀斌，裝雪霞，等.風化煤復合包裹控釋肥對小麥生長發育及土壤酶活性的影響[J].植物營養與肥料學報，2008，14（6）：1 186-1 192.

[8] Nelson D W， Somers L E. Determination of total nitrogen in plant material[J].Agronomy Journal，1973，65：109-112.

[9] 劉磊，王平，孫志梅，等.腐植酸復合肥多層深施對土壤含水量、玉米生長及產量的影響[J].河北農業大學學報，2012，35（1）：7-11.

[10] 鄧森林.玉米應用腐殖酸復合肥（黑肥）效果的研究[J].沈陽農業大學學報，2003，34（3）：188-190.

[11] 豐娟.腐植酸及腐植酸類肥料的應用進展[J].宜春學院學報，2009，31（6）：103-107.

[12] 王空軍，張吉旺，劉鵬，等.玉米不同品種粗蛋白質含量與產量的研究[J].中國農業科學，2005，38（5）：916-921.

用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法測植株莖稈和籽粒中全氮，計算粗蛋白質含量公式為：

粗蛋白質含量（%）=N%×6.25[8]

根據施肥量，施肥區和空白區玉米產量計算氮、磷肥的偏生產力和肥料農學效率：

肥料偏生產力=施肥區作物產量/施肥區的施肥量

肥料農學效率=（施肥區作物產量-空白區作物產量）/施肥區的施肥量

1.3 統計方法

采用Word和Excel對數據進行處理，利用DPS軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米各部位干物質積累的影響

由表2可知，施肥顯著提高了玉米各部位干物質的積累，其中Fu的效果最佳。FH、Fu與CK相比，玉米秸稈質量分別增加624.70，749.55 kg·hm-2；與H相比，FH、Fu玉米秸稈質量分別增加561.50，686.35 kg·hm-2。H、FH、Fu與CK相比，玉米穗軸質量上增加144.69 ～312.57 kg·hm-2。不論與CK處理還是H處理相比，FH、Fu對玉米根質量的積累均達到極顯著水平。H、FH、Fu較CK玉米根質量分別提高6.5%，12.7%，15.3%。

2.2 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米產量及產量構成的影響

由表3可知，成熟期玉米產量構成因素及玉米產量趨勢表現為Fu>FH>H>CK。施肥能顯著提高玉米穗行數，且均達到顯著水平，各施肥區比不施肥區增加玉米穗行數1.2～3.1行。FH、Fu比CK行粒數分別增加0.5粒、0.7粒，比H處理分別增加0.3粒、0.5粒，說明風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥能提高玉米行粒數。H、FH、Fu較CK玉米每穗粒數增加均有顯著增加，增加率達到2.1%～10.8%，且處理間差異均達極顯著水平。

H、FH、Fu較CK顯著提高了玉米百粒質量和籽粒產量，增加率分別達到11.4%～16.2%、4.2%～20.3%。劉磊等[9]研究表明，不同施肥措施對玉米產量構成因素有顯著性差異。施肥處理每穗粒數多，百粒質量也大，這說明施肥有利于籽粒的形成，進而影響玉米的籽粒產量。鄧森林[10]研究表明，施用腐殖酸可以使玉米百粒質量提高，籽粒產量增加。

2.3 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米氮磷肥偏生產力及農學效率的影響

肥料偏生產力（PFP）指施用某一特定肥料下的作物產量與施肥量的比，是反映當地土壤的基礎養分水平和化肥施用量綜合效應的重要指標。肥料農學效率（AE）是在特定的施肥條件下，單位施肥量所增加的作物經濟產量，它是施肥增產效應的綜合體現。由表4可以看出，不論氮磷肥偏生產力還是氮磷肥農學效率，H、FH、Fu處理間差異均達到極顯著水平，FH、Fu較H氮磷肥偏生產力分別提高9.89 kg·kg-1和15.38kg·kg-1，14.30kg·kg-1和22.23 kg·kg-1。FH、Fu較H氮磷肥農學效率分別提高9.88 kg·kg-1和15.37 kg·kg-1、14.29 kg·kg-1和22.23 kg·kg-1，說明腐殖酸有機肥的施用對肥料偏生產力及肥料農學效率有提高的作用。此結果與楊宏順等[11]的結果相似。

2.4 腐殖酸有機肥對玉米粗蛋白質含量的影響

粗蛋白質包括純蛋白質和氨化物。玉米是我國主要糧食作物之一，玉米秸稈是中國農區食草家畜的主要粗飼料資源，提高玉米及玉米秸稈中粗蛋白質的含量，有助于提高其營養價值[12]。由圖1、圖2可以看出，與CK、H相比，腐殖酸有機肥對秸稈、籽粒粗蛋白質含量的影響均達到極顯著水平，不同處理粗蛋白質含量表現為Fu>FH>H>CK。Fu中秸稈和籽粒粗蛋白質含量分別達到5.23%，7.89%，較CK分別提高0.59，0.33個百分點。FH中秸稈和籽粒粗蛋白質含量分別達到5.03%，7.82%，較CK分別提高0.39，0.26個百分點。

3 結 論

（1）不同施肥能顯著提高玉米干物質積累、籽粒產量、粗蛋白含量及氮磷肥偏生產力和農學效率。

（2）風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥較單施化肥顯著提高了玉米根質量、秸稈質量、行粒數、每穗粒數、籽粒產量、粗蛋白質含量、氮磷肥偏生產力以及氮磷肥農學效率。腐殖酸有機肥較單施化肥顯著提高了玉米穗軸質量、穗行數，風化煤與化肥配施的效果不顯著。

（3）風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥較不施肥顯著提高了玉米百粒質量和籽粒產量，較單施化肥提高了玉米百粒質量，但差異不顯著。

參考文獻：

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[3] 劉磊，王平，孫志梅，等.腐植酸復合肥多層深施對土壤含水量、玉米生長及產量的影響[J].河北農業大學學報，2012，35（1）：7-11.

[4] 劉士勇.腐植酸復合肥在水稻、小麥、玉米上的應用效果[J].東北農業大學學報，2005，36（5）：672-674.

[5] 周崇峻，張廣才.不同濃度腐殖酸對水培生菜生長的影響[J].現代農業科技，2011（7）：l07-109.

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[9] 劉磊，王平，孫志梅，等.腐植酸復合肥多層深施對土壤含水量、玉米生長及產量的影響[J].河北農業大學學報，2012，35（1）：7-11.

[10] 鄧森林.玉米應用腐殖酸復合肥（黑肥）效果的研究[J].沈陽農業大學學報，2003，34（3）：188-190.

[11] 豐娟.腐植酸及腐植酸類肥料的應用進展[J].宜春學院學報，2009，31（6）：103-107.

[12] 王空軍，張吉旺，劉鵬，等.玉米不同品種粗蛋白質含量與產量的研究[J].中國農業科學，2005，38（5）：916-921.

用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法測植株莖稈和籽粒中全氮，計算粗蛋白質含量公式為：

粗蛋白質含量（%）=N%×6.25[8]

根據施肥量，施肥區和空白區玉米產量計算氮、磷肥的偏生產力和肥料農學效率：

肥料偏生產力=施肥區作物產量/施肥區的施肥量

肥料農學效率=（施肥區作物產量-空白區作物產量）/施肥區的施肥量

1.3 統計方法

采用Word和Excel對數據進行處理，利用DPS軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米各部位干物質積累的影響

由表2可知，施肥顯著提高了玉米各部位干物質的積累，其中Fu的效果最佳。FH、Fu與CK相比，玉米秸稈質量分別增加624.70，749.55 kg·hm-2；與H相比，FH、Fu玉米秸稈質量分別增加561.50，686.35 kg·hm-2。H、FH、Fu與CK相比，玉米穗軸質量上增加144.69 ～312.57 kg·hm-2。不論與CK處理還是H處理相比，FH、Fu對玉米根質量的積累均達到極顯著水平。H、FH、Fu較CK玉米根質量分別提高6.5%，12.7%，15.3%。

2.2 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米產量及產量構成的影響

由表3可知，成熟期玉米產量構成因素及玉米產量趨勢表現為Fu>FH>H>CK。施肥能顯著提高玉米穗行數，且均達到顯著水平，各施肥區比不施肥區增加玉米穗行數1.2～3.1行。FH、Fu比CK行粒數分別增加0.5粒、0.7粒，比H處理分別增加0.3粒、0.5粒，說明風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥能提高玉米行粒數。H、FH、Fu較CK玉米每穗粒數增加均有顯著增加，增加率達到2.1%～10.8%，且處理間差異均達極顯著水平。

H、FH、Fu較CK顯著提高了玉米百粒質量和籽粒產量，增加率分別達到11.4%～16.2%、4.2%～20.3%。劉磊等[9]研究表明，不同施肥措施對玉米產量構成因素有顯著性差異。施肥處理每穗粒數多，百粒質量也大，這說明施肥有利于籽粒的形成，進而影響玉米的籽粒產量。鄧森林[10]研究表明，施用腐殖酸可以使玉米百粒質量提高，籽粒產量增加。

2.3 腐殖酸和腐殖酸有機肥對玉米氮磷肥偏生產力及農學效率的影響

肥料偏生產力（PFP）指施用某一特定肥料下的作物產量與施肥量的比，是反映當地土壤的基礎養分水平和化肥施用量綜合效應的重要指標。肥料農學效率（AE）是在特定的施肥條件下，單位施肥量所增加的作物經濟產量，它是施肥增產效應的綜合體現。由表4可以看出，不論氮磷肥偏生產力還是氮磷肥農學效率，H、FH、Fu處理間差異均達到極顯著水平，FH、Fu較H氮磷肥偏生產力分別提高9.89 kg·kg-1和15.38kg·kg-1，14.30kg·kg-1和22.23 kg·kg-1。FH、Fu較H氮磷肥農學效率分別提高9.88 kg·kg-1和15.37 kg·kg-1、14.29 kg·kg-1和22.23 kg·kg-1，說明腐殖酸有機肥的施用對肥料偏生產力及肥料農學效率有提高的作用。此結果與楊宏順等[11]的結果相似。

2.4 腐殖酸有機肥對玉米粗蛋白質含量的影響

粗蛋白質包括純蛋白質和氨化物。玉米是我國主要糧食作物之一，玉米秸稈是中國農區食草家畜的主要粗飼料資源，提高玉米及玉米秸稈中粗蛋白質的含量，有助于提高其營養價值[12]。由圖1、圖2可以看出，與CK、H相比，腐殖酸有機肥對秸稈、籽粒粗蛋白質含量的影響均達到極顯著水平，不同處理粗蛋白質含量表現為Fu>FH>H>CK。Fu中秸稈和籽粒粗蛋白質含量分別達到5.23%，7.89%，較CK分別提高0.59，0.33個百分點。FH中秸稈和籽粒粗蛋白質含量分別達到5.03%，7.82%，較CK分別提高0.39，0.26個百分點。

3 結 論

（1）不同施肥能顯著提高玉米干物質積累、籽粒產量、粗蛋白含量及氮磷肥偏生產力和農學效率。

（2）風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥較單施化肥顯著提高了玉米根質量、秸稈質量、行粒數、每穗粒數、籽粒產量、粗蛋白質含量、氮磷肥偏生產力以及氮磷肥農學效率。腐殖酸有機肥較單施化肥顯著提高了玉米穗軸質量、穗行數，風化煤與化肥配施的效果不顯著。

（3）風化煤與化肥配施、腐殖酸有機肥較不施肥顯著提高了玉米百粒質量和籽粒產量，較單施化肥提高了玉米百粒質量，但差異不顯著。

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[7] 黨建友，王秀斌，裝雪霞，等.風化煤復合包裹控釋肥對小麥生長發育及土壤酶活性的影響[J].植物營養與肥料學報，2008，14（6）：1 186-1 192.

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[9] 劉磊，王平，孫志梅，等.腐植酸復合肥多層深施對土壤含水量、玉米生長及產量的影響[J].河北農業大學學報，2012，35（1）：7-11.

[10] 鄧森林.玉米應用腐殖酸復合肥（黑肥）效果的研究[J].沈陽農業大學學報，2003，34（3）：188-190.

[11] 豐娟.腐植酸及腐植酸類肥料的應用進展[J].宜春學院學報，2009，31（6）：103-107.

[12] 王空軍，張吉旺，劉鵬，等.玉米不同品種粗蛋白質含量與產量的研究[J].中國農業科學，2005，38（5）：916-921.