腐植酸肥料對玉米和小麥生長發育的影響

孫志梅 劉 歡 苗澤蘭 謝雙雙 邢嘉語

(1 河北農業大學資源與環境科學學院 保定 071000 2 北京澳佳肥業有限公司 北京 101127)

肥料是糧食豐產與優質的關鍵因素。過去一百多年來，化肥的施用對全球糧食增產作出了巨大貢獻。但是，隨著化肥施用量的增加，糧食產量并沒有成比例增加，傳統肥料較低的利用率導致增產效應明顯下降[1，2]。在這種大背景下，新型緩釋肥料的研發、應用和推廣迫在眉睫。新型肥料是指加入新材料，采用新技術、新工藝、新設備，改變原有品種或劑型而創制的肥料，具有緩釋、高效、環保等特點[3，4]。其中，腐植酸類肥料是富含腐植酸和一定標量無機養分的肥料，其在提高化肥利用效率、改良土壤、增加作物的抗逆性和改善農產品品質方面的作用逐步受到人們重視，被稱為是第三代肥料[5～7]。因此，研究腐植酸類肥料在促進作物生長，提高作物產量方面的應用效果及作用機理，對我國的糧食豐產具有重要意義。本研究采用田間試驗方法，探討了腐植酸肥料在糧食豐產中對玉米和小麥生長及養分利用的影響，旨在為腐植酸肥料的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 玉米田間試驗

1.1.1 試驗基本概況

玉米試驗在保定市高陽縣宏偉農場進行，供試品種為興農998。供試土壤基本理化性質：土壤有機質含量15.28 g/kg，全氮含量1.06 g/kg，速效磷含量14.57 mg/kg，速效鉀含量149.01 mg/kg。供試肥料為普通復合肥(28-10-10)和由北京澳佳肥業有限公司生產的腐植酸涂層肥料(27-11-10)、加硅腐植酸涂層肥料(27-11-10)。

1.1.2 試驗設計

采用大區對比的試驗方法，設3個處理，分別為普通復合肥、腐植酸涂層肥料和加硅腐植酸涂層肥料，試驗方案見表1。種植密度5000株/畝，春茬地，采用深松多層施肥精播機播種，播種后澆水。

表1 試驗方案Tab.1 The experimental plan

1.1.3 測定項目及方法

玉米成熟時進行田間實地收獲測產。每個處理隨機選3個點，每個點收獲20 m2，現場稱總重；然后從每個點隨機取20個玉米穗，帶回實驗室脫粒、考種，等待自然風干后計算出粒率，折算畝產量。

1.2 小麥田間試驗

1.2.1 供試材料

小麥試驗在河北衡水市深州太古莊鄉高趙圈村進行，供試小麥品種為良興99。小麥收獲后秸稈還田，撒施肥料后旋耕播種。供試土壤基本理化性質：土壤有機質含量13.81 g/kg，堿解氮含量53.57 mg/kg，速效磷含量19.77 mg/kg，速效鉀含量130.55 mg/kg。供試肥料為尿素(N含量46%)、重過磷酸鈣(P2O5含量46%)、氯化鉀(K2O含量60%)、腐植酸銨肥料(18-12-15)、地還童腐植酸肥料(18-12-15)，腐植酸肥料均由北京澳佳肥業有限公司生產。

1.2.2 試驗設計

采用小區試驗方法，設置3個處理，分別是常規肥料處理(養分由含氮46%的尿素、P2O5含量46%的重過磷酸鈣以及K2O含量60%的氯化鉀提供)、腐植酸銨處理(18-12-15)、地還童腐植酸肥料處理(18-12-15)。腐植酸銨和地還童2種腐植酸肥料用量按底施8千克/畝純氮，折合腐肥44.4千克/畝施用，同時補施重過磷酸鈣8千克/畝。3個處理的養分投入量相等，折合每畝底施氮8千克/畝，P2O59千克/畝，K2O 6.7千克/畝。第二年春天小麥拔節期按追施純N 8千克/畝追施尿素。小區面積100 m2，隨機區組排列，重復3次。

1.2.3 測定項目及方法

分別于小麥開花期、灌漿初期和灌漿中期,每個處理小麥田隨機選3個點，每個點取小麥8～10株，稱鮮重后烘干獲得干物質重，計算平均值得到單株干鮮生物量。小麥成熟期，每個處理隨機選3個點，每個點收取1 m雙行的樣品作為考種用樣品，另收取2 m2的小麥，脫粒后折算畝產量。

數據采用Excel 2003和SPSS 17.0軟件進行處理和統計分析，多重比較采用Duncan法。

2 結果與分析

2.1 玉米田間試驗結果與分析

2.1.1 玉米生長期間的長勢

玉米三葉期時，發現試驗地返鹽現象嚴重。進入7月初，處理2施用腐植酸涂層肥的長勢已經明顯好于常規管理田，表現為苗齊、苗壯，而常規田的苗子明顯的又小又弱，且缺苗斷壟嚴重。但處理2和處理3的長勢差異不明顯。后期每隔20天左右到試驗田一次，在玉米灌漿前期沒有看到明顯優勢。但灌漿后至玉米收獲時效果比較突出。

2.1.2 產量結果比較

從最終收獲時的長勢可以明顯地看出，使用腐植酸涂層肥料和加硅腐植酸涂層肥料處理的玉米禿尖明顯小，而施用普通復合肥的管理田禿尖明顯。對產量結果進行統計，由表2可以看出，與普通復合肥相比較，腐植酸涂層肥料和加硅腐植酸涂層肥料處理玉米增產率分別達到了11.5%和10.6%，養分偏生產力(PFP)也均有了一定程度的提高，尤以對氮、鉀養分的增效作用最為明顯。這對于減少肥料浪費和緩解環境污染具有重要意義。

對玉米的產量構成因素進行解析，結果見表3。可以看出，與施用普通復合肥處理相比較，施用腐植酸涂層肥料和加硅腐植酸涂層肥料處理對百粒重影響不大，但穗長、穗行數、行粒數、穗粗都有了一定的提高，因此出粒率也得到了相應的提高。

表2 各處理產量結果比較Tab.2 Comparison of maize yield under different treatments

表3 對各處理產量構成因素的比較分析Tab.3 Comparison of the yield component factors under different treatments

2.2 小麥田間試驗結果分析

2.2.1 對小麥關鍵生育期干鮮生物量的比較分析

對單株發育情況進行比較，結果見圖1。可以看出，在小麥開花期，與施用常規肥料相比較，腐植酸銨處理小麥單株鮮重和干重表現出了明顯的優勢，分別提高了32.7%和24.6%；地還童腐植酸肥料處理小麥單株鮮重此時優勢不明顯，但與施用常規肥料相比較，干重提高了20.0%。灌漿初期取樣調查結果表明，與施用常規肥料相比，腐植酸銨和地還童2種腐植酸肥料處理的小麥植株鮮重分別提高了21.3%和22.2%，干重分別提高了

19.1%和13.0%。灌漿中期，腐植酸銨和地還童2種腐植酸肥料處理的小麥植株鮮重分別提高了24.1%和22.8%，干重分別提高了40.3%和49.8%。

綜上，對小麥3個關鍵生育時期的單株發育情況監測結果表明，與施用常規肥料相比較，腐植酸銨和地還童2種腐植酸肥料的施用均有助于促進小麥植株的個體發育，特別有利于小麥植株干物質的積累。這對于后期促進產量增加是非常有利的。

2.2.2 對小麥灌漿初期和中期關鍵生育性狀的比較

在小麥灌漿初期和中期，對小麥株高、旗葉葉面積、秸稈及穗子的發育情況進行調查分析，結果見表4。可以看出，與施用常規肥料相比，腐植酸銨和地還童2種腐植酸肥料處理的小麥株高、旗葉葉面積以及秸稈和穗子的干鮮重均表現出增加趨勢，總體來講以腐植酸銨的優勢更為明顯。

圖1 各處理單株小麥干鮮重Fig. 1 The fresh and dry weight of wheat plant under different treatments

表4 灌漿初期和中期小麥關鍵生育性狀的比較Tab.4 Comparison of key growth traits of wheat in the early and middle fi lling stage

2.2.3 對小麥產量、產量構成因素及養分利用效應的分析

對小麥產量、產量構成因素及養分利用效應進行分析，結果見表5。可以看出，與施用常規肥料處理相比較，2種腐植酸肥料處理均可以在一定程度上提高小麥產量，腐植酸銨處理實測小麥增產率為18.65%，地還童處理實測小麥增產率13.49%。

對產量構成因素的分析結果表明，腐植酸銨肥料處理提高了小麥的穗粒數和畝穗數，尤以對小麥畝穗數的影響最為明顯，而地還童腐植酸肥料處理對穗粒數和千粒重影響均不明顯，但在一定程度上提高了小麥的畝穗數。此結果表明，與施用普通肥料相比，腐植酸銨和地還童2種腐植酸肥料對促進小麥分蘗和后期成穗均表現出了一定優勢。

養分偏生產力，即每投入單位養分所能生產的小麥產量，是體現肥料施用效能的一個重要指標。由表5可以看出，由于小麥產量的提高，與施用常規肥料相比，腐植酸銨和地還童2種腐植酸肥料處理明顯提高氮、磷、鉀三要素的養分生產效率。

表5 各處理小麥產量、產量構成因素及養分利用效應分析Tab.5 Analysis of wheat yield, yield components and nutrient utilization effect under different treatments

3 結論與討論

在玉米田間試驗中，施用腐植酸涂層肥料提高了玉米的養分利用效率。總體來看，苗期玉米長勢良好，苗齊、苗壯；生育后期穗長、穗行數、行粒數、穗粗、出粒率等均得到了一定程度的提高；玉米禿尖率明顯減少。分析其原因，可能是因為腐植酸類物質含有羥基、羧基、醌基等大量活性基團，具有較強的吸附能力和離子交換能力，延長了養分的有效供應時間，促進了植物根部對常量元素和微量元素的吸收。此外，腐植酸中含有的激素類物質能促進植物體內酶活性的增加[8，9]，這可能也是腐植酸肥料的施用能夠促進植株生長發育和養分利用的原因之一。

在小麥田間試驗中，腐植酸肥料的施用有助于促進小麥植株的個體發育，特別對小麥分蘗和后期成穗具有很好的促進作用，有利于植株干物質的積累。干物質是作物產量形成的物質基礎，在一定范圍內，干物質積累越多，子粒產量也就越高[10，11]。另外，大量研究表明，腐植酸類物質的施用能改善土壤營養環境狀況，促進作物對礦質營養元素Cu、Zn、Fe、Mn等的吸收[12]，促進小麥根系伸長和根量的增加，有利于根表面積擴大和根系活力的提高，促進光合產物的合成與積累[13]。這可能是腐植酸肥料提高小麥產量的原因所在。

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