活化腐植酸對小油菜產量及土壤理化性質的影響

路艷艷吳欽泉陳士更郭新送洪丕征丁方軍，4*

(1 土肥資源高效利用國家工程實驗室 泰安 2710182 山東農大肥業科技有限公司 泰安 2710003 山東省腐植酸高效利用工程技術研究中心 泰安 2710004 山東農業大學資源與環境學院 泰安 271018)

活化腐植酸對小油菜產量及土壤理化性質的影響

路艷艷1，2吳欽泉2，3陳士更2，3郭新送2，3洪丕征2，3丁方軍2，3，4*

(1 土肥資源高效利用國家工程實驗室 泰安 271018
2 山東農大肥業科技有限公司 泰安 271000
3 山東省腐植酸高效利用工程技術研究中心 泰安 271000
4 山東農業大學資源與環境學院 泰安 271018)

采用盆栽試驗研究了棕壤、潮土、褐土等3種土壤施用活化腐植酸對小油菜生長、產量的影響及其理化性質的變化。結果表明：施用腐植酸能夠增加小油菜的產量，以活化腐植酸處理較佳。對于棕壤、潮土、褐土3種土壤，施用適量活化腐植酸較未活化腐植酸分別增產3.30%～25.98%、7.83%～21.54%、0.17%～41.60%。此外，相比未活化腐植酸，施用適量活化腐植酸能增加小油菜葉面積；能活化土壤磷素、鉀素，提高土壤保肥供肥能力；能提高3種土壤水穩性團聚體。因此，施用活化腐植酸既可促進小油菜生長，增加產量，還可改良土壤理化性狀。

活化腐植酸 小油菜 產量 土壤理化性質

目前，我國耕地土壤質量日趨惡化，需要保護與提升耕地質量，科學合理施肥。土壤理化性質是土壤質量的重要組成[1]。而長期不合理施用化肥影響著土壤的物理化學性質，從而破壞土壤結構，使得各營養元素利用率低，嚴重時則導致土壤酸化、鹽漬化，加劇土壤退化，影響作物生長發育[1，2]。

活化腐植酸肥料作為一種能夠改良土壤結構、提高肥料利用率、增加作物產量的新型肥料，具有較廣闊的應用前景[3，4]。為此，可將活化腐植酸肥料應用于耕地土壤肥力保護提升及作物增產。腐植酸類肥料多用于小麥[5]、玉米[6]、蘋果[7]、甘薯[8]、小油菜等作物上，且多與腐植酸復合或配施使用，但對單施腐植酸用量等的研究則較少。

因此，本文通過長期定位施用活化腐植酸肥料研究不同添加量的活化腐植酸肥料對盆栽小油菜生長發育、產量及棕壤、潮土、褐土等3種土壤的物理化學性質的影響，以期為其在小油菜等蔬菜上的合理利用及土壤改良等提供一定的參考借鑒。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

盆栽試驗始于2014年秋播甜菜，連續盆栽種植甜菜、地豆角、小白菜、小油菜，到2016年小油菜收獲時已連續種植4季，每季每盆均施用腐植酸肥料，且與上季用量一致。試驗地點設在山東省泰安市肥城市山東農大肥業科技有限公司。

供試作物：小油菜，品種為“華綠一號”(青梗菜F1)。

供試花盆：直徑18 cm、高26 cm的白色塑料花盆。

供試肥料：未活化腐植酸(新疆風化煤原料經過粉碎機處理后，通過80目篩，總腐植酸含量45%)和活化腐植酸(新疆風化煤原料通過加堿活化，轉變成水溶性強的腐植酸鹽，總腐植酸含量65%)[3]。

供試土壤，2014年基礎土樣，共3種：分別為棕壤、潮土、褐土，其理化性質見表1。其中，所用棕壤的土壤質地為砂質壤土，潮土的土壤質地為粉壤土，褐土的土壤質地為粉壤土。

表1 供試3種土壤的理化性質Tab.1 Basic physical and chemical properties of three kinds of test soil

1.2 試驗設計

試驗設3種土壤，分別為棕壤、潮土、褐土。根據未活化的風化煤腐植酸和活化的風化煤腐植酸的添加量不同，即每千克土中腐植酸添加量分別為0、6.67、13.33、20.00、26.67、 33.33、40.00 mg。每種土壤設置13個處理：(1) CK，不施肥料；(2) CHA1，6.67 mg/kg未活化腐植酸；(3) C H A2，13.33 m g/k g未活化腐植酸；(4) C H A3，20.00 m g/k g未活化腐植酸；(5) C H A4，26.67 m g/k g未活化腐植酸；(6) C H A5，33.33 m g/k g未活化腐植酸；(7) C H A6，40.00 m g/k g未活化腐植酸；(8) A H A1，6.67 m g/k g活化腐植酸；(9) A H A 2，1 3.3 3 m g/k g活化腐植酸；(10) A H A3，20.00 m g/k g活化腐植酸；(11) A H A4，26.67 m g/k g活化腐植酸；(12) AHA5，33.33 mg/kg活化腐植酸；(13) AHA6，40.00 mg/kg活化腐植酸，每個處理3次重復。本季按照腐植酸不同添加量與2.7 kg風干土摻混均勻。未施用其他氮磷鉀等肥料。采用常規基質于2016年2月19日育苗，3月15日將小油菜苗移栽至盆中央，每盆定植1株。整個試驗過程中，各處理澆水時間及用量等保持一致，澆水量為200毫升/次/盆。定期除草、噴施殺蟲劑等。于4月15日收獲小油菜，采集土壤樣品。

1.3 測定項目與方法

在小油菜移栽第23天(4月7日)，采用便攜式葉綠素儀(SPAD-502, Konica Minolta, Japan)測定小油菜葉片SPAD值，用米尺測定小油菜葉長、葉寬，計算葉面積=葉長×葉寬×0.75[9]。2016年4月15日小油菜收獲后，取其地上部，用自來水清洗3遍，再用蒸餾水清洗3遍后，用衛生紙擦至不滴水，稱量即產量。

土壤樣品經自然風干，四分法取樣100 g，磨碎過篩后，測定土壤的全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量CEC、土壤水穩性團聚體等各項指標，具體按照土壤農業化學標準分析方法測定[10]。1.4 數據統計

試驗數據采用Microsoft Excel 2003和SAS 8.0軟件進行處理和統計分析，不同處理間采用ANOVA方法進行方差分析，采用鄧肯多重比較檢驗各處理平均值的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同處理對小油菜產量的影響

施用腐植酸均提高了棕壤、潮土、褐土種植的小油菜的產量，其中，活化腐植酸處理較對照相比多表現差異顯著(表2)。對于棕壤，未活化腐植酸處理間小油菜產量無差異，相比對照亦無差異；而活化腐植酸處理除活化腐植酸用量為6.67 mg/kg外，其他處理較對照相比均差異顯著，以活化腐植酸用量為20.00、40.00 mg/kg時小油菜產量較大，為32.11、32.78克/盆，較腐植酸用量相同的未活化腐植酸處理分別顯著增產23.50%和25.98%。對于潮土，僅在未活化腐植酸用量為40.00 mg/kg時小油菜產量較對照相比差異顯著，且較未活化腐植酸用量6.67、33.33 mg/kg的處理分別增產15.58%、19.02%；對于活化腐植酸處理，除活化腐植酸用量6.67、33.33 mg/kg的處理外，其他處理較對照相比均差異顯著，以活化腐植酸用量為13.33 mg/kg時小油菜產量最大，為27.90克/盆，較未活化腐植酸處理顯著增產19.13%；腐植酸用量為33.33 mg/kg時，施用活化腐植酸較未活化腐植酸增產高達21.54%。對于褐土，未活化腐植酸處理間小油菜產量無差異，相比對照亦無差異；而活化腐植酸處理，除活化腐植酸用量6.67、33.33 mg/kg的處理外，其他處理較對照相比均差異顯著，以活化腐植酸用量為26.67～40.00 mg/kg時小油菜產量較大，為26.17～27.72克/盆，較相應未活化腐植酸處理顯著增產33.08～41.60%。這表明，腐植酸能夠增加小油菜的產量，但適量活化腐植酸處理可顯著增加小油菜的產量。

2.2 不同處理對小油菜生長的影響

2.2.1 不同處理對小油菜葉面積的影響

不同處理對小油菜葉面積的影響見表3。可以看出，對于棕壤，當未活化腐植酸用量為33.33 m g/k g及活化腐植酸用量為33.33～40.00 mg/kg時小油菜葉面積較大；當腐植酸用量為20.00 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸增加了小油菜的葉面積，增幅達5.46%，而其他用量時對應的活化腐植酸與未活化腐植酸處理間無差異。對于潮土，當活化腐植酸用量為26.67 mg/kg時小油菜葉面積最大，與相應未活化腐植酸處理相比，顯著增加了小油菜葉面積，增福達48.38%；其他用量時對應的活化腐植酸與未活化腐植酸處理間的小油菜葉面積無差異。對于褐土，未活化腐植酸處理以用量為40 mg/kg時小油菜葉面積最大，其他處理間無差異；活化腐植酸處理間小油菜葉面積無差異；當腐植酸用量為6.67、33.33 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸處理的小油菜葉面積分別顯著增加35.26%、28.55%。對于3種土壤，當施用適量腐植酸時，活化腐植酸處理較未活化腐植酸處理能夠顯著增加小油菜葉面積。

2.2.2 不同處理對小油菜葉綠素含量的影響

不同處理的小油菜葉綠素含量SPAD值列于表4中。施用腐植酸增加了小油菜葉綠素含量。對于棕壤，當活化腐植酸用量為33.33 mg/kg時，小油菜葉綠素含量SPAD值最大，為43.10；當活化腐植酸用量為6.67、13.33、33.33、40.00 mg/kg時，施用活化腐植酸較未活化腐植酸處理增加了小油菜葉綠素含量SPAD值，增幅為6.38%～6.92%。對于潮土，當未活化腐植酸用量為6.67 mg/kg時，小油菜葉綠素含量SPAD值最大，為44.70；當活化腐植酸用量為33.33 mg/kg時，小油菜葉綠素含量SPAD值較大，為44.45；腐植酸用量相同時，活化腐植酸處理的小油菜葉綠素含量SPAD值與未活化腐植酸處理間無差異。對于褐土，當活化腐植酸用量為20.00 mg/kg時，小油菜葉綠素含量SPAD值最大，為44.45；當腐植酸用量為13.33、20.00 mg/kg時，活化腐植酸處理較未活化腐植酸處理增加了小油菜葉綠素含量SPAD值，增幅為14.13%～22.79%。

2.3 不同處理對土壤理化性質的影響

2.3.1 不同處理對土壤全氮含量的影響

從表5可以看出，施用適量腐植酸后能夠增加土壤全氮含量。棕壤的全氮含量大致處于1.99～2.16 g/kg之間。潮土的全氮含量大致處于1.05～1.19 g/kg之間。褐土的全氮含量為1.34～1.63 g/kg。3種土壤中，對于棕壤，當腐植酸用量相同時，未活化腐植酸與活化腐植酸處理間土壤全氮含量無差異；對于潮土，當活化腐植酸用量為6.67 mg/kg時，施用活化腐植酸較未活化腐植酸處理增加了土壤全氮含量，增幅達4.50%；而褐土中，活化腐植酸與未活化腐植酸處理間土壤全氮含量無差異。但是，對于施用腐植酸后土壤中無機氮含量變化有待考究。

表2 不同處理對小油菜產量的影響Tab.2 Effects of different treatments on the yield of spring rape 克/盒

表3 不同處理對小油菜葉面積的影響Tab.3 Effects of different treatments on the leaf area of spring rape cm2

表4 不同處理對小油菜葉綠素含量SPAD值影響Tab.4 Effects of different treatments on the SPAD valueof spring rape chlorophyll content cm2

表5 不同處理對土壤全氮含量影響Tab.5 Effects of different treatments on the total nitrogen of soil g/kg

2.3.2 不同處理對土壤有效磷含量的影響

施用腐植酸后增加了土壤有效磷含量(表 6)。對于棕壤，其有效磷含量大致處于100.23～117.53 mg/kg之間，與CK相比，施用適量腐植酸增加土壤有效磷含量，增幅達10.62%～17.26%；當未活化腐植酸用量為33.33 mg/kg時，土壤有效磷含量最大，達117.53 mg/kg；除腐植酸用量為33.33 mg/kg外，其他腐植酸用量時，活化腐植酸與未活化腐植酸處理間土壤有效磷含量無差異。對于潮土，其有效磷含量大致處于9.90～12.22 mg/kg之間，施用適量腐植酸增加土壤有效磷含量，增幅達19.80%～24.44%；當腐植酸用量為13.33、26.67 mg/kg時，土壤有效磷含量達到較高水平；活化腐植酸與未活化腐植酸處理間土壤有效磷含量無差異。對于褐土，其有效磷含量為6.26～9.46 mg/kg，以未活化腐植酸用量為6.67 mg/kg及施用活化腐植酸時較大；當腐植酸用量為13.33～26.67 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸顯著提高了土壤有效磷含量，增幅達22.59%～47.77%。這表明，腐植酸能夠活化土壤磷素，增加土壤有效磷；對于褐土，活化腐植酸較未活化腐植酸處理更能夠增加土壤有效磷含量。

表6 不同處理對土壤有效磷含量影響Tab.6 Effects of different treatments on the available phosphorus of soil mg/kg

2.3.3 不同處理對土壤速效鉀含量的影響

從表7可以看出，施用腐植酸后增加了土壤速效鉀含量。對于棕壤，未活化腐植酸處理中，當腐植酸用量為20.00 mg/kg時，土壤速效鉀含量最大達86.50 mg/kg，較其他處理增加6.13%～8.81%；活化腐植酸處理中，不同腐植酸用量處理間土壤速效鉀含量無差異；同時，活化腐植酸較未活化腐植酸處理增加了土壤速效鉀含量，增幅達5.56%～11.95%。對于潮土，當未活化腐植酸用量為26.67、33.33 mg/kg、活化腐植酸用量為33.33、40.00 mg/kg時，土壤速效鉀含量較大，最大為107.00 mg/kg；當腐植酸用量為40.00 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸處理提高了土壤速效鉀含量，增幅達7.54%。對于褐土，以活化腐植酸用量為26.67 mg/kg時土壤速效鉀含量最大，為77.50 mg/kg；當腐植酸用量為20.00、26.67 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸顯著提高了土壤速效鉀含量，增幅達15.70%～31.36%。這表明，適量腐植酸能夠活化土壤鉀素，增加土壤速效鉀含量；對于棕壤和褐土，活化腐植酸較未活化腐植酸處理更能夠增加土壤速效鉀含量。

2.3.4 不同處理對土壤陽離子交換量的影響

土壤陽離子交換量是指土壤膠體所能吸附的各種陽離子的總量，其大小可作為評價土壤保肥能力的指標[10]。從表8可以看出，施用腐植酸后能增加3種土壤的陽離子交換量，提高土壤的保肥供肥能力。對于棕壤，隨腐植酸用量的增加，其陽離子交換量變化較不規律；與CK相比，除未活化腐植酸用量為20.00、26.67、33.33 mg/kg(CHA3, CHA4, CHA5)外，施用腐植酸后，土壤陽離子交換量增加22.35%～41.74%；當腐植酸用量為20.00、26.67 mg/ kg時，活化腐植酸處理的土壤陽離子交換量較未活化腐植酸處理分別顯著提高25.61%、27.97%。對于潮土，陽離子交換量處于17.65～20.42 cmol/kg之間，隨腐植酸用量的增加，其陽離子交換量呈先增加后降低的趨勢；當腐植酸用量為6.67～26.67 mg/kg時，活化腐植酸處理的土壤陽離子交換量較未活化腐植酸處理顯著增加3.82%～7.25%。對于褐土，土壤陽離子交換量為17.05～20.09 cmol/kg，除活化腐植酸用量為13.33 mg/kg外，其他處理間土壤陽離子交換量無顯著差異，但數值略有增加?？傮w表明，施用腐植酸后能增加3種土壤的陽離子交換量；施用適量的活化腐植酸較未活化腐植酸處理提高了棕壤和褐土的土壤陽離子交換量，進而提高了土壤的保肥供肥能力。

2.3.5 不同處理對土壤水穩性團聚體的影響

利用吸管法測定土壤顆粒組成，根據土壤粒徑的不同，可以分為水穩性團聚體(＞0.25 mm)、砂粒(2～0.05 mm)、粉粒(0.05～0.002 mm)、粘粒(＜0.002 mm)，其中水穩性團聚體(＞0.25 mm)含量如表9所示?；罨菜彷^未活化腐植酸處理的土壤水穩性團聚體含量略有增加。對于棕壤，未活化腐植酸處理中，以腐植酸用量為6.67 mg/kg時土壤水穩性團聚體較大，較其他處理增加6.46%～12.67%；活化腐植酸處理中，以腐植酸用量為33.33 mg/kg時土壤水穩性團聚體最大，較腐植酸用量為13.33、20.00、40.00 mg/kg時增加6.30%～8.92%；同時，當腐植酸用量為26.67、33.33 mg/kg時，活化腐植酸處理的土壤水穩性團聚體含量較腐植酸用量相同的未活化腐植酸處理分別顯著提高了9.78%～10.14%，使得土壤結構得到改良。對于潮土，未活化腐植酸處理間土壤水穩性團聚體含量無差異；活化腐植酸處理中，當腐植酸用量為13.33 mg/kg時土壤水穩性團聚體含量最大，較腐植酸用量為33.33、40.00 mg/kg時增加13.98%～14.91%；同時當腐植酸用量為6.67、13.33 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸處理的土壤水穩性團聚體分別提高了16.62%、15.22%。對于褐土，除對照處理外，當腐植酸用量為20.00 mg/kg時，土壤水穩性團聚體含量較大；腐植酸用量相同時，活化腐植酸與未活化腐植酸處理間土壤水穩性團聚體含量無差異。因此，施用適量的腐植酸能夠改良棕壤和潮土。另外，對于褐土，當腐植酸用量為20.00 mg/kg時，土壤結構較好。

表7 不同處理對土壤速效鉀含量的影響Tab.7 Effects of different treatments on the available potassium of soil mg/kg

表8 不同處理對土壤陽離子交換量的影響Tab.6 Effects of different treatments on the cation exchange capacity of soil cmol/kg

表9 不同處理對土壤水穩性團聚體的影響Tab.9 Effects of different treatments on the water-stable aggregate of soil %

3 結論

(1) 腐植酸能夠增加小油菜的產量，以活化腐植酸處理較佳。對于棕壤，腐植酸用量為20.00、40.00 mg/kg時活化腐植酸處理小油菜產量較大，為32.11、32.78克/盆，較未活化腐植酸處理分別顯著增產23.50%和26.00%。對于潮土，當活化腐植酸用量為13.33 mg/kg時小油菜產量最大，為27.90克/盆，較相應未活化腐植酸處理顯著增產19.13%；腐植酸用量為33.33 mg/kg時，施用活化腐植酸較未活化腐植酸增產高達21.54%。對于褐土，以活化腐植酸用量為26.67～40.00 mg/kg時小油菜產量較大，為26.17～27.72克/盆，較相應未活化腐植酸處理顯著增產33.08%～41.60%。

(2) 施用適量腐植酸，特別是活化腐植酸，增加土壤有效磷、速效鉀含量，提高土壤保肥供肥能力，還提高土壤的水穩性團聚體，改善土壤結構。對于棕壤，施用適量腐植酸增加土壤有效磷含量，達10.62%～17.26%；未活化腐植酸用量為20.00 mg/kg時，土壤速效鉀含量較其他未活化腐植酸處理增加6.13%～8.81%?；罨菜彷^未活化腐植酸處理增加5.56%～11.95%。對于潮土，施用適量腐植酸土壤有效磷含量增加17.88%～24.44%；當腐植酸用量為13.33、26.67 mg/kg時，土壤有效磷含量達到較高水平；當腐植酸用量為40.00 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸處理土壤速效鉀含量，提高達7.54%。對于褐土，當腐植酸用量為13.33～26.67 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸處理的土壤有效磷含量顯著提高22.59%～47.77%；當腐植酸用量為20.00、26.67 mg/kg時，活化腐植酸較未活化腐植酸土壤速效鉀含量顯著提高15.70%～31.36%。同樣，施用適量的活化腐植酸較未活化腐植酸處理提高棕壤和褐土的土壤陽離子交換量。施用適量的活化腐植酸改良棕壤、潮土和褐土的土壤結構。

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Effects of Actived Humic Acid on Yeild of Spring Rape and the Physical-chemical Properties of Soil

Lu Yanyan1,2, Wu Qinquan2,3, Chen Shigeng2,3, Guo Xinsong2,3, Hong Pizheng2,3, Ding Fangjun2,3,4*
(1 National Engineering Laboratory for Ef fi cient Utilization of Soil and Fertilizer Resources, Taian, 271018
2 Shandong Agricultural University Fertilizer Science & Technology Co. Ltd., Taian, 271000
3 Engineering & Technology Research Center of High Ef fi cient Utilization of Humic Acid in Shandong Province, Taian, 271000
4 College of Resources and Environment, Shandong Agricultural University, Taian, 271018)

The potted experiments were conducted the effects of brown soil, alluvial soil and cinnamon soil used activated humic acid on the growth, yield of spring rape, and the changes of siol physical and chemical properties. The results showed that compared with the control, the yield of spring rape was increased after using humic acids, especially in active humic acid. The yield of spring rape with applying an appropriate amount of activated humic acid was increased by 3.30%～25.98%, 7.83%～21.54% and 0.17%～41.60% compared with applying non-activated humic acid in brown soil, alluvial soil and cinnamon soil respectively. In addition, compared with applying non-activated humic acid, applyed an appropriate amount of activated humic acid could increase the leaf area; activate the phosphorus and potassium in soil, improved the ability of soil to keep and provide fertility; improve the water-stable aggregates of three kinds of soil.So the actived humic acid not only could increased the yield, promote the growth of spring rape, but also could improve the soil physical and chemical properties.

actived humic acid; spring rape; yield; the physical and chemical properties of soil

TQ314.1

1671-9212(2017)01-0033-08

A

10.19451/j.cnki.issn1671-9212.2017.01.005

“] 土肥資源高效利用國家工程實驗室聯合研發基金”(項目編號SF2015-7)；泰安市科技發展計劃(國際合作專項)，“新型腐植酸固相活化技術及其對作物作用機理研究”(項目編號2015HZ1149)；山東省農業重大應用技術創新課題“新型固相活化腐植酸肥料工程化研制與應用”；泰安市科技計劃(項目編號2015NS1060)。

2016-08-28

路艷艷，女，1990年生，助理研究員，主要從事養分管理與新型肥料研發。*通訊作者：丁方軍，男，教授/博士生導師，E-mail：sdndfyjs@163.com。