木本泥炭腐植酸鉀的田間應用效果

李健鵬 陳 清 譚 鈞 邢文軍 潘 慧 黃振瑞 張 毅( 香港中向國際有限公司 北京 000052 中國農業大學資源與環境學院 北京 009 廣州甘蔗糖業研究所 廣州 506 湖南農業大學煙草學院 長沙 028)

木本泥炭腐植酸鉀的田間應用效果

李健鵬1陳 清2*譚 鈞1邢文軍1潘 慧1黃振瑞3張 毅4
(1 香港中向國際有限公司 北京 100005
2 中國農業大學資源與環境學院 北京 100193
3 廣州甘蔗糖業研究所 廣州 510316
4 湖南農業大學煙草學院 長沙 410128)

選用木本泥炭腐植酸鉀(HA-K)在不同土壤類型及多種作物上進行試驗。結果表明，在常規施肥基礎上增施HA-K，農作物產量有不同程度增加，幅度為6.01%～39.10%；農產品總糖、Vc等營養成分含量均有增加，增幅分別為8.44%～39.04%、0.50%～55.60%；農產品總酸度、硝酸鹽等限制成分有所降低，降幅分別為6.30%～44.70%、25.90%；甘蔗、黃瓜、菠菜的生長指標均有不同程度提高；土壤有機質的增幅介于1.97～4.34 g/kg；南方酸性土壤pH提高了0.43個單位；煙草花葉病發病率由40%降低至20%。

木本泥炭 腐植酸鉀 產量 品質 有機質 抗逆性

腐植酸主要來源于泥炭、褐煤和風化煤(腐植酸含量從10%到80%不等)。其中，泥炭來源可分為木本泥炭、草本泥炭、蘚類泥炭3種類型，以木本泥炭腐植酸含量最高，草本泥炭次之，蘚類泥炭最低[1]。腐植酸類肥料在農業上資源化利用已開展過很多田間試驗并取得一定試驗效果[2～10]。腐植酸在提高作物的抗病性方面也有很多報道，對桃果實痘斑病、裂果病，水稻褐變穗、鞘腐病，番茄裂果病、臍腐病，棉花黃萎病，魔芋軟腐病，辣椒疫病，蘋果粗皮病、腐爛病等均有不同程度防治效果[11～18]。

本文中總結了木本泥炭腐植酸鉀(HA-K)在全國不同土壤類型、多種作物上開展的田間試驗，系統研究了木本泥炭HA-K在農業領域應用的試驗效果，以期為其生產應用提供參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用HA-K由香港中向國際有限公司生產提供，屬木本泥炭。產品性質如表1所示。

1.2 試驗點、作物及方案

試驗點涉及的土壤類型有南方地區磚紅壤和紅壤(湛江、海南等)、水稻土(湖南)、石灰性土壤(北京、天津)，供試土壤的理化性質如表2所示。試驗作物有番茄、黃瓜、菠菜、煙草、葡萄、甘蔗、香蕉、芒果等。各試驗點的簡要試驗方案及肥料施用方法如表3、表4所示，各處理施用無機肥時要扣除HA-K帶入的鉀量，使各處理養分保持一致。

表1 HA-K的理化性質Tab.1 Physical and chemical properties of HA-K

表2 供試土壤理化性質Tab.2 Physical and chemical properties of tested soils

表3 田間各試驗點的簡要試驗方案Tab.3 The brief experimental designs of f eld sites

表4 各試驗點肥料施用方法Tab.4 Fertilizer application methods of f eld sites

2 結果與分析

2.1 HA-K對作物增產的影響

HA-K對各作物的增產效果見表5。與各常規施肥相比，增施HA-K后各作物對應畝產量均有不同程度的提高，各作物產量增幅為6.01%～39.10%。其中設施蔬菜中番茄、黃瓜分別增產1170千克/畝和1104千克/畝，芒果增產效果最好，增幅達39.10%，煙草、葡萄、甘蔗、香蕉增產幅度在15.00%左右。

2.2 HA-K對作物品質的影響

農作物品質主要包括營養成分和限量成分，表6重點列出各作物共性的品質指標，HA-K對品質的改善主要體現在農產品營養成分的增加以及限量成分的降低。除葡萄外，與常規施肥相比，各作物增施HA-K后農產品中總糖含量均有所提高，增幅為8.44%～39.04%，農產品中Vc含量也有所增加。糖酸比一般作為評價作物口感的指標，黃瓜、菠菜等作物的糖酸比均明顯增加；葉綠素含量作為葉菜類營養成分的指標，增施HA-K后菠菜中葉綠素含量增加了23.10%，黃瓜和菠菜中可溶性蛋白分別增加2.50%和3.90%。增施HA-K能明顯降低作物中的限量指標，總酸度降幅為6.30%～44.70%，總酸度的降低對于提高果實風味，平衡糖酸比有重要作用；黃瓜中硝酸鹽含量也有明顯的降低，降幅達25.90%，HA-K對黃瓜和菠菜中單寧含量的影響不大。

HA-K對初烤煙葉化學成分的影響見表7。施用HA-K可以不同程度降低初烤煙葉中淀粉的含量，這有利于卷煙產品香氣、吃味質量的提高；還能有效提高煙葉中的總糖和還原糖含量，下部葉、上部葉總糖和還原糖含量均為最高(21.61%、14.50%，22.37%、17.83%)，這有利于提高煙葉香氣的醇和性，降低煙氣的刺激性和嗆味。施用HA-K可以不同程度降低煙葉中氯離子的含量，氯離子降低可提高煙草的燃燒性，施用HA-K僅降低了中部葉氮含量，對上部葉和下部葉氮含量以及煙葉中煙堿含量影響不大。

表5 HA-K對各作物產量影響Tab.5 Effects of HA-K on yield in different crops

表6 HA-K對各作物品質改善效果Tab.6 Effects of HA-K on quality improvement in different crops %

表7 HA-K對初烤煙葉化學成分的影響Tab.7 Effects of HA-K on chemical composition in f ue-cured tobacco leaves%

2.3 HA-K對作物生長的影響

HA-K刺激作物生長作用在各個試驗中均有體現。以香蕉(“亞馬遜”臺風過后新生的二代幼苗)和甘蔗為例。HA-K對新生二代香蕉幼苗的促進作用體現在吸芽高度和葉綠素含量等指標(圖1)。與常規施肥相比，增施HA-K后香蕉幼苗吸芽高度和葉綠素含量明顯增加，說明其促進二代幼苗生長作用明顯；對于甘蔗后期的生長促進作用也較明顯，體現在甘蔗株高和莖粗等指標(圖2)，常規施肥的株高和莖粗分別為293 cm、2.98 cm，增施HA-K后株高和莖粗分別為304 cm、3.21 cm，株高和莖粗的增加對甘蔗產量有顯著貢獻。

圖1 HA-K對香蕉生長的影響Fig.1 Effects of HA-K on banana growth

圖2 HA-K對甘蔗生長的影響Fig.2 Effects of HA-K on sugarcane growth

HA-K對設施黃瓜和菠菜生長的促進作用體現在葉片數、株高、葉面積等生長指標(表8)。黃瓜生長初期，增施HA-K后株高和葉面積明顯增加，與常規施肥相比，黃瓜增施HA-K后葉面積增加了29.2 cm2，株高增加了3.2 cm，葉片數增加0.5片；黃瓜生長后期，增施HA-K各生長指標也有不同程度的增加。HA-K對設施菠菜生長的促進作用主要體現在增加菠菜的葉面積。在生長初期，常規施肥葉面積僅為50.0 cm2，HA-K處理葉面積達86.7 cm2；菠菜生長后期，HA-K刺激生長作用更明顯，株高和葉面積指標明顯增加，其中HA-K葉面積達141.3 cm2，常規施肥葉面積僅為61.5 cm 。但施用HA-K對菠菜整個生育期內葉片數影響較小。

表8 HA-K對黃瓜和菠菜生長的影響Tab.8 Effects of HA-K on cucumber and spinach growth

2.4 HA-K對作物抗逆性的影響

在湖南寧鄉煙區，區域性煙草花葉病爆發嚴重，導致寧鄉煙區部分地塊煙葉絕收，煙葉產量難以保證。在寧鄉煙草試驗中發現(圖3)，與常規施肥處理煙草花葉病發病率(40%)相比，施用HA-K后，煙草花葉病發病率降低至20%。該試驗結果表明：HA-K的施用，能提高烤煙的抗病性，降低花葉病的發病率，保證煙葉產量。

圖3 HA-K對煙草花葉病發病率的影響Fig.3 Effects of HA-K on incidence rate of tobacco mosaic disease

HA-K的施用還能提高作物的抗逆性，如表9、圖4所示，用HA-K對番茄灌根處理，在低溫脅迫下，與對照(蒸餾水灌根)相比，植株干重增加2 g，根系干重增加0.09 g，根系可溶性糖增加2.3 mg/g。在高鹽脅迫下，HA-K灌根后根系各指標也呈增加的趨勢。在低溫高鹽雙重脅迫下，與對照相比，HA-K灌根處理后根系干重、根系活力、根系可溶性糖都明顯提高，增幅分別為56.00%、17.95%、22.50%，說明HA-K對刺激根系生長作用明顯。

2.5 HA-K對土壤理化性質的影響

通過在不同土壤類型上開展了HA-K田間試驗，統計了HA-K對土壤理化性質的影響(表10)。與常規施肥相比，增施HA-K后土壤有機質均有不同程度的提高，增幅為1.97～4.34 g/kg，南方紅壤和磚紅壤區域以及水稻土區域，有機質增幅明顯，比常規施肥增加3.85～4.34 g/kg，在石灰性土壤區由于屬于設施溫室種植，基肥施用有機肥量較大(2～3噸/畝)，因此，增施HA-K后土壤有機質增加不明顯(1.97 g/kg)；施用HA-K后土壤中速效氮有所增加，增福為10.0～18.9 mg/kg，但紅壤中全氮含量變化不明顯。土壤速效磷在北方石灰性土壤及紅壤上增加比較明顯，分別比常規施肥增加19.8 mg/kg和45.0 mg/kg；對于土壤速效鉀，與常規施肥相比，各土壤類型施用HA-K后速效鉀均有所增加，其中磚紅壤速效鉀增幅達128.89%，水稻土增加10.78%，石灰性土壤上增幅10.23%，說明HA-K對土壤中速效鉀含量有顯著的提高作用。HA-K對土壤pH值的影響在酸性土壤磚紅壤上表現明顯，與常規施肥相比，增施HA-K土壤pH升高了0.43個單位，緩解了酸性土壤環境對作物的危害。

表9 HA-K灌根對番茄抗逆性的影響Tab.9 Effects of HA-K f lling root on tomato stress resistance

圖4 HA-K對番茄抗低溫、抗高鹽的影響Fig.4 Effects of HA-K on tomato resistance to low temperature and high salt

表10 HA-K對不同土壤改良效果Tab.10 The improvement effect of HA-K on different soils

3 結論與討論

通過在不同土壤類型多種作物上施用木本泥炭HA-K，試驗結果表明：在常規施肥的基礎上增施木本泥炭HA-K能夠促進作物根系及地上部分的生長發育，提高作物產量，改善農產品品質指標(提高可溶性固形物、Vc等營養成分含量，降低硝酸鹽、總酸度等限量成分含量)，提高作物抗逆性及抵抗病蟲害能力；同時還能改善土壤生態環境，增加土壤中有機質及養分含量，提高土壤肥力。

木本泥炭HA-K中富含腐植酸(50%)。有研究表明腐植酸能夠刺激作物生長發育，特別對促進根系生長、伸長有顯著作用[19，20]。木本泥炭中含有的腐植酸等物質對農作物根系生長及地上部生長有促進作用，進而提高作物產量。農產品品質的提升與植物糖酸代謝以及酶的活化有關系，腐植酸分子中的酚羥基和醌基有效參與植物體內氧化還原反應，從而促進糖類、核酸和蛋白質代謝[21]。國外研究報道發現，腐植酸通過影響酶(醛縮酶、蔗糖酶、磷酸酶和淀粉酶)而改變糖類代謝，促進還原糖的積累。養分增效作用與土壤環境相關。腐植酸是一種高分子有機膠體混合物質，能與土壤粘土礦物形成有機-無機復合體，以促進土壤團粒結構形成，協調土壤通氣透水能力，提高土壤的化學肥力，增加土壤有機質含量，對氮、磷、鉀、微量元素等肥料具有增效作用[22～24]，本試驗中腐植酸對土壤肥力的提升與前人研究結果一致。

木本泥炭HA-K抗逆性以及抵抗病蟲害的能力機理可能表現在以下幾個方面：(1) 腐植酸作為植物體內多酚的來源[19，20]，而多酚通常與呼吸酶的活性密切相關，呼吸酶能促進根系呼吸，根系依靠呼吸作用產生的能量能夠主動吸收營養元素。(2) 腐植酸能影響植株體內硝酸還原酶(NR)、過氧化氫酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)、轉化酶類的活性[25～27]，使植物生理代謝旺盛進行，生理活性提高，植株健壯生長，抗病性也隨之提高。(3)腐植酸對細胞膜具有保護作用，植物細胞膜對環境變化最為敏感，當植物處于逆境或者有病害發生時，會產生活性氧積累，使脂膜過氧化水平提高，導致細胞膜系統受到傷害而影響新陳代謝[28]；腐植酸分子中含有許多酚羥基和醌基等活性官能團，酚羥基和醌基之間通過電子傳遞相互轉化[29]，其自身形成氧化還原體系，緩沖活性氧對細胞膜的損傷。

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Field Application Effect of Woody Peat Potassium Humate

Li Jianpeng1, Chen Qing2*, Tan Jun1, Xing Wenjun1, Pan Hui1, Huang Zhenrui3, Zhang Yi4
(1 View Sino International Co. Ltd., Beijing, 100005
2 College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing, 100193
3 Institute of Guangzhou Sugarcane Industry Research, Guangzhou, 510316
4 College of Tobacco Research, Hunan Agricultural University, Changsha, 410128)

The woody peat potassium humate (HA-K) fertilizer was applied in different soil types and crops. The result showed that compared with conventional fertilization, adding the application of HA-K could improve crop yield by 6.01%～39.10%, increase the total sugar, Vc and other nutrients of agricultural products by 8.44%～39.04% and 0.50%～55.60% respectively. However, the total acidity, nitrates and other limiting components of agricultural products were decreased by 6.30%～44.70% and 25.90% respectively. The growth indexes of sugarcane, cucumber, spinach were improved. Soil organic matter content was promoted by 1.97～4.34 g/kg. The pH value of south acid soil was increased by 0.43 units. Additionally, the incidence rate of tobacco mosaic disease decreased from 40% to 20%.

woody peat; HA-K; yield; quality; organic matter; stress resistance

TQ444.6+3

1671-9212(2017)01-0041-08

A

10.19451/j.cnki.issn1671-9212.2017.01.006

2015-11-06

李健鵬，男，1987年生，農藝師，主要從事作物營養與施肥方面的研究。*通訊作者：陳清，男，教授/博士生導師，E-mail：qchen@cau.edu.cn。