復合肥中腐植酸含量對冬小麥產量和氮吸收的影響

劉盛林 董曉霞 孫澤強 崔雙雙 王學君

摘要：為明確腐植酸添加量對復合肥施肥效應的影響，并為腐植酸復合肥在華北石灰性土壤冬小麥豐產中的應用提供參考，本研究在田間條件下，以普通復合肥處理為對照，研究施用不同腐植酸含量的復合肥（I～VI型，腐植酸含量1%～6%），對改善養分吸收和冬小麥產量的影響。結果表明：氮肥是冬小麥生長和產量的關鍵因子之一，但氮肥用量相同時，腐植酸含量對冬小麥產量和生物量無顯著促進作用，復合肥中腐植酸含量為5%時氮肥利用率最佳，但與普通復合肥相比差異不顯著;腐植酸含量為4%～6%的復合肥（Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ型）能夠顯著提高冬小麥有效分蘗數，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ型腐植酸復合肥顯著提高籽粒中錳含量，5種類型腐植酸復合肥對土壤有機質、堿解氮含量均無顯著提升作用。由于本試驗為一季試驗，腐植酸復合肥對冬小麥增產和氮肥利用率的提升效果尚需進一步研究。

關鍵詞：腐植酸復合肥;冬小麥;產量;養分吸收

中圖分類號：S143.58文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2019）05-0089-05

冬小麥是我國重要糧食作物，其生長過程和產量受諸多限制因素影響，在排除其他影響產量的主要限制因素后，氮素有效性對產量起到重要作用[1]。施氮是農業生產中保持土壤肥力和小麥單產的主要措施，然而實際生產中，由于氮素揮發、淋溶和徑流等造成損失，引起氮肥利用效率低和環境污染等問題[2]，目前我國氮肥的當季利用率均在40%以下[3-5]，減少氮素損失以提高氮肥利用效率對于減少氮肥用量、實現農業可持續發展和環境友好都具有重要意義。。

開展肥料科技創新、改善施肥技術、研發新型肥料是目前適應我國農業行情的正確方向。新型增效氮肥是提高氮素生物有效性的可行途徑，是近年來肥料研發領域研究的熱點。腐植酸因含有多種活性基團，具有較強的離子交換能力和吸附能力，能夠改善土壤性能，進而提高氮素和錳等微量元素的生物有效性[6，7]。因此，研究認為復合肥中添加腐植酸可通過腐植酸分子與氮的絡合作用，減緩氮肥中氮的釋放速率，延長氮在土壤中的保留時間，并通過促進土壤團粒結構的形成提高作物對氮素的吸收，從而提高氮素有效性[8-12]。同時，石灰性土壤中錳虧缺是限制冬小麥產量持續提升和品質提高的重要因素。全國缺錳土壤面積約占耕地面積的21%，腐植酸被認為能促進錳等微量元素的吸收。腐植酸復合肥作為一種增效肥料，有機無機相配合平衡施肥，對土壤肥力保持及其持續利用具有重要意義[7]。但腐植酸復合肥肥效與其添加腐植酸量密切相關，目前尚缺乏關于復合肥中腐植酸含量對冬小麥增產和氮、錳等養分增效影響的研究。

本研究擬在田間條件下，通過施用不同腐植酸含量的復合肥，以施用普通復合肥（不含腐植酸）為對照，比較其對冬小麥產量和對氮、錳吸收的影響，明確不同腐植酸含量對復合肥施肥效應的影響，以期為腐植酸復合肥在華北石灰性土壤冬小麥生產中的應用提供技術參考。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2016年在山東省德州市臨邑縣德平鎮富民農場進行。該區地處魯北黃泛平原，屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫13.5℃，年均降水量566mm。試驗地土壤類型為潮土，pH值8.4，有機質含量10.9g/kg，堿解氮53.4mg/kg，速效磷21.5mg/kg，速效鉀136.0mg/kg。

1.2試驗設計及方法

根據復合肥種類和氮肥用量，采用大田小區試驗法共設8個處理：（1）無氮處理（N0）;（2）普通復合肥撒施（CF）;（3）Ⅰ型腐植酸復合肥撒施（腐植酸含量1%，HCF1）;（4）Ⅱ型腐植酸復合肥撒施（腐植酸含量2%，HCF2）;（5）Ⅲ型腐植酸復合肥撒施（腐植酸含量3%，HCF3）;（6）Ⅳ型腐植酸復合肥撒施（腐植酸含量4%，HCF4）;（7）Ⅴ型腐植酸復合肥撒施（腐植酸含量5%，HCF5）;（8）Ⅵ型腐植酸復合肥撒施（腐植酸含量6%，HCF6）。試驗地面積為0.102hm2。

除N0外，所有處理總施氮量均為225kg/hm2，基施135kg/hm2，其余90kg/hm2于冬小麥起身拔節時追施。試驗所用普通復合肥和腐植酸新型復合肥均由河南心連心化肥有限公司生產提供，含氮20%、P2O520%、K2O5%。N0處理磷肥施用量為135kg/hm2（重過磷酸鈣，P2O544%），鉀肥施用量為33.75kg/hm2（氯化鉀，K2O60%）。隨機區組排列，重復3次，小區面積4m×10m=40m2。前茬作物為玉米。玉米收獲后秸稈全部機械化粉碎還田，肥料按照試驗處理撒施后機械翻耕和整地。供試冬小麥品種為良星77。10月14日機播，播種量225kg/hm2，行距25cm。后期管理與當地農場管理方式相同。

1.3測定指標及方法

小麥出苗后每小區隨機選擇長1m的2行冬小麥（0.5m2）測定出苗數;成熟期測定有效分蘗與有效穗數。小麥收獲后采集0～20cm土壤樣品，風干過2mm篩后測定有機質和堿解氮含量。堿解氮采用凱氏定氮法測定，有機質采用重鉻酸鉀滴定法測定。

分別在苗期、灌漿期和成熟期采集冬小麥植株測定干物質重，粉碎后通風櫥內用硫酸和雙氧水高溫消煮，之后測定植株氮和錳含量。采用凱氏定氮法測氮，原子吸收分光光度計法（GB/T5009.90—2003）測定錳。收獲后每小區選擇干擾較小的單位面積測定冬小麥穗數、穗粒數、千粒重。小區計產，換算成公頃產量。計算氮肥利用率，公式為：

氮肥利用率=施氮處理氮吸收量-不施氮處理氮吸收量施氮量×100%

1.4數據分析和做圖

試驗數據采用SPSS16.0軟件進行方差分析，非連續變量平方根反正弦轉換后進行方差分析;處理間差異顯著性分析采用LSD法（P<0.05）。采用Sigmaplot12.5軟件繪圖。

2結果與分析

2.1復合肥中腐植酸含量對小麥生長的影響

由表1看出，施用復合肥能夠提高冬小麥有效分蘗數，其效果與腐植酸含量顯著相關。與N0相比，腐植酸含量為4%～6%的復合肥處理（IV、V和VI型）能夠顯著提高冬小麥有效分蘗數;普通復合肥及腐植酸含量為4%、5%的復合肥對冬小麥出苗數有顯著促進作用。

由圖1看出，腐植酸復合肥在苗期和成熟期一定程度上能夠提高冬小麥地上部生物量。其效果與冬小麥生育期和腐植酸含量有關，苗期IV型腐植酸復合肥處理對冬小麥生物量提升效果最為顯著，成熟期V型腐植酸復合肥處理對冬小麥生物量提升效果最好，顯著優于N0處理。但所有種類復合肥對冬小麥灌漿期及成熟期生物量均無顯著提升作用。

2.2復合肥中腐植酸含量對小麥產量及其構成因素的影響

由表2可以看出，與N0相比，施用不同種類復合肥處理均能顯著增加冬小麥產量;但施氮量相同時，普通復合肥處理及不同腐植酸含量復合肥處理間冬小麥產量均無顯著差異;復合肥中腐植酸含量對冬小麥穗粒數和千粒重等產量構成因素均無顯著促進作用;與N0相比，普通復合肥及II、IV和VI型腐植酸復合肥能夠顯著增加單位面積有效穗數，但不同復合肥處理間無顯著差異。以上結果表明，氮肥用量是影響冬小麥產量的關鍵因子，復合肥中腐植酸含量對冬小麥產量及其構成因素無顯著影響。

2.3復合肥中腐植酸含量對小麥養分吸收和氮肥利用率的影響

由圖2看出，施用復合肥對小麥地上部秸稈氮素含量無顯著促進作用，促進吸收的氮素主要分配到籽粒中，其中IV型腐植酸復合肥處理的冬小麥籽粒氮素吸收量最高。而施用普通復合肥和V型腐植酸復合肥處理的冬小麥氮素利用率明顯高于其它復合肥處理（圖3）。與普通復合肥處理相比，I、II、III和VI型腐植酸復合肥處理能夠顯著提高籽粒中錳吸收量，施用復合肥對秸稈錳素吸收量無顯著促進作用（圖2）。氮肥施用量和復合肥中腐植酸含量對土壤養分含量無顯著促進作用（表3）。

3討論與結論

眾多研究表明，腐植酸肥料能夠促進植物對氮素的吸收，并提高氮素利用率[7，13-19]，增加冬小麥產量[20]。而本研究結果表明：氮肥用量是影響冬小麥產量的關鍵因子，但復合肥中腐植酸含量對冬小麥產量和產量構成因素無顯著促進作用，這與前人研究結論不同。本試驗結果表明復合肥中腐植酸含量為5%時氮肥利用率最高，但與普通復合肥相比無顯著提升作用。以往研究表明，腐植酸作為復合肥添加劑時其含量在4%～8%最適宜[21]，與本研究結果相吻合。盡管由于土壤中殘留肥料氮素的存在，氮肥利用率不能完全代表當季施入的肥料有效性[22]，但其能夠反映氮素有效性和作物吸收能力的提升。

腐植酸被認為能促進微量元素的吸收。本研究結果表明，與普通復合肥相比，腐植酸復合肥對冬小麥秸稈錳吸收量無顯著促進作用，但能促進錳向籽粒中轉移分配。盡管腐植酸能夠擴大根系養分吸收范圍和能力，但土壤錳含量較低不能滿足作物吸收，腐植酸復合肥對土壤錳吸收的影響尚需進一步研究。以往研究結果表明，施用腐植酸肥料能夠提高土壤有機質含量，然而本試驗結果中，施用腐植酸復合肥并未顯著提高土壤有機質含量。其原因可能是現在腐植酸肥料生產工藝中往往注重其低碳化，生產高純度腐植酸肥料時，用高質量高活性的腐植酸造成腐植酸復合肥有機碳含量低。另外，腐植酸影響根際土壤微生物組成和功能，有可能加速土壤有機質降解成速效養分供植物吸收利用或者被淋溶到下層土壤中。

本研究結果表明，復合肥中腐植酸含量對冬小麥產量無顯著增加作用，其含量為5%時氮肥利用率最佳，但與普通復合肥相比無顯著促進作用;所有腐植酸復合肥處理對土壤有機質及堿解氮含量未表現出顯著提升作用。由于本試驗為一季試驗，腐植酸肥料對冬小麥增產和氮肥利用率的提升效果尚需進一步研究。

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