黃腐酸復(fù)合肥對鹽堿地小麥生長、產(chǎn)量、效益及土壤理化性質(zhì)的影響

陳寶成 周華敏 梁 海 王桂偉 韓 哲 滿晟群

1 土肥資源高效利用國家工程實驗室/山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 泰安 271018

2 養(yǎng)分資源高效開發(fā)與綜合利用國家重點實驗室/金正大生態(tài)工程集團股份有限公司臨沂 276000

黃腐酸是腐植酸中具有活力的組成部分，其分子量較小、易溶于水、抗絮凝性能好、活性官能團多，化學(xué)活性和生物活性很高，在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用廣泛，有較好效果[1]。黃腐酸可以提氮、解磷、促鉀，有利于提高肥料利用率[2，3]，有助于促進土壤團聚體形成，改善土壤理化性質(zhì)[4]；黃腐酸還可以增強光合作用，促進作物生長，調(diào)控作物葉面氣孔開放度、減少蒸騰、提高抗旱能力等[5]。目前市面上的黃腐酸類肥料產(chǎn)品有黃腐酸微生物菌劑、黃腐酸有機無機復(fù)混肥、黃腐酸水溶肥/葉面肥、黃腐酸螯合微量元素肥料等，增產(chǎn)作用良好，市場反響佳[6]。研究表明，水稻施用10 kg/667 m2的黃腐酸營養(yǎng)液，可以促進水稻分蘗，增加水稻穗數(shù)和穗粒數(shù)，提高水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益[7]；黃腐酸微生物菌劑能促進小麥根系生長，增加小麥分蘗數(shù)，產(chǎn)量可提高15.4%，畝增收47.97元[8]；小麥控釋尿素配施黃腐酸可顯著提高養(yǎng)分供應(yīng)強度，可提高小麥產(chǎn)量、肥料利用率和凈收益[9]；黃腐酸玉米肥效試驗顯示，黃腐酸可提高尿素利用率30%、提高磷肥利用率10%～20%、提高鉀肥利用率30%以上，并提高作物抗性[3]。

在我國西北、東北、華北等地區(qū)的鹽堿地中，長期施用黃腐酸可以改善土壤團聚體、水、肥、氣、熱等狀況，使表土鹽分、酸堿度明顯降低，土壤交換量增大，為植物創(chuàng)造出一個適宜的生長環(huán)境。北方產(chǎn)麥區(qū)施用黃腐酸產(chǎn)量增長達6.8%～12.7%，且抗旱效果明顯[10]。輕中度含鹽量的鹽堿地具有較大的改良利用價值，目前有關(guān)黃腐酸與復(fù)合肥結(jié)合在鹽堿地栽培小麥效果的研究還較少。本試驗研究濱海輕度鹽堿地施用黃腐酸復(fù)合肥對小麥生長、經(jīng)濟效益及土壤理化性質(zhì)的影響，以期為該區(qū)域條件下合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗地點

試驗地設(shè)在山東省濱州市無棣縣濱海鹽堿地。

1.2 試驗材料

供試土壤：土壤為輕含鹽量濱海鹽土，其基本理化性狀如下：全鹽含量為0.15%，全氮含量為1.10 g/kg，有效磷含量為10.6 mg/kg，速效鉀含量為158.93 mg/kg，有機質(zhì)含量為13.20 g/kg，交換性鈣含量為440.55 mg/kg，交換性鎂含量為210.23 mg/kg，pH 8.5（水土比2.5∶1），粘壤土質(zhì)地。

供試肥料：普通復(fù)合肥（16-15-5），黃腐酸復(fù)合肥料1（16-15-5，黃腐酸含量7%），黃腐酸復(fù)合肥料2（16-15-5，黃腐酸含量12%），黃腐酸復(fù)合肥料3（16-15-5，黃腐酸含量17%），黃腐酸鈣鎂肥（黃腐酸含量≥20%，Ca+Mg≥5%）。以上肥料均由山東泉林嘉有肥料有限責(zé)任公司提供。

供試小麥：冬小麥，品種為“小偃81”，生育期240天。

1.3 試驗設(shè)計

采用田間小區(qū)試驗，設(shè)6個處理，其中處理1：空白（CK），不施肥；處理2：普通復(fù)合肥（CF）；處理3：黃腐酸復(fù)合肥1（CFA1），低量黃腐酸；處理4：黃腐酸復(fù)合肥2（CFA2），中量黃腐酸；處理5：黃腐酸復(fù)合肥3（CFA3），高量黃腐酸；處理6：黃腐酸復(fù)合肥1+黃腐酸鈣鎂肥（CFAG）。除空白處理外，各處理均施用相對應(yīng)的復(fù)合肥1500 kg/hm2，處理6摻混了600 kg/hm2黃腐酸鈣鎂肥。每個處理3次重復(fù)，共18個小區(qū)，每個小區(qū)面積6 m×5 m=30 m2。種值時間為2017年10月15日，施肥方式為開溝施肥，溝深10 cm。

1.4 測定指標(biāo)及方法

小麥播種前采集試驗區(qū)的基礎(chǔ)土樣。在小麥苗期、返青期、孕穗期和成熟期分別采集0～20 cm土層的土樣。

土壤理化性質(zhì)按照土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)標(biāo)準分析方法測定。土壤pH值：水土比為2.5∶1，采用pH計測定；土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮：采用0.01 mol/L CaCl2浸提，BRAN+LUEBBE流動注射分析儀（AA3—A001—02E）測定；土壤有效磷：采用0.5 mol/L NaHCO3浸提后，用Smartchem 200流動注射分析儀測定；土壤速效鉀：采用1 mol/L NH4Ac（pH 7.0）浸提——火焰光度法測定；土壤有機質(zhì)：采用重鉻酸鉀——硫酸加熱氧化法；植株葉片葉綠素相對含量（SPAD值）：在小麥苗期、返青期、孕穗期和成熟期，采用日本Minolta公司生產(chǎn)的SPAD-502葉綠素儀測定；株高：在小麥孕穗期和成熟期，采用直尺測量；生物量及產(chǎn)量：在小麥成熟期，每小區(qū)隨機選取3個點，每個點選3行（每行選1 m長收獲）小麥收獲地上部分，取回，曬干，稱重得到生物量；曬干的小麥脫粒，稱重得到籽粒產(chǎn)量。

氮肥養(yǎng)分利用率=（施肥處理小麥吸收N量-空白處理小麥吸收N量）/所施肥料中N總量×100%；

磷肥養(yǎng)分利用率=（施肥處理小麥吸收P2O5量-空白處理小麥吸收P2O5量）/所施肥料中P2O5總量×100%；

鉀肥養(yǎng)分利用率=（施肥處理小麥吸收K2O量-空白處理小麥吸收K2O量）/所施肥料中K2O總量量×100%。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗相關(guān)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SAS 8.0軟件進行整理、處理和統(tǒng)計分析，采用ANOVA進行方差分析，不同處理間采用Duncan’s Multiple Range Test方法檢驗各處理平均數(shù)在P<0.05水平上的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃腐酸復(fù)合肥對小麥生長的影響

2.1.1 黃腐酸復(fù)合肥對小麥株高的影響

不同處理的孕穗期和成熟期小麥株高測定結(jié)果見圖1。結(jié)果顯示，黃腐酸復(fù)合肥處理不同程度增加了小麥株高。小麥孕穗期，黃腐酸復(fù)合肥處理與CK相比株高增加了3.10～4.30 cm，差異顯著；與普通復(fù)合肥相比株高增加了1.03～2.23 cm，其中處理CFA1、CFA2、CFA3與普通復(fù)合肥處理相比，株高差異達顯著水平，CFAG處理與普通復(fù)合肥處理相比，株高差異不顯著。小麥成熟期，黃腐酸復(fù)合肥處理與CK相比株高增加了0.72～3.16 cm，株高差異不顯著，與普通復(fù)合肥相比株高增加了0.53～2.97 cm，株高差異不顯著。與普通復(fù)合肥相比，CFAG處理沒有顯著增加小麥株高，說明供試土壤加入600 kg/hm2黃腐酸鈣鎂肥對小麥生長沒有顯著效果，其原因是供試土壤中交換性鈣鎂含量較高，小麥不缺乏鈣鎂營養(yǎng)，施用鈣鎂肥效果不佳。

圖1 不同處理對小麥孕穗期、成熟期株高的影響Fig.1 Effects of different treatments on plant height of wheat at booting and maturity stages

2.1.2 黃腐酸復(fù)合肥對小麥葉片SPAD值的影響

不同處理對小麥主要生長期葉片SPAD值的影響見表1。由表可知，小麥苗期、返青期、孕穗期、成熟期各施肥處理葉片SPAD值高于CK，但大都差異不顯著；所有黃腐酸復(fù)合肥處理與普通復(fù)合肥處理相比，在小麥苗期、返青期及孕穗期葉片SPAD差異不顯著；成熟期黃腐酸復(fù)合肥處理的CFA1、CFA2與普通復(fù)合肥處理間，小麥SPAD值差異不顯著，而黃腐酸復(fù)合肥處理的CFA3、CFAG葉片SPAD值顯著低于普通復(fù)合肥處理?？傮w上，黃腐酸復(fù)合肥對小麥葉片SPAD值影響不大。

表1 不同處理對小麥主要生長期葉片SPAD值的影響Tab.1 Effects of different treatments on SPAD value of wheat leaf at the main growth stages

2.2 黃腐酸復(fù)合肥對小麥產(chǎn)量的影響

收獲后測定不同處理小麥產(chǎn)量見表2。結(jié)果顯示，在小麥生物量方面，各黃腐酸復(fù)合肥處理與CK相比差異達顯著水平，增加幅度達22.07%～25.53%，但與普通復(fù)合肥相比，差異不顯著；在小麥籽粒產(chǎn)量方面，各黃腐酸復(fù)合肥處理與CK相比差異達顯著水平，增產(chǎn)21.84%～36.17%，與普通復(fù)合肥相比，除了CFAG處理外，其他黃腐酸復(fù)合肥處理均可顯著增加籽粒產(chǎn)量，增產(chǎn)達9.58%～11.76%。

Ca2+、Mg2+能促進土壤團聚體形成，減少土壤顆粒分散，促進其他陽離子交換，增加田間灌水時對其他鹽分的淋洗，也能提供土壤Ca2+、Mg2+營養(yǎng)元素[11]，所以本試驗設(shè)了CFAG處理。但CFAG與CF處理相比，沒有顯著增加小麥籽粒產(chǎn)量，原因如下：一是該供試土壤鈣鎂養(yǎng)分較為豐富，施用鈣鎂肥沒有明顯效果；二是加入的黃腐酸鈣鎂肥在土壤中釋放出Ca2+、Mg2+，增加了根系周圍土壤鹽分含量，對小麥生長起到了抑制作用。

測定結(jié)果還表明，黃腐酸復(fù)合肥提高了小麥籽粒產(chǎn)量所占生物量的比例，說明黃腐酸復(fù)合肥能較好地促進小麥營養(yǎng)物質(zhì)從秸稈向籽粒轉(zhuǎn)移，從而提高了籽粒產(chǎn)量。

表2 不同處理對小麥產(chǎn)量的影響Tab.2 Effects of different treatments on the yield of wheat

2.3 黃腐酸復(fù)合肥對小麥經(jīng)濟效益的影響

根據(jù)小麥產(chǎn)量、小麥單價、肥料成本、其他成本，計算小麥生產(chǎn)純收入及增收情況，具體結(jié)果見表3，其中小麥單價為2.40元/千克。結(jié)果表明，不同處理小麥總收入不同，黃腐酸復(fù)合肥處理肥料成本高于普通復(fù)合肥處理，每公頃多支出450～550元，但除了CFAG處理外，其他黃腐酸復(fù)合肥處理純收入高于普通肥處理，差異達顯著水平；每公頃增收571.48～765.38元，其中純收入最高的是CFA3處理，為4829.04元/公頃；CFAG處理總收入每公頃比普通肥復(fù)合肥處理雖然增加了368.86元，但由于CFAG處理施用的肥料成本每公頃比普通復(fù)合肥肥處理增加了550元，所以CFAG處理比普通肥復(fù)合肥處理每公頃純收入減少了181.14元；CK雖然產(chǎn)量最低，每公頃總收入只有8834.16元，但由于該處理沒有施肥成本，所以每公頃純收入達到4834.16元，比普通肥復(fù)合肥處理還高770.50元，此為一季作物的試驗結(jié)果，若隨著試驗栽培季的增加，CK的地力會不斷減退，作物的產(chǎn)量和純收入也會隨之大幅減少；黃腐酸復(fù)合肥處理地力得到改善，作物產(chǎn)量和純收入會隨之增加。

表3 不同處理對小麥經(jīng)濟效益的影響Tab.3 Effects of different treatments on the economic benefit of wheat

2.4 黃腐酸復(fù)合肥對土壤理化性質(zhì)的影響

2.4.1 黃腐酸復(fù)合肥對土壤pH的影響

不同處理對小麥主要生長期耕層土壤pH的影響見表4。由表可知，在小麥主要生長期（苗期、返青期、孕穗期、成熟期）各處理間耕層土壤pH幾乎均沒有顯著差異，且數(shù)值均在8.13～8.35之間。得出此結(jié)果的原因可能是由于土壤具有酸堿緩沖性，試驗所用施肥量不足以造成土壤pH值產(chǎn)生顯著性改變。

表4 不同處理對小麥主要生長期耕層土壤pH的影響Tab.4 Effects of different treatments on the surface soil pH at the main growth stages of wheat

2.4.2 黃腐酸復(fù)合肥對土壤氮磷鉀養(yǎng)分含量的影響

不同處理對小麥成熟期土壤養(yǎng)分含量的影響見表5。由表可知，各施肥處理土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷含量均顯著高于CK；在速效鉀含量方面，只有CFA1處理與CK間差異顯著，其他各施肥處理與CK間差異不顯著；黃腐酸復(fù)合肥處理土壤銨態(tài)氮含量在19.06～21.00 mg/kg之間，硝態(tài)氮含量在33.88～38.91 mg/kg之間，有效磷含量在14.09～16.02 mg/kg之間，速效鉀含量在162.86～179.85 mg/kg之間，多數(shù)高于普通復(fù)合肥處理，其中黃腐酸復(fù)合肥處理與普通復(fù)合肥處理間銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷養(yǎng)分大多差異達顯著水平，而速效鉀含量差異不顯著。綜上，黃腐酸復(fù)合肥有增加土壤氮磷鉀養(yǎng)分含量的趨勢，可為作物生長提供較好的養(yǎng)分條件。

表5 不同處理對小麥成熟期土壤養(yǎng)分含量的影響Tab.5 Effects of different treatments on nutrient content of soil at maturity stages of wheat mg/kg

2.5 黃腐酸復(fù)合肥對小麥養(yǎng)分利用率的影響

不同處理對小麥養(yǎng)分利用率的影響見表6。由表可知，黃腐酸復(fù)合肥處理不同程度地提高了氮磷鉀養(yǎng)分利用率，其中氮肥養(yǎng)分利用率在20.13%～23.80%之間，比普通復(fù)合肥增加4.68%～23.76%，除CFA3處理與普通復(fù)合相比差異顯著外，其他處理與普通復(fù)合相比，差異均不顯著；磷肥養(yǎng)分利用率在14.60%～15.68%之間，比普通復(fù)合肥增加9.94%～18.07%，差異達顯著水平；鉀肥養(yǎng)分利用率在30.54%～35.62%之間，比普通復(fù)合肥增加7.95%～25.91%，差異達顯著水平?？梢姡S腐酸復(fù)合肥有利于提高氮磷鉀養(yǎng)分利用率，適合在鹽堿地土壤上施用，其中黃腐酸復(fù)合肥處CFA2、CFA3效果相對較好。

表6 不同處理對小麥養(yǎng)分利用率的影響Tab.6 Effects of different treatments on nutrient use efficiency of wheat %

3 結(jié)論

（1）黃腐酸復(fù)合肥在黃河三角洲濱海輕度鹽堿地能較好地提供土壤氮磷鉀養(yǎng)分，提高了氮磷鉀養(yǎng)分利用率，對于小麥有較好的增產(chǎn)增收效果，在試驗所涉及的土壤及施肥量下，小麥增產(chǎn)10%左右，每公頃增收600元左右。

（2）黃腐酸復(fù)合肥在試驗所用施肥量條件下，對土壤pH、小麥葉片SPAD值影響不顯著，但在一定程度上增加了小麥株高。

黃腐酸復(fù)合肥在黃河三角洲濱海輕度鹽堿地小麥一年栽培中，雖有較好的增產(chǎn)和增收效果，但具體的增產(chǎn)增收機理，特別是黃腐酸復(fù)合肥對土壤水分含量、鹽分遷移等方面的影響，本試驗沒有進行全面深入的探討，在今后的試驗中應(yīng)進行進一步研究。