腐植酸復合肥對石灰性土壤化學及生物性狀的影響

梅 穎 丁嘉寧 梁利寶

山西農業大學資源環境學院 太谷 030801

化肥對人類農業生產和社會進步有重要作用，但是隨著化肥用量增加，帶來的生態環境問題日益突出。腐植酸是一種廣泛存在于泥炭、褐煤、風化煤中且富含多種官能團（羧基、酚羥基、羰基等）的天然活性物質，通過沖施、噴施、浸種等方式對作物生長和土壤改良起促進作用[1]?；逝c腐植酸聯合施用不但能有效提高農作物的綜合產量，減少肥料的使用量，還可以培肥改良土壤[2]。本文旨在研究腐植酸復合肥對土壤化學和生物性狀改善，探究腐植酸對土壤養分及生物活性的增效機理，從而為腐植酸復合肥生產應用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤：本試驗在山西省晉中市太谷區山西農業大學實驗場進行，供試土壤類型為石灰性褐土，質地為壤土，土壤肥力水平偏低（表1）。該區域屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年平均氣溫7 ～11 ℃，年平均降水量555.2 mm，無霜期145 天左右。

供試肥料：常規復合肥為實驗室提供，養分含量N-P2O5-K2O=20-18-5；腐植酸復合肥，在常規復合肥中摻混3%的礦物源腐植酸鉀（從風化煤中提?。?，礦物源腐植酸鉀中總腐植酸含量50.5%，氧化鉀含量11.2%，pH 10.8。

供試作物：玉米，品種為“沃玉963 號”，生育期為125 天左右。播種密度約為3000 株/畝，株距0.4 m，行距0.5 m。

表1 供試土壤的化學性質Tab.1 The chemical properties of tested soil

1.2 試驗設計

本試驗設置3 個處理，分別是：腐植酸復合肥處理、常規復合肥處理、對照處理（不施肥）；試驗小區面積為5 m×4 m，每個處理重復3 次，隨機區組排列。每個施肥處理均施入等量的氮磷鉀，各施肥處理施肥量均為675 kg/hm2，腐植酸鉀的養分含量忽略不計。全部肥料均作為底肥一次性撒施，玉米于2019 年4 月28 日播種，9 月15 日收獲。分別在玉米苗期（5 月20 日）、灌漿期（8 月5 日）、收獲期（9 月10 日）對土壤采樣。采樣位置為根系附近，深度均為0 ～20 cm。

1.3 測定指標及方法[3]

土壤樣品采集后立即進行土壤微生物數量（平板培養法）、土壤酶活性的測定，剩余土壤樣品風干后進行養分分析。土壤有機質采用油浴加熱法；土壤全氮采用凱氏定氮法；土壤全磷和速效磷采用鉬銻抗比色法；土壤銨態氮和硝態氮采用流動分析儀測定（AA3 型）；土壤脲酶采用靛酚藍比色法；土壤磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法。土壤樣品前處理、測定均在山西農業大學資源環境學院土壤農化實驗室進行。

玉米產量采用計重法。

1.4 數據處理

數據采用Excel 軟件進行數據處理，差異顯著性分析采用SPSS 19.0 軟件。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤有機質、全氮、全磷含量的影響

從表2 中可以看出，腐植酸復合肥處理與常規復合肥處理的土壤有機質、全氮、全磷差異均不顯著，主要是因為施入的氮、磷養分的量是相等的。土壤有機質含量，在苗期和灌漿期施肥與對照處理無顯著差異，在收獲期則達到了顯著差異。在苗期，施肥處理全氮、全磷與對照處理差異顯著，隨著生育期延長，土壤養分逐漸降低，施肥與對照處理間差異逐漸減小。

2.2 不同施肥處理對土壤銨態氮、硝態氮、速效磷含量的影響

從表3 中可以看出，在整個生育期2 個施肥處理的銨態氮、硝態氮、速效磷含量均顯著高于對照處理，在苗期腐植酸復合肥處理的銨態氮、速效磷顯著高于常規復合肥處理，灌漿期和收獲期則差異不顯著。在整個生育期，2 個施肥處理的硝態氮含量差異始終不顯著。

表2 不同施肥處理對土壤有機質、全氮、全磷含量的影響Tab.2 Effects of different fertilization treatments on the contents of soil organic matter,total nitrogen and total phosphorus g/kg

表3 不同施肥處理對土壤銨態氮、硝態氮、速效磷含量的影響Tab.3 Effects of different fertilization treatments on the contents of soil ammonium nitrogen,nitrate nitrogen and available phosphorus mg/kg

2.3 不同施肥處理對土壤酶活性的影響

從表4 中可以看出，在灌漿期、收獲期腐植酸復合肥處理較常規復合肥處理顯著降低了脲酶活性，降幅分別達到了11.43%、10.23%；腐植酸復合肥處理的脲酶活性與對照處理差異不顯著。2 個施肥處理均不同程度地提高了酸性磷酸酶活性，在灌漿期差異顯著，增幅為11.58%～15.07%，腐植酸復合肥處理效果最明顯。

表4 不同施肥處理對土壤酶活性的影響Tab.4 Effects of different fertilization treatments on the activity of soil enzyme

2.4 不同施肥處理對土壤微生物數量的影響

從表5 中可以看出，不同施肥處理的土壤細菌、真菌、放線菌的數量較對照處理均有增加，原因可能是施肥為微生物生長繁殖提供了養分。其中玉米苗期、灌漿期的細菌數量與對照處理差異顯著，玉米苗期、收獲期的真菌數量與對照處理差異顯著，玉米苗期、灌漿期、收獲期放線菌數量與對照處理差異顯著。玉米灌漿期不同種類微生物數量大多高于苗期、收獲期。玉米灌漿期、收獲期腐植酸復合肥處理土壤細菌數量顯著高于常規復合肥處理，增幅分別為16.76%、12.78%，苗期差異不顯著。2 個施肥處理的土壤真菌、放線菌數量差異均不顯著。

表5 不同施肥處理對土壤微生物數量的影響Tab.5 Effects of different fertilization treatments on the quantity of soil microorganism

2.5 不同施肥處理對玉米產量的影響

從表6 中可以看出，與對照處理相比，不同施肥處理顯著地增加了玉米產量，但2 個施肥處理間差異不顯著。

表6 不同施肥處理對玉米產量的影響Tab.6 Effects of different fertilization treatments on the yeild of maize kg/hm2

3 結論與討論

與對照相比，腐植酸復合肥處理和常規復合肥處理均顯著地提高了土壤養分、酶活性、微生物數量和玉米產量。腐植酸復合肥處理較常規復合肥處理顯著地提高了玉米苗期土壤銨態氮、速效磷含量，增幅分別達到了9.73%、16.84%，灌漿期、收獲期的細菌含量增幅分別為16.76、12.78%，顯著地降低了玉米灌漿期、收獲期土壤脲酶活性，降幅分別為11.43%、10.23%。

相比常規復合肥，腐植酸復合肥中的腐植酸含有酸性官能團和巨大的陽離子代換量，發揮了與氮、磷、鉀結合效應，尤其是與磷酸鹽的競爭效應，增強了土壤的保肥能力[4]。從本研究結果看，腐植酸復合肥處理提高了土壤酸性磷酸酶活性，土壤速效磷的含量也得到了提高。分析機理可能是酸性磷酸酶加速有機磷脫磷速率，從而提高土壤速效磷含量[5]。

本研究中腐植酸復合肥處理顯著降低了玉米灌漿期、收獲期土壤脲酶活性，脲酶是一類可以促進尿素水解轉化為氨的土壤主要酶之一。腐植酸在前期可以通過抑制脲酶活性來降低尿素的分解，以此來降低因氨的揮發而導致的氮素損失，從而提高氮素的緩釋效能。后期，腐植酸對土壤脲酶抑制效果則不顯著，甚至有促進作用。但是張務帥等[6]研究表明，腐植酸復合肥可以提高蘋果樹土壤脲酶的活性，可能與腐植酸使用量、土壤和作物類型不同有關，也有研究表明這可能是因為腐植酸未經活化引起的[7]。從整個玉米生育期來看，施肥處理的脲酶活性表現出前期低、中期高、后期低的倒“V”型變化趨勢，其變化規律與土壤微生物數量相似，原因是脲酶主要是由土壤微生物分泌的。這說明腐植酸復合肥有“先控后促”的作用，這與作物不同生育期對養分的不同需求變化相吻合。

本試驗研究得出，腐植酸復合肥對土壤細菌的促進作用最明顯，真菌和放線菌的促進效果一般，這與劉蘭蘭等[5]的研究結果較為一致。

綜上結果表明，復合肥添加礦物源腐植酸后對土壤養分和生物活性有一定的增效作用。但本試驗對土壤理化指標的測定不夠系統，如未對土壤全鉀、速效鉀、酸堿度等指標進行測定，未對土壤酶活性與氮形態進行相關性分析，在今后的研究中會加強這方面的研究。