腐植酸對土壤理化性質及洋蔥產量的影響

孫向春，馮 濤，殷曉燕，鄧喜明，呂 鐸，張美珍，許文霞，韓曉梅

（酒泉市農業科學研究院，甘肅 酒泉 735000)

河西走廊位于甘肅省中西部，地處青藏高原東側，屬于沿祁連山冷涼灌區，無霜期短、降水少、氣候干燥，生產的洋蔥色澤好、營養豐富、干物質含量高、耐貯運，備受消費者和市場的歡迎，近年來洋蔥種植效益高，產業發展較快，河西走廊洋蔥種植面積最高時達1.2萬hm，占全國洋蔥種植面積的27%左右。但在種植過程中，由于盲目地追求高產出、高收入，存在重用輕養，如化肥的過量施用，有機肥投入不足，部分地區管理粗放，導致耕地土壤環境質量、土壤肥力日趨下降等問題。

腐植酸（humic acid，簡寫HA）是一種天然有機物質，是以動植物殘骸為主的有機物經過漫長的、復雜的、一系列的地球生化反應所形成的，是一種生態農業和無公害農業中常用的有機肥料，開發并應用腐植酸受到了越來越多的關注。研究表明，腐植酸能有效地改善土壤結構、提高土壤有機質、降低土壤鹽分、促進作物生長和提高作物產量，同時對土壤中重金屬的遷移轉化和生物有效性具有重要影響。本試驗以洋蔥為對象，研究腐植酸對河西走廊灌漠土區洋蔥產量、耕層土壤性質及重金屬生物有效性的影響，旨在改善土壤環境、提高耕地等級、減少化學肥料施用以及腐植酸在灌漠土區洋蔥種植中的推廣應用，探求合理的技術方案，以期為實現河西走廊綠色農業高產高效發展提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地點

試驗在酒泉市農業科學研究院試驗基地（39°75′N，98°51′E）進行，屬典型的綠洲荒漠農業灌溉區。試驗前測得0～20 cm耕層土壤理化性質：容重1.52 g/cm，pH值8.52，含有機質17.7 g/kg，堿解氮27.3 mg/kg，速效磷26.7 mg/kg，速效鉀126.4 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試肥料磷酸二銨為云南云天化股份有限公司生產，總養分≥64.0%；尿素為新疆宜化化工有限公司生產，總氮≥46.0%；腐植酸為南陽市沃泰肥業有限公司生產，含有機質80.92%、全氮0.76%、全磷0.38%、全鉀0.23%。

1.3 試驗設計

試驗設4個處理，3次重復，隨機區組設計，每小區面積42 m，試驗地總面積800 m。T為對照，常規施肥，不施腐植酸；T為常規施肥＋600 kg/hm腐植酸；T為常規施肥＋1 200 kg/hm腐植酸；T為常規施肥＋1 800 kg/hm腐植酸。腐植酸在覆膜前按試驗設計用量撒施于地表，然后耙耱鎮壓，小區間加設隔離帶，其他管理同大田常規措施。常規施肥為施用磷酸二銨450 kg/hm、尿素750 kg/hm，結合整地將磷酸二銨作為基肥一次性施入，尿素分3次施入（50%結合整地作為基肥一次性施入，30%結合澆水在洋蔥苗期追施、20%在鱗莖膨大期追施）。

1.4 測定項目及方法

于洋蔥收獲后（9月23日），每小區采用5點法采集耕層0～20 cm土壤樣品，混合均勻并剔除植物殘體及其他雜物，放至實驗室陰干后測定土壤的理化性質、重金屬含量。有機質根據標準NY/T 1121.6—2006進行測定，堿解氮根據標準LY/T 1228—2015測定，速效磷根據標準NY/T 1121.7—2014測定，速效鉀根據標準NY/T 889—2004測定，土壤pH值根據標準NY/T 1377—2007測定，土壤容重采用環刀法測定，重金屬采用DTPA浸提原子吸收分光光度法測定。洋蔥產量按照小區裝袋稱量。

1.5 數據處理與分析

采用WPS 2019軟件進行數據處理和繪圖，采用SPSS 21.0軟件進行數據分析，采用最小顯著差異法（LSD）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 施用腐植酸肥對土壤理化性質的影響

由圖1可以看出，施入腐植酸的T、T、T處理的土壤pH值均比對照降低，其中T處理土壤pH值最低，T、T、T處理分別比對照降低0.69%、0.38%、0.27%。施用腐植酸對土壤pH值有一定影響，但不顯著。

圖1 不同腐植酸施用量對土壤pH值的影響

由圖2可以看出，各處理土壤容重隨著腐植酸施用量的增加呈減小趨勢，T、T、T處理的土壤容重分別比對照顯著降低6.9%、5.4%、3.5%，T、T之間差異不顯著。施入腐植酸后，顯著降低了土壤容重。

圖2 不同腐植酸施用量對土壤容重的影響

由圖3可以看出，各處理土壤有機質含量隨著腐植酸施用量的增加而增加，T處理的有機質含量最大，為26.98 g/kg，T、T、T處理分別比對照增加了4.7%、4.2%、3.3%，但各處理間差異不顯著。

圖3 不同腐植酸施用量對土壤有機質的影響

由圖4可知，施入腐植酸的各處理土壤堿解氮含量均較對照有所增加，其中T處理的堿解氮含量最高，為41.0 g/kg，較對照顯著增加23.7%，T、T處理則分別增加20.8%、8.6%，T、T處理均顯著高于T和對照。各處理速效磷含量也都高于對照，其中增幅最大的是T，較對照顯著提高了21.1%，T、T分別提高15.6%、7.6%，但與對照差異不顯著。土壤中速效鉀的含量隨著腐植酸施入量的增加而增大，T、T、T分別比對照顯著增加36.5%、31.7%、15.9%，且T、T顯著高于T2。

圖4 不同腐植酸施用量對土壤養分的影響

2.2 施用腐植酸對洋蔥產量的影響

由圖5可以看出，施入不同量腐植酸均可提高洋蔥產量，其中T產量最高，為92 164.3 kg/hm，比對照增加5.3%，T、T處理分別比CK增加5.2%和3.6%，但各處理之間差異不顯著。

圖5 不同腐植酸施用量對洋蔥產量的影響

2.3 施用腐植酸對土壤重金屬生物有效性的影響

由圖6可以看出，與對照相比，各處理土壤重金屬生物有效性隨著腐植酸施入量的增加總體呈下降趨勢。隨著腐植酸施入量的增加，土壤有效鉛的含量顯著降低，T處理含量最低，為0.83 mg/kg，T、T、T處理分別比對照顯著降低78.5%、52.6%、17.7%，且各處理間差異均顯著；土壤中有效鋅的含量也在降低，其中T處理含量最低，為0.91 mg/kg，比對照降低13.7%，T、T分別比對照降低了8.2%、4.4%，但各處理之間差異不顯著；土壤中有效銅的含量顯著降低，T處理含量最低，T、T、T處理分別比對照顯著降低44.7%、43.6%、39.5%，而T、T、T之間差異不顯著；土壤有效鎘的含量也有顯著降低，其中T處理含量最低，T、T、T處理分別比對照顯著降低35.8%、21.1%、17.1%，T還顯著低于T、T，而T、T之間差異不顯著。

圖6 不同腐植酸施用量對土壤重金屬生物有效性的影響

3 討論

3.1 施用腐植酸對土壤理化性質的影響

土壤pH值用來表示土壤的酸堿度，是土壤重要的屬性之一，對作物的生長發育具有重要影響，不同作物有其適宜的酸堿度范圍。本研究結果表明，在洋蔥上施用腐植酸后，土壤pH值趨向中性變化，李曉菊等研究表明，施加腐植酸可以有效調節并有效降低土壤pH值。本試驗在施用腐植酸后土壤容重降低了3.5%～6.9%，與葉協鋒等報道的施用腐植酸可降低土壤容重、提高土壤孔隙度的試驗結果一致。

土壤有機質的含量與土壤肥力水平密切相關，是土壤肥力的重要指標之一。本試驗中施加腐植酸后，土壤有機質含量有所增加，這與吳敏等關于腐植酸類營養型改良劑能顯著提升土壤中有機質含量的研究結果一致。

本試驗中施加腐植酸后，土壤堿解氮的含量均比對照有所提高，施用1 200 kg/hm腐植酸處理的土壤堿解氮含量比對照顯著提高了23.7%，這與馬云飛等研究報道的施加腐植酸后土壤堿解氮含量呈升高趨勢的結果一致。土壤速效磷的含量均比對照有所提高，這與凌愛芬通過大量大田試驗和盆栽試驗研究不同腐植酸施用量對土壤性狀影響，結果得出土壤中速效磷含量高于對照，特別是煙草團棵期土壤中的速效磷含量要比對照提高5～20mg/kg的試驗結果一致。土壤中速效鉀的含量也呈增加趨勢，本試驗中速效鉀含量提高了15.9%～36.5%，這與凌愛芬通過施加腐植酸，提高了土壤速效鉀含量，尤其是在煙草植株生長后期土壤仍然保持了較高的速效鉀含量的試驗結果基本一致。

3.2 施用腐植酸對洋蔥產量的影響

施用腐植酸后，改善了土壤性狀，提高了土壤肥力，促進了作物的生長發育，提高了產量。常規施肥配施適量腐植酸，對洋蔥具有增產作用，施用1 200 kg/hm腐植酸時產量最高，比對照增產5.3%。鄭毅等研究表明，添加腐植酸能顯著提高玉米籽粒產量。李小玉研究報道了施入腐植酸后，各處理都較對照有明顯的增產效果，且隨腐植酸肥施用量的增加番茄產量呈現先增加后減少趨勢。因此，腐植酸用量并不是越多效果越好，應根據實際情況進行試驗示范，以確定最適用量，避免資源浪費。

3.3 腐植酸對土壤重金屬生物有效性的影響

隨著耕層土壤中腐植酸施用量的增加，土壤中重金屬的生物有效性呈下降趨勢，這是因為腐植酸在調節土壤性狀、改善土壤肥力的同時，對土壤重金屬的遷移轉化和生物有效性具有重要影響，施用腐植酸可調控土壤重金屬生物有效性。陳靜等研究表明，在土壤中加入腐植酸能有效降低Cu、Cd、Zn、Pb等在土壤中的含量、活性、毒性以及生物可利用性。羅梅等研究表明，腐植酸對土壤Pb、Cd吸附具有明顯影響，與腐植酸添加量以及分子量大小有關，與本試驗結果基本一致。

4 結論

綜上可知，在土壤耕層施入腐植酸后影響了土壤的pH值、容重、有機質、土壤養分、重金屬有效性，同時增加了洋蔥產量。但需要注意的是：腐植酸有時對土壤因子的影響與其用量不呈正比關系；對土壤有機質和洋蔥產量有影響，但不明顯；隨著腐植酸施入量的增加，土壤堿解氮、速效磷含量呈先提高后降低的趨勢，對速效鉀的影響大于對堿解氮和速效磷的影響，同時也不同程度地降低了土壤重金屬鉛、鋅、銅、鎘的生物有效性。由于腐植酸的種類不同，在生產中大面積應用時，建議先進行試驗，針對不同土壤特點和腐植酸特性，制定合理的方案，以保障農產品安全和人體健康，促進農業可持續發展。