腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米产量及粗蛋白质含量的影响

袁丽峰等

摘 要：通过小区试验，研究了不施肥、施化肥、风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥施用对玉米干物质积累、籽粒产量、粗蛋白质含量、氮磷肥偏生产力以及氮磷肥农学效率的影响。结果表明，不同施肥能显著提高玉米干物质积累、籽粒产量及粗蛋白含量。风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥施用较单施化肥显著提高了玉米根系干质量、秸秆质量、行粒数、每穗粒数、籽粒产量、粗蛋白质含量、氮磷肥偏生产力以及氮磷肥农学效率；腐殖酸有机肥较单施化肥显著提高了玉米穗轴质量、穗行数，对玉米百粒质量影响不显著。

关键词：腐殖酸有机肥；风化煤；玉米；产量；粗蛋白质含量

中图分类号：S513 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.08.022

Abstract： The effect of different fertilization， including no fertilizer， fertilizer， fertilizer combined with weathering coal and humic organic fertilizer on maize dry matter accumulation， maize yield， its crude protein content， partial productivity and agronomic efficiency of nitrogen and phosphorus were studied by a plot experiment. The results showed that dry matter accumulation， yield and crude protein content of maize were significantly improved by different fertilization. Compared with fertilizer， fertilizer combined with weathering coal， humic organic fertilizer not only increased the weights of root and straw significantly， but also increased the numbers of grains per row and per spike， the yield of maize and its crude protein content. In addition， partial productivity and agronomic efficiency of nitrogen and phosphorus were also improved. Compared with fertilizer， the humic acid organic fertilizer significantly increased maize cob weight， the number of rows per spike. However， it had no significant effect on maize hundred-grain weight.

Key words： humic organic fertilizer；weathering coal； maize； yield； crude protein content

风化煤是一种露于地表或是埋藏在浅部的煤层，储量丰富，且分布广泛，价格低廉，风化煤经过风化氧化，已经失去作动力燃料和炼焦煤的价值，但其中含有丰富的腐殖酸，具有吸附、络合和交换等性能，是一种良好的天然吸附剂[1-2]。大量研究表明，腐殖酸可以通过氢键、络合以及物理性吸附等多种作用增加化肥的肥效[3-4]。亦有研究表明，腐殖酸是一类有良好生物活性的有机高分子物质，在促进作物养分吸收，提高肥料利用率等方面有显著的作用[5-7]。目前，风化煤腐殖酸及腐殖酸有机肥对作物产量及品质的影响研究还比较少。本试验通过大田试验，研究腐殖酸有机肥对玉米干物质积累、籽粒产量及品质影响，为风化煤腐殖酸及腐殖酸有机肥的合理利用提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

1.1.1 试验地概况 试验设在山西农业大学实验站内，经度为东经112.55°，纬度为北纬37.42°，属暖温带大陆性气候，年平均气温9.9 ℃，无霜期176 d，年降雨量462.9 mm。土壤为石灰性褐土，土壤有机质含量为14.5 g·kg-1，碱解氮为21.8 mg·kg-1，速效磷为25.6 mg·kg-1，土壤速效钾含量为79.4 mg·kg-1，pH值 7.91。

1.1.2 试验处理 试验共设空白（CK）、化肥（H）、风化煤与化肥配施（FH）、腐殖酸有机肥（Fu）4个处理，3次重复，12个小区，每个小区的面积为16 m2。化肥使用尿素（含N 45%）、过磷酸钙（含P2O517%）。供试风化煤和腐殖酸有机肥购自太谷县化肥厂，其中腐殖酸有机肥是以风化煤为原料，配合一定的氮、磷、钾研制生产的，其有机质含量≥30%，N-P2O5-K2O为2.32-1.49-1.30。腐殖酸有机肥的用量为5 625 kg·hm-2，根据腐殖酸有机肥中的氮、磷含量确定H、FH处理中化肥的用量。不同处理肥料用量见表1。

供试作物为玉米，品种为‘先玉335。2013年4月23日播种，播种密度为59 250株·hm-2，10月15日收获。其他管理按常规。

1.2 测定项目与方法

在玉米的成熟期，每个小区随机选取10株，烘干后测定玉米地下部质量、茎秆质量及穗轴质量，同时进行考种，测定单个果穗质量、穗行数、穗粒数、百粒质量及籽粒产量。

用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法测植株茎秆和籽粒中全氮，计算粗蛋白质含量公式为：

粗蛋白质含量（%）=N%×6.25[8]

根据施肥量，施肥区和空白区玉米产量计算氮、磷肥的偏生产力和肥料农学效率：

肥料偏生产力=施肥区作物产量/施肥区的施肥量

肥料农学效率=（施肥区作物产量-空白区作物产量）/施肥区的施肥量

1.3 统计方法

采用Word和Excel对数据进行处理，利用DPS软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米各部位干物质积累的影响

由表2可知，施肥显著提高了玉米各部位干物质的积累，其中Fu的效果最佳。FH、Fu与CK相比，玉米秸秆质量分别增加624.70，749.55 kg·hm-2；与H相比，FH、Fu玉米秸秆质量分别增加561.50，686.35 kg·hm-2。H、FH、Fu与CK相比，玉米穗轴质量上增加144.69 ～312.57 kg·hm-2。不论与CK处理还是H处理相比，FH、Fu对玉米根质量的积累均达到极显著水平。H、FH、Fu较CK玉米根质量分别提高6.5%，12.7%，15.3%。

2.2 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米产量及产量构成的影响

由表3可知，成熟期玉米产量构成因素及玉米产量趋势表现为Fu>FH>H>CK。施肥能显著提高玉米穗行数，且均达到显著水平，各施肥区比不施肥区增加玉米穗行数1.2～3.1行。FH、Fu比CK行粒数分别增加0.5粒、0.7粒，比H处理分别增加0.3粒、0.5粒，说明风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥能提高玉米行粒数。H、FH、Fu较CK玉米每穗粒数增加均有显著增加，增加率达到2.1%～10.8%，且处理间差异均达极显著水平。

H、FH、Fu较CK显著提高了玉米百粒质量和籽粒产量，增加率分别达到11.4%～16.2%、4.2%～20.3%。刘磊等[9]研究表明，不同施肥措施对玉米产量构成因素有显著性差异。施肥处理每穗粒数多，百粒质量也大，这说明施肥有利于籽粒的形成，进而影响玉米的籽粒产量。邓森林[10]研究表明，施用腐殖酸可以使玉米百粒质量提高，籽粒产量增加。

2.3 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米氮磷肥偏生产力及农学效率的影响

肥料偏生产力（PFP）指施用某一特定肥料下的作物产量与施肥量的比，是反映当地土壤的基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标。肥料农学效率（AE）是在特定的施肥条件下，单位施肥量所增加的作物经济产量，它是施肥增产效应的综合体现。由表4可以看出，不论氮磷肥偏生产力还是氮磷肥农学效率，H、FH、Fu处理间差异均达到极显著水平，FH、Fu较H氮磷肥偏生产力分别提高9.89 kg·kg-1和15.38kg·kg-1，14.30kg·kg-1和22.23 kg·kg-1。FH、Fu较H氮磷肥农学效率分别提高9.88 kg·kg-1和15.37 kg·kg-1、14.29 kg·kg-1和22.23 kg·kg-1，说明腐殖酸有机肥的施用对肥料偏生产力及肥料农学效率有提高的作用。此结果与杨宏顺等[11]的结果相似。

2.4 腐殖酸有机肥对玉米粗蛋白质含量的影响

粗蛋白质包括纯蛋白质和氨化物。玉米是我国主要粮食作物之一，玉米秸秆是中国农区食草家畜的主要粗饲料资源，提高玉米及玉米秸秆中粗蛋白质的含量，有助于提高其营养价值[12]。由图1、图2可以看出，与CK、H相比，腐殖酸有机肥对秸秆、籽粒粗蛋白质含量的影响均达到极显著水平，不同处理粗蛋白质含量表现为Fu>FH>H>CK。Fu中秸秆和籽粒粗蛋白质含量分别达到5.23%，7.89%，较CK分别提高0.59，0.33个百分点。FH中秸秆和籽粒粗蛋白质含量分别达到5.03%，7.82%，较CK分别提高0.39，0.26个百分点。

3 结 论

（1）不同施肥能显著提高玉米干物质积累、籽粒产量、粗蛋白含量及氮磷肥偏生产力和农学效率。

（2）风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥较单施化肥显著提高了玉米根质量、秸秆质量、行粒数、每穗粒数、籽粒产量、粗蛋白质含量、氮磷肥偏生产力以及氮磷肥农学效率。腐殖酸有机肥较单施化肥显著提高了玉米穗轴质量、穗行数，风化煤与化肥配施的效果不显著。

（3）风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥较不施肥显著提高了玉米百粒质量和籽粒产量，较单施化肥提高了玉米百粒质量，但差异不显著。

参考文献：

[1] 王艳群，张笑归，薛世川，等.风化煤与微肥配施对茼蒿生物量及品质的影响[J].中国农学通报，2008，24（1）：293-296.

[2] 李善祥，窦秀云.我国风化煤利用现状与展望[J].腐殖酸，1998（1）：16-20.

[3] 刘磊，王平，孙志梅，等.腐植酸复合肥多层深施对土壤含水量、玉米生长及产量的影响[J].河北农业大学学报，2012，35（1）：7-11.

[4] 刘士勇.腐植酸复合肥在水稻、小麦、玉米上的应用效果[J].东北农业大学学报，2005，36（5）：672-674.

[5] 周崇峻，张广才.不同浓度腐殖酸对水培生菜生长的影响[J].现代农业科技，2011（7）：l07-109.

[6] 刘秀梅，张夫道，冯兆滨，等.风化煤腐殖酸对氮、磷、钾的吸附和解吸特性[J].植物营养与肥料学报，2005，11（5）：641-646.

[7] 党建友，王秀斌，装雪霞，等.风化煤复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报，2008，14（6）：1 186-1 192.

[8] Nelson D W， Somers L E. Determination of total nitrogen in plant material[J].Agronomy Journal，1973，65：109-112.

[9] 刘磊，王平，孙志梅，等.腐植酸复合肥多层深施对土壤含水量、玉米生长及产量的影响[J].河北农业大学学报，2012，35（1）：7-11.

[10] 邓森林.玉米应用腐殖酸复合肥（黑肥）效果的研究[J].沈阳农业大学学报，2003，34（3）：188-190.

[11] 丰娟.腐植酸及腐植酸类肥料的应用进展[J].宜春学院学报，2009，31（6）：103-107.

[12] 王空军，张吉旺，刘鹏，等.玉米不同品种粗蛋白质含量与产量的研究[J].中国农业科学，2005，38（5）：916-921.

用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法测植株茎秆和籽粒中全氮，计算粗蛋白质含量公式为：

粗蛋白质含量（%）=N%×6.25[8]

根据施肥量，施肥区和空白区玉米产量计算氮、磷肥的偏生产力和肥料农学效率：

肥料偏生产力=施肥区作物产量/施肥区的施肥量

肥料农学效率=（施肥区作物产量-空白区作物产量）/施肥区的施肥量

1.3 统计方法

采用Word和Excel对数据进行处理，利用DPS软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米各部位干物质积累的影响

由表2可知，施肥显著提高了玉米各部位干物质的积累，其中Fu的效果最佳。FH、Fu与CK相比，玉米秸秆质量分别增加624.70，749.55 kg·hm-2；与H相比，FH、Fu玉米秸秆质量分别增加561.50，686.35 kg·hm-2。H、FH、Fu与CK相比，玉米穗轴质量上增加144.69 ～312.57 kg·hm-2。不论与CK处理还是H处理相比，FH、Fu对玉米根质量的积累均达到极显著水平。H、FH、Fu较CK玉米根质量分别提高6.5%，12.7%，15.3%。

2.2 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米产量及产量构成的影响

由表3可知，成熟期玉米产量构成因素及玉米产量趋势表现为Fu>FH>H>CK。施肥能显著提高玉米穗行数，且均达到显著水平，各施肥区比不施肥区增加玉米穗行数1.2～3.1行。FH、Fu比CK行粒数分别增加0.5粒、0.7粒，比H处理分别增加0.3粒、0.5粒，说明风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥能提高玉米行粒数。H、FH、Fu较CK玉米每穗粒数增加均有显著增加，增加率达到2.1%～10.8%，且处理间差异均达极显著水平。

H、FH、Fu较CK显著提高了玉米百粒质量和籽粒产量，增加率分别达到11.4%～16.2%、4.2%～20.3%。刘磊等[9]研究表明，不同施肥措施对玉米产量构成因素有显著性差异。施肥处理每穗粒数多，百粒质量也大，这说明施肥有利于籽粒的形成，进而影响玉米的籽粒产量。邓森林[10]研究表明，施用腐殖酸可以使玉米百粒质量提高，籽粒产量增加。

2.3 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米氮磷肥偏生产力及农学效率的影响

肥料偏生产力（PFP）指施用某一特定肥料下的作物产量与施肥量的比，是反映当地土壤的基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标。肥料农学效率（AE）是在特定的施肥条件下，单位施肥量所增加的作物经济产量，它是施肥增产效应的综合体现。由表4可以看出，不论氮磷肥偏生产力还是氮磷肥农学效率，H、FH、Fu处理间差异均达到极显著水平，FH、Fu较H氮磷肥偏生产力分别提高9.89 kg·kg-1和15.38kg·kg-1，14.30kg·kg-1和22.23 kg·kg-1。FH、Fu较H氮磷肥农学效率分别提高9.88 kg·kg-1和15.37 kg·kg-1、14.29 kg·kg-1和22.23 kg·kg-1，说明腐殖酸有机肥的施用对肥料偏生产力及肥料农学效率有提高的作用。此结果与杨宏顺等[11]的结果相似。

2.4 腐殖酸有机肥对玉米粗蛋白质含量的影响

粗蛋白质包括纯蛋白质和氨化物。玉米是我国主要粮食作物之一，玉米秸秆是中国农区食草家畜的主要粗饲料资源，提高玉米及玉米秸秆中粗蛋白质的含量，有助于提高其营养价值[12]。由图1、图2可以看出，与CK、H相比，腐殖酸有机肥对秸秆、籽粒粗蛋白质含量的影响均达到极显著水平，不同处理粗蛋白质含量表现为Fu>FH>H>CK。Fu中秸秆和籽粒粗蛋白质含量分别达到5.23%，7.89%，较CK分别提高0.59，0.33个百分点。FH中秸秆和籽粒粗蛋白质含量分别达到5.03%，7.82%，较CK分别提高0.39，0.26个百分点。

3 结 论

（1）不同施肥能显著提高玉米干物质积累、籽粒产量、粗蛋白含量及氮磷肥偏生产力和农学效率。

（2）风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥较单施化肥显著提高了玉米根质量、秸秆质量、行粒数、每穗粒数、籽粒产量、粗蛋白质含量、氮磷肥偏生产力以及氮磷肥农学效率。腐殖酸有机肥较单施化肥显著提高了玉米穗轴质量、穗行数，风化煤与化肥配施的效果不显著。

（3）风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥较不施肥显著提高了玉米百粒质量和籽粒产量，较单施化肥提高了玉米百粒质量，但差异不显著。

参考文献：

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[3] 刘磊，王平，孙志梅，等.腐植酸复合肥多层深施对土壤含水量、玉米生长及产量的影响[J].河北农业大学学报，2012，35（1）：7-11.

[4] 刘士勇.腐植酸复合肥在水稻、小麦、玉米上的应用效果[J].东北农业大学学报，2005，36（5）：672-674.

[5] 周崇峻，张广才.不同浓度腐殖酸对水培生菜生长的影响[J].现代农业科技，2011（7）：l07-109.

[6] 刘秀梅，张夫道，冯兆滨，等.风化煤腐殖酸对氮、磷、钾的吸附和解吸特性[J].植物营养与肥料学报，2005，11（5）：641-646.

[7] 党建友，王秀斌，装雪霞，等.风化煤复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报，2008，14（6）：1 186-1 192.

[8] Nelson D W， Somers L E. Determination of total nitrogen in plant material[J].Agronomy Journal，1973，65：109-112.

[9] 刘磊，王平，孙志梅，等.腐植酸复合肥多层深施对土壤含水量、玉米生长及产量的影响[J].河北农业大学学报，2012，35（1）：7-11.

[10] 邓森林.玉米应用腐殖酸复合肥（黑肥）效果的研究[J].沈阳农业大学学报，2003，34（3）：188-190.

[11] 丰娟.腐植酸及腐植酸类肥料的应用进展[J].宜春学院学报，2009，31（6）：103-107.

[12] 王空军，张吉旺，刘鹏，等.玉米不同品种粗蛋白质含量与产量的研究[J].中国农业科学，2005，38（5）：916-921.

用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法测植株茎秆和籽粒中全氮，计算粗蛋白质含量公式为：

粗蛋白质含量（%）=N%×6.25[8]

根据施肥量，施肥区和空白区玉米产量计算氮、磷肥的偏生产力和肥料农学效率：

肥料偏生产力=施肥区作物产量/施肥区的施肥量

肥料农学效率=（施肥区作物产量-空白区作物产量）/施肥区的施肥量

1.3 统计方法

采用Word和Excel对数据进行处理，利用DPS软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米各部位干物质积累的影响

由表2可知，施肥显著提高了玉米各部位干物质的积累，其中Fu的效果最佳。FH、Fu与CK相比，玉米秸秆质量分别增加624.70，749.55 kg·hm-2；与H相比，FH、Fu玉米秸秆质量分别增加561.50，686.35 kg·hm-2。H、FH、Fu与CK相比，玉米穗轴质量上增加144.69 ～312.57 kg·hm-2。不论与CK处理还是H处理相比，FH、Fu对玉米根质量的积累均达到极显著水平。H、FH、Fu较CK玉米根质量分别提高6.5%，12.7%，15.3%。

2.2 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米产量及产量构成的影响

由表3可知，成熟期玉米产量构成因素及玉米产量趋势表现为Fu>FH>H>CK。施肥能显著提高玉米穗行数，且均达到显著水平，各施肥区比不施肥区增加玉米穗行数1.2～3.1行。FH、Fu比CK行粒数分别增加0.5粒、0.7粒，比H处理分别增加0.3粒、0.5粒，说明风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥能提高玉米行粒数。H、FH、Fu较CK玉米每穗粒数增加均有显著增加，增加率达到2.1%～10.8%，且处理间差异均达极显著水平。

H、FH、Fu较CK显著提高了玉米百粒质量和籽粒产量，增加率分别达到11.4%～16.2%、4.2%～20.3%。刘磊等[9]研究表明，不同施肥措施对玉米产量构成因素有显著性差异。施肥处理每穗粒数多，百粒质量也大，这说明施肥有利于籽粒的形成，进而影响玉米的籽粒产量。邓森林[10]研究表明，施用腐殖酸可以使玉米百粒质量提高，籽粒产量增加。

2.3 腐殖酸和腐殖酸有机肥对玉米氮磷肥偏生产力及农学效率的影响

肥料偏生产力（PFP）指施用某一特定肥料下的作物产量与施肥量的比，是反映当地土壤的基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标。肥料农学效率（AE）是在特定的施肥条件下，单位施肥量所增加的作物经济产量，它是施肥增产效应的综合体现。由表4可以看出，不论氮磷肥偏生产力还是氮磷肥农学效率，H、FH、Fu处理间差异均达到极显著水平，FH、Fu较H氮磷肥偏生产力分别提高9.89 kg·kg-1和15.38kg·kg-1，14.30kg·kg-1和22.23 kg·kg-1。FH、Fu较H氮磷肥农学效率分别提高9.88 kg·kg-1和15.37 kg·kg-1、14.29 kg·kg-1和22.23 kg·kg-1，说明腐殖酸有机肥的施用对肥料偏生产力及肥料农学效率有提高的作用。此结果与杨宏顺等[11]的结果相似。

2.4 腐殖酸有机肥对玉米粗蛋白质含量的影响

粗蛋白质包括纯蛋白质和氨化物。玉米是我国主要粮食作物之一，玉米秸秆是中国农区食草家畜的主要粗饲料资源，提高玉米及玉米秸秆中粗蛋白质的含量，有助于提高其营养价值[12]。由图1、图2可以看出，与CK、H相比，腐殖酸有机肥对秸秆、籽粒粗蛋白质含量的影响均达到极显著水平，不同处理粗蛋白质含量表现为Fu>FH>H>CK。Fu中秸秆和籽粒粗蛋白质含量分别达到5.23%，7.89%，较CK分别提高0.59，0.33个百分点。FH中秸秆和籽粒粗蛋白质含量分别达到5.03%，7.82%，较CK分别提高0.39，0.26个百分点。

3 结 论

（1）不同施肥能显著提高玉米干物质积累、籽粒产量、粗蛋白含量及氮磷肥偏生产力和农学效率。

（2）风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥较单施化肥显著提高了玉米根质量、秸秆质量、行粒数、每穗粒数、籽粒产量、粗蛋白质含量、氮磷肥偏生产力以及氮磷肥农学效率。腐殖酸有机肥较单施化肥显著提高了玉米穗轴质量、穗行数，风化煤与化肥配施的效果不显著。

（3）风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥较不施肥显著提高了玉米百粒质量和籽粒产量，较单施化肥提高了玉米百粒质量，但差异不显著。

参考文献：

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[4] 刘士勇.腐植酸复合肥在水稻、小麦、玉米上的应用效果[J].东北农业大学学报，2005，36（5）：672-674.

[5] 周崇峻，张广才.不同浓度腐殖酸对水培生菜生长的影响[J].现代农业科技，2011（7）：l07-109.

[6] 刘秀梅，张夫道，冯兆滨，等.风化煤腐殖酸对氮、磷、钾的吸附和解吸特性[J].植物营养与肥料学报，2005，11（5）：641-646.

[7] 党建友，王秀斌，装雪霞，等.风化煤复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报，2008，14（6）：1 186-1 192.

[8] Nelson D W， Somers L E. Determination of total nitrogen in plant material[J].Agronomy Journal，1973，65：109-112.

[9] 刘磊，王平，孙志梅，等.腐植酸复合肥多层深施对土壤含水量、玉米生长及产量的影响[J].河北农业大学学报，2012，35（1）：7-11.

[10] 邓森林.玉米应用腐殖酸复合肥（黑肥）效果的研究[J].沈阳农业大学学报，2003，34（3）：188-190.

[11] 丰娟.腐植酸及腐植酸类肥料的应用进展[J].宜春学院学报，2009，31（6）：103-107.

[12] 王空军，张吉旺，刘鹏，等.玉米不同品种粗蛋白质含量与产量的研究[J].中国农业科学，2005，38（5）：916-921.