腐植酸有机无机复合土壤调理剂对白菜生长及产量的影响

孙晓然 边思梦 尚宏周 李光跃 张秀凤（华北理工大学化学工程学院 唐山 063009）

腐植酸有机无机复合土壤调理剂对白菜生长及产量的影响

孙晓然 边思梦 尚宏周 李光跃 张秀凤
（华北理工大学化学工程学院 唐山 063009）

采用大田小区试验方法，以白菜为供试作物，以活化腐植酸和工业碱性废渣为原料制备的腐植酸有机无机复合物（HC）为土壤调理剂进行试验，研究其对白菜种子发芽、植株生长速度及产量的影响。结果表明，每亩施108 kg的HC土壤调理剂能显著促进白菜生长发育，其中种子发芽率和发芽势较不施肥处理分别提高7.1%和14.3%，增产率达116.2%，增产效果显著。

腐植酸 有机无机复合物 土壤调理剂 白菜 肥效

大量研究表明，有机无机肥配施能形成良好的土壤生态环境，有利于土壤可持续利用[1～9]。纯碱工业生产产生的废弃物碱渣具有碱性强、吸湿性大的特点，目前以堆存或填海为主，如何解决碱渣的污染和占地问题已得到广泛关注[10]。碱渣的主要成分为CaCl2、CaCO3、Mg（OH）2等，且含有K、Si、Cu、Zn、Mn等大中微量元素及有益元素，可为作物提供多种养分。本研究中将经过特殊处理的碱渣与活化腐植酸进行混配，制备腐植酸有机无机复合土壤调理剂HC；通过田间小区白菜种植试验，研究HC土壤调理剂对白菜的肥效，以期为含腐植酸的土壤调理剂在白菜等作物生产上的推广应用提供科学依据，同时为碱渣资源化利用提供新方法。

1 材料和方法

1.1试验时间与地点

试验于2014年7月20日～11月18日在河北省唐山市丰南小集镇某蔬菜种植区进行。

1.2试验材料

1.2.1供试土壤

土壤类型为潮土，其基础理化性质见表1。 1.2.2 供试肥料

HC土壤调理剂，粉末状，呈黑灰色，其基础理化性质见表2。

表1　试验地土壤基础理化性质Tab.1 The basic physical and chemical properties of experimental soil

表2　HC土壤调理剂基础理化性质Tab.2 The basic physical and chemical properties of HC soil conditioner

1.2.3供试作物

白菜，品种为“天津绿”。

1.3试验方法

采用田间区组设计，设4个处理，每个处理3次重复。小区面积为2.5 m×1.25 m=3.125 m2。4个试验处理分别为：（1） 处理1（不施肥，CK）；（2） 处理2（施HC土壤调理剂54千克/亩，低量）；（3） 处理3（施HC土壤调理剂108千克/亩，中量）；（4） 处理4（施HC土壤调理剂162千克/亩，高量）。在播种前将HC土壤调理剂均匀撒入土壤表层，于10 cm深度进行翻耕，播种时间为2014年7月20日，收获时间为11月18日。白菜种子采用穴播方式播种，每小区28穴，株行距33 cm×36 cm，出苗10天后定苗，每穴留1棵苗，在出苗后第30天时施农家肥1次。各处理均按照常规田间管理方式进行管理。

1.4测定项目

在播种后的第3天测发芽势，第7天测发芽率，以幼芽长度达到种子长径的一半作为具体判断的标准。发芽率（%）=供试种子的发芽数/供试种子数×100%；发芽势（%）=3天内供试种子的发芽数/供试种子数×100%。从8月10日开始每隔20天测定单株白菜鲜重及干重。

1.5数据统计

所得数据均用Excel 2003和SPSS 20软件进行处理分析。

2 结果与分析

2.1不同处理对白菜种子萌发的影响

白菜与其他植物一样，主要靠种子贮藏养分生长。表3为不同处理对白菜种子萌发的影响。可以看出，处理2、处理3和处理4的发芽率较处理1（CK）分别提高了5.0%、7.1%、2.8%，发芽势分别提高了10.7%、14.3%、9.3%，且效果显著。随着HC土壤调理剂施用量的增大，种子的发芽率和发芽势均呈现先升高后降低的趋势。当HC土壤调理剂的施用量为108千克/亩（处理3）时，种子的发芽率和发芽势达到最大值；当HC土壤调理剂的施用量为162千克/亩（处理4）时，其促进作用略有所下降。

大量研究结果表明，腐植酸在适宜的浓度下对多种植物种子萌发均有一定的促进作用，使种子发芽率提高、萌发时间缩短（发芽势增加）、幼苗长势增加、活力指数增加[11，12]。本试验所用的HC土壤调理剂含有腐植酸成分，对白菜种子萌发具有明显的促进作用，为增产奠定了基础。其中，以HC土壤调理剂施用量为108千克/亩时对白菜种子萌发的促进作用最为明显。

表3　不同处理对白菜种子萌发的影响Tab.3 Effects of different treatments on seed germination of Chinese cabbage %

2.2不同处理对生长期白菜鲜重和干重的影响

图1和图2分别是不同处理对生长期白菜鲜重和干重变化的影响。

从图中可以看出，随着生长时间延长，不同处理间的白菜生长速度差异较大，施用低量、中量及高量HC土壤调理剂能够明显促进白菜生长，鲜重、干重均增加明显，其中HC土壤调理剂施用量为108千克/亩（中量）时白菜生长速度最快，鲜重、干重增加最大，分别增加112.3%和38.2%。

2.3不同处理对白菜产量的影响

表4是不同处理对白菜产量的影响。可以看出，施用HC土壤调理剂对白菜增产效果显著。每亩施HC土壤调理剂108 kg（处理3）的白菜产量居第1位，平均每株白菜重2.591 kg，折算后每亩产量为15478.7 kg，比处理1（CK）增产8319.1 kg，增产率达116.2%；处理2的白菜产量居第2位，折算后每亩产量为12563.1 kg，比处理1（CK）增产5403.5 kg，增产率为75.5%；处理4产量居第3位，折算后每亩产量为12012.4 kg，比处理1（CK）增产4852.8 kg，增产率为67.8%。试验结果表明，施用适宜用量的HC土壤调理剂，可使白菜亩产量达3.1万斤左右。

2.4HC土壤调理剂促进白菜生长机理初步分析

HC土壤调理剂含有腐植酸和较多的Ca、Mg 及K、Si、Cu、Zn、Mn等大中微量元素及有益元素。Ca元素可以稳定细胞膜的结构、促进细胞的伸长和分裂、调节酶的活性，从而促进叶片和根生长，延迟衰老，防止“干烧心”现象；Mg元素能增强植物生长发育、促进光合作用和物质形成、转运、积累和增加产量；K、Si、Cu、Zn、Mn等少量大微量元素及有益元素的存在也起到提高土壤肥力、增加作物产量的作用[13]。同时，腐植酸具有改善土壤理化性质、促进植物代谢、提高营养元素利用率、刺激植物生长、增强抗逆性等作用[14]，具有螯合、络合、离子交换、分散、粘结等功能，与金属离子能够产生协同作用，使该HC土壤调理剂更加有利于植物生长，从而产生更高肥效。

表4　不同处理对白菜产量的影响Tab.4 Effects of different treatments on yield of Chinese cabbage

3 结论

（1） HC土壤调理剂对白菜种子萌发起到促进作用，施用量为108千克/亩时，白菜发芽率和发芽势较处理1（CK）分别提高7.1%、14.3%。

（2） HC土壤调理剂可显著提高白菜产量，在不施用其他化肥情况下，与处理1（CK）比较，HC土壤调理剂施用量为108千克/亩时，白菜鲜重、干重、产量均增加最大，增加值分别为112.3%、38.2%、116.2%。

（3） 今后仍需进一步研究HC土壤调理剂对白菜及其他作物产量和品质的影响机制，探索HC土壤调理剂对土壤理化性质的影响及腐植酸与大中微量元素及有益元素对植物生长的构效关系。

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Effects of Humic Acid Organic-inorganic Complex Soil Conditioner on the Growth and Yield of Chinese Cabbage

Sun Xiaoran， Bian Simeng， Shang Hongzhou， Li Guangyue， Zhang Xiufeng
（College of Chemical Engineering， North China University of Science and Technology， Tangshan， 063009）

The feld plot experiment was conducted to study the application effects of humic acid organic-inorganic complex （HC） soil conditioner， which was made from the activated humic acid and industrial alkaline slag on the seed germination， growth and yield of Chinese cabbage. The results showed that the growth and development of Chinese cabbage were outstanding improved with the application of HC soil conditioner 108 kg/667 m2. Compared to the nofertilizer， the germination rate and germination potential of seeds increased by 7.1% and 14.3% respectively， and the yield of Chinese cabbage increased by 116.2%. It indicated that HC soil conditioner had outstanding effect to promote the yield of Chinese cabbage.

humic acid； organic-inorganic complex； soil conditioner； Chinese cabbage； fertilizer effciency

TQ314.1，S156.2

A

1671-9212（2016）01-0008-04

唐山市科技计划重点项目（项目编号:12130210A）。

2015-10-31

孙晓然，女，1966年生，教授，主要从事绿色功能高分子及天然腐植酸类物质的改性与应用研究，E-mail: xiaoranhb@yeah.net。