活化腐植酸对小油菜产量及土壤理化性质的影响

路艳艳吴钦泉陈士更郭新送洪丕征丁方军，4*

(1 土肥资源高效利用国家工程实验室 泰安 2710182 山东农大肥业科技有限公司 泰安 2710003 山东省腐植酸高效利用工程技术研究中心 泰安 2710004 山东农业大学资源与环境学院 泰安 271018)

活化腐植酸对小油菜产量及土壤理化性质的影响

路艳艳1，2吴钦泉2，3陈士更2，3郭新送2，3洪丕征2，3丁方军2，3，4*

(1 土肥资源高效利用国家工程实验室 泰安 271018
2 山东农大肥业科技有限公司 泰安 271000
3 山东省腐植酸高效利用工程技术研究中心 泰安 271000
4 山东农业大学资源与环境学院 泰安 271018)

采用盆栽试验研究了棕壤、潮土、褐土等3种土壤施用活化腐植酸对小油菜生长、产量的影响及其理化性质的变化。结果表明：施用腐植酸能够增加小油菜的产量，以活化腐植酸处理较佳。对于棕壤、潮土、褐土3种土壤，施用适量活化腐植酸较未活化腐植酸分别增产3.30%～25.98%、7.83%～21.54%、0.17%～41.60%。此外，相比未活化腐植酸，施用适量活化腐植酸能增加小油菜叶面积；能活化土壤磷素、钾素，提高土壤保肥供肥能力；能提高3种土壤水稳性团聚体。因此，施用活化腐植酸既可促进小油菜生长，增加产量，还可改良土壤理化性状。

活化腐植酸 小油菜 产量 土壤理化性质

目前，我国耕地土壤质量日趋恶化，需要保护与提升耕地质量，科学合理施肥。土壤理化性质是土壤质量的重要组成[1]。而长期不合理施用化肥影响着土壤的物理化学性质，从而破坏土壤结构，使得各营养元素利用率低，严重时则导致土壤酸化、盐渍化，加剧土壤退化，影响作物生长发育[1，2]。

活化腐植酸肥料作为一种能够改良土壤结构、提高肥料利用率、增加作物产量的新型肥料，具有较广阔的应用前景[3，4]。为此，可将活化腐植酸肥料应用于耕地土壤肥力保护提升及作物增产。腐植酸类肥料多用于小麦[5]、玉米[6]、苹果[7]、甘薯[8]、小油菜等作物上，且多与腐植酸复合或配施使用，但对单施腐植酸用量等的研究则较少。

因此，本文通过长期定位施用活化腐植酸肥料研究不同添加量的活化腐植酸肥料对盆栽小油菜生长发育、产量及棕壤、潮土、褐土等3种土壤的物理化学性质的影响，以期为其在小油菜等蔬菜上的合理利用及土壤改良等提供一定的参考借鉴。

1 材料及方法

1.1 试验材料

盆栽试验始于2014年秋播甜菜，连续盆栽种植甜菜、地豆角、小白菜、小油菜，到2016年小油菜收获时已连续种植4季，每季每盆均施用腐植酸肥料，且与上季用量一致。试验地点设在山东省泰安市肥城市山东农大肥业科技有限公司。

供试作物：小油菜，品种为“华绿一号”(青梗菜F1)。

供试花盆：直径18 cm、高26 cm的白色塑料花盆。

供试肥料：未活化腐植酸(新疆风化煤原料经过粉碎机处理后，通过80目筛，总腐植酸含量45%)和活化腐植酸(新疆风化煤原料通过加碱活化，转变成水溶性强的腐植酸盐，总腐植酸含量65%)[3]。

供试土壤，2014年基础土样，共3种：分别为棕壤、潮土、褐土，其理化性质见表1。其中，所用棕壤的土壤质地为砂质壤土，潮土的土壤质地为粉壤土，褐土的土壤质地为粉壤土。

表1 供试3种土壤的理化性质Tab.1 Basic physical and chemical properties of three kinds of test soil

1.2 试验设计

试验设3种土壤，分别为棕壤、潮土、褐土。根据未活化的风化煤腐植酸和活化的风化煤腐植酸的添加量不同，即每千克土中腐植酸添加量分别为0、6.67、13.33、20.00、26.67、 33.33、40.00 mg。每种土壤设置13个处理：(1) CK，不施肥料；(2) CHA1，6.67 mg/kg未活化腐植酸；(3) C H A2，13.33 m g/k g未活化腐植酸；(4) C H A3，20.00 m g/k g未活化腐植酸；(5) C H A4，26.67 m g/k g未活化腐植酸；(6) C H A5，33.33 m g/k g未活化腐植酸；(7) C H A6，40.00 m g/k g未活化腐植酸；(8) A H A1，6.67 m g/k g活化腐植酸；(9) A H A 2，1 3.3 3 m g/k g活化腐植酸；(10) A H A3，20.00 m g/k g活化腐植酸；(11) A H A4，26.67 m g/k g活化腐植酸；(12) AHA5，33.33 mg/kg活化腐植酸；(13) AHA6，40.00 mg/kg活化腐植酸，每个处理3次重复。本季按照腐植酸不同添加量与2.7 kg风干土掺混均匀。未施用其他氮磷钾等肥料。采用常规基质于2016年2月19日育苗，3月15日将小油菜苗移栽至盆中央，每盆定植1株。整个试验过程中，各处理浇水时间及用量等保持一致，浇水量为200毫升/次/盆。定期除草、喷施杀虫剂等。于4月15日收获小油菜，采集土壤样品。

1.3 测定项目与方法

在小油菜移栽第23天(4月7日)，采用便携式叶绿素仪(SPAD-502, Konica Minolta, Japan)测定小油菜叶片SPAD值，用米尺测定小油菜叶长、叶宽，计算叶面积=叶长×叶宽×0.75[9]。2016年4月15日小油菜收获后，取其地上部，用自来水清洗3遍，再用蒸馏水清洗3遍后，用卫生纸擦至不滴水，称量即产量。

土壤样品经自然风干，四分法取样100 g，磨碎过筛后，测定土壤的全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量CEC、土壤水稳性团聚体等各项指标，具体按照土壤农业化学标准分析方法测定[10]。1.4 数据统计

试验数据采用Microsoft Excel 2003和SAS 8.0软件进行处理和统计分析，不同处理间采用ANOVA方法进行方差分析，采用邓肯多重比较检验各处理平均值的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理对小油菜产量的影响

施用腐植酸均提高了棕壤、潮土、褐土种植的小油菜的产量，其中，活化腐植酸处理较对照相比多表现差异显著(表2)。对于棕壤，未活化腐植酸处理间小油菜产量无差异，相比对照亦无差异；而活化腐植酸处理除活化腐植酸用量为6.67 mg/kg外，其他处理较对照相比均差异显著，以活化腐植酸用量为20.00、40.00 mg/kg时小油菜产量较大，为32.11、32.78克/盆，较腐植酸用量相同的未活化腐植酸处理分别显著增产23.50%和25.98%。对于潮土，仅在未活化腐植酸用量为40.00 mg/kg时小油菜产量较对照相比差异显著，且较未活化腐植酸用量6.67、33.33 mg/kg的处理分别增产15.58%、19.02%；对于活化腐植酸处理，除活化腐植酸用量6.67、33.33 mg/kg的处理外，其他处理较对照相比均差异显著，以活化腐植酸用量为13.33 mg/kg时小油菜产量最大，为27.90克/盆，较未活化腐植酸处理显著增产19.13%；腐植酸用量为33.33 mg/kg时，施用活化腐植酸较未活化腐植酸增产高达21.54%。对于褐土，未活化腐植酸处理间小油菜产量无差异，相比对照亦无差异；而活化腐植酸处理，除活化腐植酸用量6.67、33.33 mg/kg的处理外，其他处理较对照相比均差异显著，以活化腐植酸用量为26.67～40.00 mg/kg时小油菜产量较大，为26.17～27.72克/盆，较相应未活化腐植酸处理显著增产33.08～41.60%。这表明，腐植酸能够增加小油菜的产量，但适量活化腐植酸处理可显著增加小油菜的产量。

2.2 不同处理对小油菜生长的影响

2.2.1 不同处理对小油菜叶面积的影响

不同处理对小油菜叶面积的影响见表3。可以看出，对于棕壤，当未活化腐植酸用量为33.33 m g/k g及活化腐植酸用量为33.33～40.00 mg/kg时小油菜叶面积较大；当腐植酸用量为20.00 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸增加了小油菜的叶面积，增幅达5.46%，而其他用量时对应的活化腐植酸与未活化腐植酸处理间无差异。对于潮土，当活化腐植酸用量为26.67 mg/kg时小油菜叶面积最大，与相应未活化腐植酸处理相比，显著增加了小油菜叶面积，增福达48.38%；其他用量时对应的活化腐植酸与未活化腐植酸处理间的小油菜叶面积无差异。对于褐土，未活化腐植酸处理以用量为40 mg/kg时小油菜叶面积最大，其他处理间无差异；活化腐植酸处理间小油菜叶面积无差异；当腐植酸用量为6.67、33.33 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸处理的小油菜叶面积分别显著增加35.26%、28.55%。对于3种土壤，当施用适量腐植酸时，活化腐植酸处理较未活化腐植酸处理能够显著增加小油菜叶面积。

2.2.2 不同处理对小油菜叶绿素含量的影响

不同处理的小油菜叶绿素含量SPAD值列于表4中。施用腐植酸增加了小油菜叶绿素含量。对于棕壤，当活化腐植酸用量为33.33 mg/kg时，小油菜叶绿素含量SPAD值最大，为43.10；当活化腐植酸用量为6.67、13.33、33.33、40.00 mg/kg时，施用活化腐植酸较未活化腐植酸处理增加了小油菜叶绿素含量SPAD值，增幅为6.38%～6.92%。对于潮土，当未活化腐植酸用量为6.67 mg/kg时，小油菜叶绿素含量SPAD值最大，为44.70；当活化腐植酸用量为33.33 mg/kg时，小油菜叶绿素含量SPAD值较大，为44.45；腐植酸用量相同时，活化腐植酸处理的小油菜叶绿素含量SPAD值与未活化腐植酸处理间无差异。对于褐土，当活化腐植酸用量为20.00 mg/kg时，小油菜叶绿素含量SPAD值最大，为44.45；当腐植酸用量为13.33、20.00 mg/kg时，活化腐植酸处理较未活化腐植酸处理增加了小油菜叶绿素含量SPAD值，增幅为14.13%～22.79%。

2.3 不同处理对土壤理化性质的影响

2.3.1 不同处理对土壤全氮含量的影响

从表5可以看出，施用适量腐植酸后能够增加土壤全氮含量。棕壤的全氮含量大致处于1.99～2.16 g/kg之间。潮土的全氮含量大致处于1.05～1.19 g/kg之间。褐土的全氮含量为1.34～1.63 g/kg。3种土壤中，对于棕壤，当腐植酸用量相同时，未活化腐植酸与活化腐植酸处理间土壤全氮含量无差异；对于潮土，当活化腐植酸用量为6.67 mg/kg时，施用活化腐植酸较未活化腐植酸处理增加了土壤全氮含量，增幅达4.50%；而褐土中，活化腐植酸与未活化腐植酸处理间土壤全氮含量无差异。但是，对于施用腐植酸后土壤中无机氮含量变化有待考究。

表2 不同处理对小油菜产量的影响Tab.2 Effects of different treatments on the yield of spring rape 克/盒

表3 不同处理对小油菜叶面积的影响Tab.3 Effects of different treatments on the leaf area of spring rape cm2

表4 不同处理对小油菜叶绿素含量SPAD值影响Tab.4 Effects of different treatments on the SPAD valueof spring rape chlorophyll content cm2

表5 不同处理对土壤全氮含量影响Tab.5 Effects of different treatments on the total nitrogen of soil g/kg

2.3.2 不同处理对土壤有效磷含量的影响

施用腐植酸后增加了土壤有效磷含量(表 6)。对于棕壤，其有效磷含量大致处于100.23～117.53 mg/kg之间，与CK相比，施用适量腐植酸增加土壤有效磷含量，增幅达10.62%～17.26%；当未活化腐植酸用量为33.33 mg/kg时，土壤有效磷含量最大，达117.53 mg/kg；除腐植酸用量为33.33 mg/kg外，其他腐植酸用量时，活化腐植酸与未活化腐植酸处理间土壤有效磷含量无差异。对于潮土，其有效磷含量大致处于9.90～12.22 mg/kg之间，施用适量腐植酸增加土壤有效磷含量，增幅达19.80%～24.44%；当腐植酸用量为13.33、26.67 mg/kg时，土壤有效磷含量达到较高水平；活化腐植酸与未活化腐植酸处理间土壤有效磷含量无差异。对于褐土，其有效磷含量为6.26～9.46 mg/kg，以未活化腐植酸用量为6.67 mg/kg及施用活化腐植酸时较大；当腐植酸用量为13.33～26.67 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸显著提高了土壤有效磷含量，增幅达22.59%～47.77%。这表明，腐植酸能够活化土壤磷素，增加土壤有效磷；对于褐土，活化腐植酸较未活化腐植酸处理更能够增加土壤有效磷含量。

表6 不同处理对土壤有效磷含量影响Tab.6 Effects of different treatments on the available phosphorus of soil mg/kg

2.3.3 不同处理对土壤速效钾含量的影响

从表7可以看出，施用腐植酸后增加了土壤速效钾含量。对于棕壤，未活化腐植酸处理中，当腐植酸用量为20.00 mg/kg时，土壤速效钾含量最大达86.50 mg/kg，较其他处理增加6.13%～8.81%；活化腐植酸处理中，不同腐植酸用量处理间土壤速效钾含量无差异；同时，活化腐植酸较未活化腐植酸处理增加了土壤速效钾含量，增幅达5.56%～11.95%。对于潮土，当未活化腐植酸用量为26.67、33.33 mg/kg、活化腐植酸用量为33.33、40.00 mg/kg时，土壤速效钾含量较大，最大为107.00 mg/kg；当腐植酸用量为40.00 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸处理提高了土壤速效钾含量，增幅达7.54%。对于褐土，以活化腐植酸用量为26.67 mg/kg时土壤速效钾含量最大，为77.50 mg/kg；当腐植酸用量为20.00、26.67 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸显著提高了土壤速效钾含量，增幅达15.70%～31.36%。这表明，适量腐植酸能够活化土壤钾素，增加土壤速效钾含量；对于棕壤和褐土，活化腐植酸较未活化腐植酸处理更能够增加土壤速效钾含量。

2.3.4 不同处理对土壤阳离子交换量的影响

土壤阳离子交换量是指土壤胶体所能吸附的各种阳离子的总量，其大小可作为评价土壤保肥能力的指标[10]。从表8可以看出，施用腐植酸后能增加3种土壤的阳离子交换量，提高土壤的保肥供肥能力。对于棕壤，随腐植酸用量的增加，其阳离子交换量变化较不规律；与CK相比，除未活化腐植酸用量为20.00、26.67、33.33 mg/kg(CHA3, CHA4, CHA5)外，施用腐植酸后，土壤阳离子交换量增加22.35%～41.74%；当腐植酸用量为20.00、26.67 mg/ kg时，活化腐植酸处理的土壤阳离子交换量较未活化腐植酸处理分别显著提高25.61%、27.97%。对于潮土，阳离子交换量处于17.65～20.42 cmol/kg之间，随腐植酸用量的增加，其阳离子交换量呈先增加后降低的趋势；当腐植酸用量为6.67～26.67 mg/kg时，活化腐植酸处理的土壤阳离子交换量较未活化腐植酸处理显著增加3.82%～7.25%。对于褐土，土壤阳离子交换量为17.05～20.09 cmol/kg，除活化腐植酸用量为13.33 mg/kg外，其他处理间土壤阳离子交换量无显著差异，但数值略有增加。总体表明，施用腐植酸后能增加3种土壤的阳离子交换量；施用适量的活化腐植酸较未活化腐植酸处理提高了棕壤和褐土的土壤阳离子交换量，进而提高了土壤的保肥供肥能力。

2.3.5 不同处理对土壤水稳性团聚体的影响

利用吸管法测定土壤颗粒组成，根据土壤粒径的不同，可以分为水稳性团聚体(＞0.25 mm)、砂粒(2～0.05 mm)、粉粒(0.05～0.002 mm)、粘粒(＜0.002 mm)，其中水稳性团聚体(＞0.25 mm)含量如表9所示。活化腐植酸较未活化腐植酸处理的土壤水稳性团聚体含量略有增加。对于棕壤，未活化腐植酸处理中，以腐植酸用量为6.67 mg/kg时土壤水稳性团聚体较大，较其他处理增加6.46%～12.67%；活化腐植酸处理中，以腐植酸用量为33.33 mg/kg时土壤水稳性团聚体最大，较腐植酸用量为13.33、20.00、40.00 mg/kg时增加6.30%～8.92%；同时，当腐植酸用量为26.67、33.33 mg/kg时，活化腐植酸处理的土壤水稳性团聚体含量较腐植酸用量相同的未活化腐植酸处理分别显著提高了9.78%～10.14%，使得土壤结构得到改良。对于潮土，未活化腐植酸处理间土壤水稳性团聚体含量无差异；活化腐植酸处理中，当腐植酸用量为13.33 mg/kg时土壤水稳性团聚体含量最大，较腐植酸用量为33.33、40.00 mg/kg时增加13.98%～14.91%；同时当腐植酸用量为6.67、13.33 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸处理的土壤水稳性团聚体分别提高了16.62%、15.22%。对于褐土，除对照处理外，当腐植酸用量为20.00 mg/kg时，土壤水稳性团聚体含量较大；腐植酸用量相同时，活化腐植酸与未活化腐植酸处理间土壤水稳性团聚体含量无差异。因此，施用适量的腐植酸能够改良棕壤和潮土。另外，对于褐土，当腐植酸用量为20.00 mg/kg时，土壤结构较好。

表7 不同处理对土壤速效钾含量的影响Tab.7 Effects of different treatments on the available potassium of soil mg/kg

表8 不同处理对土壤阳离子交换量的影响Tab.6 Effects of different treatments on the cation exchange capacity of soil cmol/kg

表9 不同处理对土壤水稳性团聚体的影响Tab.9 Effects of different treatments on the water-stable aggregate of soil %

3 结论

(1) 腐植酸能够增加小油菜的产量，以活化腐植酸处理较佳。对于棕壤，腐植酸用量为20.00、40.00 mg/kg时活化腐植酸处理小油菜产量较大，为32.11、32.78克/盆，较未活化腐植酸处理分别显著增产23.50%和26.00%。对于潮土，当活化腐植酸用量为13.33 mg/kg时小油菜产量最大，为27.90克/盆，较相应未活化腐植酸处理显著增产19.13%；腐植酸用量为33.33 mg/kg时，施用活化腐植酸较未活化腐植酸增产高达21.54%。对于褐土，以活化腐植酸用量为26.67～40.00 mg/kg时小油菜产量较大，为26.17～27.72克/盆，较相应未活化腐植酸处理显著增产33.08%～41.60%。

(2) 施用适量腐植酸，特别是活化腐植酸，增加土壤有效磷、速效钾含量，提高土壤保肥供肥能力，还提高土壤的水稳性团聚体，改善土壤结构。对于棕壤，施用适量腐植酸增加土壤有效磷含量，达10.62%～17.26%；未活化腐植酸用量为20.00 mg/kg时，土壤速效钾含量较其他未活化腐植酸处理增加6.13%～8.81%。活化腐植酸较未活化腐植酸处理增加5.56%～11.95%。对于潮土，施用适量腐植酸土壤有效磷含量增加17.88%～24.44%；当腐植酸用量为13.33、26.67 mg/kg时，土壤有效磷含量达到较高水平；当腐植酸用量为40.00 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸处理土壤速效钾含量，提高达7.54%。对于褐土，当腐植酸用量为13.33～26.67 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸处理的土壤有效磷含量显著提高22.59%～47.77%；当腐植酸用量为20.00、26.67 mg/kg时，活化腐植酸较未活化腐植酸土壤速效钾含量显著提高15.70%～31.36%。同样，施用适量的活化腐植酸较未活化腐植酸处理提高棕壤和褐土的土壤阳离子交换量。施用适量的活化腐植酸改良棕壤、潮土和褐土的土壤结构。

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Effects of Actived Humic Acid on Yeild of Spring Rape and the Physical-chemical Properties of Soil

Lu Yanyan1,2, Wu Qinquan2,3, Chen Shigeng2,3, Guo Xinsong2,3, Hong Pizheng2,3, Ding Fangjun2,3,4*
(1 National Engineering Laboratory for Ef fi cient Utilization of Soil and Fertilizer Resources, Taian, 271018
2 Shandong Agricultural University Fertilizer Science & Technology Co. Ltd., Taian, 271000
3 Engineering & Technology Research Center of High Ef fi cient Utilization of Humic Acid in Shandong Province, Taian, 271000
4 College of Resources and Environment, Shandong Agricultural University, Taian, 271018)

The potted experiments were conducted the effects of brown soil, alluvial soil and cinnamon soil used activated humic acid on the growth, yield of spring rape, and the changes of siol physical and chemical properties. The results showed that compared with the control, the yield of spring rape was increased after using humic acids, especially in active humic acid. The yield of spring rape with applying an appropriate amount of activated humic acid was increased by 3.30%～25.98%, 7.83%～21.54% and 0.17%～41.60% compared with applying non-activated humic acid in brown soil, alluvial soil and cinnamon soil respectively. In addition, compared with applying non-activated humic acid, applyed an appropriate amount of activated humic acid could increase the leaf area; activate the phosphorus and potassium in soil, improved the ability of soil to keep and provide fertility; improve the water-stable aggregates of three kinds of soil.So the actived humic acid not only could increased the yield, promote the growth of spring rape, but also could improve the soil physical and chemical properties.

actived humic acid; spring rape; yield; the physical and chemical properties of soil

TQ314.1

1671-9212(2017)01-0033-08

A

10.19451/j.cnki.issn1671-9212.2017.01.005

“] 土肥资源高效利用国家工程实验室联合研发基金”(项目编号SF2015-7)；泰安市科技发展计划(国际合作专项)，“新型腐植酸固相活化技术及其对作物作用机理研究”(项目编号2015HZ1149)；山东省农业重大应用技术创新课题“新型固相活化腐植酸肥料工程化研制与应用”；泰安市科技计划(项目编号2015NS1060)。

2016-08-28

路艳艳，女，1990年生，助理研究员，主要从事养分管理与新型肥料研发。*通讯作者：丁方军，男，教授/博士生导师，E-mail：sdndfyjs@163.com。