复合肥中应用不同比例风化煤及其碱提腐植酸对冬小麦生长和产量的影响

李文平 陈祥福 周 丽 高进华 徐勤政 王洪富

1史丹利农业集团股份有限公司 临沭276700

2全国石油和化工行业复混肥工程研究中心 临沭 276700

腐植酸作为一种天然高分子有机物质，具有改良土壤、增加土壤团粒结构、改善土壤保水能力等功能[1，2]。当前，关于腐植酸的农业应用研究主要集中在土壤改良、肥料增效、农药增效等方面[3～5]。企业为了得到活性高的腐植酸产品，大多对腐植酸原料进行活化处理[6～9]。

腐植酸原料的“活化”，主要是指对含腐植酸的风化煤、褐煤、泥炭等矿产资源的“活化”，目前主要针对肥料大量应用而言。“活化”的目的，主要在于激发原料中腐植酸在物理、化学和生物化学方面的活性，让其适用性、有效性、安全性等指标与肥料结合得更好。过去，关于腐植酸对肥料增效的研究更关注活化后的腐植酸，史丹利农业集团股份有限公司在碱溶酸析法的基础上提出了非水相碱法活化腐植酸[10]，将该技术实现了产业化，并推出了系列产品。本研究将风化煤与从该风化煤中碱提取的腐植酸按一定比例混合，研究它们与复合肥复配对冬小麦生长和产量的影响，旨在为提高腐植酸肥料的应用效果，并进一步为降低成本提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验时间：2018年10月20日—2019年6月8日。

试验地点：山东省临沂市临沭县玉山镇七岔河村。

1.2 供试材料

供试冬小麦品种：“济麦262”。

供试土壤：棕壤，中等肥力，其基本性质见表1。

表1 供试土壤基本性质Tab.1Basic properties of the tested soil

供试肥料：18-18-18配方肥，每个处理进行配方设计时，按照表2的试验方案处理添加不同比例的风化煤（产地为山西省）和从该风化煤中碱提取的腐植酸，按照配方，用实验室小型滚筒造粒机进行造粒。风化煤和碱提腐植酸的基本特性见表3。

表2 试验方案Tab.2The experiment scheme

表3 风化煤和碱提腐植酸的基本特性Tab.3The basic characteristics of weathered coal and humic acid extracted by alkali

大豆50有机肥为史丹利农业集团股份有限公 司生产，N+P2O5+K2O ≥5%，有机质≥50%。

1.3 试验设计

本试验共设置6个处理，每个处理3次重复，18个小区随机分布，每个小区面积60m2，各小区之间地力均匀，试验方案见表2。

前茬作物为玉米。玉米秸秆打碎，与各处理的肥料一起做底肥撒施、翻地后进行统一管理，各处理间灌溉、除草、病虫害防治等田间管理措施一致。按照当地农户施肥习惯，所有处理复合肥均按照50千克/亩进行施肥；此外，所有处理均施用大豆50有机肥120千克/亩。

1.4 测定指标与统计分析

生长指标：在冬小麦返青期，每个小区选择长势相对均匀区域，每行选择60cm，连根整棵取样（取样时，深挖地下25cm 取根），每个小区取3行，测试株高、地上鲜重、根重、分蘖数。

产量及其构成因素：收获时，各小区选择长势相对均匀区域，长1m、宽1m 的区域为1个取样点，每个小区按照“S”型取5个点，分别统计穗数和穗粒数，并测定千粒重，根据小区产量计算出冬小麦理论亩产量。

试验数据用Microsoft Excel 2013和IBM SPSS Statistics 19软件进行统计分析和差异显著性检验（P ＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对冬小麦生长的影响

表4为返青期各处理对冬小麦生长的影响。由表可知，返青期添加腐植酸的复合肥处理均能提高冬小麦的株高，与CK 相比，平均提高6.6%，其中T1株高最高，T2～T5之间差异不显著。从地上鲜重来看，与CK 相比，T3～T5均能显著促进冬小麦地上鲜重增加，且T4鲜重最大，显著高于除T3和T5的其他处理；而单施风化煤、单施碱提腐植酸的处理T1、T2和CK 相比，差异不显著。从根鲜重来看，与CK 相比，T3～T5将2种腐植酸搭配的处理以及单施碱提腐植酸的处理T2均能显著促进冬小麦根鲜重的增加；单施风化煤处理T1和CK 相比，无显著差异。从分蘖数来看，T3和T4相对于CK 显著促进了冬小麦分蘖数的增加，而T1、T2、T5和CK 间无显著差异。综合以上各指标，T3～T5冬小麦的各项生长指标均表现较好，尤其以T4表现最佳，这表明2种腐植酸原料以3∶7搭配应用效果较佳。

表4 返青期各处理对冬小麦生长的影响 Tab.4Effects of various treatments on the growth of winter wheat during the regreening period

2.2 不同处理对冬小麦产量的影响

表5为不同处理对冬小麦产量的影响。由表中可知，各处理间的亩穗数差异均不显著。从穗粒数来看，T4显著优于其他处理，T1、T2、T3、T5之间无显著差异，但和CK 相比均差异显著。从千粒重来看，T2～T5均优于CK、T1，但T2～T5各处理间无显著差异，T4效果最佳，其他各处理之间差异不显著。从理论产量来看，T3和T4均高于其他处理，尤其以T4效果最佳；T2～T5效果优于CK 和T1。

表5 不同处理对冬小麦产量的影响Tab.5Effects of different treatments on the yield of winter wheat

2.3 效益分析

按照史丹利农业集团股份有限公司采购和生产车间的成本，风化煤约500元/吨，碱提腐植酸约2400元/吨，在试验中风化煤和碱提腐植酸添加量分别为6‰和14‰，每亩地施18-18-18试验肥50公斤，则每亩地增加成本1.8元，与对照比，本试验实现小麦增产12.7%，按照小麦1.2元/斤计算，则每亩增收136.2元。可见，将风化煤和碱提取腐植酸按3∶7比例搭配使用，效益显著，而且技术简单，易于推广，推而广之，前景可期。

3 结论与讨论

本研究发现，加入腐植酸类物质对于冬小麦返青期的株高、地上鲜重、根鲜重及分蘖数等各项生物学性状均有所改善，风化煤和碱提腐植酸搭配施用效果优于单一施用，尤以风化煤和碱提腐植酸比例为3∶7效果最佳。对于收获期的穗数、穗粒数、千粒重、理论产量，碱提腐植酸的处理均表现较好，高于CK 和单一施用风化煤的处理；风化煤和碱提腐植酸搭配施用效果大体上优于单一施用风化煤和单一施用碱提腐植酸，尤以风化煤和碱提腐植酸比例为3∶7效果最佳。分析原因，可能是风化煤主要作用对象是土壤，对作物自身的刺激作用比较缓慢；而活化后的腐植酸更倾向于对作物直接发生作用，发挥作用较快。冬小麦的生长周期较长，将风化煤和碱提腐植酸二者结合，是缓与急的结合，通过互补，可达到1+1＞2的效果。