腐植酸型功能肥料对酸化果园土壤理化性质和苹果树生长的影响

李昱瑾,刘庆花,梁斌　杜志勇　李俊良

摘要：为了探究腐植酸型功能肥料对酸化果园土壤理化性质和果树生长的影响，以苹果树苗及多年果园土为试验材料，采用控根器形式的盆栽方式，研究腐植酸型功能物质与氮磷钾水溶肥不同配比施用條件下果园土壤及果树的变化特征。结果表明：腐植酸型功能物质复配氮磷钾水溶肥常规处理对果树叶片、根系生长均有促进作用，与氮磷钾水溶肥常规处理相比，苹果树叶片数、叶面积、叶片干鲜重、叶绿素分别增加3.5%、8.9%、8.3%、26.0%、3.2%;根系平均直径、总根长、根总表面积及根尖数显著提高129.4%、108.0%、107.8%、110.8%;叶片和根系氮磷钾养分含量也有增加趋势。腐植酸型功能物质可以改善土壤的理化性质，稳定土壤pH值，降低土壤交换性总酸。结论：腐植酸型功能物质复配常规氮磷钾水溶肥能够促进苹果树苗叶片、根系等生物量增加，对酸化果园土壤起到提质增效的作用。

关键词：腐植酸型功能物质;氮磷钾水溶肥;酸化果园土壤;理化性质

中图分类号：S661.106+.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2020）04-0092-06

Abstract In order to explore the effects of humic acid type functional fertilizer on the physical and chemical properties of acidified orchard soil and the growth of fruit trees， the apple saplings and multi-year orchard soil were used as test materials， and the root-controlling device was used as a pot container to study the variation characteristics of orchard soil and fruit trees under different ratios of functional fertilizer combined with N-P-K water-soluble fertilizer. The results showed that the conventional application of humic acid type functional substance combined with water-soluble fertilizer （T3） had promoting effects on the growth of apple leaves and roots. Compared with the conventional application of water-soluble fertilizer （T2）， the leaf number， leaf area， dry and fresh leaf weights and chlorophyll content increased by 3.5%， 8.9%， 8.3%， 26.0% and 3.2% respectively under T3 treatment; the average root diameter， total root length， total surface area and number of root tips increased by 129.4%， 108.0%， 107.8% and 110.8%; the contents of leaf and root nutrients were also increased. The humic acid type functional substances could improve the physical and chemical properties of soil， stabilize soil pH， and reduce the exchangeable total acids in soil. In conclusion， the combination of functional substances and conventional water-soluble fertilizer could increase the biomass of leaves and roots of apple saplings， and improve the quality and efficiency of acidified orchard soil.

Keywords Humic acid type functional substance; N-P-K water-soluble fertilizer; Acidified orchard soil; Physical and chemical properties

20世纪80年代以来，我国苹果产业较快发展。据农业部统计，至2016年全国苹果种植面积达246.69万公顷，总产量4 388.23万吨。胶东地区红富士苹果以其色泽艳丽、个大脆甜而著称，是当地农民的主要经济来源。在追求产量提升的大背景下，化肥大量施用，导致果园土壤酸化并呈现逐年加重趋势，造成土壤退化和果实生理病害频发，成为制约胶东地区乃至全国集约化果业生产的一个重大问题[1，2]。因此，如何通过技术措施在保证苹果丰产稳产优质的前提下，同时提高养分资源利用效率来减少过量施肥造成的资源和环境负担成为关注的热点。

水肥一体化技术是现代集约化灌溉农业的一个关键因素， 它起源于无土栽培技术， 是一项集成的高效节水、节肥技术[3，4]。其利用现代灌溉技术，根据作物的需水、需肥规律和土壤水分、养分状况，将肥料和灌溉水混合在一起，适时、适量、准确地输送到作物根部土壤，供给作物吸收[5]。水肥一体化技术提高了水肥利用率，可实现可持续发展。

腐植酸提高土壤有机质含量、活化土壤养分，越来越受到业界重视，近年来相关研究越来越多。张青等[6]研究表明，施用腐植酸可有效降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤有机质和其他速效养分含量。童文等[7]研究表明，施用腐植酸类肥料均可提高白芷产量及质量。众多研究表明，腐植酸对改良土壤、改善土壤结构，提高作物品质、增加作物产量有显著作用[8-14]。

本试验通过水肥一体化设施将腐植酸型功能肥料随水施入土壤，研究功能肥料對果园酸化土壤理化性质及果树生长的影响，以期为苹果生产及土壤改良提供科学参考，并为水肥高效利用提供理论参考与实践支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地点为山东蓬莱-北京富特森农科科技有限公司温室大棚。试验用土壤采自烟台市招远齐山镇酸性果园土，土壤理化性质：碱解氮含量214.90 mg/kg、速效磷183.56 mg/kg、速效钾303.13 mg/kg、有机质18.88 g/kg，pH值5.39。供试苹果苗木“烟富三号”由栖霞润林苗木科技有限公司提供，树龄1年。于2018年12月至2019年3月使用控根器进行盆栽试验。

1.2 试验设计

试验设置5个处理（表1），分别为：空白对照（CK）、腐植酸型功能物质处理（T1）、氮磷钾水溶肥常规处理（T2）、腐植酸型功能物质复配氮磷钾水溶肥常规处理（T3）、腐植酸型功能物质复配70%氮磷钾水溶肥处理（T4）、70%氮磷钾水溶肥处理（T5）。试验采用控根器作为容器，每盆装土20 kg。每处理设置5个重复，随机区组排列。栽种后按照常规育苗制度进行管理。

试验用腐植酸型功能物质（以下简称功能物质）原液为秸秆萃取液（腐植酸含量30～40 g/L，pH值9～11，有机质55～65 g/L，K2O 0.5%～1.0%），肥料为氮磷钾（N-P-K=19-19-19）水溶肥原液。供试功能物质和水溶肥试验前初步确定最佳施用浓度，分别为稀释800倍原液和稀释500倍原液。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 土壤化学元素含量盆栽培养4个月后，每处理随机选取3盆，每盆土混合均匀后采用四分法留取少量，晾干预处理后备用。土壤碱解氮含量用碱解扩散法测定;土壤速效磷含量用碳酸氢钠浸提、钼锑抗比色测定;土壤速效钾含量用1 mol/L中性醋酸铵浸提、火焰分光光度计测定;土壤有机质含量用FeSO4滴定法测定;土壤酸碱度用电位测定法测定;土壤交换性酸、交换性铝、交换性氢离子含量用1 mol/L氯化钾交换，中和滴定法测定;土壤阳离子交换量用1 mol/L乙酸铵交换法测定[15]。

1.3.2 植株生长指标[HTSS] 盆栽培养4个月后，每处理随机挖取3株，分别测定叶片数、叶鲜重、叶干重等指标，根部数据采用根部扫描仪进行测定，取其平均值进行数据统计。

1.3.3 植株全氮、全磷、全钾含量用H2SO4-H2O2联合消煮、半微量凯氏定氮法测全氮含量;钼蓝法测全磷含量;火焰分光光度计法测全钾含量[15]。

1.3.4 生理生化特性指标叶面积、叶长宽比用AM100型叶面积仪测定;叶绿素含量用叶绿素仪进行测定。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010软件处理数据，采用DPS 7.05软件进行差异显著性分析，运用Origin 2018软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对苹果叶片和根系生长的影响

不同施肥处理对叶片生长指标的影响不同（表2）。功能物质复配水溶肥处理（T3、T4）比单施水溶肥处理（T2、T5）在叶片数、叶面积、叶片干鲜重、叶绿素等指标上都有提高，其中以T3最佳。与T2处理相比，T3处理的叶片数、叶面积、鲜重、干重、叶绿素分别上升3.5%、8.9%、8.3%、26.0%、3.2%;T4比T5处理分别上升8.5%、53.8%、41.8%、27.3%、9.9%。表明功能肥料复配水溶肥促进了果树叶片生长，其中以腐植酸型功能物质复配氮磷钾水溶肥常规处理效果最好。如表3所示，不同施肥处理对根系平均直径、根尖数、总根长和根总表面积等指标有显著影响。相同条件下，添加功能物质更有利于根系平均直径、根尖数、总根长和根总表面积的增加，其中以T3处理最佳，比T2处理分别增加129.4%、108.0%、107.8%、110.8%;T4比T5处理分别提高60.0%、47.9%、68.7%、64.6%;T1处理比CK分别提高49.6%、1.2%、15.4%、14.7%。表明添加功能物质对根系平均直径、根尖数、总根长、根总表面积有显著的促进作用。

由表4看出，将根系按照直径进行分级后，0～0.5 mm直径根系所占百分比最大，其次是>0.5～4.5 mm直径根系，大于4.5 mm直径根所占比例最小。相同条件下，添加功能物质促进0～0.5 mm直径根系显著增加，T3比于T2、T4比T5、T1比CK分别增加106.2%、[JP]74.7%、15.1%;施用氮磷钾水溶肥条件下，添加功能物质对>0.5～4.5 mm直径根系有显著促进作用，其中以T3处理最佳。表明功能物质复配水溶肥有利于根系生长，增加根系体积，提高根系活力。

2.2 不同施肥处理对叶片和根系养分的影响

不同施肥处理对叶片养分吸收量影响不同，养分含量也有一定差异（表5）。叶片全氮、全磷、全钾的吸收量以腐植酸型功能物质复配氮磷钾水溶肥常规处理（T3）最高，对照（CK）最低。功能物质复配氮磷钾水溶肥处理在叶片全氮吸收量上有显著差异，磷钾吸收量在处理间有一定变化，但差异不显著。表明：功能物质复配氮磷钾水溶肥对叶片养分吸收有促进作用。

由表6看出，功能物质复配氮磷钾水溶肥各处理对根系氮磷钾含量没有显著影响，但相对单施水溶肥处理都有所增加。对根系全氮的影响，功能物质复配70%水溶肥处理（T4）比70%水溶肥处理（T5）显著提高50%，功能物质复配水溶肥常规处理（T3）比水溶肥常规处理（T2）提高20.6%;对根系全磷、全钾含量的影响处理间有一定变化，但差异均不显著。但是功能物质与水溶肥复配两处理磷钾含量均相对较高。表明功能物质复配水溶肥对根系氮磷钾含量增加有一定促进作用。

2.3 不同施肥处理对土壤pH值的影响

从图1可以看出，土壤酸碱度在各处理间差异不显著，但单施功能物质处理（T1）的pH值高于其他处理。功能物质与氮磷钾水溶肥复配后，pH值小幅下降或基本无变化，表明功能物质有一定的调酸功能，形成缓冲体系，维持了土壤的酸碱平衡。

2.4 不同施肥处理对土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的影响

由表7看出，氮磷钾水溶肥常规处理（T2）的土壤养分指标均高于功能物质复配水溶肥常规处理（T3），考虑这与叶片吸收有关，叶片吸收量大，土壤中含量就少。与对照（CK）相比，单施功能物质（T1）土壤速效磷和碱解氮有减少的趋势;与70%氮磷钾水溶肥处理（T5）相比，功能物质复配70%氮磷钾水溶肥处理（T4）的速效钾和碱解氮也有减少的趋势。表明加入功能物质后，由于叶片吸收和根系生长增加，土壤中有效养分降低。

2.5 不同施肥处理对土壤交换性总酸的影响

土壤交换性总酸由交换性氢离子和交换性铝离子组成。由图2看出，CK交换性总酸显著高于其他处理，其他处理间没有显著性差异。加入功能物质后，各处理交换性氢离子、交换性铝离子含量有降低趋势（除T4外）。表明加入功能物质和水溶肥都能降低土壤交换性总酸，相比于氮磷钾水溶肥，功能物质有降低交换性氢离子和铝离子的趋势。

3 讨论与结论

3.1 功能肥料对作物生长的影响

梁太波等[16]研究发现，腐植酸对小麦根系生长有显著促进作用并提高叶绿素含量。本试验结果表明，相同水溶肥用量条件下，功能物质复配氮磷钾水溶肥常规处理和功能物质复配70%氮磷钾水溶肥处理均能提高叶片数、叶面积、叶片干鲜重、叶绿素含量等指标，分别提高3.5%、8.9%、8.3%、26.0%、3.2%和8.5%、53.8%、41.8%、27.3%、9.9%。这可能是因为功能物质中含有丰富的腐植酸，能提高叶片生长量、叶绿素含量以及作物鲜重，这与王乾等[17]的研究结果一致。同时通過对根系平均直径、根尖数、总根长以及根总表面积等指标的比较，相同条件下，加入功能物质能显著提高根系各指标值。对根系进行分级，出现了相同趋势，加入功能物质促进根系生长增粗、增加根系活力，该结果与康宗利等[18]研究结果一致。说明功能物质与水溶肥复配对叶片及根系的生物量增加有一定的影响。

腐植酸复混肥可显著提高芹菜各器官氮、磷、钾含量和积累量，且随着腐植酸含量的增加，各器官氮、磷、钾含量和积累量也随之增加[19]。本试验条件下，单施功能物质处理、功能物质复配氮磷钾水溶肥常规处理、功能物质复配70%氮磷钾水溶肥处理均能提高叶片全氮、全磷、全钾吸收量;对于叶片和根系氮磷钾养分含量，各处理没有显著差异，但加入功能物质对叶片及根系氮磷钾含量有提高的趋势。说明加入功能物质有利于根系和叶片养分积累。本结果与黄云等[20]结论一致。

3.2 功能肥料对土壤理化性质的影响

苏群等[21]研究发现腐植酸能明显提高土壤碱解氮、速效钾、有效磷含量;同时提高土壤有机质含量以及土壤pH值。本试验结果显示，加入功能物质后，各处理土壤pH值并没有显著差异，但单施功能物质比其他处理提高幅度大;常规水溶肥处理土壤有机质、碱解氮、速效钾、速效磷含量均高于功能物质复配水溶肥常规处理，推测其原因可能是由于加入功能物质后根系吸收能力增强，降低了土壤中各指标含量，与本研究中叶片氮磷钾含量增加的结果相符。说明本试验条件下，功能物质与水溶肥复配增加了根系对养分的吸收，提高了土壤养分的利用率。

本试验得出，功能物质与水溶肥复配促进叶片和根系养分积累，增加生物量，提高根系活力和叶片品质，同时提高土壤养分利用率，抑制土壤酸化。其中以腐植酸型功能物质复配氮磷钾水溶肥常规处理最佳，因此，功能肥料在调酸改土、提质增效方面具有重要作用。

参 考 文 献：

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