黄腐酸复合肥对土壤养分及小麦生长的影响

袁子琪 韩 哲 陈登论 黄 国 陈宝成 *

1 土肥资源高效利用国家工程实验室/山东农业大学资源与环境学院 泰安 271018

2 养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室/金正大生态工程集团股份有限公司 临沂 276000

小麦是重要粮食作物，我国是世界上种植生产小麦最多的国家[1]。小麦生长周期长，需肥量较大，科学合理施肥很重要，但目前我国农业生产中肥料利用率普遍较低[2]。我国单位面积施肥量世界第一，超过了世界平均标准，造成土壤酸化、次生盐渍化、板结，土壤地力下降，肥料养分流失，生态环境被破坏[3～5]。黄腐酸是腐植酸的最重要组成成分，其分子量小、官能团多、生理活性大，相关其新型肥料能提高作物根系生理活性，增强作物抗旱、抗病能力，调节土壤理化性质，改良土壤结构[6～9]，很好地解决了传统肥料肥效差、利用率低等问题[10]。

目前，在黄腐酸复合肥减量施用、复合肥与液体黄腐酸配合施用效果方面研究还较少。本文通过小麦盆栽试验，以普通复合肥全量为对照，研究不同施用量黄腐酸复合肥对土壤养分及小麦生长的影响，旨在为肥料企业生产和小麦施用黄腐酸提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点：试验在山东农业大学南校区土肥资源高效利用国家工程实验室试验基地进行。

1.2 试验材料

供试土壤：盆栽土壤采自泰安郊区农田，土壤类型为轻壤质普通棕壤（轻壤质简育湿润淋溶土），有机质含量11.08 g/kg，碱解氮80.29 mg/kg，有效磷15.65 mg/kg，速效钾113.25 mg/kg，土壤的砂粒含量为23.2%，粉粒含量为62.0%，粘粒含量为14.8%。

供试肥料：尿素（N 46%），普通复合肥[NP2O5-K2O＝16-15-5（利用尿素N 46%，重过磷酸钙P2O5＝46%，硫酸钾K2O＝50%混合配置）]，黄腐酸复合肥（黄腐酸含量7%，N-P2O5-K2O＝16-15-5，由山东泉林嘉有现代农业股份有限公司提供）；黄腐酸液体肥（黄腐酸≥240 g/L，N-P2O5-K2O≥200 g/L，腐植酸≥300 g/L，由山东泉林嘉有现代农业股份有限公司提供）。

供试作物及品种：作物为冬小麦，品种为“鲁麦22”。

1.3 试验方法

采用盆栽试验，试验所使用盆为塑料盆，其高度为50 cm，上口直径为38 cm，土表面积为0.10 m2，栽培盆底部每盆装细沙2 kg，然后根据不同试验处理填装与基肥混匀的栽培土，每盆装土30 kg，适当压实，然后浇水湿透，待水渗入土壤后，按照每盆3 g小麦种均匀点播于土壤表面，覆土2 cm，种植时间为2018年10月20日。

试验共设8个处理（表1）：CK，空白不施肥；F1，普通复合肥全量；F2，普通复合肥减量20%；HF1，黄腐酸复合肥全量；HF2，黄腐酸复合肥减量20%；HF3，黄腐酸复合肥减量30%；HF4，黄腐酸复合肥减量40%；HFY，普通复合肥减量20%+黄腐酸液体肥。每个处理重复3次。

表1 试验处理Tab.1 Test treatments

1.4 测定指标及方法

1.4.1 测定指标

采集小麦成熟期0～20 cm土壤样品，测定其硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾含量；测定小麦分蘖期、返青期、成熟期株高和叶片叶绿素相对含量（SPAD）。用土钻每盆3点采集0～20 cm土壤样品，混合备用。

收获后测定：植株全氮、全钾、穗数、穗粒数、籽粒产量。

1.4.2 测定方法

土壤硝态氮、铵态氮：用0.01 mol/L的氯化钙浸提，流动注射仪测定；土壤有效磷：用0.5 mol/L NaHCO3浸提，钼锑抗比色法测定；土壤速效钾：用1 mol/L NH4OAc浸提，火焰光度法测定。

植株全氮全钾：采用H2SO4-H2O2联合消煮法；籽粒产量：采用实打实收法；植株株高：卷尺测量；植株叶片SPAD值：采用SPAD-502Plus叶绿素仪进行测定，每个处理每次选取新长成的20片叶片进行测定，每个叶片测定其中间位置，然后取平均值。

1.5 数据处理

试验数据处理采用Excel 2013和SPSS 19.0软件进行统计分析，采用Duncan法进行方差分析，用Dunnet’s T3（3）法检验不同处理间差异的显著性（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对小麦成熟期土壤硝态氮、铵态氮的影响

硝态氮、铵态氮作为植物可吸收利用的氮源，其含量多少代表着土壤的供氮水平。小麦成熟期测定各处理土壤的硝态氮、铵态氮含量，结果见图1、图2。从图中可知，各处理土壤硝态氮含量有所差异，其中处理F1硝态氮含量达16.28 mg/kg，显著高于其他处理。施用黄腐酸复合肥处理随着肥料施用量的减少，硝态氮含量呈下降趋势，其中处理HF4硝态氮含量最低，仅有9.98 mg/kg，与处理HF1相比硝态氮含量下降18.99%，差异显著。处理HFY相比处理F2硝态氮含量提高3.31%，差异不显著。各施肥处理铵态氮含量均无显著差异。

图1 小麦成熟期各处理土壤硝态氮含量Fig.1 Soil nitrate nitrogen content in different treatments at wheat maturity stage

图2 小麦成熟期各处理土壤铵态氮含量Fig.2 Soil ammonium nitrogen content in different treatments at wheat maturity stage

2.2 不同处理对土壤有效磷、速效钾含量的影响

测定小麦成熟期土壤有效磷含量，结果见图3。从图中可知，各处理土壤有效磷含量有所不同，其中全量施肥处理F1和HF1土壤有效磷含量分别为27.38、28.50 mg/kg，都高于减量施肥处理HF2、HF3、HF4、HFY，这是由施肥量不同造成的差异，而处理F1、HF1有效磷含量基本相同。总体上，各处理间土壤有效磷含量差异不显著，土壤有效磷含量基本在22.08～27.46 mg/kg之间，说明本试验条件下，添加黄腐酸没有显著改变小麦成熟期土壤有效磷含量。

测定小麦成熟期各处理土壤速效钾含量，结果见图4。从图中可知，小麦施用黄腐酸复合肥处理的土壤速效钾含量比处理F1高，其中处理HF4速效钾含量最高，达105.33 mg/kg，与其他处理间差异达显著水平，除处理HF4外，其他处理间差异不显著，考虑到施肥量因素，处理HF4土壤含量较高可能是采样误差造成的。

2.3 不同处理对不同时期小麦株高、SPAD值的影响

小麦植株的高度能很好地反映小麦的生长状况。叶绿素是绿色植物进行光合作用的基础物质，是植物叶片的主要光合色素，小麦SPAD值能反映小麦叶片相对叶绿素含量，是研究小麦生长特性、生理变化和氮素营养状况的重要指标。测定不同时期小麦的株高、SPAD值，结果见图5、图6。从图中可知，施肥可以显著提高小麦的株高、SPAD值。分蘖期处理HF1小麦植株最高，达12.40 cm；返青期处理HF3小麦植株最高，达19.52 cm；成熟期处理HF1小麦植株最高，达62.40 cm，但各时期各施肥处理间小麦株高无显著差异。分蘖期处理F2 SPAD值最高，为51.10；返青期处理HFY SPAD值最高，为49.97；成熟期处理HFY SPAD值最高，为58.43，除成熟期外，各时期施肥处理间小麦SPAD值差异不显著。3个时期CK处理的株高、SPAD值均为最低，各施肥处理的株高、SPAD值与CK处理差异显著，但施肥处理间大体上差异不显著，说明本试验条件下，施用普通复合肥与不同施用量黄腐酸复合肥相比，对小麦株高和叶片叶绿素含量基本上未产生显著影响。

图3 小麦成熟期各处理土壤有效磷含量Fig.3 Soil available phosphorus content in different treatments at wheat maturity stage

图4小麦成熟期各处理土壤速效钾含量Fig.4 Soil available potassium content in different treatments at wheat maturity stage

图5 不同时期小麦株高Fig.5 Wheat plant height in different growth periods

图6 不同时期小麦叶片SPAD值Fig.6 Wheat leaves SPAD values in different growth periods

2.4 不同处理对小麦氮、钾养分吸收的影响

测定成熟期小麦秸秆与籽粒的全氮、全钾含量，结果见图7、图8。从图中可知，处理F1、处理HFY的全氮含量最高，分别为6820.47、6911.93 mg/kg，显著高于其他处理。施用黄腐酸复合肥处理的小麦全氮与处理F1相比含量较低，但各处理间差异不显著。处理HF2全钾含量较高，为402.00 mg/kg，显著高于除处理HF1以外的其他处理。除处理HF4外，施用黄腐酸复合肥处理全钾含量皆显著高于处理F1。综合来看，施用黄腐酸液体肥可以显著提高小麦全氮、全钾含量，提高小麦对氮钾养分的吸收能力；施用全量、减量20%、减量30%黄腐酸复合肥，比普通复合肥全量处理可以显著提高小麦全钾含量，但对小麦氮素养分的吸收无明显效果。

图7 小麦成熟期各处理植株全氮含量Fig.7 Total nitrogen content of plants in different treatments at wheat maturity

图8 小麦成熟期各处理植株全钾含量Fig.8 Total potassium content of plants in different treatments at wheat maturity

2.5 不同施肥处理对小麦产量的影响

小麦成熟期测定小麦穗数、穗粒数及产量，结果见表2。从表中可知，不同处理小麦每盆穗数都在77.33～84.00穗之间，差异不显著；各处理间穗粒数有不同表现，其中处理F1、F2、HF1、HF2、HF3、HFY穗粒数较大（处理间差异不显著），在31.33～34.42个之间，显著高于处理HF4、CK。此结果说明施肥量差异在30%之内，各施肥处理没有显著改变小麦穗粒数；相同施肥量情况下，普通复合肥添加黄腐酸没有显著提高小麦穗粒数。从不同处理对小麦产量影响分析可知，处理HF1产量最高，达到了118.41克/盆，相比处理F1增产8.70%，增产显著。处理HF2、处理HFY相比处理F1分别减产2.74%、3.45%，但差异不显著。

处理F2、处理HF4产量较低，分别为91.12克/盆、91.98克/盆，相比其他施肥处理减产显著。随着黄腐酸复合肥的减量施用，小麦产量呈下降趋势，但与普通复合肥料相比下降趋势缓慢，黄腐酸复合肥减量40%处理（HF4）与普通复合肥减量20%处理（F2）产量相当，黄腐酸复合肥减量20%处理（HF2）与普通复合肥全量处理（HF1）产量相当。普通复合肥减量20%配施黄腐酸液体肥处理（HFY）比普通复合肥减量20%处理（F2）增产15.41%，差异达显著水平。

表2 不同处理小麦产量Tab.2 Wheat yield of different treatments

3 结论与讨论

普通复合肥添加黄腐酸未能显著提高土壤速效氮、有效磷、速效钾养分含量，对小麦株高和叶片叶绿素含量也没有显著影响；与普通复合肥全量相比，黄腐酸复合肥全量提高了小麦产量，增产8.70%，黄腐酸复合肥减量20%小麦产量没有显著减产，黄腐酸复合肥减量30%、40%显著降低小麦产量。这说明在实施化肥零增长行动、有机肥部分替代化肥的大背景下，黄腐酸复合肥可部分替代化肥，提高化肥利用率，使作物稳产或增产，对保障我国粮食稳产增产意义重大。