腐植酸对土壤理化性质及洋葱产量的影响

孙向春，冯 涛，殷晓燕，邓喜明，吕 铎，张美珍，许文霞，韩晓梅

（酒泉市农业科学研究院，甘肃 酒泉 735000)

河西走廊位于甘肃省中西部，地处青藏高原东侧，属于沿祁连山冷凉灌区，无霜期短、降水少、气候干燥，生产的洋葱色泽好、营养丰富、干物质含量高、耐贮运，备受消费者和市场的欢迎，近年来洋葱种植效益高，产业发展较快，河西走廊洋葱种植面积最高时达1.2万hm，占全国洋葱种植面积的27%左右。但在种植过程中，由于盲目地追求高产出、高收入，存在重用轻养，如化肥的过量施用，有机肥投入不足，部分地区管理粗放，导致耕地土壤环境质量、土壤肥力日趋下降等问题。

腐植酸（humic acid，简写HA）是一种天然有机物质，是以动植物残骸为主的有机物经过漫长的、复杂的、一系列的地球生化反应所形成的，是一种生态农业和无公害农业中常用的有机肥料，开发并应用腐植酸受到了越来越多的关注。研究表明，腐植酸能有效地改善土壤结构、提高土壤有机质、降低土壤盐分、促进作物生长和提高作物产量，同时对土壤中重金属的迁移转化和生物有效性具有重要影响。本试验以洋葱为对象，研究腐植酸对河西走廊灌漠土区洋葱产量、耕层土壤性质及重金属生物有效性的影响，旨在改善土壤环境、提高耕地等级、减少化学肥料施用以及腐植酸在灌漠土区洋葱种植中的推广应用，探求合理的技术方案，以期为实现河西走廊绿色农业高产高效发展提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验在酒泉市农业科学研究院试验基地（39°75′N，98°51′E）进行，属典型的绿洲荒漠农业灌溉区。试验前测得0～20 cm耕层土壤理化性质：容重1.52 g/cm，pH值8.52，含有机质17.7 g/kg，碱解氮27.3 mg/kg，速效磷26.7 mg/kg，速效钾126.4 mg/kg。

1.2 试验材料

供试肥料磷酸二铵为云南云天化股份有限公司生产，总养分≥64.0%；尿素为新疆宜化化工有限公司生产，总氮≥46.0%；腐植酸为南阳市沃泰肥业有限公司生产，含有机质80.92%、全氮0.76%、全磷0.38%、全钾0.23%。

1.3 试验设计

试验设4个处理，3次重复，随机区组设计，每小区面积42 m，试验地总面积800 m。T为对照，常规施肥，不施腐植酸；T为常规施肥＋600 kg/hm腐植酸；T为常规施肥＋1 200 kg/hm腐植酸；T为常规施肥＋1 800 kg/hm腐植酸。腐植酸在覆膜前按试验设计用量撒施于地表，然后耙耱镇压，小区间加设隔离带，其他管理同大田常规措施。常规施肥为施用磷酸二铵450 kg/hm、尿素750 kg/hm，结合整地将磷酸二铵作为基肥一次性施入，尿素分3次施入（50%结合整地作为基肥一次性施入，30%结合浇水在洋葱苗期追施、20%在鳞茎膨大期追施）。

1.4 测定项目及方法

于洋葱收获后（9月23日），每小区采用5点法采集耕层0～20 cm土壤样品，混合均匀并剔除植物残体及其他杂物，放至实验室阴干后测定土壤的理化性质、重金属含量。有机质根据标准NY/T 1121.6—2006进行测定，碱解氮根据标准LY/T 1228—2015测定，速效磷根据标准NY/T 1121.7—2014测定，速效钾根据标准NY/T 889—2004测定，土壤pH值根据标准NY/T 1377—2007测定，土壤容重采用环刀法测定，重金属采用DTPA浸提原子吸收分光光度法测定。洋葱产量按照小区装袋称量。

1.5 数据处理与分析

采用WPS 2019软件进行数据处理和绘图，采用SPSS 21.0软件进行数据分析，采用最小显著差异法（LSD）进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 施用腐植酸肥对土壤理化性质的影响

由图1可以看出，施入腐植酸的T、T、T处理的土壤pH值均比对照降低，其中T处理土壤pH值最低，T、T、T处理分别比对照降低0.69%、0.38%、0.27%。施用腐植酸对土壤pH值有一定影响，但不显著。

图1 不同腐植酸施用量对土壤pH值的影响

由图2可以看出，各处理土壤容重随着腐植酸施用量的增加呈减小趋势，T、T、T处理的土壤容重分别比对照显著降低6.9%、5.4%、3.5%，T、T之间差异不显著。施入腐植酸后，显著降低了土壤容重。

图2 不同腐植酸施用量对土壤容重的影响

由图3可以看出，各处理土壤有机质含量随着腐植酸施用量的增加而增加，T处理的有机质含量最大，为26.98 g/kg，T、T、T处理分别比对照增加了4.7%、4.2%、3.3%，但各处理间差异不显著。

图3 不同腐植酸施用量对土壤有机质的影响

由图4可知，施入腐植酸的各处理土壤碱解氮含量均较对照有所增加，其中T处理的碱解氮含量最高，为41.0 g/kg，较对照显著增加23.7%，T、T处理则分别增加20.8%、8.6%，T、T处理均显著高于T和对照。各处理速效磷含量也都高于对照，其中增幅最大的是T，较对照显著提高了21.1%，T、T分别提高15.6%、7.6%，但与对照差异不显著。土壤中速效钾的含量随着腐植酸施入量的增加而增大，T、T、T分别比对照显著增加36.5%、31.7%、15.9%，且T、T显著高于T2。

图4 不同腐植酸施用量对土壤养分的影响

2.2 施用腐植酸对洋葱产量的影响

由图5可以看出，施入不同量腐植酸均可提高洋葱产量，其中T产量最高，为92 164.3 kg/hm，比对照增加5.3%，T、T处理分别比CK增加5.2%和3.6%，但各处理之间差异不显著。

图5 不同腐植酸施用量对洋葱产量的影响

2.3 施用腐植酸对土壤重金属生物有效性的影响

由图6可以看出，与对照相比，各处理土壤重金属生物有效性随着腐植酸施入量的增加总体呈下降趋势。随着腐植酸施入量的增加，土壤有效铅的含量显著降低，T处理含量最低，为0.83 mg/kg，T、T、T处理分别比对照显著降低78.5%、52.6%、17.7%，且各处理间差异均显著；土壤中有效锌的含量也在降低，其中T处理含量最低，为0.91 mg/kg，比对照降低13.7%，T、T分别比对照降低了8.2%、4.4%，但各处理之间差异不显著；土壤中有效铜的含量显著降低，T处理含量最低，T、T、T处理分别比对照显著降低44.7%、43.6%、39.5%，而T、T、T之间差异不显著；土壤有效镉的含量也有显著降低，其中T处理含量最低，T、T、T处理分别比对照显著降低35.8%、21.1%、17.1%，T还显著低于T、T，而T、T之间差异不显著。

图6 不同腐植酸施用量对土壤重金属生物有效性的影响

3 讨论

3.1 施用腐植酸对土壤理化性质的影响

土壤pH值用来表示土壤的酸碱度，是土壤重要的属性之一，对作物的生长发育具有重要影响，不同作物有其适宜的酸碱度范围。本研究结果表明，在洋葱上施用腐植酸后，土壤pH值趋向中性变化，李晓菊等研究表明，施加腐植酸可以有效调节并有效降低土壤pH值。本试验在施用腐植酸后土壤容重降低了3.5%～6.9%，与叶协锋等报道的施用腐植酸可降低土壤容重、提高土壤孔隙度的试验结果一致。

土壤有机质的含量与土壤肥力水平密切相关，是土壤肥力的重要指标之一。本试验中施加腐植酸后，土壤有机质含量有所增加，这与吴敏等关于腐植酸类营养型改良剂能显著提升土壤中有机质含量的研究结果一致。

本试验中施加腐植酸后，土壤碱解氮的含量均比对照有所提高，施用1 200 kg/hm腐植酸处理的土壤碱解氮含量比对照显著提高了23.7%，这与马云飞等研究报道的施加腐植酸后土壤碱解氮含量呈升高趋势的结果一致。土壤速效磷的含量均比对照有所提高，这与凌爱芬通过大量大田试验和盆栽试验研究不同腐植酸施用量对土壤性状影响，结果得出土壤中速效磷含量高于对照，特别是烟草团棵期土壤中的速效磷含量要比对照提高5～20mg/kg的试验结果一致。土壤中速效钾的含量也呈增加趋势，本试验中速效钾含量提高了15.9%～36.5%，这与凌爱芬通过施加腐植酸，提高了土壤速效钾含量，尤其是在烟草植株生长后期土壤仍然保持了较高的速效钾含量的试验结果基本一致。

3.2 施用腐植酸对洋葱产量的影响

施用腐植酸后，改善了土壤性状，提高了土壤肥力，促进了作物的生长发育，提高了产量。常规施肥配施适量腐植酸，对洋葱具有增产作用，施用1 200 kg/hm腐植酸时产量最高，比对照增产5.3%。郑毅等研究表明，添加腐植酸能显著提高玉米籽粒产量。李小玉研究报道了施入腐植酸后，各处理都较对照有明显的增产效果，且随腐植酸肥施用量的增加番茄产量呈现先增加后减少趋势。因此，腐植酸用量并不是越多效果越好，应根据实际情况进行试验示范，以确定最适用量，避免资源浪费。

3.3 腐植酸对土壤重金属生物有效性的影响

随着耕层土壤中腐植酸施用量的增加，土壤中重金属的生物有效性呈下降趋势，这是因为腐植酸在调节土壤性状、改善土壤肥力的同时，对土壤重金属的迁移转化和生物有效性具有重要影响，施用腐植酸可调控土壤重金属生物有效性。陈静等研究表明，在土壤中加入腐植酸能有效降低Cu、Cd、Zn、Pb等在土壤中的含量、活性、毒性以及生物可利用性。罗梅等研究表明，腐植酸对土壤Pb、Cd吸附具有明显影响，与腐植酸添加量以及分子量大小有关，与本试验结果基本一致。

4 结论

综上可知，在土壤耕层施入腐植酸后影响了土壤的pH值、容重、有机质、土壤养分、重金属有效性，同时增加了洋葱产量。但需要注意的是：腐植酸有时对土壤因子的影响与其用量不呈正比关系；对土壤有机质和洋葱产量有影响，但不明显；随着腐植酸施入量的增加，土壤碱解氮、速效磷含量呈先提高后降低的趋势，对速效钾的影响大于对碱解氮和速效磷的影响，同时也不同程度地降低了土壤重金属铅、锌、铜、镉的生物有效性。由于腐植酸的种类不同，在生产中大面积应用时，建议先进行试验，针对不同土壤特点和腐植酸特性，制定合理的方案，以保障农产品安全和人体健康，促进农业可持续发展。