李偉丹 趙友林 馬獻(xiàn)發(fā)* 姚小桐 王珺妍 李思雨

(1 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 哈爾濱 150030)2 六五五八三部隊(duì)駐克山農(nóng)副業(yè)基地 克山縣 161600)

腐植酸制劑在設(shè)施蔬菜上的應(yīng)用研究

李偉丹1趙友林2馬獻(xiàn)發(fā)1*姚小桐1王珺妍1李思雨1

(1 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 哈爾濱 150030)2 六五五八三部隊(duì)駐克山農(nóng)副業(yè)基地 克山縣 161600)

土壤次生鹽漬化和養(yǎng)分失衡已成為制約設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題。為了探究腐植酸制劑在設(shè)施蔬菜上防治土壤次生鹽漬化和平衡養(yǎng)分的應(yīng)用效果，試驗(yàn)設(shè)計(jì)腐植酸制劑、與腐植酸制劑等養(yǎng)分的配方肥、常規(guī)施肥、不施肥(CK)4個(gè)處理，分別在設(shè)施番茄、黃瓜進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，腐植酸制劑能夠明顯改善土壤理化性質(zhì)，可有效降低土壤鹽分，與CK相比差異顯著(P＜0.05)；施用腐植酸制劑、與腐植酸制劑等養(yǎng)分的配方肥分別比CK番茄增產(chǎn)36.5%和26.1%，與CK相比，腐植酸制劑、與腐植酸制劑等養(yǎng)分配方肥分別使黃瓜增產(chǎn)39.5%和34.4%，同時(shí)對(duì)番茄和黃瓜的Vc含量、糖含量等品質(zhì)指標(biāo)改善明顯，分別與對(duì)照達(dá)到顯著水平(P＜0.05)?？梢?jiàn)，腐植酸制劑具有改善設(shè)施土壤性質(zhì)，降低土壤鹽分積累，明顯提高蔬菜產(chǎn)量和改善品質(zhì)的應(yīng)用效果。

腐植酸 土壤改良劑 設(shè)施土壤 番茄 黃瓜

設(shè)施土壤不合理利用，會(huì)導(dǎo)致土壤一系列問(wèn)題，土壤的鹽漬化是其中比較重要的問(wèn)題之一。土壤鹽漬化會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)與肥力下降，不利于農(nóng)作物吸收養(yǎng)分，阻礙作物生長(zhǎng)[1～3]。

目前，治理土壤鹽漬化的常用措施有：(1)水利改良措施，如灌溉、排水、放淤、種稻、防滲等不適用于設(shè)施土壤；(2)農(nóng)業(yè)改良措施，如平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播種、輪作、間種套種等，步驟繁瑣，依賴(lài)人力和設(shè)備，投資大，見(jiàn)效慢；(3)生物改良措施，如種植耐鹽植物和牧草、綠肥、植樹(shù)造林等，時(shí)間漫長(zhǎng)，改良緩慢，不經(jīng)濟(jì)實(shí)用，不適用于設(shè)施土壤；(4)化學(xué)改良措施，包括施用石膏、磷石膏、亞硫酸鈣等，此種方法雖然具有配方靈活多樣、投資小、見(jiàn)效快且可操作性強(qiáng)的技術(shù)特點(diǎn)，但可能對(duì)土壤產(chǎn)生毒害作用。

腐植酸制劑是一種新型的土壤次生鹽漬化改良劑，具有以下特點(diǎn)：(1)氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)元素的依次添加，減少了廢物的排放；(2)制劑中的營(yíng)養(yǎng)元素均為植物可吸收的離子，在土壤中無(wú)殘留，減少鹽分富集；(3)活化改性的腐植酸和沸石的代換性增強(qiáng)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素具有緩釋作用，有利于提高作物對(duì)肥料的利用率；同時(shí)可以活化土壤中營(yíng)養(yǎng)元素，減少肥料的施用量。本文通過(guò)田間試驗(yàn)，研究在次生鹽漬化土壤上，腐植酸制劑對(duì)設(shè)施番茄和黃瓜栽培的影響，旨在為推廣應(yīng)用該制劑提供支撐。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗(yàn)在哈爾濱市香坊區(qū)光明村進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)土壤類(lèi)型屬黑土，棚齡分別為10年和14年，供試土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Tab.1 Basic physical and chemical properties of testing soil

1.2 供試作物

供試蔬菜作物為番茄和黃瓜。番茄品種為蘭優(yōu)早紅。試驗(yàn)區(qū)整地時(shí)，一次性施用腐熟雞糞60000kg/hm2，1月19日溫室育苗，4月21日～23日定植于大棚內(nèi)，定植后早中耕、澆水，定植保苗株數(shù)66000～67500株/公頃。黃瓜品種為津優(yōu)1號(hào)。試驗(yàn)區(qū)整地時(shí)，一次性施用腐熟雞糞90000kg/hm2，1月1日溫室育苗，2月5日定植于大棚內(nèi)，定植后澆水，緩苗后及時(shí)澆緩苗水,定植保苗株數(shù)60000～67500株/公頃，其他管理措施采用一般管理技術(shù)。

1.3 試驗(yàn)原料

每個(gè)試驗(yàn)區(qū)設(shè)4個(gè)處理。

處理A：自行研制的腐植酸土壤改良劑(簡(jiǎn)稱(chēng)腐植酸制劑)，其生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖1，其養(yǎng)分含量N-P2O5-K2O(15-10-12)，腐植酸12.5%，沸石6%。施用量為1350kg/hm2，分兩次施用，2/3作基肥，1/3用于第一穗果后追肥。

處理B：與處理A等量營(yíng)養(yǎng)元素的配方肥，施用方法與處理A相同。

處理C：常規(guī)施肥，磷酸二銨750kg/hm2，尿素300kg/hm2，每次追肥尿素150kg/hm2，追肥5次。

CK：不施肥處理。小區(qū)面積為18 m2，3次重復(fù)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目和分析方法

土壤樣品采自收獲后0～20cm土層，土壤理化性質(zhì)測(cè)定及方法如下：土壤電導(dǎo)率采用電導(dǎo)儀(DDS-307型)測(cè)定；用酚二磺酸比色法測(cè)定；Ca2+、Mg2+用 EDTA 滴定法；K+、Na+采用火焰光度法；采用 EDTA 間接滴定法；Cl-采用 AgNO滴定法；、3采用雙指示劑中和滴定法；pH 測(cè)定采用水浸提(2.5∶1，w/w)，酸度計(jì)測(cè)定法；有機(jī)質(zhì)采用稀釋熱K2Cr2O7氧化—容量法；全氮采用開(kāi)氏消煮法；有效磷采用0.5 mol/L，pH 8.5 NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法；速效鉀采用1 mol/L pH 7.0CH3COONH4浸提，火焰光度計(jì)法；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法。其他測(cè)定方法參照《土壤農(nóng)化分析》[4]。

圖1 腐植酸制劑生產(chǎn)工藝流程Fig.1 Manufacturing process of humic acid amendment

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

設(shè)施栽培條件下，不合理施肥和灌水會(huì)造成土壤容重增大、孔隙度下降，導(dǎo)致土壤板結(jié)、土壤通透性差；同時(shí)也會(huì)引起土壤酸化、堿解氮、速效磷、速效鉀養(yǎng)分下降，土壤保肥供肥能力變差，制約著作物生長(zhǎng)。由表2可知，設(shè)施番茄試驗(yàn)區(qū)處理A、處理B、處理C與對(duì)照(CK)相比，均能夠改善土壤理化性質(zhì)，其中處理A和處理B明顯提高了土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、全氮含量，增加了土壤的孔隙度，有效降低了土壤容重，與CK相比，達(dá)到了差異顯著水平(P＜0.05)，處理A的應(yīng)用效果最為明顯。設(shè)施黃瓜試驗(yàn)區(qū)施用腐植酸制劑(處理A)能夠明顯改善土壤理化性質(zhì)，處理A、處理B在改善土壤堿解氮、速效鉀、全氮、土壤容重、孔隙度、pH的效果與CK相比差異顯著(P＜0.05)。由此說(shuō)明，腐植酸制劑能夠提高土壤養(yǎng)分有效性，改善土壤通透性，有利于作物正常生長(zhǎng)發(fā)育。

表2 不同處理對(duì)設(shè)施土壤理化性質(zhì)的影響Tab.2 Effect of different treatments on soil physical and chemical property in greenhouse

2.2 對(duì)土壤鹽分的影響

由于盲目大量施肥、特殊的水分運(yùn)行方式、缺少雨水淋洗等原因[5]，土壤表層積鹽現(xiàn)象普遍。研究表明，在溫室條件下，當(dāng)土壤電導(dǎo)率(EC)達(dá)0.6～0.8 mS/cm時(shí)，作物生長(zhǎng)將受到抑制，產(chǎn)量明顯下降；當(dāng)EC值達(dá)1.0mS/cm時(shí)，作物即出現(xiàn)生理性障礙；若EC值高達(dá)3.0mS/cm時(shí)，作物將會(huì)枯萎死亡[6]。設(shè)施栽培土壤因多為全年性覆蓋，所以土壤終年處于積鹽過(guò)程，如利用不當(dāng)，一般3～5年便會(huì)出現(xiàn)鹽害，造成作物大幅度減產(chǎn)[7]。因而，降低土壤鹽分積累是設(shè)施栽培土壤可持續(xù)利用的關(guān)鍵。

表3 不同處理對(duì)土壤鹽分的影響Tab.3 Effect of different treatments on soil salinity

由表3可知，設(shè)施番茄試驗(yàn)區(qū)處理A、處理B和CK土壤電導(dǎo)率較低，處理C電導(dǎo)率明顯升高。差異顯著性分析結(jié)果表明，處理A、處理B、CK與處理C之間差異顯著，處理A與處理B、CK之間差異顯著。其中，土壤鹽分降低最大的是腐植酸制劑，與試驗(yàn)前相比，施用腐植酸制劑、與腐植酸制劑等量養(yǎng)分的復(fù)混肥和不施肥均可降低土壤中的鹽分含量，分別比試驗(yàn)前土壤降低了10.3%、4.65%和7.17%。而常規(guī)施肥土壤鹽分表現(xiàn)為增加趨勢(shì)，增加了21%。設(shè)施黃瓜試驗(yàn)區(qū)處理A、處理B與處理C、CK之間土壤電導(dǎo)率差異顯著，處理A與處理B之間差異顯著，處理C與CK之間差異不顯著。其中，處理A、處理B均可降低土壤中的鹽分含量，與試驗(yàn)前相比，分別降低了25.65%和14.46%，土壤鹽分降低最大的是處理A。而處理C和CK土壤鹽分有增加趨勢(shì)，分別增加了4.35%和4.70%。土壤鹽分離子組成上，等離子與CK相比有所下降，而NH4+有所增加，鹽分離子總量表現(xiàn)為下降。由此說(shuō)明，施用腐植酸制劑可有效降低土壤鹽分，與腐植酸制劑等養(yǎng)分的配方施肥和不施肥同樣起到降低土壤鹽分的作用。

2.3 對(duì)作物生物學(xué)性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

由表4可知，從生物學(xué)性狀上看，與CK相比，處理A、處理B、處理C使番茄的株高、莖粗、坐果率顯著提高，且與CK間差異均達(dá)到顯著水平；從品質(zhì)上看，與CK相比，處理A、處理B、處理C番茄的Vc含量、糖含量、蛋白質(zhì)含量與CK相比顯著提高，差異達(dá)到顯著水平；從產(chǎn)量上看，處理A、處理B、處理C與CK之間差異均達(dá)到顯著水平(P＜0.05)，處理A比CK增產(chǎn)36.5%，處理B比CK增產(chǎn)26.1%，處理C比CK增產(chǎn)19.6%。由此說(shuō)明，該腐植酸制劑能夠促進(jìn)番茄植株生長(zhǎng)，改善番茄品質(zhì)，提高番茄產(chǎn)量。

由表5可知，從生物學(xué)性狀上看，與CK相比，處理A、處理B、處理C使黃瓜的株高、莖粗、坐果率顯著提高；從品質(zhì)上看，處理A、處理B、處理C黃瓜的Vc含量、糖含量較CK顯著提高。處理A、處理B、處理C、CK之間差異均達(dá)極顯著水平，其中，腐植酸制劑(處理A)對(duì)黃瓜產(chǎn)量增加顯著，與CK相比，處理A可使黃瓜增產(chǎn)39.5%，處理B可使黃瓜增產(chǎn)34.4%，處理C可使黃瓜增產(chǎn)23.7%。由此說(shuō)明，該腐植酸制劑能夠改善黃瓜品質(zhì)，顯著提高黃瓜產(chǎn)量。

表4 不同處理對(duì)番茄生物學(xué)性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響Tab.4 Effects of different treatments on biological characteristic,yield and quality of tomato

表5 不同處理對(duì)黃瓜生物學(xué)性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響Tab.5 Effects of different treatments on biological characteristic,yield and quality of cucumber

3 結(jié)論與討論

施用腐植酸類(lèi)肥料后，促進(jìn)了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，從而破壞原來(lái)土壤中的毛細(xì)通道，避免水分蒸發(fā)時(shí)深層鹽分沿毛細(xì)管大量涌入地表，造成表層鹽分過(guò)分集中，起到了隔鹽的作用。此外，當(dāng)灌溉水或雨水溶解表層鹽分后，還可以順利滲入土壤表層，使表層鹽分逐漸降低。劉志偉[8]等研究表明，腐植酸具有改善土壤理化性狀，調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)平衡等作用。鄭福云[9]等結(jié)果表明，腐植酸具有降低土壤pH值、堿化度和全鹽量的作用。另外,將沸石與化肥混合施入土壤后，在田間條件下，玉米和水稻對(duì)氮肥的利用率提高8.1%～10.3%，磷肥利用率提高6.0%～6.3%[10]。本試驗(yàn)與前人研究不同之處在于腐植酸制劑添加了腐植酸和沸石，兼顧了兩者的離子交換吸附能力強(qiáng)的特性，明顯提高了土壤保肥供肥能力和養(yǎng)分的生物有效性。因而，設(shè)施栽培土壤施入腐植酸制劑，土壤理化性質(zhì)有很大改善，土壤鹽分降低。

腐植酸可以使植物體內(nèi)酶的活性強(qiáng)度增加，使植物體內(nèi)新陳代謝旺盛，從而有利于物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累，因此，蔬菜中的糖和Vc含量較高[11～14]。內(nèi)蒙古自治區(qū)伊盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究試驗(yàn)表明，施用腐植酸類(lèi)肥料可使甜菜含糖量增加2%～8%[15]。劉增祥[16]等研究表明，腐植酸可以使過(guò)氧化酶活性提高11.2%～40.6%，且配合其他營(yíng)養(yǎng)元素噴施，其效果可提高12.5%～41.0%。本試驗(yàn)的腐植酸制劑具有相似的結(jié)果，從生物學(xué)性狀上看，番茄、黃瓜的株高、莖粗、坐果率顯著提高；從品質(zhì)上看，番茄、黃瓜的Vc含量、糖含量等較CK顯著提高。由于采用科學(xué)養(yǎng)分配方和添加沸石，使其增產(chǎn)效果更為明顯。

綜上所述, 腐植酸制劑在設(shè)施蔬菜栽培上應(yīng)用,能夠顯著降低土壤鹽分含量，活化土壤中營(yíng)養(yǎng)元素，改善蔬菜品質(zhì)，顯著提高蔬菜產(chǎn)量。

[1]李東坡，武志杰，梁成華，等. 設(shè)施土壤生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)與調(diào)控[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2004，(5)：192～197

[2]趙莉，羅建新，黃海龍，等. 保護(hù)地土壤次生鹽漬化的成因及防治措施[J]. 作物研究，2007，(S1)：547～550，554

[3]熊漢琴，王朝輝，宰松梅. 保護(hù)地土壤質(zhì)量障礙因素研究[J]. 水土保持通報(bào)，2006，(3)：136～140

[4]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2011，25～34

[5]陳新平，張福所. 北京地區(qū)蔬菜施肥的問(wèn)題與對(duì)策[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1996, (5)：63～67

[6]陳為峰.山東省大棚土壤積鹽狀況及防治對(duì)策研究[D].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，1999，3～10

[7]童有為，陳淡飛.溫室土壤次生鹽潰化的形成和治理途徑研究[J]. 園藝學(xué)報(bào)，1991, 18(2)：159～162

[8]劉志偉，邱國(guó)軍，王世國(guó)，等.高效腐植酸復(fù)合肥在作物上的應(yīng)用效果[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè).2000，(8)：14～15

[9]鄭福云，馬獻(xiàn)發(fā)，曹洪杰，等. 泥炭改良鹽堿土田間定位試驗(yàn)研究[J]. 國(guó)土與自然資源研究，2008，(1)：41～42

[10]周寶庫(kù).天然沸石農(nóng)業(yè)利用研究(Ⅱ)：天然沸石對(duì)提高化肥利用率的影響[J].黑龍江科技，1998，(2)：5～7

[11]程美廷.溫室土壤鹽分積累、鹽害及其防治[J].土壤肥料，1990(1)：1～4

[12]謝承陶.鹽漬土改良原理與作物抗性[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1992，343～358

[13]鄭華美.瓜類(lèi)蔬菜[M].北京.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2005，32～36

[14]秦萬(wàn)德.腐植酸的綜合利用[M].北京.科技出版社.1987，48～55

[15]候敬純. 甜菜施用腐植酸鈉的效果[J]. 甜菜糖業(yè)，1984，(4)：27～31

[16]劉增祥.腐殖酸作為刺激素在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的效果及穩(wěn)定性[J].江西腐殖酸，1985，(3)：15

Application of Humic Acid Preparation for Greenhouse Vegetables

Li Weidan1, Zhao Youlin2, Ma Xianfa1*, Yao Xiaotong1, Wang Junyan1, Li Siyu1
(1 College of Resources and Environment, Northeast Agricultural University, Harbin, 150030;2 Administration Organs of Military-run Agricultural Base of 65583 Troops in Keshan County, Keshan, 161600)

Soil salinization and nutrient imbalance have been the key issues that restricting vegetable production in greenhouse. In order to know the effect of the application of humic acid preparations preventing soil salinization and nutrient balance, treatments including humic acid amendment, formula fertilizer, regular fertilization, no fertilizer (CK)were conducted on tomato and cucumber .The results showed that compared with CK, humic acid amendment signi fi -cantly improved soil physical and chemical properties, while reduced soil salinity effectively (P <0.05). The yield of tomato and cucumber employed humic acid amendment and formula fertilizer respectively increased 36.5% and 26.1%,39.5% and 34.4%. Furthermore, they signi fi cantly improved the Vc content, sugar content and other quality indicators of tomato and cucumber (P <0.05), compared with CK. Therefore, humic acid amendment can improve soil properties in greenhouse, and reduce the accumulation of soil salinity to improve vegetable production and quality.

humic acid; soil amendment; greenhouse soil; tomato; cucumber

TQ444.6，S606

A

1671-9212(2014)02-0017-05

寒地黑土資源利用與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題基金(ht2012-08)，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目(201310224040)資助。

2013-11-05

李偉丹，女，1989年生，就讀于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院。主要從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究。

*通訊作者：馬獻(xiàn)發(fā)，男，副教授。E-mail: mxf7856@163.com。