腐植酸制劑在設施蔬菜上的應用研究

李偉丹 趙友林 馬獻發(fā)* 姚小桐 王珺妍 李思雨

(1 東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院 哈爾濱 150030)2 六五五八三部隊駐克山農副業(yè)基地 克山縣 161600)

腐植酸制劑在設施蔬菜上的應用研究

李偉丹1趙友林2馬獻發(fā)1*姚小桐1王珺妍1李思雨1

(1 東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院 哈爾濱 150030)2 六五五八三部隊駐克山農副業(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施蔬菜生產的關鍵問題。為了探究腐植酸制劑在設施蔬菜上防治土壤次生鹽漬化和平衡養(yǎng)分的應用效果，試驗設計腐植酸制劑、與腐植酸制劑等養(yǎng)分的配方肥、常規(guī)施肥、不施肥(CK)4個處理，分別在設施番茄、黃瓜進行試驗。結果表明，腐植酸制劑能夠明顯改善土壤理化性質，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39.5%和34.4%，同時對番茄和黃瓜的Vc含量、糖含量等品質指標改善明顯，分別與對照達到顯著水平(P＜0.05)。可見，腐植酸制劑具有改善設施土壤性質，降低土壤鹽分積累，明顯提高蔬菜產量和改善品質的應用效果。

腐植酸 土壤改良劑 設施土壤 番茄 黃瓜

設施土壤不合理利用，會導致土壤一系列問題，土壤的鹽漬化是其中比較重要的問題之一。土壤鹽漬化會導致土壤板結與肥力下降，不利于農作物吸收養(yǎng)分，阻礙作物生長[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、防滲等不適用于設施土壤；(2)農業(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，依賴人力和設備，投資大，見效慢；(3)生物改良措施，如種植耐鹽植物和牧草、綠肥、植樹造林等，時間漫長，改良緩慢，不經濟實用，不適用于設施土壤；(4)化學改良措施，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、見效快且可操作性強的技術特點，但可能對土壤產生毒害作用。

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：(1)氮磷鉀營養(yǎng)元素的依次添加，減少了廢物的排放；(2)制劑中的營養(yǎng)元素均為植物可吸收的離子，在土壤中無殘留，減少鹽分富集；(3)活化改性的腐植酸和沸石的代換性增強，對營養(yǎng)元素具有緩釋作用，有利于提高作物對肥料的利用率；同時可以活化土壤中營養(yǎng)元素，減少肥料的施用量。本文通過田間試驗，研究在次生鹽漬化土壤上，腐植酸制劑對設施番茄和黃瓜栽培的影響，旨在為推廣應用該制劑提供支撐。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗在哈爾濱市香坊區(qū)光明村進行，試驗區(qū)土壤類型屬黑土，棚齡分別為10年和14年，供試土壤基本理化性質見表1。

表1 供試土壤基本理化性質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。試驗區(qū)整地時，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，定植后早中耕、澆水，定植保苗株數66000～67500株/公頃。黃瓜品種為津優(yōu)1號。試驗區(qū)整地時，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，定植后澆水，緩苗后及時澆緩苗水,定植保苗株數60000～67500株/公頃，其他管理措施采用一般管理技術。

1.3 試驗原料

每個試驗區(qū)設4個處理。

處理A：自行研制的腐植酸土壤改良劑(簡稱腐植酸制劑)，其生產工藝見圖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。

1.4 測定項目和分析方法

土壤樣品采自收獲后0～20cm土層，土壤理化性質測定及方法如下：土壤電導率采用電導儀(DDS-307型)測定；用酚二磺酸比色法測定；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 測定采用水浸提(2.5∶1，w/w)，酸度計測定法；有機質采用稀釋熱K2Cr2O7氧化—容量法；全氮采用開氏消煮法；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，火焰光度計法；堿解氮采用堿解擴散法。其他測定方法參照《土壤農化分析》[4]。

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

2 結果與分析

2.1 對土壤理化性質的影響

設施栽培條件下，不合理施肥和灌水會造成土壤容重增大、孔隙度下降，導致土壤板結、土壤通透性差；同時也會引起土壤酸化、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。由表2可知，設施番茄試驗區(qū)處理A、處理B、處理C與對照(CK)相比，均能夠改善土壤理化性質，其中處理A和處理B明顯提高了土壤有機質、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，達到了差異顯著水平(P＜0.05)，處理A的應用效果最為明顯。設施黃瓜試驗區(qū)施用腐植酸制劑(處理A)能夠明顯改善土壤理化性質，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發(fā)育。

表2 不同處理對設施土壤理化性質的影響Tab.2 Effect of different treatments on soil physical and chemical property in greenhouse

2.2 對土壤鹽分的影響

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

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

由表3可知，設施番茄試驗區(qū)處理A、處理B和CK土壤電導率較低，處理C電導率明顯升高。差異顯著性分析結果表明，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，與試驗前相比，施用腐植酸制劑、與腐植酸制劑等量養(yǎng)分的復混肥和不施肥均可降低土壤中的鹽分含量，分別比試驗前土壤降低了10.3%、4.65%和7.17%。而常規(guī)施肥土壤鹽分表現為增加趨勢，增加了21%。設施黃瓜試驗區(qū)處理A、處理B與處理C、CK之間土壤電導率差異顯著，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，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，鹽分離子總量表現為下降。由此說明，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 對作物生物學性狀、產量及品質的影響

由表4可知，從生物學性狀上看，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間差異均達到顯著水平；從品質上看，與CK相比，處理A、處理B、處理C番茄的Vc含量、糖含量、蛋白質含量與CK相比顯著提高，差異達到顯著水平；從產量上看，處理A、處理B、處理C與CK之間差異均達到顯著水平(P＜0.05)，處理A比CK增產36.5%，處理B比CK增產26.1%，處理C比CK增產19.6%。由此說明，該腐植酸制劑能夠促進番茄植株生長，改善番茄品質，提高番茄產量。

由表5可知，從生物學性狀上看，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之間差異均達極顯著水平，其中，腐植酸制劑(處理A)對黃瓜產量增加顯著，與CK相比，處理A可使黃瓜增產39.5%，處理B可使黃瓜增產34.4%，處理C可使黃瓜增產23.7%。由此說明，該腐植酸制劑能夠改善黃瓜品質，顯著提高黃瓜產量。

表4 不同處理對番茄生物學性狀、產量及品質的影響Tab.4 Effects of different treatments on biological characteristic,yield and quality of tomato

表5 不同處理對黃瓜生物學性狀、產量及品質的影響Tab.5 Effects of different treatments on biological characteristic,yield and quality of cucumber

3 結論與討論

施用腐植酸類肥料后，促進了土壤團粒結構的形成，從而破壞原來土壤中的毛細通道，避免水分蒸發(fā)時深層鹽分沿毛細管大量涌入地表，造成表層鹽分過分集中，起到了隔鹽的作用。此外，當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，調節(jié)土壤微生態(tài)平衡等作用。鄭福云[9]等結果表明，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，設施栽培土壤施入腐植酸制劑，土壤理化性質有很大改善，土壤鹽分降低。

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

綜上所述, 腐植酸制劑在設施蔬菜栽培上應用,能夠顯著降低土壤鹽分含量，活化土壤中營養(yǎng)元素，改善蔬菜品質，顯著提高蔬菜產量。

[1]李東坡，武志杰，梁成華，等. 設施土壤生態(tài)環(huán)境特點與調控[J]. 生態(tài)學雜志，2004，(5)：192～197

[2]趙莉，羅建新，黃海龍，等. 保護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. 保護地土壤質量障礙因素研究[J]. 水土保持通報，2006，(3)：136～140

[4]鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業(yè)出版社，2011，25～34

[5]陳新平，張福所. 北京地區(qū)蔬菜施肥的問題與對策[J].中國農業(yè)大學學報, 1996, (5)：63～67

[6]陳為峰.山東省大棚土壤積鹽狀況及防治對策研究[D].山東農業(yè)大學碩士學位論文，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]. 園藝學報，1991, 18(2)：159～162

[8]劉志偉，邱國軍，王世國，等.高效腐植酸復合肥在作物上的應用效果[J].現代化農業(yè).2000，(8)：14～15

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

[10]周寶庫.天然沸石農業(yè)利用研究(Ⅱ)：天然沸石對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：中國農業(yè)出版社，1992，343～358

[13]鄭華美.瓜類蔬菜[M].北京.中國農業(yè)出版社.2005，32～36

[14]秦萬德.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業(yè)上應用的效果及穩(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重點實驗室開放課題基金(ht2012-08)，東北農業(yè)大學大學生創(chuàng)新項目(201310224040)資助。

2013-11-05

李偉丹，女，1989年生，就讀于東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院。主要從事農業(yè)資源與環(huán)境研究。

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