腐植酸有機(jī)無機(jī)復(fù)合土壤調(diào)理劑對白菜生長及產(chǎn)量的影響

孫曉然 邊思夢 尚宏周 李光躍 張秀鳳（華北理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院 唐山 063009）

腐植酸有機(jī)無機(jī)復(fù)合土壤調(diào)理劑對白菜生長及產(chǎn)量的影響

孫曉然 邊思夢 尚宏周 李光躍 張秀鳳
（華北理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院 唐山 063009）

采用大田小區(qū)試驗(yàn)方法，以白菜為供試作物，以活化腐植酸和工業(yè)堿性廢渣為原料制備的腐植酸有機(jī)無機(jī)復(fù)合物（HC）為土壤調(diào)理劑進(jìn)行試驗(yàn)，研究其對白菜種子發(fā)芽、植株生長速度及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，每畝施108 kg的HC土壤調(diào)理劑能顯著促進(jìn)白菜生長發(fā)育，其中種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢較不施肥處理分別提高7.1%和14.3%，增產(chǎn)率達(dá)116.2%，增產(chǎn)效果顯著。

腐植酸 有機(jī)無機(jī)復(fù)合物 土壤調(diào)理劑 白菜 肥效

大量研究表明，有機(jī)無機(jī)肥配施能形成良好的土壤生態(tài)環(huán)境，有利于土壤可持續(xù)利用[1～9]。純堿工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物堿渣具有堿性強(qiáng)、吸濕性大的特點(diǎn)，目前以堆存或填海為主，如何解決堿渣的污染和占地問題已得到廣泛關(guān)注[10]。堿渣的主要成分為CaCl2、CaCO3、Mg（OH）2等，且含有K、Si、Cu、Zn、Mn等大中微量元素及有益元素，可為作物提供多種養(yǎng)分。本研究中將經(jīng)過特殊處理的堿渣與活化腐植酸進(jìn)行混配，制備腐植酸有機(jī)無機(jī)復(fù)合土壤調(diào)理劑HC；通過田間小區(qū)白菜種植試驗(yàn)，研究HC土壤調(diào)理劑對白菜的肥效，以期為含腐植酸的土壤調(diào)理劑在白菜等作物生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，同時為堿渣資源化利用提供新方法。

1 材料和方法

1.1試驗(yàn)時間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2014年7月20日～11月18日在河北省唐山市豐南小集鎮(zhèn)某蔬菜種植區(qū)進(jìn)行。

1.2試驗(yàn)材料

1.2.1供試土壤

土壤類型為潮土，其基礎(chǔ)理化性質(zhì)見表1。 1.2.2 供試肥料

HC土壤調(diào)理劑，粉末狀，呈黑灰色，其基礎(chǔ)理化性質(zhì)見表2。

表1　試驗(yàn)地土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)Tab.1 The basic physical and chemical properties of experimental soil

表2　HC土壤調(diào)理劑基礎(chǔ)理化性質(zhì)Tab.2 The basic physical and chemical properties of HC soil conditioner

1.2.3供試作物

白菜，品種為“天津綠”。

1.3試驗(yàn)方法

采用田間區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)4個處理，每個處理3次重復(fù)。小區(qū)面積為2.5 m×1.25 m=3.125 m2。4個試驗(yàn)處理分別為：（1） 處理1（不施肥，CK）；（2） 處理2（施HC土壤調(diào)理劑54千克/畝，低量）；（3） 處理3（施HC土壤調(diào)理劑108千克/畝，中量）；（4） 處理4（施HC土壤調(diào)理劑162千克/畝，高量）。在播種前將HC土壤調(diào)理劑均勻撒入土壤表層，于10 cm深度進(jìn)行翻耕，播種時間為2014年7月20日，收獲時間為11月18日。白菜種子采用穴播方式播種，每小區(qū)28穴，株行距33 cm×36 cm，出苗10天后定苗，每穴留1棵苗，在出苗后第30天時施農(nóng)家肥1次。各處理均按照常規(guī)田間管理方式進(jìn)行管理。

1.4測定項(xiàng)目

在播種后的第3天測發(fā)芽勢，第7天測發(fā)芽率，以幼芽長度達(dá)到種子長徑的一半作為具體判斷的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)芽率（%）=供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽勢（%）=3天內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%。從8月10日開始每隔20天測定單株白菜鮮重及干重。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

所得數(shù)據(jù)均用Excel 2003和SPSS 20軟件進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同處理對白菜種子萌發(fā)的影響

白菜與其他植物一樣，主要靠種子貯藏養(yǎng)分生長。表3為不同處理對白菜種子萌發(fā)的影響。可以看出，處理2、處理3和處理4的發(fā)芽率較處理1（CK）分別提高了5.0%、7.1%、2.8%，發(fā)芽勢分別提高了10.7%、14.3%、9.3%，且效果顯著。隨著HC土壤調(diào)理劑施用量的增大，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當(dāng)HC土壤調(diào)理劑的施用量為108千克/畝（處理3）時，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢達(dá)到最大值；當(dāng)HC土壤調(diào)理劑的施用量為162千克/畝（處理4）時，其促進(jìn)作用略有所下降。

大量研究結(jié)果表明，腐植酸在適宜的濃度下對多種植物種子萌發(fā)均有一定的促進(jìn)作用，使種子發(fā)芽率提高、萌發(fā)時間縮短（發(fā)芽勢增加）、幼苗長勢增加、活力指數(shù)增加[11，12]。本試驗(yàn)所用的HC土壤調(diào)理劑含有腐植酸成分，對白菜種子萌發(fā)具有明顯的促進(jìn)作用，為增產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。其中，以HC土壤調(diào)理劑施用量為108千克/畝時對白菜種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最為明顯。

表3　不同處理對白菜種子萌發(fā)的影響Tab.3 Effects of different treatments on seed germination of Chinese cabbage %

2.2不同處理對生長期白菜鮮重和干重的影響

圖1和圖2分別是不同處理對生長期白菜鮮重和干重變化的影響。

從圖中可以看出，隨著生長時間延長，不同處理間的白菜生長速度差異較大，施用低量、中量及高量HC土壤調(diào)理劑能夠明顯促進(jìn)白菜生長，鮮重、干重均增加明顯，其中HC土壤調(diào)理劑施用量為108千克/畝（中量）時白菜生長速度最快，鮮重、干重增加最大，分別增加112.3%和38.2%。

2.3不同處理對白菜產(chǎn)量的影響

表4是不同處理對白菜產(chǎn)量的影響?？梢钥闯?，施用HC土壤調(diào)理劑對白菜增產(chǎn)效果顯著。每畝施HC土壤調(diào)理劑108 kg（處理3）的白菜產(chǎn)量居第1位，平均每株白菜重2.591 kg，折算后每畝產(chǎn)量為15478.7 kg，比處理1（CK）增產(chǎn)8319.1 kg，增產(chǎn)率達(dá)116.2%；處理2的白菜產(chǎn)量居第2位，折算后每畝產(chǎn)量為12563.1 kg，比處理1（CK）增產(chǎn)5403.5 kg，增產(chǎn)率為75.5%；處理4產(chǎn)量居第3位，折算后每畝產(chǎn)量為12012.4 kg，比處理1（CK）增產(chǎn)4852.8 kg，增產(chǎn)率為67.8%。試驗(yàn)結(jié)果表明，施用適宜用量的HC土壤調(diào)理劑，可使白菜畝產(chǎn)量達(dá)3.1萬斤左右。

2.4HC土壤調(diào)理劑促進(jìn)白菜生長機(jī)理初步分析

HC土壤調(diào)理劑含有腐植酸和較多的Ca、Mg 及K、Si、Cu、Zn、Mn等大中微量元素及有益元素。Ca元素可以穩(wěn)定細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、促進(jìn)細(xì)胞的伸長和分裂、調(diào)節(jié)酶的活性，從而促進(jìn)葉片和根生長，延遲衰老，防止“干燒心”現(xiàn)象；Mg元素能增強(qiáng)植物生長發(fā)育、促進(jìn)光合作用和物質(zhì)形成、轉(zhuǎn)運(yùn)、積累和增加產(chǎn)量；K、Si、Cu、Zn、Mn等少量大微量元素及有益元素的存在也起到提高土壤肥力、增加作物產(chǎn)量的作用[13]。同時，腐植酸具有改善土壤理化性質(zhì)、促進(jìn)植物代謝、提高營養(yǎng)元素利用率、刺激植物生長、增強(qiáng)抗逆性等作用[14]，具有螯合、絡(luò)合、離子交換、分散、粘結(jié)等功能，與金屬離子能夠產(chǎn)生協(xié)同作用，使該HC土壤調(diào)理劑更加有利于植物生長，從而產(chǎn)生更高肥效。

表4　不同處理對白菜產(chǎn)量的影響Tab.4 Effects of different treatments on yield of Chinese cabbage

3 結(jié)論

（1） HC土壤調(diào)理劑對白菜種子萌發(fā)起到促進(jìn)作用，施用量為108千克/畝時，白菜發(fā)芽率和發(fā)芽勢較處理1（CK）分別提高7.1%、14.3%。

（2） HC土壤調(diào)理劑可顯著提高白菜產(chǎn)量，在不施用其他化肥情況下，與處理1（CK）比較，HC土壤調(diào)理劑施用量為108千克/畝時，白菜鮮重、干重、產(chǎn)量均增加最大，增加值分別為112.3%、38.2%、116.2%。

（3） 今后仍需進(jìn)一步研究HC土壤調(diào)理劑對白菜及其他作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響機(jī)制，探索HC土壤調(diào)理劑對土壤理化性質(zhì)的影響及腐植酸與大中微量元素及有益元素對植物生長的構(gòu)效關(guān)系。

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Effects of Humic Acid Organic-inorganic Complex Soil Conditioner on the Growth and Yield of Chinese Cabbage

Sun Xiaoran， Bian Simeng， Shang Hongzhou， Li Guangyue， Zhang Xiufeng
（College of Chemical Engineering， North China University of Science and Technology， Tangshan， 063009）

The feld plot experiment was conducted to study the application effects of humic acid organic-inorganic complex （HC） soil conditioner， which was made from the activated humic acid and industrial alkaline slag on the seed germination， growth and yield of Chinese cabbage. The results showed that the growth and development of Chinese cabbage were outstanding improved with the application of HC soil conditioner 108 kg/667 m2. Compared to the nofertilizer， the germination rate and germination potential of seeds increased by 7.1% and 14.3% respectively， and the yield of Chinese cabbage increased by 116.2%. It indicated that HC soil conditioner had outstanding effect to promote the yield of Chinese cabbage.

humic acid； organic-inorganic complex； soil conditioner； Chinese cabbage； fertilizer effciency

TQ314.1，S156.2

A

1671-9212（2016）01-0008-04

唐山市科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號:12130210A）。

2015-10-31

孫曉然，女，1966年生，教授，主要從事綠色功能高分子及天然腐植酸類物質(zhì)的改性與應(yīng)用研究，E-mail: xiaoranhb@yeah.net。