黃腐酸對肥料磷有效性及蘋果砧木幼苗磷吸收利用的影響

劉晶晶　劉曉霞　彭玲

摘要[目的]探索在不同黃腐酸水平下蘋果砧木M9-T337幼苗的生物量、根系形態(tài)、根系活力及其對根際土壤酶活性、速效磷含量與磷利用率的影響，為促進(jìn)蘋果砧木的生長及提高磷利用率提供科學(xué)依據(jù)。[方法]以1年生M9-T337幼苗為材料，采用土壤盆栽試驗研究不同黃腐酸水平下蘋果砧木吸收利用磷的能力。[結(jié)果]不同黃腐酸水平顯著影響了蘋果砧木M9-T337的根系總長度、根系總面積、根尖數(shù)和根系活力，隨黃腐酸水平升高均呈先升高后降低的趨勢；根際土壤的酸性磷酸酶活性隨黃腐酸水平升高呈先升高后降低的趨勢，在H2處理時達(dá)到最高，CK最低；根際土壤速效磷含量變化趨勢與之相同。M9-T337的生物量、磷積累量與磷利用率與其根系活力、根系形態(tài)及根際土壤酸性磷酸酶活性對黃腐酸水平的響應(yīng)規(guī)律一致。[結(jié)論]施用適量黃腐酸（100 kg/hm2）可顯著促進(jìn)蘋果砧木M9-T337根系生長，提高根系活力，增強根際土壤酸性磷酸酶活性，從而提高幼苗根系對磷的吸收與利用。

關(guān)鍵詞磷；蘋果；黃腐酸；土壤酶

中圖分類號S661.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2018）25-0122-03

Effect of Fulvic Acid on Phosphorus Availability and Phosphorus Absorption and Utilization of Apple Stock Seedlings

LIU Jingjing， LIU Xiaoxia， PENG Ling et al

（College of Horticultural Science and Engineering， Shandong Agricultural University， State Key Laboratory of Crop Biology， Taian， Shandong 271018）

Abstract[Objective] To explore the biomass， root morphology and root activity of M9T337 seedlings under different levels of fulvic acid and its effects on enzyme activity in rhizosphere soil， content of available phosphorus and utilization of phosphorus， in order to provide scientific basis for promoting the growth of apple rootstock seedlings and improving the utilization of phosphorus. [Method] The capacity of phosphorus absorption and utilization of M9T337 under different levels of fulvic acid was studied by soil pot experiment with the annual M9T337 seedlings as material. [Result] The total root length， total root area， root tip number and root activity of M9T337 were significantly affected by different levels of fulvic acid. The acid phosphatase activity in rhizosphere soil increased first and then decreased with the increase of the level of fulvic acid. The activity of acid phosphatase in rhizosphere soil increased first and then decreased with the level of fulvic acid， which reached the highest in H2 treatment and lowest in CK treatment， the trend of available phosphorus content was the same as that. Biomass， phosphorus accumulation and phosphorus utilization rate of M9-T337 were consistent with the responses of root activity， root morphology and acid phosphatase activity of rhizosphere soil to fulvic acid level. [Conclusion] The application of a proper amount of fulvic acid （100 kg/hm2） could significantly promote the growth of root system of apple rootstock， increase root activity and increase the activity of acid phosphatase in rhizosphere soil， so as to improve the absorption and utilization of phosphorus in apple seedlings.

Key wordsPhosphorus；Apple；Fulvic acid；Soil enzyme

磷是作物生長所必需的三大營養(yǎng)元素之一。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中長期大量施用磷肥導(dǎo)致土壤磷大量累積[1]，由于土壤吸附和固定磷的容量很大，磷在土壤中很難移動[2-4]。積累在土壤中的磷，因其溶解性差，無法滿足一般作物的生長需要，加之磷肥當(dāng)季利用率低，為10%～25%[5-6]，使得肥料在日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用率偏低，限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高[7-8]；同時，土壤中磷大量積累，導(dǎo)致磷的淋失強度大大增強，使地表水出現(xiàn)嚴(yán)重的富營養(yǎng)化[9]。黃腐酸是腐殖酸中一個分子量低的水可溶成分，一種天然的高分子有機酸，是有機肥中的活性成分，施入土壤后可以提高土壤團(tuán)聚體含量，改善土壤結(jié)構(gòu)。安志裝等[10]研究表明，在土壤中添加腐殖酸類物質(zhì)不僅能夠阻礙施入水溶性磷的固定，在一定程度上可以刺激土壤中微生物的活性，活化土壤中原有的磷；楊金娟等[11]研究認(rèn)為，黃腐酸與無機化肥配合施用可提高土壤養(yǎng)分的有效性；研究表明，黃腐酸能通過影響根細(xì)胞的增殖速度顯著促進(jìn)植株根系生長，增加根系生物量，提高根系活力[12]；莊振東等[13]研究認(rèn)為，腐殖酸肥能顯著提高玉米的肥料利用率，促進(jìn)玉米對土壤養(yǎng)分的吸收利用，減少養(yǎng)分淋溶損失。筆者研究黃腐酸對肥料磷有效性及蘋果砧木幼苗磷吸收利用的影響，為促進(jìn)蘋果砧木的生長及提高磷利用率提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2017年3—9月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗站及國家蘋果工程技術(shù)研究中心實驗室進(jìn)行。以1年生M9-T337幼苗為試材。盆栽土壤為煙臺蘋果園棕壤土，基本理化性狀：有機質(zhì) 12.60 g/kg、pH 6.84、堿解氮 68.82 mg/kg、速效磷 20.94 mg/kg、速效鉀 43.59 mg/kg。

1.2試驗設(shè)計

設(shè)置適宜磷（100 kg/hm2）水平下4個黃腐酸水平：CK（0 kg/hm2）、H1（50 kg/hm2）、H2（100 kg/hm2）、H3（200 kg/hm2）。供試黃腐酸為嘉有生命源黃腐酸液體肥，其中黃腐酸含量為23.3%，pH 5.8。試驗開始前將培養(yǎng)土自然風(fēng)干敲碎，過2 cm篩。培養(yǎng)土在盆栽前將N和K的含量補充調(diào)整一致，僅處理間磷含量不同。3月中旬將配肥后不同處理的培養(yǎng)土充分?jǐn)嚢杌靹蚝笱b入長×寬×高為30 cm×30 cm×40 cm的塑料花盆中，每盆裝土15 kg，然后栽種砧木苗，每盆1株，每個處理9個重復(fù)。移栽后緩苗7 d，一次施入不同處理的黃腐酸。之后正常管理，每隔5 d澆1次水。盆栽蘋果砧木苗于9月初進(jìn)行取樣，選取5株平均大小的砧木，用抖土法[14]獲得根際土，將其收集在無菌自封塑料袋中封好，放入冰盒內(nèi)。將根際土迅速帶回實驗室進(jìn)行自然風(fēng)干后去雜，過1 mm篩后用于測定土壤磷酸酶活性和速效磷含量。取土后的砧木洗凈后將植株分成根、莖和葉3部分，樣品于105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，稱量各器官的干物質(zhì)量。隨后用不銹鋼電磨粉碎，過0.25 mm篩后測定各器官吸磷量。

1.3測定項目與方法

根系活力用氯化三苯基四氮唑（TTC）還原法測定，以單位鮮重根系還原的TTC量表示。用WinRHIZO根系分析軟件進(jìn)行根系長度、根總表面積、根系總長度分析。酸性磷酸酶活性用磷酸苯二鈉比色法測定，以1 g根際土24 h釋放酚的毫克數(shù)表示。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

植株磷積累量（mg/株）=磷濃度（mg/g）×植株干物質(zhì)重（g/株）

植株磷利用效率（g/mg）=植株干物質(zhì)重（g）/吸磷量（mg）

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并繪制圖表，用SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同黃腐酸處理對M9-T337幼苗生物量的影響

由表1可知，不同黃腐酸處理蘋果砧木M9-T337各器官生物量差異顯著，M9-T337根、莖、葉的生物量與總生物量均呈先升高后降低的趨勢，H2處理最大，CK最小。適宜磷水平下，H2處理砧木根、莖、葉的生物量與植株總生物量比CK分別提高了 69.51%、36.14%、42.64%和43.97%。表明適量施用黃腐酸能提高M(jìn)9-T337幼苗的生物量，過量施用黃腐酸會抑制M9-T337幼苗的生長。

2.2不同黃腐酸處理對M9-T337根系形態(tài)指標(biāo)與根系活力的影響

由表2可知，不同黃腐酸水平顯著影響蘋果砧木M9-T337的根系總長度、根系總表面積、根尖數(shù)與根系活力。隨著黃腐酸水平的逐漸升高，M9-T337幼苗的根系總長度、根系總表面積、根尖數(shù)與根系活力均呈先升高后降低的趨勢。H2處理的根系總長度、根系總表面積、根尖數(shù)與根系活力比CK分別提高了37.69%、68.18%、47.73%與80.32%。表明適量施用黃腐酸可顯著增加M9-T337幼苗的根系活力，促進(jìn)砧木幼苗的根系生長。

2.3不同黃腐酸處理對M9-T337磷積累量、磷利用效率的影響

由表3可知，不同黃腐酸處理蘋果砧木M9-T337的磷積累量、磷利用效率有所差異。隨黃腐酸水平的逐漸提高，蘋果砧木M9-T337的磷積累量、磷利用效率均呈先升

高后降低的趨勢，H2處理最大，H3處理次之，CK最小。H2

處理的砧木磷積累量、磷利用效率分別較CK提高了3233%、16.67%。表明適量施用黃腐酸有利于M9-T337幼苗對磷的吸收及利用率的提高，過量則會出現(xiàn)抑制作用。

2.4不同黃腐酸處理對根際土壤酸性磷酸酶活性及速效磷含量的影響

由表4可知，根際土壤的酸性磷酸酶活性隨黃腐酸水平升高呈先升高后降低的趨勢，在H2處理時達(dá)到最高，CK最低；根際土壤速效磷含量變化趨勢與之相同。H2處理的酸性磷酸酶活性比CK提高了43.45%；H2處理的土壤速效磷含量比CK提高了36.04%。表明施用黃腐酸可增強蘋果砧木根際土壤的酸性磷酸酶活性，以活化土壤中的磷，有利于砧木對磷的吸收。

3結(jié)論與討論

土壤是植株根系生長的環(huán)境，根系是植株吸收養(yǎng)分的主要器官及其生長發(fā)育的基礎(chǔ)，根系生長環(huán)境的改良必然會改善根系的功能和結(jié)構(gòu)，從而影響植株對養(yǎng)分的吸收[15-16]。根系對土壤磷高效利用的生物學(xué)潛力能否發(fā)揮是制約磷利用效率的直接原因。Canellas等[17]研究發(fā)現(xiàn)，添加從蚯蚓中提取的腐殖酸可顯著促進(jìn)玉米幼苗根系的生長與側(cè)根的發(fā)生。該研究中施用適宜的黃腐酸（H2）M9-T337幼苗的根系活力、根系總長度、根系總面積與根尖數(shù)比CK分別提高了8032%、3769%、68.18%與47.73%，表明施用適宜的黃腐酸能夠顯著提高根系活力，顯著增加根系總長度、根系總表面積和根尖數(shù)，促進(jìn)根系生長，利于根系對磷的吸收。這與梁太波等[18]和王汝娟等[19]的研究結(jié)果一致。

酸性磷酸酶是催動土壤磷轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵之一[20]，是影響土壤有機磷解吸及其生物有效性的重要因素[21]。George 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，酸性磷酸酶與速效磷直接相關(guān)；戰(zhàn)厚強等[23]研究表明，土壤酸性磷酸酶活性與土壤速效磷含量之間達(dá)極顯著正相關(guān)。李麗等[24]和王曉娟等[25]研究發(fā)現(xiàn)，黃腐酸與磷肥會形成黃腐酸-磷酸鹽復(fù)合物，防止土壤對磷肥的固定與吸附，減少磷淋失，提高磷肥肥效。該研究施用黃腐酸可增強根際土壤酸性磷酸酶活性，H2處理最好，CK最低，過量施用黃腐酸則會抑制土壤中磷酸酶活性，這可能是因為大劑量的黃腐酸影響了土壤的酸堿度。表明施用適量黃腐酸可提高酸性磷酸酶活性，活化土壤中的磷，利于蘋果砧木更好地吸收磷，提高磷利用率，促進(jìn)砧木生長。同時該研究中，蘋果砧木M9-T337的生物量、磷積累量與磷利用率隨黃腐酸水平的提高呈先增加后減少的趨勢，在H2處理時達(dá)最大。這很可能是由于施用適量黃腐酸促進(jìn)了土壤磷釋放[26]，且根系活力提高，利于根系對磷的吸收，提高蘋果砧木的磷利用率，這與砧木的根系活力、根系形態(tài)及根際土酸性磷酸酶活性對黃腐酸水平的響應(yīng)規(guī)律一致。

該研究結(jié)果表明，施用適量黃腐酸（100 kg/hm2）可顯著促進(jìn)蘋果砧木M9-T337根系生長，提高根系活力，增強根際土壤酸性磷酸酶活性，從而提高根系對磷的吸收與利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 魯如坤.土壤磷素水平和水體環(huán)境保護(hù)[J].磷肥與復(fù)肥，2003，18（1）：4-8.

[2] HESKETH N，BROOKES P C.Development of an indicator for risk of phosphorus leaching[J].J Environ Qual，2000，29（1）：105-110.

[3] 楊學(xué)云，BROOKES P C，李生秀.土壤磷淋失機理初步研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2004，10（5）：479-482.

[4] GBUREK W J，SHARPLEY A N，HEATHWAITE L，et al.Phosphorus management at the watershed scale：A modification of the phosphorus index[J].J Environ Qual，2000，29：130-144.

[5] 俄勝哲，楊志奇，曾希柏，等.長期施肥黃綿土有效磷含量演變及其與磷素平衡和作物產(chǎn)量的關(guān)系[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2017，28（11）：3589-3598.

[6] 劉暢，張玉龍，孫偉.灌溉方式對保護(hù)地土壤磷素淋失風(fēng)險的影響[J].土壤通報，2012，43（4）：923-928.

[7] 雷明江，杜昌文，楊玉華，等.用三種浸提方法研究長期定位試驗中土壤磷素有效性[J].水土保持學(xué)報，2007，21（2）：85-88，146.

[8] 戚瑞生.長期施肥與輪作對農(nóng)田土壤磷素吸持特性和磷素形態(tài)的影響[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2012.

[9] 王經(jīng)緯，王艷玲，姚怡，等.長期施肥對旱地紅壤團(tuán)聚體磷素固持與釋放能力的影響[J].土壤學(xué)報，2017，54（5）：1240-1250.

[10] 安志裝，介曉磊，李有田，等.不同水分和添加物料對石灰性土壤無機磷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2002，8（1）：58-64.

[11] 楊金娟，馬琨，丁東，等.不同培肥方式對旱作區(qū)耕地土壤的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，22（12）：75-81.

[12] 黨祝慶，王娜娜，張亞飛，等.不同施肥模式對桃幼樹根系生長與氮素吸收分配的影響[J].水土保持學(xué)報，2015，29（4）：171-176.

[13] 莊振東，李絮花.腐殖酸氮肥對玉米產(chǎn)量、氮肥利用及氮肥損失的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2016，22（5）：1232-1239.

[14] 毛達(dá)如.植物營養(yǎng)研究方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2011.

[15] LYNCH J P.Root phenes for enhanced soil exploration and phosphorous acquisition：Tools for future crops[J].Plant physiology，2011，156：1041-1049.

[16] 張亞飛，羅靜靜，彭福田，等.黃腐酸鉀與化肥控釋袋促進(jìn)桃樹生長及氮肥吸收利用[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2017，23（4）：998-1005.

[17] CANELLAS L P，OLIVARES F L，OKOROKOVAFAANHA A，et al.Humic acids isolated from earthworm compost enhance root elongation，lateral root emergence，and plasma membrane H+ATPase activity in maize roots[J].Plant physiology，2002，130（4）：1951-1957.

[18] 梁太波，王振林，劉娟，等.灌溉和旱作條件下腐植酸復(fù)合肥對小麥生理特性及產(chǎn)量的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，17（5）：900-904.

[19] 王汝娟，王振林，梁太波，等.腐植酸鉀對食用甘薯品種鉀吸收、利用和塊根產(chǎn)量的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2008，14（3）：520-526.

[20] LIANG Y C，YANG Y F，YANG C G，et al.Soil enzymatic activity and growth of rice and barley as influenced by organic manure in an anthropogentic soil[J].Geoderma，2003，115（1/2）：149-160.

[21] 于群英.土壤磷酸酶活性及其影響因素研究[J].安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2001，15（4）：5-8.

[22] GEORGE T S，GREGORY P J，WOOD M，et al.Phosphatase activity and organic acids in the rhizosphere of potential agroforestry species and maize[J].Soil Biol Biochem，2002，34（10）：1487-1494.

[23] 戰(zhàn)厚強，顏雙雙，王家睿，等.水稻秸稈還田對土壤磷酸酶活性及速效磷含量的影響[J].作物雜志，2015（2）：78-83.

[24] 李麗，武麗萍，成紹鑫.腐植酸鉀與速效磷肥結(jié)合形態(tài)對磷的有效性影響[J].土壤肥料，2000（3）：7-9.

[25] 王曉娟，杜太生，紀(jì)莎莎，等.黃腐酸土壤改良劑對大豆耗水動態(tài)、養(yǎng)分吸收和水肥表觀利用率的影響[J].作物雜志，2015（2）：129-133.

[26] 曲東，曹寧，王保莉.添加 EDTA 及黃腐酸對水稻土中有效磷濃度的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003，31（3）：127-130.