腐植酸型功能肥料對(duì)酸化果園土壤理化性質(zhì)和蘋果樹生長(zhǎng)的影響

李昱瑾,劉慶花,梁斌　杜志勇　李俊良

摘要：為了探究腐植酸型功能肥料對(duì)酸化果園土壤理化性質(zhì)和果樹生長(zhǎng)的影響，以蘋果樹苗及多年果園土為試驗(yàn)材料，采用控根器形式的盆栽方式，研究腐植酸型功能物質(zhì)與氮磷鉀水溶肥不同配比施用條件下果園土壤及果樹的變化特征。結(jié)果表明：腐植酸型功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理對(duì)果樹葉片、根系生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用，與氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理相比，蘋果樹葉片數(shù)、葉面積、葉片干鮮重、葉綠素分別增加3.5%、8.9%、8.3%、26.0%、3.2%;根系平均直徑、總根長(zhǎng)、根總表面積及根尖數(shù)顯著提高129.4%、108.0%、107.8%、110.8%;葉片和根系氮磷鉀養(yǎng)分含量也有增加趨勢(shì)。腐植酸型功能物質(zhì)可以改善土壤的理化性質(zhì)，穩(wěn)定土壤pH值，降低土壤交換性總酸。結(jié)論：腐植酸型功能物質(zhì)復(fù)配常規(guī)氮磷鉀水溶肥能夠促進(jìn)蘋果樹苗葉片、根系等生物量增加，對(duì)酸化果園土壤起到提質(zhì)增效的作用。

關(guān)鍵詞：腐植酸型功能物質(zhì);氮磷鉀水溶肥;酸化果園土壤;理化性質(zhì)

中圖分類號(hào)：S661.106+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2020）04-0092-06

Abstract In order to explore the effects of humic acid type functional fertilizer on the physical and chemical properties of acidified orchard soil and the growth of fruit trees， the apple saplings and multi-year orchard soil were used as test materials， and the root-controlling device was used as a pot container to study the variation characteristics of orchard soil and fruit trees under different ratios of functional fertilizer combined with N-P-K water-soluble fertilizer. The results showed that the conventional application of humic acid type functional substance combined with water-soluble fertilizer （T3） had promoting effects on the growth of apple leaves and roots. Compared with the conventional application of water-soluble fertilizer （T2）， the leaf number， leaf area， dry and fresh leaf weights and chlorophyll content increased by 3.5%， 8.9%， 8.3%， 26.0% and 3.2% respectively under T3 treatment; the average root diameter， total root length， total surface area and number of root tips increased by 129.4%， 108.0%， 107.8% and 110.8%; the contents of leaf and root nutrients were also increased. The humic acid type functional substances could improve the physical and chemical properties of soil， stabilize soil pH， and reduce the exchangeable total acids in soil. In conclusion， the combination of functional substances and conventional water-soluble fertilizer could increase the biomass of leaves and roots of apple saplings， and improve the quality and efficiency of acidified orchard soil.

Keywords Humic acid type functional substance; N-P-K water-soluble fertilizer; Acidified orchard soil; Physical and chemical properties

20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)較快發(fā)展。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，至2016年全國(guó)蘋果種植面積達(dá)246.69萬公頃，總產(chǎn)量4 388.23萬噸。膠東地區(qū)紅富士蘋果以其色澤艷麗、個(gè)大脆甜而著稱，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)來源。在追求產(chǎn)量提升的大背景下，化肥大量施用，導(dǎo)致果園土壤酸化并呈現(xiàn)逐年加重趨勢(shì)，造成土壤退化和果實(shí)生理病害頻發(fā)，成為制約膠東地區(qū)乃至全國(guó)集約化果業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重大問題[1，2]。因此，如何通過技術(shù)措施在保證蘋果豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提下，同時(shí)提高養(yǎng)分資源利用效率來減少過量施肥造成的資源和環(huán)境負(fù)擔(dān)成為關(guān)注的熱點(diǎn)。

水肥一體化技術(shù)是現(xiàn)代集約化灌溉農(nóng)業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵因素， 它起源于無土栽培技術(shù)， 是一項(xiàng)集成的高效節(jié)水、節(jié)肥技術(shù)[3，4]。其利用現(xiàn)代灌溉技術(shù)，根據(jù)作物的需水、需肥規(guī)律和土壤水分、養(yǎng)分狀況，將肥料和灌溉水混合在一起，適時(shí)、適量、準(zhǔn)確地輸送到作物根部土壤，供給作物吸收[5]。水肥一體化技術(shù)提高了水肥利用率，可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

腐植酸提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、活化土壤養(yǎng)分，越來越受到業(yè)界重視，近年來相關(guān)研究越來越多。張青等[6]研究表明，施用腐植酸可有效降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤有機(jī)質(zhì)和其他速效養(yǎng)分含量。童文等[7]研究表明，施用腐植酸類肥料均可提高白芷產(chǎn)量及質(zhì)量。眾多研究表明，腐植酸對(duì)改良土壤、改善土壤結(jié)構(gòu)，提高作物品質(zhì)、增加作物產(chǎn)量有顯著作用[8-14]。

本試驗(yàn)通過水肥一體化設(shè)施將腐植酸型功能肥料隨水施入土壤，研究功能肥料對(duì)果園酸化土壤理化性質(zhì)及果樹生長(zhǎng)的影響，以期為蘋果生產(chǎn)及土壤改良提供科學(xué)參考，并為水肥高效利用提供理論參考與實(shí)踐支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)地點(diǎn)為山東蓬萊-北京富特森農(nóng)科科技有限公司溫室大棚。試驗(yàn)用土壤采自煙臺(tái)市招遠(yuǎn)齊山鎮(zhèn)酸性果園土，土壤理化性質(zhì)：堿解氮含量214.90 mg/kg、速效磷183.56 mg/kg、速效鉀303.13 mg/kg、有機(jī)質(zhì)18.88 g/kg，pH值5.39。供試蘋果苗木“煙富三號(hào)”由棲霞潤(rùn)林苗木科技有限公司提供，樹齡1年。于2018年12月至2019年3月使用控根器進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理（表1），分別為：空白對(duì)照（CK）、腐植酸型功能物質(zhì)處理（T1）、氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理（T2）、腐植酸型功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理（T3）、腐植酸型功能物質(zhì)復(fù)配70%氮磷鉀水溶肥處理（T4）、70%氮磷鉀水溶肥處理（T5）。試驗(yàn)采用控根器作為容器，每盆裝土20 kg。每處理設(shè)置5個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。栽種后按照常規(guī)育苗制度進(jìn)行管理。

試驗(yàn)用腐植酸型功能物質(zhì)（以下簡(jiǎn)稱功能物質(zhì)）原液為秸稈萃取液（腐植酸含量30～40 g/L，pH值9～11，有機(jī)質(zhì)55～65 g/L，K2O 0.5%～1.0%），肥料為氮磷鉀（N-P-K=19-19-19）水溶肥原液。供試功能物質(zhì)和水溶肥試驗(yàn)前初步確定最佳施用濃度，分別為稀釋800倍原液和稀釋500倍原液。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 土壤化學(xué)元素含量盆栽培養(yǎng)4個(gè)月后，每處理隨機(jī)選取3盆，每盆土混合均勻后采用四分法留取少量，晾干預(yù)處理后備用。土壤堿解氮含量用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;土壤速效磷含量用碳酸氫鈉浸提、鉬銻抗比色測(cè)定;土壤速效鉀含量用1 mol/L中性醋酸銨浸提、火焰分光光度計(jì)測(cè)定;土壤有機(jī)質(zhì)含量用FeSO4滴定法測(cè)定;土壤酸堿度用電位測(cè)定法測(cè)定;土壤交換性酸、交換性鋁、交換性氫離子含量用1 mol/L氯化鉀交換，中和滴定法測(cè)定;土壤陽離子交換量用1 mol/L乙酸銨交換法測(cè)定[15]。

1.3.2 植株生長(zhǎng)指標(biāo)[HTSS] 盆栽培養(yǎng)4個(gè)月后，每處理隨機(jī)挖取3株，分別測(cè)定葉片數(shù)、葉鮮重、葉干重等指標(biāo)，根部數(shù)據(jù)采用根部掃描儀進(jìn)行測(cè)定，取其平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

1.3.3 植株全氮、全磷、全鉀含量用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮、半微量凱氏定氮法測(cè)全氮含量;鉬藍(lán)法測(cè)全磷含量;火焰分光光度計(jì)法測(cè)全鉀含量[15]。

1.3.4 生理生化特性指標(biāo)葉面積、葉長(zhǎng)寬比用AM100型葉面積儀測(cè)定;葉綠素含量用葉綠素儀進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)，采用DPS 7.05軟件進(jìn)行差異顯著性分析，運(yùn)用Origin 2018軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)蘋果葉片和根系生長(zhǎng)的影響

不同施肥處理對(duì)葉片生長(zhǎng)指標(biāo)的影響不同（表2）。功能物質(zhì)復(fù)配水溶肥處理（T3、T4）比單施水溶肥處理（T2、T5）在葉片數(shù)、葉面積、葉片干鮮重、葉綠素等指標(biāo)上都有提高，其中以T3最佳。與T2處理相比，T3處理的葉片數(shù)、葉面積、鮮重、干重、葉綠素分別上升3.5%、8.9%、8.3%、26.0%、3.2%;T4比T5處理分別上升8.5%、53.8%、41.8%、27.3%、9.9%。表明功能肥料復(fù)配水溶肥促進(jìn)了果樹葉片生長(zhǎng)，其中以腐植酸型功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理效果最好。如表3所示，不同施肥處理對(duì)根系平均直徑、根尖數(shù)、總根長(zhǎng)和根總表面積等指標(biāo)有顯著影響。相同條件下，添加功能物質(zhì)更有利于根系平均直徑、根尖數(shù)、總根長(zhǎng)和根總表面積的增加，其中以T3處理最佳，比T2處理分別增加129.4%、108.0%、107.8%、110.8%;T4比T5處理分別提高60.0%、47.9%、68.7%、64.6%;T1處理比CK分別提高49.6%、1.2%、15.4%、14.7%。表明添加功能物質(zhì)對(duì)根系平均直徑、根尖數(shù)、總根長(zhǎng)、根總表面積有顯著的促進(jìn)作用。

由表4看出，將根系按照直徑進(jìn)行分級(jí)后，0～0.5?mm直徑根系所占百分比最大，其次是>0.5～4.5 mm直徑根系，大于4.5 mm直徑根所占比例最小。相同條件下，添加功能物質(zhì)促進(jìn)0～0.5 mm直徑根系顯著增加，T3比于T2、T4比T5、T1比CK分別增加106.2%、[JP]74.7%、15.1%;施用氮磷鉀水溶肥條件下，添加功能物質(zhì)對(duì)>0.5～4.5 mm直徑根系有顯著促進(jìn)作用，其中以T3處理最佳。表明功能物質(zhì)復(fù)配水溶肥有利于根系生長(zhǎng)，增加根系體積，提高根系活力。

2.2 不同施肥處理對(duì)葉片和根系養(yǎng)分的影響

不同施肥處理對(duì)葉片養(yǎng)分吸收量影響不同，養(yǎng)分含量也有一定差異（表5）。葉片全氮、全磷、全鉀的吸收量以腐植酸型功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理（T3）最高，對(duì)照（CK）最低。功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥處理在葉片全氮吸收量上有顯著差異，磷鉀吸收量在處理間有一定變化，但差異不顯著。表明：功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥對(duì)葉片養(yǎng)分吸收有促進(jìn)作用。

由表6看出，功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥各處理對(duì)根系氮磷鉀含量沒有顯著影響，但相對(duì)單施水溶肥處理都有所增加。對(duì)根系全氮的影響，功能物質(zhì)復(fù)配70%水溶肥處理（T4）比70%水溶肥處理（T5）顯著提高50%，功能物質(zhì)復(fù)配水溶肥常規(guī)處理（T3）比水溶肥常規(guī)處理（T2）提高20.6%;對(duì)根系全磷、全鉀含量的影響處理間有一定變化，但差異均不顯著。但是功能物質(zhì)與水溶肥復(fù)配兩處理磷鉀含量均相對(duì)較高。表明功能物質(zhì)復(fù)配水溶肥對(duì)根系氮磷鉀含量增加有一定促進(jìn)作用。

2.3 不同施肥處理對(duì)土壤pH值的影響

從圖1可以看出，土壤酸堿度在各處理間差異不顯著，但單施功能物質(zhì)處理（T1）的pH值高于其他處理。功能物質(zhì)與氮磷鉀水溶肥復(fù)配后，pH值小幅下降或基本無變化，表明功能物質(zhì)有一定的調(diào)酸功能，形成緩沖體系，維持了土壤的酸堿平衡。

2.4 不同施肥處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀的影響

由表7看出，氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理（T2）的土壤養(yǎng)分指標(biāo)均高于功能物質(zhì)復(fù)配水溶肥常規(guī)處理（T3），考慮這與葉片吸收有關(guān)，葉片吸收量大，土壤中含量就少。與對(duì)照（CK）相比，單施功能物質(zhì)（T1）土壤速效磷和堿解氮有減少的趨勢(shì);與70%氮磷鉀水溶肥處理（T5）相比，功能物質(zhì)復(fù)配70%氮磷鉀水溶肥處理（T4）的速效鉀和堿解氮也有減少的趨勢(shì)。表明加入功能物質(zhì)后，由于葉片吸收和根系生長(zhǎng)增加，土壤中有效養(yǎng)分降低。

2.5 不同施肥處理對(duì)土壤交換性總酸的影響

土壤交換性總酸由交換性氫離子和交換性鋁離子組成。由圖2看出，CK交換性總酸顯著高于其他處理，其他處理間沒有顯著性差異。加入功能物質(zhì)后，各處理交換性氫離子、交換性鋁離子含量有降低趨勢(shì)（除T4外）。表明加入功能物質(zhì)和水溶肥都能降低土壤交換性總酸，相比于氮磷鉀水溶肥，功能物質(zhì)有降低交換性氫離子和鋁離子的趨勢(shì)。

3 討論與結(jié)論

3.1 功能肥料對(duì)作物生長(zhǎng)的影響

梁太波等[16]研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸對(duì)小麥根系生長(zhǎng)有顯著促進(jìn)作用并提高葉綠素含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，相同水溶肥用量條件下，功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理和功能物質(zhì)復(fù)配70%氮磷鉀水溶肥處理均能提高葉片數(shù)、葉面積、葉片干鮮重、葉綠素含量等指標(biāo)，分別提高3.5%、8.9%、8.3%、26.0%、3.2%和8.5%、53.8%、41.8%、27.3%、9.9%。這可能是因?yàn)楣δ芪镔|(zhì)中含有豐富的腐植酸，能提高葉片生長(zhǎng)量、葉綠素含量以及作物鮮重，這與王乾等[17]的研究結(jié)果一致。同時(shí)通過對(duì)根系平均直徑、根尖數(shù)、總根長(zhǎng)以及根總表面積等指標(biāo)的比較，相同條件下，加入功能物質(zhì)能顯著提高根系各指標(biāo)值。對(duì)根系進(jìn)行分級(jí)，出現(xiàn)了相同趨勢(shì)，加入功能物質(zhì)促進(jìn)根系生長(zhǎng)增粗、增加根系活力，該結(jié)果與康宗利等[18]研究結(jié)果一致。說明功能物質(zhì)與水溶肥復(fù)配對(duì)葉片及根系的生物量增加有一定的影響。

腐植酸復(fù)混肥可顯著提高芹菜各器官氮、磷、鉀含量和積累量，且隨著腐植酸含量的增加，各器官氮、磷、鉀含量和積累量也隨之增加[19]。本試驗(yàn)條件下，單施功能物質(zhì)處理、功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理、功能物質(zhì)復(fù)配70%氮磷鉀水溶肥處理均能提高葉片全氮、全磷、全鉀吸收量;對(duì)于葉片和根系氮磷鉀養(yǎng)分含量，各處理沒有顯著差異，但加入功能物質(zhì)對(duì)葉片及根系氮磷鉀含量有提高的趨勢(shì)。說明加入功能物質(zhì)有利于根系和葉片養(yǎng)分積累。本結(jié)果與黃云等[20]結(jié)論一致。

3.2 功能肥料對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

蘇群等[21]研究發(fā)現(xiàn)腐植酸能明顯提高土壤堿解氮、速效鉀、有效磷含量;同時(shí)提高土壤有機(jī)質(zhì)含量以及土壤pH值。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，加入功能物質(zhì)后，各處理土壤pH值并沒有顯著差異，但單施功能物質(zhì)比其他處理提高幅度大;常規(guī)水溶肥處理土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量均高于功能物質(zhì)復(fù)配水溶肥常規(guī)處理，推測(cè)其原因可能是由于加入功能物質(zhì)后根系吸收能力增強(qiáng)，降低了土壤中各指標(biāo)含量，與本研究中葉片氮磷鉀含量增加的結(jié)果相符。說明本試驗(yàn)條件下，功能物質(zhì)與水溶肥復(fù)配增加了根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，提高了土壤養(yǎng)分的利用率。

本試驗(yàn)得出，功能物質(zhì)與水溶肥復(fù)配促進(jìn)葉片和根系養(yǎng)分積累，增加生物量，提高根系活力和葉片品質(zhì)，同時(shí)提高土壤養(yǎng)分利用率，抑制土壤酸化。其中以腐植酸型功能物質(zhì)復(fù)配氮磷鉀水溶肥常規(guī)處理最佳，因此，功能肥料在調(diào)酸改土、提質(zhì)增效方面具有重要作用。

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