腐植酸對(duì)土壤理化性質(zhì)及洋蔥產(chǎn)量的影響

孫向春，馮 濤，殷曉燕，鄧喜明，呂 鐸，張美珍，許文霞，韓曉梅

（酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 酒泉 735000)

河西走廊位于甘肅省中西部，地處青藏高原東側(cè)，屬于沿祁連山冷涼灌區(qū)，無(wú)霜期短、降水少、氣候干燥，生產(chǎn)的洋蔥色澤好、營(yíng)養(yǎng)豐富、干物質(zhì)含量高、耐貯運(yùn)，備受消費(fèi)者和市場(chǎng)的歡迎，近年來(lái)洋蔥種植效益高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，河西走廊洋蔥種植面積最高時(shí)達(dá)1.2萬(wàn)hm，占全國(guó)洋蔥種植面積的27%左右。但在種植過(guò)程中，由于盲目地追求高產(chǎn)出、高收入，存在重用輕養(yǎng)，如化肥的過(guò)量施用，有機(jī)肥投入不足，部分地區(qū)管理粗放，導(dǎo)致耕地土壤環(huán)境質(zhì)量、土壤肥力日趨下降等問(wèn)題。

腐植酸（humic acid，簡(jiǎn)寫HA）是一種天然有機(jī)物質(zhì)，是以動(dòng)植物殘骸為主的有機(jī)物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的、復(fù)雜的、一系列的地球生化反應(yīng)所形成的，是一種生態(tài)農(nóng)業(yè)和無(wú)公害農(nóng)業(yè)中常用的有機(jī)肥料，開(kāi)發(fā)并應(yīng)用腐植酸受到了越來(lái)越多的關(guān)注。研究表明，腐植酸能有效地改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤有機(jī)質(zhì)、降低土壤鹽分、促進(jìn)作物生長(zhǎng)和提高作物產(chǎn)量，同時(shí)對(duì)土壤中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化和生物有效性具有重要影響。本試驗(yàn)以洋蔥為對(duì)象，研究腐植酸對(duì)河西走廊灌漠土區(qū)洋蔥產(chǎn)量、耕層土壤性質(zhì)及重金屬生物有效性的影響，旨在改善土壤環(huán)境、提高耕地等級(jí)、減少化學(xué)肥料施用以及腐植酸在灌漠土區(qū)洋蔥種植中的推廣應(yīng)用，探求合理的技術(shù)方案，以期為實(shí)現(xiàn)河西走廊綠色農(nóng)業(yè)高產(chǎn)高效發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地（39°75′N，98°51′E）進(jìn)行，屬典型的綠洲荒漠農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)。試驗(yàn)前測(cè)得0～20 cm耕層土壤理化性質(zhì)：容重1.52 g/cm，pH值8.52，含有機(jī)質(zhì)17.7 g/kg，堿解氮27.3 mg/kg，速效磷26.7 mg/kg，速效鉀126.4 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試肥料磷酸二銨為云南云天化股份有限公司生產(chǎn)，總養(yǎng)分≥64.0%；尿素為新疆宜化化工有限公司生產(chǎn)，總氮≥46.0%；腐植酸為南陽(yáng)市沃泰肥業(yè)有限公司生產(chǎn)，含有機(jī)質(zhì)80.92%、全氮0.76%、全磷0.38%、全鉀0.23%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)面積42 m，試驗(yàn)地總面積800 m。T為對(duì)照，常規(guī)施肥，不施腐植酸；T為常規(guī)施肥＋600 kg/hm腐植酸；T為常規(guī)施肥＋1 200 kg/hm腐植酸；T為常規(guī)施肥＋1 800 kg/hm腐植酸。腐植酸在覆膜前按試驗(yàn)設(shè)計(jì)用量撒施于地表，然后耙耱鎮(zhèn)壓，小區(qū)間加設(shè)隔離帶，其他管理同大田常規(guī)措施。常規(guī)施肥為施用磷酸二銨450 kg/hm、尿素750 kg/hm，結(jié)合整地將磷酸二銨作為基肥一次性施入，尿素分3次施入（50%結(jié)合整地作為基肥一次性施入，30%結(jié)合澆水在洋蔥苗期追施、20%在鱗莖膨大期追施）。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

于洋蔥收獲后（9月23日），每小區(qū)采用5點(diǎn)法采集耕層0～20 cm土壤樣品，混合均勻并剔除植物殘?bào)w及其他雜物，放至實(shí)驗(yàn)室陰干后測(cè)定土壤的理化性質(zhì)、重金屬含量。有機(jī)質(zhì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.6—2006進(jìn)行測(cè)定，堿解氮根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1228—2015測(cè)定，速效磷根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.7—2014測(cè)定，速效鉀根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 889—2004測(cè)定，土壤pH值根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1377—2007測(cè)定，土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定，重金屬采用DTPA浸提原子吸收分光光度法測(cè)定。洋蔥產(chǎn)量按照小區(qū)裝袋稱量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用WPS 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖，采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用最小顯著差異法（LSD）進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用腐植酸肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由圖1可以看出，施入腐植酸的T、T、T處理的土壤pH值均比對(duì)照降低，其中T處理土壤pH值最低，T、T、T處理分別比對(duì)照降低0.69%、0.38%、0.27%。施用腐植酸對(duì)土壤pH值有一定影響，但不顯著。

圖1 不同腐植酸施用量對(duì)土壤pH值的影響

由圖2可以看出，各處理土壤容重隨著腐植酸施用量的增加呈減小趨勢(shì)，T、T、T處理的土壤容重分別比對(duì)照顯著降低6.9%、5.4%、3.5%，T、T之間差異不顯著。施入腐植酸后，顯著降低了土壤容重。

圖2 不同腐植酸施用量對(duì)土壤容重的影響

由圖3可以看出，各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著腐植酸施用量的增加而增加，T處理的有機(jī)質(zhì)含量最大，為26.98 g/kg，T、T、T處理分別比對(duì)照增加了4.7%、4.2%、3.3%，但各處理間差異不顯著。

圖3 不同腐植酸施用量對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

由圖4可知，施入腐植酸的各處理土壤堿解氮含量均較對(duì)照有所增加，其中T處理的堿解氮含量最高，為41.0 g/kg，較對(duì)照顯著增加23.7%，T、T處理則分別增加20.8%、8.6%，T、T處理均顯著高于T和對(duì)照。各處理速效磷含量也都高于對(duì)照，其中增幅最大的是T，較對(duì)照顯著提高了21.1%，T、T分別提高15.6%、7.6%，但與對(duì)照差異不顯著。土壤中速效鉀的含量隨著腐植酸施入量的增加而增大，T、T、T分別比對(duì)照顯著增加36.5%、31.7%、15.9%，且T、T顯著高于T2。

圖4 不同腐植酸施用量對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

2.2 施用腐植酸對(duì)洋蔥產(chǎn)量的影響

由圖5可以看出，施入不同量腐植酸均可提高洋蔥產(chǎn)量，其中T產(chǎn)量最高，為92 164.3 kg/hm，比對(duì)照增加5.3%，T、T處理分別比CK增加5.2%和3.6%，但各處理之間差異不顯著。

圖5 不同腐植酸施用量對(duì)洋蔥產(chǎn)量的影響

2.3 施用腐植酸對(duì)土壤重金屬生物有效性的影響

由圖6可以看出，與對(duì)照相比，各處理土壤重金屬生物有效性隨著腐植酸施入量的增加總體呈下降趨勢(shì)。隨著腐植酸施入量的增加，土壤有效鉛的含量顯著降低，T處理含量最低，為0.83 mg/kg，T、T、T處理分別比對(duì)照顯著降低78.5%、52.6%、17.7%，且各處理間差異均顯著；土壤中有效鋅的含量也在降低，其中T處理含量最低，為0.91 mg/kg，比對(duì)照降低13.7%，T、T分別比對(duì)照降低了8.2%、4.4%，但各處理之間差異不顯著；土壤中有效銅的含量顯著降低，T處理含量最低，T、T、T處理分別比對(duì)照顯著降低44.7%、43.6%、39.5%，而T、T、T之間差異不顯著；土壤有效鎘的含量也有顯著降低，其中T處理含量最低，T、T、T處理分別比對(duì)照顯著降低35.8%、21.1%、17.1%，T還顯著低于T、T，而T、T之間差異不顯著。

圖6 不同腐植酸施用量對(duì)土壤重金屬生物有效性的影響

3 討論

3.1 施用腐植酸對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

土壤pH值用來(lái)表示土壤的酸堿度，是土壤重要的屬性之一，對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要影響，不同作物有其適宜的酸堿度范圍。本研究結(jié)果表明，在洋蔥上施用腐植酸后，土壤pH值趨向中性變化，李曉菊等研究表明，施加腐植酸可以有效調(diào)節(jié)并有效降低土壤pH值。本試驗(yàn)在施用腐植酸后土壤容重降低了3.5%～6.9%，與葉協(xié)鋒等報(bào)道的施用腐植酸可降低土壤容重、提高土壤孔隙度的試驗(yàn)結(jié)果一致。

土壤有機(jī)質(zhì)的含量與土壤肥力水平密切相關(guān)，是土壤肥力的重要指標(biāo)之一。本試驗(yàn)中施加腐植酸后，土壤有機(jī)質(zhì)含量有所增加，這與吳敏等關(guān)于腐植酸類營(yíng)養(yǎng)型改良劑能顯著提升土壤中有機(jī)質(zhì)含量的研究結(jié)果一致。

本試驗(yàn)中施加腐植酸后，土壤堿解氮的含量均比對(duì)照有所提高，施用1 200 kg/hm腐植酸處理的土壤堿解氮含量比對(duì)照顯著提高了23.7%，這與馬云飛等研究報(bào)道的施加腐植酸后土壤堿解氮含量呈升高趨勢(shì)的結(jié)果一致。土壤速效磷的含量均比對(duì)照有所提高，這與凌愛(ài)芬通過(guò)大量大田試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)研究不同腐植酸施用量對(duì)土壤性狀影響，結(jié)果得出土壤中速效磷含量高于對(duì)照，特別是煙草團(tuán)棵期土壤中的速效磷含量要比對(duì)照提高5～20mg/kg的試驗(yàn)結(jié)果一致。土壤中速效鉀的含量也呈增加趨勢(shì)，本試驗(yàn)中速效鉀含量提高了15.9%～36.5%，這與凌愛(ài)芬通過(guò)施加腐植酸，提高了土壤速效鉀含量，尤其是在煙草植株生長(zhǎng)后期土壤仍然保持了較高的速效鉀含量的試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

3.2 施用腐植酸對(duì)洋蔥產(chǎn)量的影響

施用腐植酸后，改善了土壤性狀，提高了土壤肥力，促進(jìn)了作物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高了產(chǎn)量。常規(guī)施肥配施適量腐植酸，對(duì)洋蔥具有增產(chǎn)作用，施用1 200 kg/hm腐植酸時(shí)產(chǎn)量最高，比對(duì)照增產(chǎn)5.3%。鄭毅等研究表明，添加腐植酸能顯著提高玉米籽粒產(chǎn)量。李小玉研究報(bào)道了施入腐植酸后，各處理都較對(duì)照有明顯的增產(chǎn)效果，且隨腐植酸肥施用量的增加番茄產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)。因此，腐植酸用量并不是越多效果越好，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)示范，以確定最適用量，避免資源浪費(fèi)。

3.3 腐植酸對(duì)土壤重金屬生物有效性的影響

隨著耕層土壤中腐植酸施用量的增加，土壤中重金屬的生物有效性呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)楦菜嵩谡{(diào)節(jié)土壤性狀、改善土壤肥力的同時(shí)，對(duì)土壤重金屬的遷移轉(zhuǎn)化和生物有效性具有重要影響，施用腐植酸可調(diào)控土壤重金屬生物有效性。陳靜等研究表明，在土壤中加入腐植酸能有效降低Cu、Cd、Zn、Pb等在土壤中的含量、活性、毒性以及生物可利用性。羅梅等研究表明，腐植酸對(duì)土壤Pb、Cd吸附具有明顯影響，與腐植酸添加量以及分子量大小有關(guān)，與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

4 結(jié)論

綜上可知，在土壤耕層施入腐植酸后影響了土壤的pH值、容重、有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分、重金屬有效性，同時(shí)增加了洋蔥產(chǎn)量。但需要注意的是：腐植酸有時(shí)對(duì)土壤因子的影響與其用量不呈正比關(guān)系；對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和洋蔥產(chǎn)量有影響，但不明顯；隨著腐植酸施入量的增加，土壤堿解氮、速效磷含量呈先提高后降低的趨勢(shì)，對(duì)速效鉀的影響大于對(duì)堿解氮和速效磷的影響，同時(shí)也不同程度地降低了土壤重金屬鉛、鋅、銅、鎘的生物有效性。由于腐植酸的種類不同，在生產(chǎn)中大面積應(yīng)用時(shí)，建議先進(jìn)行試驗(yàn)，針對(duì)不同土壤特點(diǎn)和腐植酸特性，制定合理的方案，以保障農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。