含腐殖酸尿素在冬小麥上的應(yīng)用初報(bào)*

孫克剛，杜 君，楊煥煥，岳艷軍，楊占平，和愛鈴，張運(yùn)紅，薛廣原

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所 河南鄭州 450002；2.河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731)

0 前言

河南省是我國主要的糧食產(chǎn)區(qū)，2021年糧食產(chǎn)量達(dá)到65 Mt以上，占全國糧食產(chǎn)量的10%，占全國小麥產(chǎn)量的25%。目前河南省小麥播種收獲面積約為8 500萬畝(1畝=667 m2)，是全球最大的冬小麥產(chǎn)區(qū)[1]。

腐殖酸是動(dòng)植物的遺骸，主要是植物的遺骸，經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化以及地球的一系列化學(xué)過程形成并積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)，是由芳香族及其多種官能團(tuán)構(gòu)成的高分子有機(jī)酸，具有良好的生理活性和吸收、絡(luò)合、交換等功能，廣泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭(又稱草炭)、褐煤、風(fēng)化煤中[2-5]。腐殖酸已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧漁、石油工業(yè)、化工建材、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)保等領(lǐng)域，特別是在提倡生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)、無公害綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后，其受重視的程度更高。腐殖酸可用稀堿液或其他溶劑從土壤中提取，并能在pH為1或2的酸溶液中沉淀形成黑色物質(zhì)。在自然界，腐殖酸可分為土壤腐殖酸、水體腐殖酸和煤炭腐殖酸等三類[6]。

我國腐殖酸資源極其豐富，分布廣、儲(chǔ)量大、品位好。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國泥炭資源超過12 480 Mt(居世界第四位)，褐煤資源超過126 500 Mt，還有大量的風(fēng)化煤。此外，通過利用生物工程進(jìn)一步篩選優(yōu)良菌種，加快開發(fā)定向菌種，就可以利用更多的資源來研制生化腐殖酸或生化黃腐酸類產(chǎn)品。我國對(duì)腐殖酸有組織的研究和綜合利用始于20世紀(jì)50年代末[5-9]，主要是從利用泥炭開始，雖然起步晚，但技術(shù)水平在世界上并不落后。

研究小麥的施肥技術(shù)對(duì)保障河南省小麥生產(chǎn)、維持小麥產(chǎn)量能夠起到保駕護(hù)航的作用。因此，筆者與河南心連心化肥有限公司聯(lián)合開展研究不同含腐殖酸尿素對(duì)小麥產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，以期為小麥增產(chǎn)增收提供科技支撐。

1 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)地點(diǎn)：河南省駐馬店市驛城區(qū)順河辦事處李莊村。

供試土壤：黃褐土，質(zhì)地中壤，土壤肥力中等。

土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分：有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷(P2O5)、速效鉀(K2O)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為9.4 g/kg、52.3 mg/kg、29.6 mg/kg、103.7 mg/kg，pH為6.9。

供試冬小麥品種：西農(nóng)979，播種量為11 kg/畝；前茬作物為玉米，畝產(chǎn)量550 kg。

供試肥料：尿素，w(N)=46%，河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司；重過磷酸鈣，w(P5O2)=45%，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；氯化鉀，w(K2O)=60%，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。供試含腐殖酸尿素中腐殖酸含量見表1。

表1 供試含腐殖酸尿素中腐殖酸含量

試驗(yàn)設(shè)計(jì)：試驗(yàn)共設(shè)8個(gè)處理，除處理1不施氮肥外，其余各處理在畝底施P2O58 kg、K2O 6 kg、含腐殖酸尿素19.6 kg(折N 9 kg)的基礎(chǔ)上，拔節(jié)期畝追施含腐殖酸尿素13.0 kg(折N 6 kg)。

小區(qū)長(zhǎng)9.0 m、寬4.0 m，面積36 m2。各處理隨機(jī)排列，每個(gè)處理重復(fù)3次，重復(fù)間走道寬0.8 m，小區(qū)間距0.5 m，試驗(yàn)四周設(shè)保護(hù)行。

冬小麥生育期間按高產(chǎn)田標(biāo)準(zhǔn)管理，各處理管理水平一致；調(diào)查、取樣按照方案進(jìn)行，收獲時(shí)各小區(qū)實(shí)收30 m2計(jì)產(chǎn)并考種。

試驗(yàn)按小區(qū)單收，折算成公頃產(chǎn)量，并用多重比較(LSD)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

冬小麥植株籽粒、秸稈中氮含量采用硫酸-過氧化氫消煮，滴定法測(cè)定；分別采集深度為0～30、30～60、60～90 cm土層樣品，采用氯化鈣溶液浸提，流動(dòng)分析儀測(cè)定土壤中硝態(tài)氮含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響

施用不同劑型含腐殖酸尿素處理的冬小麥產(chǎn)量及統(tǒng)計(jì)分析見表2，方差分析見表3。

表2 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理的冬小麥產(chǎn)量及統(tǒng)計(jì)分析

表3 方差分析表

由表2可看出：施氮處理與不施氮處理相比，產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平；施氮處理間產(chǎn)量差異不顯著，說明施用含腐殖酸尿素對(duì)冬小麥的增產(chǎn)效果不顯著；處理8、處理5的增產(chǎn)效果較好[10-13]。

2.2 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥地上部分氮素利用的影響

施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥地上部分氮素利用的影響見表4。

表4 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥地上部分氮素利用的影響

由表4可以看出：施氮處理的冬小麥地上部分氮素累積量均高于處理1的，且達(dá)到顯著性差異，提高幅度為50.2%～61.7%；施氮處理間的地上部分氮素累積量差異不顯著；處理8和處理5對(duì)提高冬小麥地上部分氮素累積量的效果較好[13-15]。

2.3 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)土壤中硝態(tài)氮含量的影響

施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)土壤中硝態(tài)氮含量的影響見圖1。

由圖1可知：對(duì)于同一處理，硝態(tài)氮主要集中在0～60 cm土層中，且隨著土壤深度的增加，硝態(tài)氮含量逐漸降低；與處理1相比，冬小麥?zhǔn)斋@后，施肥處理的0～90 cm土層硝態(tài)氮含量均有不同程度的提高；與處理2相比，不同劑型含腐殖酸尿素處理均不同程度降低了土壤中硝態(tài)氮含量，且不同劑型含腐殖酸尿素處理的土壤中硝態(tài)氮含量的變化趨勢(shì)基本一致[8,13,15]。

2.4 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥生育期的影響

施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥生育期的影響見表5。

從表5可以看出：不施肥處理的冬小麥抽穗期、揚(yáng)花期推遲2 d，成熟期提前2 d；其他處理的冬小麥出苗期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、揚(yáng)花期、成熟期均一致。

表5 冬小麥生育期調(diào)查表

2.5 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀的影響見表6。

由表6可看出：施肥處理各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于不施肥處理的；處理8、處理5、處理6、處理3的各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于處理2，處理4、處理7與處理2的各項(xiàng)指標(biāo)基本持平；處理8的冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀最好，與處理2相比，單株分蘗數(shù)增加0.07個(gè)，穗數(shù)增加1.4萬穗/畝，粒數(shù)增加0.6粒/穗，千粒質(zhì)量提高0.9 g；與處理2相比，處理8、處理5、處理6、處理3能夠提高冬小麥的單株分蘗數(shù)、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，優(yōu)化了冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀。

表6 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

3 討論

(1)施用含腐殖酸尿素對(duì)冬小麥生育期無影響。

(2)冬小麥?zhǔn)┯芒鲂?、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅰ型含腐殖酸尿素，單株分蘗數(shù)、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量略有增加。冬小麥?zhǔn)┯芒鲂?、Ⅲ型含腐殖酸尿素的增產(chǎn)效果較好，與施用普通尿素相比，分別增產(chǎn)4.6%、4.2%；其他劑型含腐殖酸尿素對(duì)冬小麥的增產(chǎn)效果不顯著。

(3)Ⅲ型和Ⅵ型含腐殖酸尿素能較好地提高冬小麥地上部分氮素累積量[7-9,13-15]。施用腐殖酸肥料后，可以促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育,有效改善小麥部分農(nóng)學(xué)指標(biāo),增強(qiáng)作物對(duì)氮素的積累,從而提高了小麥的產(chǎn)量和氮素利用率[16]

(4)施用不同劑型含腐殖酸尿素均不同程度地降低了土壤中硝態(tài)氮的含量，且不同劑型含腐殖酸尿素處理的土壤中硝態(tài)氮含量的變化趨勢(shì)基本一致。根據(jù)腐殖酸的化學(xué)特性，腐殖酸能提高化肥利用率，既減少化肥養(yǎng)分損失，又促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收，從而使土壤中總氮含量下降，實(shí)現(xiàn)土壤中硝態(tài)氮含量的下降[8-9]。

(5)含腐殖酸尿素處理與普通尿素處理相比有增產(chǎn)作用，但效果不顯著，主要原因：①含腐殖酸尿素中添加的腐殖酸量少，在土壤中未形成一定數(shù)量；②含腐殖酸尿素需長(zhǎng)期使用才能起到作用。土壤中腐殖酸含量達(dá)到一定程度，才能發(fā)揮效果，因此含腐殖酸尿素試驗(yàn)需堅(jiān)持定位試驗(yàn)和長(zhǎng)期施用。含腐殖酸尿素是在生產(chǎn)尿素過程中添加腐殖酸，不是簡(jiǎn)單地將腐殖酸與尿素?fù)交?，?dāng)含腐殖酸尿素中氮素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到46%后，很難再增加腐殖酸含量。而含腐殖酸氮肥可以不受氮素含量限制，可根據(jù)施氮量任意調(diào)節(jié)其中腐殖酸的含量。

4 結(jié)語

腐殖酸具有巨大的吸收代換和緩沖能力，對(duì)土壤的物理化學(xué)性質(zhì)有明顯的影響，可顯著提高土壤的保肥、保水能力，這就是有機(jī)質(zhì)含量高的土壤蓄水量大、保肥力強(qiáng)的原因，因此增加土壤中腐殖酸的含量是提高土壤肥力的重要措施。腐殖酸除了對(duì)肥料具有增效作用外，還能改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)有益微生物活性，也能對(duì)土壤鹽漬化、重金屬及有機(jī)物污染等起到逐步治理作用。

目前，腐殖酸在高品質(zhì)肥料中的應(yīng)用越來越廣泛，如各種含腐殖酸復(fù)合肥、含腐殖酸水溶肥、含腐殖酸有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)肥等。本試驗(yàn)結(jié)果表明施用含腐殖酸尿素對(duì)冬小麥增產(chǎn)的效果并不理想，其原因是施入土壤中的腐殖酸量過少，施入土壤中的腐殖酸達(dá)到一定量才能充分發(fā)揮作用。