復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)冬小麥產(chǎn)量和氮吸收的影響

劉盛林 董曉霞 孫澤強(qiáng) 崔雙雙 王學(xué)君

摘要：為明確腐植酸添加量對(duì)復(fù)合肥施肥效應(yīng)的影響，并為腐植酸復(fù)合肥在華北石灰性土壤冬小麥豐產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考，本研究在田間條件下，以普通復(fù)合肥處理為對(duì)照，研究施用不同腐植酸含量的復(fù)合肥（I～VI型，腐植酸含量1%～6%），對(duì)改善養(yǎng)分吸收和冬小麥產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：氮肥是冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的關(guān)鍵因子之一，但氮肥用量相同時(shí)，腐植酸含量對(duì)冬小麥產(chǎn)量和生物量無顯著促進(jìn)作用，復(fù)合肥中腐植酸含量為5%時(shí)氮肥利用率最佳，但與普通復(fù)合肥相比差異不顯著;腐植酸含量為4%～6%的復(fù)合肥（Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ型）能夠顯著提高冬小麥有效分蘗數(shù)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ型腐植酸復(fù)合肥顯著提高籽粒中錳含量，5種類型腐植酸復(fù)合肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量均無顯著提升作用。由于本試驗(yàn)為一季試驗(yàn)，腐植酸復(fù)合肥對(duì)冬小麥增產(chǎn)和氮肥利用率的提升效果尚需進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：腐植酸復(fù)合肥;冬小麥;產(chǎn)量;養(yǎng)分吸收

中圖分類號(hào)：S143.58文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2019）05-0089-05

冬小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要糧食作物，其生長(zhǎng)過程和產(chǎn)量受諸多限制因素影響，在排除其他影響產(chǎn)量的主要限制因素后，氮素有效性對(duì)產(chǎn)量起到重要作用[1]。施氮是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中保持土壤肥力和小麥單產(chǎn)的主要措施，然而實(shí)際生產(chǎn)中，由于氮素?fù)]發(fā)、淋溶和徑流等造成損失，引起氮肥利用效率低和環(huán)境污染等問題[2]，目前我國(guó)氮肥的當(dāng)季利用率均在40%以下[3-5]，減少氮素?fù)p失以提高氮肥利用效率對(duì)于減少氮肥用量、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境友好都具有重要意義。。

開展肥料科技創(chuàng)新、改善施肥技術(shù)、研發(fā)新型肥料是目前適應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)行情的正確方向。新型增效氮肥是提高氮素生物有效性的可行途徑，是近年來肥料研發(fā)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。腐植酸因含有多種活性基團(tuán)，具有較強(qiáng)的離子交換能力和吸附能力，能夠改善土壤性能，進(jìn)而提高氮素和錳等微量元素的生物有效性[6，7]。因此，研究認(rèn)為復(fù)合肥中添加腐植酸可通過腐植酸分子與氮的絡(luò)合作用，減緩氮肥中氮的釋放速率，延長(zhǎng)氮在土壤中的保留時(shí)間，并通過促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成提高作物對(duì)氮素的吸收，從而提高氮素有效性[8-12]。同時(shí)，石灰性土壤中錳虧缺是限制冬小麥產(chǎn)量持續(xù)提升和品質(zhì)提高的重要因素。全國(guó)缺錳土壤面積約占耕地面積的21%，腐植酸被認(rèn)為能促進(jìn)錳等微量元素的吸收。腐植酸復(fù)合肥作為一種增效肥料，有機(jī)無機(jī)相配合平衡施肥，對(duì)土壤肥力保持及其持續(xù)利用具有重要意義[7]。但腐植酸復(fù)合肥肥效與其添加腐植酸量密切相關(guān)，目前尚缺乏關(guān)于復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)冬小麥增產(chǎn)和氮、錳等養(yǎng)分增效影響的研究。

本研究擬在田間條件下，通過施用不同腐植酸含量的復(fù)合肥，以施用普通復(fù)合肥（不含腐植酸）為對(duì)照，比較其對(duì)冬小麥產(chǎn)量和對(duì)氮、錳吸收的影響，明確不同腐植酸含量對(duì)復(fù)合肥施肥效應(yīng)的影響，以期為腐植酸復(fù)合肥在華北石灰性土壤冬小麥生產(chǎn)中的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年在山東省德州市臨邑縣德平鎮(zhèn)富民農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。該區(qū)地處魯北黃泛平原，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫13.5℃，年均降水量566mm。試驗(yàn)地土壤類型為潮土，pH值8.4，有機(jī)質(zhì)含量10.9g/kg，堿解氮53.4mg/kg，速效磷21.5mg/kg，速效鉀136.0mg/kg。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

根據(jù)復(fù)合肥種類和氮肥用量，采用大田小區(qū)試驗(yàn)法共設(shè)8個(gè)處理：（1）無氮處理（N0）;（2）普通復(fù)合肥撒施（CF）;（3）Ⅰ型腐植酸復(fù)合肥撒施（腐植酸含量1%，HCF1）;（4）Ⅱ型腐植酸復(fù)合肥撒施（腐植酸含量2%，HCF2）;（5）Ⅲ型腐植酸復(fù)合肥撒施（腐植酸含量3%，HCF3）;（6）Ⅳ型腐植酸復(fù)合肥撒施（腐植酸含量4%，HCF4）;（7）Ⅴ型腐植酸復(fù)合肥撒施（腐植酸含量5%，HCF5）;（8）Ⅵ型腐植酸復(fù)合肥撒施（腐植酸含量6%，HCF6）。試驗(yàn)地面積為0.102hm2。

除N0外，所有處理總施氮量均為225kg/hm2，基施135kg/hm2，其余90kg/hm2于冬小麥起身拔節(jié)時(shí)追施。試驗(yàn)所用普通復(fù)合肥和腐植酸新型復(fù)合肥均由河南心連心化肥有限公司生產(chǎn)提供，含氮20%、P2O520%、K2O5%。N0處理磷肥施用量為135kg/hm2（重過磷酸鈣，P2O544%），鉀肥施用量為33.75kg/hm2（氯化鉀，K2O60%）。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積4m×10m=40m2。前茬作物為玉米。玉米收獲后秸稈全部機(jī)械化粉碎還田，肥料按照試驗(yàn)處理撒施后機(jī)械翻耕和整地。供試冬小麥品種為良星77。10月14日機(jī)播，播種量225kg/hm2，行距25cm。后期管理與當(dāng)?shù)剞r(nóng)場(chǎng)管理方式相同。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

小麥出苗后每小區(qū)隨機(jī)選擇長(zhǎng)1m的2行冬小麥（0.5m2）測(cè)定出苗數(shù);成熟期測(cè)定有效分蘗與有效穗數(shù)。小麥?zhǔn)斋@后采集0～20cm土壤樣品，風(fēng)干過2mm篩后測(cè)定有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量。堿解氮采用凱氏定氮法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀滴定法測(cè)定。

分別在苗期、灌漿期和成熟期采集冬小麥植株測(cè)定干物質(zhì)重，粉碎后通風(fēng)櫥內(nèi)用硫酸和雙氧水高溫消煮，之后測(cè)定植株氮和錳含量。采用凱氏定氮法測(cè)氮，原子吸收分光光度計(jì)法（GB/T5009.90—2003）測(cè)定錳。收獲后每小區(qū)選擇干擾較小的單位面積測(cè)定冬小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重。小區(qū)計(jì)產(chǎn)，換算成公頃產(chǎn)量。計(jì)算氮肥利用率，公式為：

氮肥利用率=施氮處理氮吸收量-不施氮處理氮吸收量施氮量×100%

1.4數(shù)據(jù)分析和做圖

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS16.0軟件進(jìn)行方差分析，非連續(xù)變量平方根反正弦轉(zhuǎn)換后進(jìn)行方差分析;處理間差異顯著性分析采用LSD法（P<0.05）。采用Sigmaplot12.5軟件繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響

由表1看出，施用復(fù)合肥能夠提高冬小麥有效分蘗數(shù)，其效果與腐植酸含量顯著相關(guān)。與N0相比，腐植酸含量為4%～6%的復(fù)合肥處理（IV、V和VI型）能夠顯著提高冬小麥有效分蘗數(shù);普通復(fù)合肥及腐植酸含量為4%、5%的復(fù)合肥對(duì)冬小麥出苗數(shù)有顯著促進(jìn)作用。

由圖1看出，腐植酸復(fù)合肥在苗期和成熟期一定程度上能夠提高冬小麥地上部生物量。其效果與冬小麥生育期和腐植酸含量有關(guān)，苗期IV型腐植酸復(fù)合肥處理對(duì)冬小麥生物量提升效果最為顯著，成熟期V型腐植酸復(fù)合肥處理對(duì)冬小麥生物量提升效果最好，顯著優(yōu)于N0處理。但所有種類復(fù)合肥對(duì)冬小麥灌漿期及成熟期生物量均無顯著提升作用。

2.2復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2可以看出，與N0相比，施用不同種類復(fù)合肥處理均能顯著增加冬小麥產(chǎn)量;但施氮量相同時(shí)，普通復(fù)合肥處理及不同腐植酸含量復(fù)合肥處理間冬小麥產(chǎn)量均無顯著差異;復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)冬小麥穗粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素均無顯著促進(jìn)作用;與N0相比，普通復(fù)合肥及II、IV和VI型腐植酸復(fù)合肥能夠顯著增加單位面積有效穗數(shù)，但不同復(fù)合肥處理間無顯著差異。以上結(jié)果表明，氮肥用量是影響冬小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵因子，復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素?zé)o顯著影響。

2.3復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)小麥養(yǎng)分吸收和氮肥利用率的影響

由圖2看出，施用復(fù)合肥對(duì)小麥地上部秸稈氮素含量無顯著促進(jìn)作用，促進(jìn)吸收的氮素主要分配到籽粒中，其中IV型腐植酸復(fù)合肥處理的冬小麥籽粒氮素吸收量最高。而施用普通復(fù)合肥和V型腐植酸復(fù)合肥處理的冬小麥氮素利用率明顯高于其它復(fù)合肥處理（圖3）。與普通復(fù)合肥處理相比，I、II、III和VI型腐植酸復(fù)合肥處理能夠顯著提高籽粒中錳吸收量，施用復(fù)合肥對(duì)秸稈錳素吸收量無顯著促進(jìn)作用（圖2）。氮肥施用量和復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)土壤養(yǎng)分含量無顯著促進(jìn)作用（表3）。

3討論與結(jié)論

眾多研究表明，腐植酸肥料能夠促進(jìn)植物對(duì)氮素的吸收，并提高氮素利用率[7，13-19]，增加冬小麥產(chǎn)量[20]。而本研究結(jié)果表明：氮肥用量是影響冬小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵因子，但復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素?zé)o顯著促進(jìn)作用，這與前人研究結(jié)論不同。本試驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)合肥中腐植酸含量為5%時(shí)氮肥利用率最高，但與普通復(fù)合肥相比無顯著提升作用。以往研究表明，腐植酸作為復(fù)合肥添加劑時(shí)其含量在4%～8%最適宜[21]，與本研究結(jié)果相吻合。盡管由于土壤中殘留肥料氮素的存在，氮肥利用率不能完全代表當(dāng)季施入的肥料有效性[22]，但其能夠反映氮素有效性和作物吸收能力的提升。

腐植酸被認(rèn)為能促進(jìn)微量元素的吸收。本研究結(jié)果表明，與普通復(fù)合肥相比，腐植酸復(fù)合肥對(duì)冬小麥秸稈錳吸收量無顯著促進(jìn)作用，但能促進(jìn)錳向籽粒中轉(zhuǎn)移分配。盡管腐植酸能夠擴(kuò)大根系養(yǎng)分吸收范圍和能力，但土壤錳含量較低不能滿足作物吸收，腐植酸復(fù)合肥對(duì)土壤錳吸收的影響尚需進(jìn)一步研究。以往研究結(jié)果表明，施用腐植酸肥料能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，然而本試驗(yàn)結(jié)果中，施用腐植酸復(fù)合肥并未顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。其原因可能是現(xiàn)在腐植酸肥料生產(chǎn)工藝中往往注重其低碳化，生產(chǎn)高純度腐植酸肥料時(shí)，用高質(zhì)量高活性的腐植酸造成腐植酸復(fù)合肥有機(jī)碳含量低。另外，腐植酸影響根際土壤微生物組成和功能，有可能加速土壤有機(jī)質(zhì)降解成速效養(yǎng)分供植物吸收利用或者被淋溶到下層土壤中。

本研究結(jié)果表明，復(fù)合肥中腐植酸含量對(duì)冬小麥產(chǎn)量無顯著增加作用，其含量為5%時(shí)氮肥利用率最佳，但與普通復(fù)合肥相比無顯著促進(jìn)作用;所有腐植酸復(fù)合肥處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)及堿解氮含量未表現(xiàn)出顯著提升作用。由于本試驗(yàn)為一季試驗(yàn)，腐植酸肥料對(duì)冬小麥增產(chǎn)和氮肥利用率的提升效果尚需進(jìn)一步研究。

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