腐植酸肥料对玉米和小麦生长发育的影响

孙志梅 刘 欢 苗泽兰 谢双双 邢嘉语

(1 河北农业大学资源与环境科学学院 保定 071000 2 北京澳佳肥业有限公司 北京 101127)

肥料是粮食丰产与优质的关键因素。过去一百多年来，化肥的施用对全球粮食增产作出了巨大贡献。但是，随着化肥施用量的增加，粮食产量并没有成比例增加，传统肥料较低的利用率导致增产效应明显下降[1，2]。在这种大背景下，新型缓释肥料的研发、应用和推广迫在眉睫。新型肥料是指加入新材料，采用新技术、新工艺、新设备，改变原有品种或剂型而创制的肥料，具有缓释、高效、环保等特点[3，4]。其中，腐植酸类肥料是富含腐植酸和一定标量无机养分的肥料，其在提高化肥利用效率、改良土壤、增加作物的抗逆性和改善农产品品质方面的作用逐步受到人们重视，被称为是第三代肥料[5～7]。因此，研究腐植酸类肥料在促进作物生长，提高作物产量方面的应用效果及作用机理，对我国的粮食丰产具有重要意义。本研究采用田间试验方法，探讨了腐植酸肥料在粮食丰产中对玉米和小麦生长及养分利用的影响，旨在为腐植酸肥料的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 玉米田间试验

1.1.1 试验基本概况

玉米试验在保定市高阳县宏伟农场进行，供试品种为兴农998。供试土壤基本理化性质：土壤有机质含量15.28 g/kg，全氮含量1.06 g/kg，速效磷含量14.57 mg/kg，速效钾含量149.01 mg/kg。供试肥料为普通复合肥(28-10-10)和由北京澳佳肥业有限公司生产的腐植酸涂层肥料(27-11-10)、加硅腐植酸涂层肥料(27-11-10)。

1.1.2 试验设计

采用大区对比的试验方法，设3个处理，分别为普通复合肥、腐植酸涂层肥料和加硅腐植酸涂层肥料，试验方案见表1。种植密度5000株/亩，春茬地，采用深松多层施肥精播机播种，播种后浇水。

表1 试验方案Tab.1 The experimental plan

1.1.3 测定项目及方法

玉米成熟时进行田间实地收获测产。每个处理随机选3个点，每个点收获20 m2，现场称总重；然后从每个点随机取20个玉米穗，带回实验室脱粒、考种，等待自然风干后计算出粒率，折算亩产量。

1.2 小麦田间试验

1.2.1 供试材料

小麦试验在河北衡水市深州太古庄乡高赵圈村进行，供试小麦品种为良兴99。小麦收获后秸秆还田，撒施肥料后旋耕播种。供试土壤基本理化性质：土壤有机质含量13.81 g/kg，碱解氮含量53.57 mg/kg，速效磷含量19.77 mg/kg，速效钾含量130.55 mg/kg。供试肥料为尿素(N含量46%)、重过磷酸钙(P2O5含量46%)、氯化钾(K2O含量60%)、腐植酸铵肥料(18-12-15)、地还童腐植酸肥料(18-12-15)，腐植酸肥料均由北京澳佳肥业有限公司生产。

1.2.2 试验设计

采用小区试验方法，设置3个处理，分别是常规肥料处理(养分由含氮46%的尿素、P2O5含量46%的重过磷酸钙以及K2O含量60%的氯化钾提供)、腐植酸铵处理(18-12-15)、地还童腐植酸肥料处理(18-12-15)。腐植酸铵和地还童2种腐植酸肥料用量按底施8千克/亩纯氮，折合腐肥44.4千克/亩施用，同时补施重过磷酸钙8千克/亩。3个处理的养分投入量相等，折合每亩底施氮8千克/亩，P2O59千克/亩，K2O 6.7千克/亩。第二年春天小麦拔节期按追施纯N 8千克/亩追施尿素。小区面积100 m2，随机区组排列，重复3次。

1.2.3 测定项目及方法

分别于小麦开花期、灌浆初期和灌浆中期,每个处理小麦田随机选3个点，每个点取小麦8～10株，称鲜重后烘干获得干物质重，计算平均值得到单株干鲜生物量。小麦成熟期，每个处理随机选3个点，每个点收取1 m双行的样品作为考种用样品，另收取2 m2的小麦，脱粒后折算亩产量。

数据采用Excel 2003和SPSS 17.0软件进行处理和统计分析，多重比较采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 玉米田间试验结果与分析

2.1.1 玉米生长期间的长势

玉米三叶期时，发现试验地返盐现象严重。进入7月初，处理2施用腐植酸涂层肥的长势已经明显好于常规管理田，表现为苗齐、苗壮，而常规田的苗子明显的又小又弱，且缺苗断垄严重。但处理2和处理3的长势差异不明显。后期每隔20天左右到试验田一次，在玉米灌浆前期没有看到明显优势。但灌浆后至玉米收获时效果比较突出。

2.1.2 产量结果比较

从最终收获时的长势可以明显地看出，使用腐植酸涂层肥料和加硅腐植酸涂层肥料处理的玉米秃尖明显小，而施用普通复合肥的管理田秃尖明显。对产量结果进行统计，由表2可以看出，与普通复合肥相比较，腐植酸涂层肥料和加硅腐植酸涂层肥料处理玉米增产率分别达到了11.5%和10.6%，养分偏生产力(PFP)也均有了一定程度的提高，尤以对氮、钾养分的增效作用最为明显。这对于减少肥料浪费和缓解环境污染具有重要意义。

对玉米的产量构成因素进行解析，结果见表3。可以看出，与施用普通复合肥处理相比较，施用腐植酸涂层肥料和加硅腐植酸涂层肥料处理对百粒重影响不大，但穗长、穗行数、行粒数、穗粗都有了一定的提高，因此出粒率也得到了相应的提高。

表2 各处理产量结果比较Tab.2 Comparison of maize yield under different treatments

表3 对各处理产量构成因素的比较分析Tab.3 Comparison of the yield component factors under different treatments

2.2 小麦田间试验结果分析

2.2.1 对小麦关键生育期干鲜生物量的比较分析

对单株发育情况进行比较，结果见图1。可以看出，在小麦开花期，与施用常规肥料相比较，腐植酸铵处理小麦单株鲜重和干重表现出了明显的优势，分别提高了32.7%和24.6%；地还童腐植酸肥料处理小麦单株鲜重此时优势不明显，但与施用常规肥料相比较，干重提高了20.0%。灌浆初期取样调查结果表明，与施用常规肥料相比，腐植酸铵和地还童2种腐植酸肥料处理的小麦植株鲜重分别提高了21.3%和22.2%，干重分别提高了

19.1%和13.0%。灌浆中期，腐植酸铵和地还童2种腐植酸肥料处理的小麦植株鲜重分别提高了24.1%和22.8%，干重分别提高了40.3%和49.8%。

综上，对小麦3个关键生育时期的单株发育情况监测结果表明，与施用常规肥料相比较，腐植酸铵和地还童2种腐植酸肥料的施用均有助于促进小麦植株的个体发育，特别有利于小麦植株干物质的积累。这对于后期促进产量增加是非常有利的。

2.2.2 对小麦灌浆初期和中期关键生育性状的比较

在小麦灌浆初期和中期，对小麦株高、旗叶叶面积、秸秆及穗子的发育情况进行调查分析，结果见表4。可以看出，与施用常规肥料相比，腐植酸铵和地还童2种腐植酸肥料处理的小麦株高、旗叶叶面积以及秸秆和穗子的干鲜重均表现出增加趋势，总体来讲以腐植酸铵的优势更为明显。

图1 各处理单株小麦干鲜重Fig. 1 The fresh and dry weight of wheat plant under different treatments

表4 灌浆初期和中期小麦关键生育性状的比较Tab.4 Comparison of key growth traits of wheat in the early and middle fi lling stage

2.2.3 对小麦产量、产量构成因素及养分利用效应的分析

对小麦产量、产量构成因素及养分利用效应进行分析，结果见表5。可以看出，与施用常规肥料处理相比较，2种腐植酸肥料处理均可以在一定程度上提高小麦产量，腐植酸铵处理实测小麦增产率为18.65%，地还童处理实测小麦增产率13.49%。

对产量构成因素的分析结果表明，腐植酸铵肥料处理提高了小麦的穗粒数和亩穗数，尤以对小麦亩穗数的影响最为明显，而地还童腐植酸肥料处理对穗粒数和千粒重影响均不明显，但在一定程度上提高了小麦的亩穗数。此结果表明，与施用普通肥料相比，腐植酸铵和地还童2种腐植酸肥料对促进小麦分蘖和后期成穗均表现出了一定优势。

养分偏生产力，即每投入单位养分所能生产的小麦产量，是体现肥料施用效能的一个重要指标。由表5可以看出，由于小麦产量的提高，与施用常规肥料相比，腐植酸铵和地还童2种腐植酸肥料处理明显提高氮、磷、钾三要素的养分生产效率。

表5 各处理小麦产量、产量构成因素及养分利用效应分析Tab.5 Analysis of wheat yield, yield components and nutrient utilization effect under different treatments

3 结论与讨论

在玉米田间试验中，施用腐植酸涂层肥料提高了玉米的养分利用效率。总体来看，苗期玉米长势良好，苗齐、苗壮；生育后期穗长、穗行数、行粒数、穗粗、出粒率等均得到了一定程度的提高；玉米秃尖率明显减少。分析其原因，可能是因为腐植酸类物质含有羟基、羧基、醌基等大量活性基团，具有较强的吸附能力和离子交换能力，延长了养分的有效供应时间，促进了植物根部对常量元素和微量元素的吸收。此外，腐植酸中含有的激素类物质能促进植物体内酶活性的增加[8，9]，这可能也是腐植酸肥料的施用能够促进植株生长发育和养分利用的原因之一。

在小麦田间试验中，腐植酸肥料的施用有助于促进小麦植株的个体发育，特别对小麦分蘖和后期成穗具有很好的促进作用，有利于植株干物质的积累。干物质是作物产量形成的物质基础，在一定范围内，干物质积累越多，子粒产量也就越高[10，11]。另外，大量研究表明，腐植酸类物质的施用能改善土壤营养环境状况，促进作物对矿质营养元素Cu、Zn、Fe、Mn等的吸收[12]，促进小麦根系伸长和根量的增加，有利于根表面积扩大和根系活力的提高，促进光合产物的合成与积累[13]。这可能是腐植酸肥料提高小麦产量的原因所在。

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