腐植酸制剂在设施蔬菜上的应用研究

李伟丹 赵友林 马献发* 姚小桐 王珺妍 李思雨

(1 东北农业大学资源与环境学院 哈尔滨 150030)2 六五五八三部队驻克山农副业基地 克山县 161600)

腐植酸制剂在设施蔬菜上的应用研究

李伟丹1赵友林2马献发1*姚小桐1王珺妍1李思雨1

(1 东北农业大学资源与环境学院 哈尔滨 150030)2 六五五八三部队驻克山农副业基地 克山县 161600)

土壤次生盐渍化和养分失衡已成为制约设施蔬菜生产的关键问题。为了探究腐植酸制剂在设施蔬菜上防治土壤次生盐渍化和平衡养分的应用效果，试验设计腐植酸制剂、与腐植酸制剂等养分的配方肥、常规施肥、不施肥(CK)4个处理，分别在设施番茄、黄瓜进行试验。结果表明，腐植酸制剂能够明显改善土壤理化性质，可有效降低土壤盐分，与CK相比差异显著(P＜0.05)；施用腐植酸制剂、与腐植酸制剂等养分的配方肥分别比CK番茄增产36.5%和26.1%，与CK相比，腐植酸制剂、与腐植酸制剂等养分配方肥分别使黄瓜增产39.5%和34.4%，同时对番茄和黄瓜的Vc含量、糖含量等品质指标改善明显，分别与对照达到显著水平(P＜0.05)。可见，腐植酸制剂具有改善设施土壤性质，降低土壤盐分积累，明显提高蔬菜产量和改善品质的应用效果。

腐植酸 土壤改良剂 设施土壤 番茄 黄瓜

设施土壤不合理利用，会导致土壤一系列问题，土壤的盐渍化是其中比较重要的问题之一。土壤盐渍化会导致土壤板结与肥力下降，不利于农作物吸收养分，阻碍作物生长[1～3]。

目前，治理土壤盐渍化的常用措施有：(1)水利改良措施，如灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等不适用于设施土壤；(2)农业改良措施，如平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等，步骤繁琐，依赖人力和设备，投资大，见效慢；(3)生物改良措施，如种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等，时间漫长，改良缓慢，不经济实用，不适用于设施土壤；(4)化学改良措施，包括施用石膏、磷石膏、亚硫酸钙等，此种方法虽然具有配方灵活多样、投资小、见效快且可操作性强的技术特点，但可能对土壤产生毒害作用。

腐植酸制剂是一种新型的土壤次生盐渍化改良剂，具有以下特点：(1)氮磷钾营养元素的依次添加，减少了废物的排放；(2)制剂中的营养元素均为植物可吸收的离子，在土壤中无残留，减少盐分富集；(3)活化改性的腐植酸和沸石的代换性增强，对营养元素具有缓释作用，有利于提高作物对肥料的利用率；同时可以活化土壤中营养元素，减少肥料的施用量。本文通过田间试验，研究在次生盐渍化土壤上，腐植酸制剂对设施番茄和黄瓜栽培的影响，旨在为推广应用该制剂提供支撑。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

试验在哈尔滨市香坊区光明村进行，试验区土壤类型属黑土，棚龄分别为10年和14年，供试土壤基本理化性质见表1。

表1 供试土壤基本理化性质Tab.1 Basic physical and chemical properties of testing soil

1.2 供试作物

供试蔬菜作物为番茄和黄瓜。番茄品种为兰优早红。试验区整地时，一次性施用腐熟鸡粪60000kg/hm2，1月19日温室育苗，4月21日～23日定植于大棚内，定植后早中耕、浇水，定植保苗株数66000～67500株/公顷。黄瓜品种为津优1号。试验区整地时，一次性施用腐熟鸡粪90000kg/hm2，1月1日温室育苗，2月5日定植于大棚内，定植后浇水，缓苗后及时浇缓苗水,定植保苗株数60000～67500株/公顷，其他管理措施采用一般管理技术。

1.3 试验原料

每个试验区设4个处理。

处理A：自行研制的腐植酸土壤改良剂(简称腐植酸制剂)，其生产工艺见图1，其养分含量N-P2O5-K2O(15-10-12)，腐植酸12.5%，沸石6%。施用量为1350kg/hm2，分两次施用，2/3作基肥，1/3用于第一穗果后追肥。

处理B：与处理A等量营养元素的配方肥，施用方法与处理A相同。

处理C：常规施肥，磷酸二铵750kg/hm2，尿素300kg/hm2，每次追肥尿素150kg/hm2，追肥5次。

CK：不施肥处理。小区面积为18 m2，3次重复。

1.4 测定项目和分析方法

土壤样品采自收获后0～20cm土层，土壤理化性质测定及方法如下：土壤电导率采用电导仪(DDS-307型)测定；用酚二磺酸比色法测定；Ca2+、Mg2+用 EDTA 滴定法；K+、Na+采用火焰光度法；采用 EDTA 间接滴定法；Cl-采用 AgNO滴定法；、3采用双指示剂中和滴定法；pH 测定采用水浸提(2.5∶1，w/w)，酸度计测定法；有机质采用稀释热K2Cr2O7氧化—容量法；全氮采用开氏消煮法；有效磷采用0.5 mol/L，pH 8.5 NaHCO3浸提，钼锑抗比色法；速效钾采用1 mol/L pH 7.0CH3COONH4浸提，火焰光度计法；碱解氮采用碱解扩散法。其他测定方法参照《土壤农化分析》[4]。

图1 腐植酸制剂生产工艺流程Fig.1 Manufacturing process of humic acid amendment

2 结果与分析

2.1 对土壤理化性质的影响

设施栽培条件下，不合理施肥和灌水会造成土壤容重增大、孔隙度下降，导致土壤板结、土壤通透性差；同时也会引起土壤酸化、碱解氮、速效磷、速效钾养分下降，土壤保肥供肥能力变差，制约着作物生长。由表2可知，设施番茄试验区处理A、处理B、处理C与对照(CK)相比，均能够改善土壤理化性质，其中处理A和处理B明显提高了土壤有机质、碱解氮、速效磷、全氮含量，增加了土壤的孔隙度，有效降低了土壤容重，与CK相比，达到了差异显著水平(P＜0.05)，处理A的应用效果最为明显。设施黄瓜试验区施用腐植酸制剂(处理A)能够明显改善土壤理化性质，处理A、处理B在改善土壤碱解氮、速效钾、全氮、土壤容重、孔隙度、pH的效果与CK相比差异显著(P＜0.05)。由此说明，腐植酸制剂能够提高土壤养分有效性，改善土壤通透性，有利于作物正常生长发育。

表2 不同处理对设施土壤理化性质的影响Tab.2 Effect of different treatments on soil physical and chemical property in greenhouse

2.2 对土壤盐分的影响

由于盲目大量施肥、特殊的水分运行方式、缺少雨水淋洗等原因[5]，土壤表层积盐现象普遍。研究表明，在温室条件下，当土壤电导率(EC)达0.6～0.8 mS/cm时，作物生长将受到抑制，产量明显下降；当EC值达1.0mS/cm时，作物即出现生理性障碍；若EC值高达3.0mS/cm时，作物将会枯萎死亡[6]。设施栽培土壤因多为全年性覆盖，所以土壤终年处于积盐过程，如利用不当，一般3～5年便会出现盐害，造成作物大幅度减产[7]。因而，降低土壤盐分积累是设施栽培土壤可持续利用的关键。

表3 不同处理对土壤盐分的影响Tab.3 Effect of different treatments on soil salinity

由表3可知，设施番茄试验区处理A、处理B和CK土壤电导率较低，处理C电导率明显升高。差异显著性分析结果表明，处理A、处理B、CK与处理C之间差异显著，处理A与处理B、CK之间差异显著。其中，土壤盐分降低最大的是腐植酸制剂，与试验前相比，施用腐植酸制剂、与腐植酸制剂等量养分的复混肥和不施肥均可降低土壤中的盐分含量，分别比试验前土壤降低了10.3%、4.65%和7.17%。而常规施肥土壤盐分表现为增加趋势，增加了21%。设施黄瓜试验区处理A、处理B与处理C、CK之间土壤电导率差异显著，处理A与处理B之间差异显著，处理C与CK之间差异不显著。其中，处理A、处理B均可降低土壤中的盐分含量，与试验前相比，分别降低了25.65%和14.46%，土壤盐分降低最大的是处理A。而处理C和CK土壤盐分有增加趋势，分别增加了4.35%和4.70%。土壤盐分离子组成上，等离子与CK相比有所下降，而NH4+有所增加，盐分离子总量表现为下降。由此说明，施用腐植酸制剂可有效降低土壤盐分，与腐植酸制剂等养分的配方施肥和不施肥同样起到降低土壤盐分的作用。

2.3 对作物生物学性状、产量及品质的影响

由表4可知，从生物学性状上看，与CK相比，处理A、处理B、处理C使番茄的株高、茎粗、坐果率显著提高，且与CK间差异均达到显著水平；从品质上看，与CK相比，处理A、处理B、处理C番茄的Vc含量、糖含量、蛋白质含量与CK相比显著提高，差异达到显著水平；从产量上看，处理A、处理B、处理C与CK之间差异均达到显著水平(P＜0.05)，处理A比CK增产36.5%，处理B比CK增产26.1%，处理C比CK增产19.6%。由此说明，该腐植酸制剂能够促进番茄植株生长，改善番茄品质，提高番茄产量。

由表5可知，从生物学性状上看，与CK相比，处理A、处理B、处理C使黄瓜的株高、茎粗、坐果率显著提高；从品质上看，处理A、处理B、处理C黄瓜的Vc含量、糖含量较CK显著提高。处理A、处理B、处理C、CK之间差异均达极显著水平，其中，腐植酸制剂(处理A)对黄瓜产量增加显著，与CK相比，处理A可使黄瓜增产39.5%，处理B可使黄瓜增产34.4%，处理C可使黄瓜增产23.7%。由此说明，该腐植酸制剂能够改善黄瓜品质，显著提高黄瓜产量。

表4 不同处理对番茄生物学性状、产量及品质的影响Tab.4 Effects of different treatments on biological characteristic,yield and quality of tomato

表5 不同处理对黄瓜生物学性状、产量及品质的影响Tab.5 Effects of different treatments on biological characteristic,yield and quality of cucumber

3 结论与讨论

施用腐植酸类肥料后，促进了土壤团粒结构的形成，从而破坏原来土壤中的毛细通道，避免水分蒸发时深层盐分沿毛细管大量涌入地表，造成表层盐分过分集中，起到了隔盐的作用。此外，当灌溉水或雨水溶解表层盐分后，还可以顺利渗入土壤表层，使表层盐分逐渐降低。刘志伟[8]等研究表明，腐植酸具有改善土壤理化性状，调节土壤微生态平衡等作用。郑福云[9]等结果表明，腐植酸具有降低土壤pH值、碱化度和全盐量的作用。另外,将沸石与化肥混合施入土壤后，在田间条件下，玉米和水稻对氮肥的利用率提高8.1%～10.3%，磷肥利用率提高6.0%～6.3%[10]。本试验与前人研究不同之处在于腐植酸制剂添加了腐植酸和沸石，兼顾了两者的离子交换吸附能力强的特性，明显提高了土壤保肥供肥能力和养分的生物有效性。因而，设施栽培土壤施入腐植酸制剂，土壤理化性质有很大改善，土壤盐分降低。

腐植酸可以使植物体内酶的活性强度增加，使植物体内新陈代谢旺盛，从而有利于物质的转化和积累，因此，蔬菜中的糖和Vc含量较高[11～14]。内蒙古自治区伊盟农业科学研究试验表明，施用腐植酸类肥料可使甜菜含糖量增加2%～8%[15]。刘增祥[16]等研究表明，腐植酸可以使过氧化酶活性提高11.2%～40.6%，且配合其他营养元素喷施，其效果可提高12.5%～41.0%。本试验的腐植酸制剂具有相似的结果，从生物学性状上看，番茄、黄瓜的株高、茎粗、坐果率显著提高；从品质上看，番茄、黄瓜的Vc含量、糖含量等较CK显著提高。由于采用科学养分配方和添加沸石，使其增产效果更为明显。

综上所述, 腐植酸制剂在设施蔬菜栽培上应用,能够显著降低土壤盐分含量，活化土壤中营养元素，改善蔬菜品质，显著提高蔬菜产量。

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Application of Humic Acid Preparation for Greenhouse Vegetables

Li Weidan1, Zhao Youlin2, Ma Xianfa1*, Yao Xiaotong1, Wang Junyan1, Li Siyu1
(1 College of Resources and Environment, Northeast Agricultural University, Harbin, 150030;2 Administration Organs of Military-run Agricultural Base of 65583 Troops in Keshan County, Keshan, 161600)

Soil salinization and nutrient imbalance have been the key issues that restricting vegetable production in greenhouse. In order to know the effect of the application of humic acid preparations preventing soil salinization and nutrient balance, treatments including humic acid amendment, formula fertilizer, regular fertilization, no fertilizer (CK)were conducted on tomato and cucumber .The results showed that compared with CK, humic acid amendment signi fi -cantly improved soil physical and chemical properties, while reduced soil salinity effectively (P <0.05). The yield of tomato and cucumber employed humic acid amendment and formula fertilizer respectively increased 36.5% and 26.1%,39.5% and 34.4%. Furthermore, they signi fi cantly improved the Vc content, sugar content and other quality indicators of tomato and cucumber (P <0.05), compared with CK. Therefore, humic acid amendment can improve soil properties in greenhouse, and reduce the accumulation of soil salinity to improve vegetable production and quality.

humic acid; soil amendment; greenhouse soil; tomato; cucumber

TQ444.6，S606

A

1671-9212(2014)02-0017-05

寒地黑土资源利用与保护重点实验室开放课题基金(ht2012-08)，东北农业大学大学生创新项目(201310224040)资助。

2013-11-05

李伟丹，女，1989年生，就读于东北农业大学资源与环境学院。主要从事农业资源与环境研究。

*通讯作者：马献发，男，副教授。E-mail: mxf7856@163.com。