锌钼与腐殖酸配施对大蒜生理特性及土壤性质的影响

王喜枝王崇华王立河*王俊忠田春丽

（1河南农业职业学院，河南中牟 451450；2河南省土壤肥料站，河南郑州 450002）

王喜枝，女，副教授，主要从事土壤与植物营养方面的研究，E-mail：645320876@qq.com



锌钼与腐殖酸配施对大蒜生理特性及土壤性质的影响

王喜枝1王崇华1王立河1*王俊忠2田春丽1

（1河南农业职业学院，河南中牟 451450；2河南省土壤肥料站，河南郑州 450002）

王喜枝，女，副教授，主要从事土壤与植物营养方面的研究，E-mail：645320876@qq.com

摘 要：针对影响大蒜生长的土壤障碍因子，研究锌钼与腐殖酸配施对大蒜叶片叶绿素含量、抗氧化能力、大蒜产量及土壤物理、化学、生物学指标的影响。设常规施肥（CK）、常规施肥+锌肥+钼肥（T1）、常规施肥+腐殖酸（T2）、常规施肥+锌肥+钼肥+腐殖酸（T3）4个处理。结果表明，锌钼与腐殖酸配施能够显著提高大蒜叶片叶绿素含量，提高过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性，有利于增强土壤酶（脲酶和磷酸酶）活性，改善土壤理化性质，并能显著增加大蒜株高、茎粗、蒜头直径及产量。T3处理的大蒜产量可达20.13 t·hm-2，比当地传统施肥增产14.83%。综上所述，锌钼与腐殖酸配施对于河南蒜区的大蒜产量和土壤质量的改善具有很好的效果。

关键词：大蒜；腐殖酸；锌；钼；产量；叶绿素；酶活性；土壤肥力

大蒜为百合科葱属植物，不但具有抗菌消炎作用，还具有抗血脂、抗肿瘤等功效（常燕霞 等，2012）。河南省中牟、杞县、通许是大蒜的主产区，种植面积常年稳定在8万 hm2以上，多年来，大蒜已经成为当地的主要经济作物，并在国际市场上广受欢迎（肖小勇和李崇光，2013）。随着大蒜的连年种植，生产中偏施氮、磷、钾肥，而不注重微量元素的的施用，导致大蒜连作障碍现象的发生，从而引起大蒜病害加剧，产量和品质下降，降低了经济效益（秦月丽 等，2010；尉辉 等，2010）。研究表明，锌具有参与作物生长代谢、光合作用、提高抗逆性等功能，在提高蔬菜、水果、牧草产量和品质方面起到重要作用。钼能参与植物体有机含磷化合物的合成，参与植物体的光合作用、呼吸作用和根瘤菌的固氮作用，对提高作物蛋白质含量和VC含量起到了关键作用（吴彩 等，1994；施木田和陈如凯，2004；刘世亮 等，2008；梁雷 等，2009；蔡欢 等，2015）。腐殖酸作为肥料、抗旱剂、土壤改良剂已成为近年来解决连作障碍的研究热点，施用腐殖酸能提高作物叶绿素含量、光合速率，并提高作物产量（Dat et al.，2000；韩玉竹 等，2009；唐景春 等，2010）。本试验研究了锌钼与腐殖酸配施对大蒜叶片叶绿素含量、大蒜抗氧化能力、产量以及对土壤理化性质和土壤酶活性的影响，旨在为锌肥和钼肥的合理施用，为河南省大蒜产业体系的健康发展提供科学依据和具体指导。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试大蒜（Allium sativum L. ）品种为宋城大蒜。锌肥为市售纯Zn≥21.5%的硫酸锌；钼肥为市售纯度为99%的钼酸铵。腐殖酸为河南省农业科学院提供的高纯度腐殖酸（黄腐酸≥30%）。

1.2试验地概况

试验在河南省中牟县官渡镇水溃村南大蒜种植区进行，该区属于北暖温带大陆季风性气候区，平均气温14.3 ℃，≥10 ℃有效积温为4 700～5 000℃，平均年降雨量630 mm，无霜期220～250 d。供试土壤为中壤潮土，前茬作物为玉米，田面平整，肥力均匀，排灌方便。试验前土壤基本理化性质：土壤容重为1.29 g·cm-3，有机质含量13.5 g·kg-1，碱解氮176.8 mg·kg-1，速效磷30.6 mg·kg-1，速效钾218.7 mg·kg-1，有效锌1.13 mg·kg-1，有效钼0.15 mg·kg-1，pH值为8.47。

1.3试验设计

试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积36 m2。共设4个处理：处理1（CK）：常规施肥；处理2（T1）：常规施肥+锌肥+钼肥；处理3（T2）：常规施肥+腐殖酸；处理4（T3）：常规施肥+锌肥+钼肥+腐殖酸。常规施肥为：基施复合肥（N-P-K为15-15-15，总养分≥45%，下同）750 kg·hm-2、尿素（总氮≥46.4%）150 kg·hm-2，返青期追施复合肥450 kg·hm-2，抽薹期追施尿素300 kg·hm-2。锌肥施用量为22.5 kg·hm-2，钼肥施用量为0.45 kg·hm-2，腐殖酸施用量为30 kg·hm-2。2013年9月25日播种，种植密度为37.5万株·hm-2，行距20 cm，株距15 cm，2014 年5月23日收获。

1.4测定指标与测定方法

1.4.1采样及土壤基本理化性质的测定 试验前后用土钻分别取0～20 cm土样分析有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、有效锌、有效钼含量。有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定，全氮采用凯氏定氮法测定，碱解氮采用扩散法测定，用0.05 mol·L-1NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定速效磷含量，用NH4OAc浸提-火焰光度法测定土壤速效钾含量，用pHBJ-260酸度计测定土壤pH，有效锌采用DTPA-TEA浸提-ASS法测定，有效钼采用草酸-草酸铵浸提-催化极谱法（鲍士旦，1999）测定。

1.4.2土壤酶活性的测定 分别于3月26日（分化期）、4月18日（蒜薹伸长期）和5月18日（鳞茎膨大后期）采集大蒜根际0～20 cm土层土壤，测定土壤酶活性。其中磷酸酶（ALP）采用磷酸苯二钠比色法测定，脲酶（Urease）采用靛酚蓝比色法测定（陈毓荃，2002）。

1.4.3大蒜叶片酶活性及叶绿素含量的测定 于5 月18日（鳞茎膨大后期）进行植株叶片酶活性和叶绿素含量分析，每处理选取10株，选取鳞茎向上第5片叶进行测定。超氧化物歧化酶（SOD）采用 NBT还原法测定，过氧化物酶（POD）采用愈创木酚法测定，过氧化氢酶（CAT）采用紫外吸收法测定。叶绿素含量采用96%乙醇提取-分光光度法进行测定（张立军，2007）。

1.4.4大蒜产量性状的测定 5月23日，每处理选取20株进行室内考种，大蒜鳞茎风干后称重测产。

1.5数据处理

试验数据用Excel 2003和Dps 7.05软件处理，并用新复极差法进行差异显著性检验。

2　结果与分析

2.1不同施肥处理对大蒜叶片叶绿素含量的影响

由表1可知，与CK相比，T1、T2、T3处理的叶绿素a、叶绿素b及叶绿素（a+b）含量均显著提高；T3处理与T1、T2处理相比，叶绿素b与叶绿素（a+b）含量显著提高；T3处理的叶绿素a/b为2.75，显著低于T1、T2、CK处理。表明锌钼与腐殖酸配施能显著提高作物叶片叶绿素含量，特别是叶绿素b含量的提高，增强了叶片吸收短波蓝紫光的能力，从而提高了叶片的光能利用率。

表1　不同施肥处理对大蒜叶片叶绿素含量的影响

2.2不同施肥处理对大蒜抗氧化能力的影响

由表2可知，T3处理的大蒜叶片POD、SOD、CAT活性显著高于CK、T1、T2处理，且T1、T2处理与CK相比，POD、SOD、CAT活性的提高也达到显著水平。表明锌钼与腐殖酸配施能显著提高大蒜叶片POD、SOD、CAT活性，效果优于单施锌钼或腐殖酸。

表2　不同施肥处理对大蒜抗氧化能力的影响

2.3不同施肥处理对大蒜成产因素及产量的影响

由表3可知，T1、T2和T3处理的蒜头产量均超过18 t·hm-2，其中T3处理的蒜头产量达到了20.13 t·hm-2，与CK差异显著。从成产因素分析，T3处理的茎粗、蒜头直径和单蒜头质量与其他处理相比均达到显著水平。T1、T2处理与CK相比，株高、茎粗和蒜头直径的差异也达到显著水平。表明锌钼与腐殖酸配施增加了植株茎粗，有利于养分的长距离运输，同时促进了光合产物向经济器官的运输，因此增加了蒜头直径。

2.4不同施肥处理对土壤基本理化性质的影响

大蒜收获后测定土壤pH、容重、有机质及有效养分含量。由表4可知，各处理的土壤有机质含量均差异显著，其中以T3处理含量最高；T3处理的速效磷、速效钾、有效锌和有效钼含量均与CK差异显著。综合分析土壤理化性质，锌钼与腐殖酸配施能显著提高土壤肥力，效果优于单施锌钼或腐殖酸。

2.5不同施肥处理对土壤酶活性的影响

由图1可知，脲酶活性在大蒜整个生育期内变化不大，T3处理与其他处理相比，土壤脲酶活性均有所提高，且差异达到显著水平，特别在大蒜成熟期，提高最为明显。由图2可知，土壤磷酸酶活性在大蒜整个生育期均呈现先升高后稳定的趋势。T3处理与CK相比，分化期、抽薹期和成熟期的土壤磷酸酶活性差异均达到显著水平。这说明，锌钼与腐殖酸配施能显著提高土壤脲酶和磷酸酶活性，在整个生育期能为大蒜生长提供较为充足的氮素和磷素。

表3　不同施肥处理对大蒜成产因素及产量的影响

表4　不同施肥处理对土壤理化性质的影响

图1　不同施肥处理对土壤脲酶活性的影响

图2　不同施肥处理对土壤磷酸酶活性的影响

3　结论与讨论

叶绿素是植物体内参与光合作用的重要色素，其含量反映了叶片在一定时期内持续供应光合产物的能力，叶绿素a/b下降的程度一般用来评定作物的抗旱性（董彩霞 等，2005）。李焱等（2009）研究表明，土壤中施用腐殖酸可显著提高作物叶片光合色素含量。本试验结果表明，锌钼与腐殖酸配施对叶绿素含量提高的效果优于单施锌钼或腐殖酸以及常规施肥模式。锌是光合作用碳代谢过程中关键酶的激活剂，钼也参与植物体内的光合作用，且参与还原反应，而腐殖酸的分子中含有的功能基，能促进某些光合作用相关酶活性，可能是锌钼与腐殖酸配施提高叶绿素含量的原因（陆景陵，2002；武维华，2008；张沁怡 等，2015）。本试验中锌钼与腐殖酸配施可显著降低叶绿素a/b，这可能是作物通过叶绿素循环调节以适应不同的生理环境造成的，叶绿素a/b的降低对叶绿体的光合活性具有重要意义，叶绿素a/b降低时叶绿体2，6-二酚还原能力增强，叶绿体光合磷酸化活性提高，光合能力增强，这可能与施锌有关，锌能增强高温和供水不足条件下叶片蛋白质构象的柔性，从而提高植物的抗旱性（张明生和谈锋，2001）。

POD、SOD、CAT是植物体内主要的抗氧化酶类，它们均能消除H2O2，从而延缓植物器官的衰老。本试验结果表明，锌钼与腐殖酸配施能显著提高作物叶片POD、SOD、CAT活性，这与刘巘等（2013）的研究结果一致。其原因可能为锌是Cu-ZnSOD的主要组成物质，对Cu-ZnSOD结构的稳定性起到关键作用；钼则参与了根瘤菌的固氮作用，为抗氧化酶类合成提供了原料；而腐殖酸可作为螯合剂螯合土壤中的锌、钼，提高其有效态浓度，有利于作物的吸收（黄昌勇，1999；李丽君 等，2014）。

本试验条件下，各处理产量与CK相比都显著提高，其中锌钼与腐殖酸配施的增产作用最大，这与刘小文等（2010）的研究一致。腐殖酸不但能促进植物根系的生长，增强根系活力，提高大蒜的抗逆能力，起到增产的效果。此外，腐殖酸具有防病增产作用，也可能影响了大蒜产量的形成（马桂珍 等，2002），而锌钼与腐殖酸配施的增产作用说明了腐殖酸与微量元素配施能形成良好的互补优势。

本试验表明，锌钼与腐殖酸配施可有效提高土壤有机质含量，与前人（王旭东 等，2000；李惠霞和陈萍，2014）研究结果一致。锌钼与腐殖酸配施与其他处理相比，速效磷和速效钾含量显著提高。已有研究表明（刘秀梅 等，2005；庞强强等，2015），腐殖酸具有较强的复合能力，能与矿物层间固定位上的钾竞争固定位点，从而释放出部分非交换性钾，这可能是土壤中速效钾含量升高的原因。另外，腐殖酸能提高土壤中微生物活性，也会减少土壤对钾的固定（杜振宇 等，2012）。土壤中速效磷含量的升高，除微生物的活动对磷素的分解、矿化和固定作用外，土壤中速效磷通常以负离子的形式存在，而腐殖酸对负离子产生排斥作用，使速效磷在土壤中更容易保留也是速效磷含量升高的原因（杨凯 等，2009）。

土壤中各种生化反应是在各种酶的参与下完成的，脲酶和磷酸酶都属于水解酶，其活性直接影响土壤中氮素和磷素的供应状况（刘卫群 等，2000）。本试验结果表明，锌钼与腐殖酸配施能显著提高土壤脲酶和磷酸酶活性，单施腐殖酸的处理酶活性也较高，也与前人研究结果一致（贺婧 等，2009）。其原因可能为：① 腐殖酸是一种深色物质，深色土壤吸热快，土温相对较高，有利于土壤中微生物生长（牛育华 等，2008）；② 腐殖酸具有酸性，能对碱性土壤起到一定的缓冲作用，使土壤pH更接近于酶促反应最适pH，影响酶活性中心的空间构象，从而提高了酶的活性（朱新严和高玲，2011）；③ 腐殖酸包含羰基、羧基、醇羟基和酚羟基等多种活性官能团，在碱性土壤中，能对土壤中Cd、Pb等重金属进行固定、吸附，而对Zn、Mo进行固定、吸附时，由于条件稳定常数很低，离解度较高，从而抑制了重金属毒害，提高了锌钼的有效性。同时重金属离子对酶具有抑制作用，腐殖酸对重金属离子的固定起到了激活酶的作用（闫双堆等，2007；傅海燕 等，2009；陈荣平 等，2014；郑红磊 等，2015）；④ 对土壤微生物而言，腐殖酸也是促进其生长发育的生理活性物质（朱灵峰，2003；田春丽 等，2012）。

综合评价，锌钼与腐殖酸配施能显著提高大蒜叶片叶绿素含量、提高叶片抗氧化能力、增强土壤酶活性、改善土壤理化性质，增加大蒜产量，产量可达20.13 t·hm-2，比当地传统施肥增产14.83%。在河南蒜区大蒜生产中，锌钼与腐殖酸配施是较适宜的施肥方案，但锌、钼之间的协同与拮抗作用机理至今仍不清楚，需进一步研究。

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Effects of Zinc，Molybdenum and Humic Acid Application on Physiological Characteristics of Garlic and Soil Properties

WANG Xi-zhi1，WANG Chong-hua1，WANG Li-he1*，WANG Jun-zhong2，TIAN Chun-li1
（1Henan Vocational College of Agriculture，Zhongmou 451450，Henan，China；2Soil and Fertilizer Station of Henan Province，Zhengzhou 450002，Henan，China）

Abstract：Effects of combined application of zinc，molybdenum and humic acid on chlorophyll content，antioxidant，garlic yield and soil physical，chemical and biological indicators were studied in this paper. The experiment consists of 4 treatments，including regular fertilizing（CK），regular fertilizing +zinc+molybdenum（T1），regular fertilizing+humic acid（T2），regular fertilizing+ zinc+molybdenum+humic acid（T3）. The results indicated that T3 could not only increase the plant height，stem diameter，garlic diameter and yield，but also significantly increase the chlorophyll content of garlic leaf blades，improve the activities of POD，SOD and CAT. T3 was also beneficial for strengthening soil enzyme activity，improve soil physical and chemical properties. The garlic plant treated by T3 could yield 20.13 t·hm-2，which was 14.83% more than that by traditional fertilizing at locality. To put it short，T3 has very good effect on increasing garlic yield and improving soil fertility in Henan Province.

Key words：Garlic；Humic acid；Zinc；Molybdenum；Yield；Chlorophyll；Soil enzymatic activity；Soil fertility

基金项目：河南省教育厅科学技术研究重点项目（13B210065）

收稿日期：2015-08-03；接受日期：2015-11-26

*通讯作者（

Corresponding author）：王立河，男，硕士，教授，主要从事土壤与植物营养方面的研究，E-mail：2390338791@qq.com