海藻肥改良苹果园退化土壤的研究进展

崔维香， 刘正一, 王明鹏， 王学江， 张建设， 秦 松

(1. 浙江海洋大学 国家海洋设施养殖工程技术研究中心， 舟山 316022； 2. 中国科学院 烟台海岸带研究所， 烟台 264003； 3. 哈尔滨工业大学 市政环境工程学院， 哈尔滨 150090； 4. 五洲丰农业科技有限公司， 烟台 264003)

海藻肥改良苹果园退化土壤的研究进展

崔维香1， 刘正一2, 王明鹏3， 王学江4， 张建设1， 秦 松2

(1. 浙江海洋大学 国家海洋设施养殖工程技术研究中心， 舟山 316022； 2. 中国科学院 烟台海岸带研究所， 烟台 264003； 3. 哈尔滨工业大学 市政环境工程学院， 哈尔滨 150090； 4. 五洲丰农业科技有限公司， 烟台 264003)

海藻肥是以天然海藻为原料精制而成的一种新型生物有机肥料，其营养成分丰富且含有多种植物生长激素，有促进植物生长、增加果实产量、提高果实品质、抵抗环境胁迫及预防病虫害等功效，同时有改良退化土壤的作用。从海藻肥改良苹果园退化土壤这一领域进行综述，旨在为海藻肥的研究及应用提供参考。

海藻肥；苹果园退化土壤；土壤改良

1 海藻肥的开发与利用

1.1 海藻肥的功效

海藻肥是以天然海藻为原料，通过物理、化学或生物方法精制而成的天然有机肥料，其含有丰富的植物生长激素、赤霉素、细胞分裂素、维生素、氨基酸、微量元素以及海藻多糖、高度不饱和脂肪酸、海藻酸等活性物质[1-2]，能够促进植物生长，对退化土壤也有着积极的改良功效。其功效可概括为：促进植物生长及增产、抵抗环境胁迫及预防病虫害、土壤改良及修复3个主要方面。

研究发现，海藻提取物可以提高种子发芽率[3]，促进植物生长发育、提高产量[4-5]，特别在植物根系发育和主茎粗壮方面效果尤为明显；可以提高植物叶绿素酶活性[6]，提高叶绿素酶降解叶绿素的速率，增加植物体内叶绿素含量，延缓植物衰老、有利于果实成熟；可以提高作物抗逆能力以及预防多种真菌病害[7]；可以作为土壤改良剂，改善土壤结构修复退化土壤[8]。

1.2 海藻肥的施用方式

海藻肥既可以作为基肥使用，培肥土壤，也可以用作追肥使用，提供植物后期生长所需要的各种营养成分。通常来讲：海藻肥有根施、浸种和叶喷3种施用方式。海藻肥根施，一方面可以提高土壤中有机质的含量，补充土壤表层中亏缺的营养成分，提高土壤肥力；另一方面可以促进土壤中微生物的生长，特别是固氮微生物，有利于土壤有机质的分解和利用，微生物的分泌物也可以作为一种土壤调节物质，改良土壤；海藻肥叶喷能够快速地补充植物所需的营养成分，避免植物因营养不良而导致各种病害的发生，相比海藻肥根施能够最大限度地减少营养成分的流失。叶喷还能够在植物不同的生长阶段、不同的种植密度等状态下进行，便于大规模机械化操作的进行[9]，有利于综合化管理。

另外，海藻肥浸泡种子也取得了较好的效果，可明显提高种子发芽率。因此，在农作物施肥期间，要充分考虑到作物不同生育期、不同苗情以及不同土壤肥力的实际状况，因地制宜用肥，采用叶面喷施与根部施肥相结合的策略，发挥叶面喷施植物养分吸收速度快和根部施肥土壤肥力持久的特点，达到高效的施肥效果。

2 海藻肥对苹果园土壤的影响

土壤是苹果生长的基础，保肥保水、通透性强、有机质含量丰富的土壤，是苹果生长的基本条件。由于中国各苹果产区的地理位置存在较大差异，这使得各产区苹果园的土壤质地、营养状况和 pH 存在很大差异。近年来，在果园土壤管理中，苹果园土壤出现不同程度的土壤退化问题，包括土壤酸化、土壤板结、有机质含量低以及苹果重茬再植土壤障碍等，北方苹果产区土壤酸化问题也呈日益加重的趋势，其中山东胶东半岛，包括威海、烟台、日照等苹果产区均出现了不同程度的土壤酸化问题[10-11]，严重影响了苹果产业的发展，改良酸化土壤成为苹果园田间管理的首要任务。海藻肥作为纯天然无毒无害的有机生物肥料，不仅可以提高土壤肥力，在改良退化土壤方面也展示出一定的优势，是符合国家“十三五”规划关于“化学肥料减施增效”这一新政策的新型肥料品种。

2.1 对土壤理化性质的影响

土壤质量的核心内容包括土壤pH和土壤有机质。果树研究者指出最适宜苹果生长的土壤pH通常维持在6.0左右，除此之外，土壤pH过高或过低都会影响植物的健壮生长甚至土壤养分的有效利用[12]。土壤pH过低会加速众多盐基离子的淋失，致使苦痘病、水心病和痘斑病等果实生理病害的染病率提高；其次，土壤酸化还会提高锰、铝离子溶解度，造成锰、铝毒害，减少土壤微生物活动量，降低大量的土壤酶活性，使得土壤营养有效性降低，引发果树树体营养不良、树体矮小以及果实产量和品质下降等问题。海藻肥通常呈中性或碱性，施用海藻肥可以增加土壤pH，对酸性土壤起到一定程度地调节作用。

土壤有机质作为土壤固相部分的重要组成成分之一，其能够提供给土壤微生物良好的生存环境，有利于土壤微生物的繁殖，从而提高土壤的通气性，改良土壤结构，促进土壤团粒结构形成[13]。有果树研究者对山东胶东半岛烟台和威海两个苹果产区的15 538个苹果园进行土壤有机质含量测定。结果表明，烟台和威海两产区的大多数果园有机质含量普遍偏低[14]，因此，果园土壤有机质含量的提高也是果园田间管理急需解决的重要问题。据葛顺峰等[15]研究发现海藻肥施用量与连作土壤中有机质含量呈一定的正相关性，这说明施用海藻肥能够提高土壤中有机质含量。

此外，海藻肥中还含有一种特殊成分——海藻酸钠，海藻酸钠具有水溶性的特性，溶于水后海藻酸钠的-COO-、-OH基团能够与重金属离子形成稳定的络合物[16]，降低土壤中重金属对作物的毒害，从而营造出健康的土壤环境[17]。

2.2 对土壤生物性质的影响

一般来讲，土壤生物性质即指土壤微生物性质。研究表明海藻及海藻提取物对土壤微生物生长起着积极作用，并能促进微生物分泌土壤调节物质。Alam等[18]研究发现用泡叶藻提取物对草莓植株进行处理，草莓根际微生物的数量和生理活性都有一定程度地提高。另外，研究者将泡叶藻提取物应用于胡萝卜也得到相类似的结果[19]。另外，有研究者发现海藻提取物对土壤中根瘤菌的繁殖具有促进作用，帮助根瘤形成，一定程度上增强了植物固氮作用[20]。李智卫等[21]用海藻发酵肥对苹果树进行施肥处理发现海藻发酵肥大幅度地增加了土壤中可培养细菌与可培养放线菌的数量，这可能归因于海藻肥中所富含的维生素和微量元素等成分，研究发现它们是培育土壤细菌的重要营养成分。

海藻肥对苹果的处理也表现出良好的效果，能够显著地提高苹果抗逆能力，包括苹果抗病、抗旱、抗寒等能力。苹果连作障碍是造成苹果病害的主要原因之一，其主要因土壤中营养元素亏损、土壤中有害微生物大量繁殖以及土壤中的自毒物质等因素形成。研究发现苹果连作障碍的自毒物质以酚酸类化合物为主，而真菌也是某些地方造成苹果自毒物质的一个重要因素。葛顺峰等[15]研究表明，施入海藻肥后，土壤中真菌数量明显减少，酚酸类物质含量也显著降低，土壤中细菌总量大幅度增加，苹果连作障碍减轻，起到改良苹果园退化土壤的作用。

3 发展潜力与方向

我国海藻资源十分丰富，海藻肥的原料充足。海藻肥作为一种新型天然有机肥料，产品种类越来越多，目前已经覆盖几十个肥料品种，逐步满足了农民用肥的各种需求，海藻肥在肥料市场上的竞争也逐渐具有优势，具有巨大的发展空间。为了更好地发挥海藻肥的功效，提高土壤肥力，达到减肥增效的目的，可以从以下两个方面利用海藻肥。

3.1 海藻肥与生物炭配合使用

生物炭(Biochar)是指有机材料在缺氧条件下热裂解后得到的产物，其理化性质相对较稳定，具有含碳率高、孔隙结构丰富、呈碱性、比表面积大等特点[22]，是良好的土壤改良剂。生物炭作为肥料的增效载体能够提供肥料养分的缓释性能[23]，研究其与海藻肥混施的功效可以为海藻肥的应用开拓一个新方向，但是具体应用效果还有待研究。

3.2 海藻肥与水肥一体化模式配合使用

水肥一体化是指水肥同步管理的一项集约用水用肥的农业技术，其使水肥以优化组合的状态提供给作物吸收利用，实现水和肥的高效利用与管理，又称“水肥耦合”或“灌溉施肥”[24]。果园水肥一体化节水灌溉技术是指专门适合在果园中使用的水肥一体化技术，其具有水肥利用率高,节水降耗增效明显的特点,是果园综合管理的一项栽培措施。实践证明，果园水肥一体化技术节水率可达到 50%甚至90%以上[25]。采取水肥一体化果园与大水漫灌果园比较，可以更好地保持肥料中的养分，减少肥料中养分的淋失，尤其是在表层土壤中，碱解氮的含量得到明显提高。海藻肥是一种水溶性肥料，其满足水肥一体化技术对肥料的要求，这也将是海藻肥在肥料市场上竞争的新优势。

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Research progress of seaweed fertilizer as conditioners on degraded soil in apple orchard

CUI Wei-xiang1, LIU Zheng-yi2, WANG Ming-peng3, WANG Xue-jiang4, ZHANG Jian-she1, QIN Son2

(1. National Engineering Research Center for Marine Aquaculture, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022; 2. Yantai Institute of Costal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003; 3. School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090; 4. Worldfull Technology Co., LTD, Yantai 264003, China)

Seaweed fertilizer, as a kind of new bio-organic fertilizer, is made of natural seaweed, which is rich in nutrients and varieties of growth-promoting factors. It can obviously promote plant growth, increase fruit yield, improve fruit quality, resist to environmental stresses, prevent pest and disease damage, etc., furthermore, it can also play a critical role in the improvement and repair of degraded soil. This paper summarizes recent advances in the analysis of the effects of seaweed fertilizer on the degraded soil and aims to serve.

seaweed fertilizer; degraded soil in apple orchard; soil remediation

2016-08-15；

2016-09-05

海藻发酵提取物在种植业中的应用(2014-1-1126)；海洋公益性行业科研专项经费项目(项目编号：201505022)

崔维香，硕士研究生，研究方向为海藻生物资源利用，E-mail：stevenweixiang@163.com

秦 松，教授，博士生导师，研究方向为海岸带植物资源及应用、海洋微生物技术、海藻分子生物技术和海洋藻类生态等，E-mail: sqin@ yic.ac.cn

S158.1

A

2095-1736(2017)04-0098-03

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2017.04.098