黄腐酸复合肥对盐碱地小麦生长、产量、效益及土壤理化性质的影响

陈宝成 周华敏 梁 海 王桂伟 韩 哲 满晟群

1 土肥资源高效利用国家工程实验室/山东农业大学资源与环境学院 泰安 271018

2 养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室/金正大生态工程集团股份有限公司临沂 276000

黄腐酸是腐植酸中具有活力的组成部分，其分子量较小、易溶于水、抗絮凝性能好、活性官能团多，化学活性和生物活性很高，在农业上应用广泛，有较好效果[1]。黄腐酸可以提氮、解磷、促钾，有利于提高肥料利用率[2，3]，有助于促进土壤团聚体形成，改善土壤理化性质[4]；黄腐酸还可以增强光合作用，促进作物生长，调控作物叶面气孔开放度、减少蒸腾、提高抗旱能力等[5]。目前市面上的黄腐酸类肥料产品有黄腐酸微生物菌剂、黄腐酸有机无机复混肥、黄腐酸水溶肥/叶面肥、黄腐酸螯合微量元素肥料等，增产作用良好，市场反响佳[6]。研究表明，水稻施用10 kg/667 m2的黄腐酸营养液，可以促进水稻分蘖，增加水稻穗数和穗粒数，提高水稻产量和经济效益[7]；黄腐酸微生物菌剂能促进小麦根系生长，增加小麦分蘖数，产量可提高15.4%，亩增收47.97元[8]；小麦控释尿素配施黄腐酸可显著提高养分供应强度，可提高小麦产量、肥料利用率和净收益[9]；黄腐酸玉米肥效试验显示，黄腐酸可提高尿素利用率30%、提高磷肥利用率10%～20%、提高钾肥利用率30%以上，并提高作物抗性[3]。

在我国西北、东北、华北等地区的盐碱地中，长期施用黄腐酸可以改善土壤团聚体、水、肥、气、热等状况，使表土盐分、酸碱度明显降低，土壤交换量增大，为植物创造出一个适宜的生长环境。北方产麦区施用黄腐酸产量增长达6.8%～12.7%，且抗旱效果明显[10]。轻中度含盐量的盐碱地具有较大的改良利用价值，目前有关黄腐酸与复合肥结合在盐碱地栽培小麦效果的研究还较少。本试验研究滨海轻度盐碱地施用黄腐酸复合肥对小麦生长、经济效益及土壤理化性质的影响，以期为该区域条件下合理施肥提供科学依据。

1 试验材料及方法

1.1 试验地点

试验地设在山东省滨州市无棣县滨海盐碱地。

1.2 试验材料

供试土壤：土壤为轻含盐量滨海盐土，其基本理化性状如下：全盐含量为0.15%，全氮含量为1.10 g/kg，有效磷含量为10.6 mg/kg，速效钾含量为158.93 mg/kg，有机质含量为13.20 g/kg，交换性钙含量为440.55 mg/kg，交换性镁含量为210.23 mg/kg，pH 8.5（水土比2.5∶1），粘壤土质地。

供试肥料：普通复合肥（16-15-5），黄腐酸复合肥料1（16-15-5，黄腐酸含量7%），黄腐酸复合肥料2（16-15-5，黄腐酸含量12%），黄腐酸复合肥料3（16-15-5，黄腐酸含量17%），黄腐酸钙镁肥（黄腐酸含量≥20%，Ca+Mg≥5%）。以上肥料均由山东泉林嘉有肥料有限责任公司提供。

供试小麦：冬小麦，品种为“小偃81”，生育期240天。

1.3 试验设计

采用田间小区试验，设6个处理，其中处理1：空白（CK），不施肥；处理2：普通复合肥（CF）；处理3：黄腐酸复合肥1（CFA1），低量黄腐酸；处理4：黄腐酸复合肥2（CFA2），中量黄腐酸；处理5：黄腐酸复合肥3（CFA3），高量黄腐酸；处理6：黄腐酸复合肥1+黄腐酸钙镁肥（CFAG）。除空白处理外，各处理均施用相对应的复合肥1500 kg/hm2，处理6掺混了600 kg/hm2黄腐酸钙镁肥。每个处理3次重复，共18个小区，每个小区面积6 m×5 m=30 m2。种值时间为2017年10月15日，施肥方式为开沟施肥，沟深10 cm。

1.4 测定指标及方法

小麦播种前采集试验区的基础土样。在小麦苗期、返青期、孕穗期和成熟期分别采集0～20 cm土层的土样。

土壤理化性质按照土壤农业化学标准分析方法测定。土壤pH值：水土比为2.5∶1，采用pH计测定；土壤硝态氮和铵态氮：采用0.01 mol/L CaCl2浸提，BRAN+LUEBBE流动注射分析仪（AA3—A001—02E）测定；土壤有效磷：采用0.5 mol/L NaHCO3浸提后，用Smartchem 200流动注射分析仪测定；土壤速效钾：采用1 mol/L NH4Ac（pH 7.0）浸提——火焰光度法测定；土壤有机质：采用重铬酸钾——硫酸加热氧化法；植株叶片叶绿素相对含量（SPAD值）：在小麦苗期、返青期、孕穗期和成熟期，采用日本Minolta公司生产的SPAD-502叶绿素仪测定；株高：在小麦孕穗期和成熟期，采用直尺测量；生物量及产量：在小麦成熟期，每小区随机选取3个点，每个点选3行（每行选1 m长收获）小麦收获地上部分，取回，晒干，称重得到生物量；晒干的小麦脱粒，称重得到籽粒产量。

氮肥养分利用率=（施肥处理小麦吸收N量-空白处理小麦吸收N量）/所施肥料中N总量×100%；

磷肥养分利用率=（施肥处理小麦吸收P2O5量-空白处理小麦吸收P2O5量）/所施肥料中P2O5总量×100%；

钾肥养分利用率=（施肥处理小麦吸收K2O量-空白处理小麦吸收K2O量）/所施肥料中K2O总量量×100%。

1.5 数据分析

试验相关数据采用Excel 2010和SAS 8.0软件进行整理、处理和统计分析，采用ANOVA进行方差分析，不同处理间采用Duncan’s Multiple Range Test方法检验各处理平均数在P<0.05水平上的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 黄腐酸复合肥对小麦生长的影响

2.1.1 黄腐酸复合肥对小麦株高的影响

不同处理的孕穗期和成熟期小麦株高测定结果见图1。结果显示，黄腐酸复合肥处理不同程度增加了小麦株高。小麦孕穗期，黄腐酸复合肥处理与CK相比株高增加了3.10～4.30 cm，差异显著；与普通复合肥相比株高增加了1.03～2.23 cm，其中处理CFA1、CFA2、CFA3与普通复合肥处理相比，株高差异达显著水平，CFAG处理与普通复合肥处理相比，株高差异不显著。小麦成熟期，黄腐酸复合肥处理与CK相比株高增加了0.72～3.16 cm，株高差异不显著，与普通复合肥相比株高增加了0.53～2.97 cm，株高差异不显著。与普通复合肥相比，CFAG处理没有显著增加小麦株高，说明供试土壤加入600 kg/hm2黄腐酸钙镁肥对小麦生长没有显著效果，其原因是供试土壤中交换性钙镁含量较高，小麦不缺乏钙镁营养，施用钙镁肥效果不佳。

图1 不同处理对小麦孕穗期、成熟期株高的影响Fig.1 Effects of different treatments on plant height of wheat at booting and maturity stages

2.1.2 黄腐酸复合肥对小麦叶片SPAD值的影响

不同处理对小麦主要生长期叶片SPAD值的影响见表1。由表可知，小麦苗期、返青期、孕穗期、成熟期各施肥处理叶片SPAD值高于CK，但大都差异不显著；所有黄腐酸复合肥处理与普通复合肥处理相比，在小麦苗期、返青期及孕穗期叶片SPAD差异不显著；成熟期黄腐酸复合肥处理的CFA1、CFA2与普通复合肥处理间，小麦SPAD值差异不显著，而黄腐酸复合肥处理的CFA3、CFAG叶片SPAD值显著低于普通复合肥处理。总体上，黄腐酸复合肥对小麦叶片SPAD值影响不大。

表1 不同处理对小麦主要生长期叶片SPAD值的影响Tab.1 Effects of different treatments on SPAD value of wheat leaf at the main growth stages

2.2 黄腐酸复合肥对小麦产量的影响

收获后测定不同处理小麦产量见表2。结果显示，在小麦生物量方面，各黄腐酸复合肥处理与CK相比差异达显著水平，增加幅度达22.07%～25.53%，但与普通复合肥相比，差异不显著；在小麦籽粒产量方面，各黄腐酸复合肥处理与CK相比差异达显著水平，增产21.84%～36.17%，与普通复合肥相比，除了CFAG处理外，其他黄腐酸复合肥处理均可显著增加籽粒产量，增产达9.58%～11.76%。

Ca2+、Mg2+能促进土壤团聚体形成，减少土壤颗粒分散，促进其他阳离子交换，增加田间灌水时对其他盐分的淋洗，也能提供土壤Ca2+、Mg2+营养元素[11]，所以本试验设了CFAG处理。但CFAG与CF处理相比，没有显著增加小麦籽粒产量，原因如下：一是该供试土壤钙镁养分较为丰富，施用钙镁肥没有明显效果；二是加入的黄腐酸钙镁肥在土壤中释放出Ca2+、Mg2+，增加了根系周围土壤盐分含量，对小麦生长起到了抑制作用。

测定结果还表明，黄腐酸复合肥提高了小麦籽粒产量所占生物量的比例，说明黄腐酸复合肥能较好地促进小麦营养物质从秸秆向籽粒转移，从而提高了籽粒产量。

表2 不同处理对小麦产量的影响Tab.2 Effects of different treatments on the yield of wheat

2.3 黄腐酸复合肥对小麦经济效益的影响

根据小麦产量、小麦单价、肥料成本、其他成本，计算小麦生产纯收入及增收情况，具体结果见表3，其中小麦单价为2.40元/千克。结果表明，不同处理小麦总收入不同，黄腐酸复合肥处理肥料成本高于普通复合肥处理，每公顷多支出450～550元，但除了CFAG处理外，其他黄腐酸复合肥处理纯收入高于普通肥处理，差异达显著水平；每公顷增收571.48～765.38元，其中纯收入最高的是CFA3处理，为4829.04元/公顷；CFAG处理总收入每公顷比普通肥复合肥处理虽然增加了368.86元，但由于CFAG处理施用的肥料成本每公顷比普通复合肥肥处理增加了550元，所以CFAG处理比普通肥复合肥处理每公顷纯收入减少了181.14元；CK虽然产量最低，每公顷总收入只有8834.16元，但由于该处理没有施肥成本，所以每公顷纯收入达到4834.16元，比普通肥复合肥处理还高770.50元，此为一季作物的试验结果，若随着试验栽培季的增加，CK的地力会不断减退，作物的产量和纯收入也会随之大幅减少；黄腐酸复合肥处理地力得到改善，作物产量和纯收入会随之增加。

表3 不同处理对小麦经济效益的影响Tab.3 Effects of different treatments on the economic benefit of wheat

2.4 黄腐酸复合肥对土壤理化性质的影响

2.4.1 黄腐酸复合肥对土壤pH的影响

不同处理对小麦主要生长期耕层土壤pH的影响见表4。由表可知，在小麦主要生长期（苗期、返青期、孕穗期、成熟期）各处理间耕层土壤pH几乎均没有显著差异，且数值均在8.13～8.35之间。得出此结果的原因可能是由于土壤具有酸碱缓冲性，试验所用施肥量不足以造成土壤pH值产生显著性改变。

表4 不同处理对小麦主要生长期耕层土壤pH的影响Tab.4 Effects of different treatments on the surface soil pH at the main growth stages of wheat

2.4.2 黄腐酸复合肥对土壤氮磷钾养分含量的影响

不同处理对小麦成熟期土壤养分含量的影响见表5。由表可知，各施肥处理土壤铵态氮、硝态氮、有效磷含量均显著高于CK；在速效钾含量方面，只有CFA1处理与CK间差异显著，其他各施肥处理与CK间差异不显著；黄腐酸复合肥处理土壤铵态氮含量在19.06～21.00 mg/kg之间，硝态氮含量在33.88～38.91 mg/kg之间，有效磷含量在14.09～16.02 mg/kg之间，速效钾含量在162.86～179.85 mg/kg之间，多数高于普通复合肥处理，其中黄腐酸复合肥处理与普通复合肥处理间铵态氮、硝态氮、有效磷养分大多差异达显著水平，而速效钾含量差异不显著。综上，黄腐酸复合肥有增加土壤氮磷钾养分含量的趋势，可为作物生长提供较好的养分条件。

表5 不同处理对小麦成熟期土壤养分含量的影响Tab.5 Effects of different treatments on nutrient content of soil at maturity stages of wheat mg/kg

2.5 黄腐酸复合肥对小麦养分利用率的影响

不同处理对小麦养分利用率的影响见表6。由表可知，黄腐酸复合肥处理不同程度地提高了氮磷钾养分利用率，其中氮肥养分利用率在20.13%～23.80%之间，比普通复合肥增加4.68%～23.76%，除CFA3处理与普通复合相比差异显著外，其他处理与普通复合相比，差异均不显著；磷肥养分利用率在14.60%～15.68%之间，比普通复合肥增加9.94%～18.07%，差异达显著水平；钾肥养分利用率在30.54%～35.62%之间，比普通复合肥增加7.95%～25.91%，差异达显著水平。可见，黄腐酸复合肥有利于提高氮磷钾养分利用率，适合在盐碱地土壤上施用，其中黄腐酸复合肥处CFA2、CFA3效果相对较好。

表6 不同处理对小麦养分利用率的影响Tab.6 Effects of different treatments on nutrient use efficiency of wheat %

3 结论

（1）黄腐酸复合肥在黄河三角洲滨海轻度盐碱地能较好地提供土壤氮磷钾养分，提高了氮磷钾养分利用率，对于小麦有较好的增产增收效果，在试验所涉及的土壤及施肥量下，小麦增产10%左右，每公顷增收600元左右。

（2）黄腐酸复合肥在试验所用施肥量条件下，对土壤pH、小麦叶片SPAD值影响不显著，但在一定程度上增加了小麦株高。

黄腐酸复合肥在黄河三角洲滨海轻度盐碱地小麦一年栽培中，虽有较好的增产和增收效果，但具体的增产增收机理，特别是黄腐酸复合肥对土壤水分含量、盐分迁移等方面的影响，本试验没有进行全面深入的探讨，在今后的试验中应进行进一步研究。