腐植酸肥料对滨海盐碱地土壤性状及番茄生长和品质的影响

丁守鹏，张国新，姚玉涛，孙叶烁，丁冯洁

（河北省农林科学院滨海农业研究所/河北省盐碱地绿化工程技术研究中心/唐山市植物耐盐研究重点实验室，河北 唐山 063200）

盐碱地为耕地潜在的后备资源，我国盐碱地总面积约3 600 万hm2，如何合理利用盐碱地越来越受到人们的高度关注[1]。环渤海地区为我国设施蔬菜主要产区，目前该区土壤盐渍化程度日益加重，已经极大地影响了蔬菜的高效生产。因此，对滨海盐碱地设施土壤进行改良培肥显得十分重要。

腐植酸为具有阳离子强吸附力和交换容量的有机胶体物质，能够促进土壤形成团粒结构，且其酸性功能团释放出的H+与OH-反应生成H2O，还能够降低土壤碱性[2]。腐植酸能有效提高土壤有机质含量，缓释氮钾素、活化磷素，提升土壤肥力，还能有效提高土壤微生物数量和土壤酶活性，改善土壤理化性能，是一种优良的盐碱地土壤改良剂[3]。张继舟等[4]研究发现，在设施土壤中添加腐植酸，能够有效提高土壤有机质、速效磷和速效钾含量。王沙沙等[5]试验发现，在盐碱地实施秸秆还田及施用硝基腐植酸，可降低土壤含盐量，促进水稻生长，提高水稻产量。腐植酸为一种新型有机肥料，除能够改善土壤质量外，还能够促进作物生长发育，提高果实品质，增加果实的可溶性糖含量并降低有机酸含量。王秀龙等[6]研究表明，施腐植酸水溶肥可显著增加株高和茎粗，明显提高大白菜产量。张彩虹等[7]发现，添加黄腐酸钾可显著增加小白菜的生物量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量。刘增照等[8]研究发现，施用腐植酸能提高猕猴桃果实的可溶性糖、Vc 以及干物质含量，降低可滴定酸含量，增大糖酸比，改善果实的营养与口感品质。

为了明确腐植酸肥料在滨海盐碱地上的应用效果，在河北省滨海地区改良后的重盐碱地上进行不同类型腐植酸的肥效试验，通过比较土壤理化性质以及番茄的生长性状和果实性状等，以期筛选出适合盐碱地番茄优质高产的最佳腐植酸肥料种类与施用量，为腐植酸肥料在盐碱地番茄生产上的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020 年1～6 月在河北省农林科学院滨海农业研究所滨海重盐碱地高效利用示范基地设施大棚内进行。试验区地处渤海唐山湾生态城，距渤海9 km，属大陆型季风气候，年平均气温10.8～12.6 ℃，无霜期180～188 d，年降水量600～700 mm，且降水集中分布在6～9 月；土壤类型为盐化潮土，盐分以NaCl为主，综合改良后耕层盐分降至3 g/kg 左右，土壤容重1.38 cm3，0～20 cm 耕层土壤基础养分含量为有机质13.54 g/kg、碱解氮54.49 mg/kg、速效磷26.91 mg/kg、速效钾376.77 mg/kg。

1.2 试验材料

番茄品种为纽内姆1618。

腐植酸肥料有腐植酸原粉（腐植酸含量≥50%）、硝基腐植酸（腐植酸含量40%～60%） 和黄腐酸钾（黄腐酸含量40%～60%）3 种。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 腐植酸肥料作为底肥在番茄移栽前整地时一次性施入，试验腐殖酸肥料设腐植酸原粉、硝基腐植酸和黄腐酸钾3 种，施用量均设600 和1 200 kg/hm2计2 个水平；以不施腐植酸肥料处理为CK（表1）。小区面积6.0 m×0.7 m，采用完全随机设计，3 次重复。

表1 试验设计的腐植酸肥料种类及其用量Table 1 Types and dosages of humic acid fertilizers in the experiment

番茄1 月底育苗，3 月初移栽。整地后，按间距40 cm、垄宽30 cm、垄高15～20 cm 做畦垄；在垄上按株距40 cm 单行定植番茄苗，然后铺设1 条滴管（孔距20 cm，流量2.4 L/h），移栽后滴水3 h；15 d 后用黑膜覆盖。采用负压计指示法滴灌，其中番茄生长前期的滴灌压力为-15 kPa，花期和果期的滴灌压力为-10 kPa 滴灌，每次浇水40 min。番茄第1 穗果直径达到3 cm 左右开始，每10 d 追施1 次氮磷钾冲施肥（N、P2O5、K2O 含量分别为14%、14%和30%），施用量70.0 kg/hm2；3 穗果时打顶；病虫害防治和除草等日常田间管理均按照当地习惯进行。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 土壤理化性质指标。分别在番茄定植前和拉秧后，每畦间隔3 m 等距离选择2 个样点，钻取地表0～20 cm 土壤，测定土壤理化性质指标。取土样适量，按照水土体积比5 ∶1 浸提后，利用DDS-11A 型雷磁电导率仪测定电导率；按照水土比2.5 ∶1 浸提后，利用PHSJ-4F 型雷磁pH 计测定pH 值；采用碱解扩散法测定碱解氮含量；采用钼锑抗比色法测定速效磷含量；采用火焰光度法测定速效钾含量；采用浓硫酸-重铬酸钾容量法测定有机质含量。

1.3.2.2 番茄植株生长指标。每畦选择长势一致的番茄5 株，在番茄盛果期，利用直尺测量株高（土壤表面至生长点的高度），利用游标卡尺测量茎粗（第1 节位近子叶部的直径），利用SPAD502 型叶绿素仪测定倒5 叶的SPAD 值；在番茄拉秧期，用电子秤（精度：0.01 g）分别称量植株的地上部和地下部鲜重。

1.3.2.3 番茄果实产量和品质指标。在番茄盛果期，每小区均采集2 穗果果实5 个，用榨汁机打碎混匀，采用四等分法取样，测定果实品质指标。利用WYT-J型手持折光仪测定可溶性固形物含量；采用用2，6-二氯靛酚滴定法测定Vc 含量；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量；采用氢氧化钠滴定法测定有机酸含量。计算糖酸比（可溶性糖含量/有机酸含量）。

每株保留3 穗果实，每穗果实成熟后分别采收，用电子秤（精度：0.01 kg）称重，折合单位面积产量。

1.3.3 数据处理与分析 采用Microsoft office 2016 和SPSS 17.0 软件对试验数据进行处理与分析，采用one-way ANOVA 法进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 腐植酸肥料对土壤理化性质的影响

腐植酸肥料处理的土壤碱解氮含量为75.63～92.40 mg/kg，除 T6处理略＜CK 外，其他处理均＞CK，其中T1、T3和T4处理增加显著，较CK 增幅分别为20.7%、11.9%和13.3%，且T1处理的土壤碱解氮含量也显著＞T3和T4处理；土壤速效磷含量为33.32～39.39 mg/kg，除 T3处理略＜CK 外，其他处理均＞CK，其中T1、T2和T5处理增加显著，较CK 增幅分别为16.7%、11.2%和10.6%，但T1、T2和T5处理的土壤速效磷含量差异不显著；土壤速效钾含量为355.50～447.04 mg/kg，均＞CK，指标值增幅为2.4%～28.8%，其中T4、T5和T6处理增加显著，较CK 增幅分别为13.0%、28.8%和15.2%，且T5处理的土壤速效钾含量也显著＞T4和 T6处理；土壤有机质含量为 17.83～24.69 g/kg，均＞CK，指标值增幅为5.9%～46.7%，其中T1～T4处理显著增加了24.0%～46.7%，且T4处理的土壤有机质含量显著＞除T2外的其他处理；土壤全盐含量为2.93～3.53 g/kg，指标值均显著＜CK，降幅为18.3%～32.2%，但不同腐植酸肥料处理的土壤全盐含量差异均不显著，其中T4处理的指标值最低、T3处理次之；土壤pH 值为7.82～7.99，指标值除T6处理与CK 一样外，其他处理较CK 降低了0.05～0.17，但所有处理间差异均不显著，其中T1处理的土壤pH 值最低（表2）。表明施用3 种腐植酸肥料均可培肥土壤，且明显降低土壤含盐量，但不同处理对各指标的作用效果明显不同，其中T1（腐植酸原粉600 kg/hm2）处理对提高土壤碱解氮和速效磷含量效果最好，T4（硝基腐植酸1 200 kg/hm2）处理对提高土壤有机质含量、降低全盐含量效果最好，T5（黄腐酸钾600 kg/hm2） 处理对提高土壤速效钾含量效果最好。

表2 腐植酸肥料对0～20 cm 土壤理化性质的影响Table 2 Effects of humic acid fertilizer on soil physical and chemical properties

2.2 腐植酸肥料对番茄生长和产量的影响

腐植酸肥料处理的番茄株高为125.67～132.56 cm，指标值除T3和T6处理略＜CK 外，其他处理均＞CK，其中T1和T2处理增加显著，较CK 增幅分别为3.6%和4.4%，但T2与T1处理的株高差异不显著；茎粗为10.31～11.57 cm，均＞CK，指标值增幅为3.2%～15.8%，且除T3处理外，其他处理均较CK 显著增大，其中T5处理的茎粗最大、T6处理次之，二者差异不显著，但均显著＞T3和 T4处理；叶片 SPAD 值为 50.82～56.99，均＞CK，指标值增幅为5.2%～18.0%，其中T2和T5处理增加显著，且T5处理的SPAD 值显著＞T2处理；地上部鲜重为703.89～816.11 g/株，地下部鲜重为109.63～121.50 g/株，均显著＞CK，指标值增幅分别为10.2%～27.7%和13.4%～25.7%，其中T3处理的地上部和地下部鲜重均最高（表3）。表明施用3 种腐植酸肥料均可提高番茄植株的茎粗和叶片SPAD 值，有利于番茄生长，使植株保持较强的生长势，但不同处理对各指标的作用效果明显不同，其中T2（腐植酸原粉1 200 kg/hm2）处理对株高生长效果最好，T5（黄腐酸钾600 kg/hm2）处理对增大茎粗和叶片SPAD 值效果最好，T3（硝基腐植酸600 kg/hm2）处理对提高地上部鲜重和地下部鲜重效果最好。

表3 腐植酸肥料对番茄生长和产量的影响Table 3 Effects of humic acid fertilizer on growth and yield of tomato

腐植酸肥料处理的番茄产量为18 000.36 ～23 309.99 kg/hm2，指标值除 T3和 T4处理略＜CK 外，其他处理均＞CK，其中T5和T6处理增加显著，较CK增幅分别为26.2%和23.1%。不同腐植酸肥料处理的番茄产量差异较大，其中T5处理的产量最高，显著＞除T6外的其他处理；T6处理的产量（22 738.55 kg/hm2）次之，与 T1（20 405.17 kg/hm2） 和 T2处理（19 738.49 kg/hm2）差异不显著，但显著＞T3和T4处理；而T1与T2处理的产量差异不显著，但二者均略＞T3和T4处理。表明不同种类的腐植酸肥料对番茄产量的作用效果明显不同，除硝基腐植酸外，其他2 种腐植酸肥料均具有增产效果，其中黄腐酸钾的增产效果显著，以T5（黄腐酸钾600 kg/hm2）处理效果最好。

2.3 腐植酸肥料对番茄果实品质的影响

腐植酸肥料处理的番茄可溶性固形物含量为7.30%～7.93%，均＞CK，指标值增幅为3.8%～12.8%，其中 T2、T4、T5和 T6处理较 CK 增加了 6.7%～12.8%且差异均达到了显著水平，以T5处理的果实可溶性固形物含量最高且也显著＞其他处理；Vc 含量为79.0～107.2 mg/kg，均＞CK，指标值增幅为7.3%～45.6%，除T2处理外，其他处理与CK 差异均达到了显著水平，其中T4处理的指标值最高且显著＞其他处理；可溶性糖含量为1.31%～2.46%，均≥CK，指标值除T1处理外，其他处理较CK 增加了16.0～87.7%且差异均达到了显著水平，其中T6处理的果实可溶性糖含量最高且显著＞其他处理；有机酸含量为0.36%～0.56%，其中T1处理的有机酸含量最低且与其他处理差异均达到了显著水平，T4与T5处理差异不显著且均与CK 差异也不显著，而其他3 个处理的有机酸含量均显著＞CK；糖酸比为2.81～4.61，指标值除T3处理略＜CK、T2处理略＞CK 外，其他处理均显著＞CK，其中T5处理的糖酸比最高、T6处理次之，二者差异不显著，但均显著＞除T4外的其他处理，分别较CK 提高了54.7%和47.7%（表4）。表明施用3 种腐植酸肥料均可提高果实品质，改善果实口感与风味，但不同处理对各指标的作用效果明显不同，其中T5处理对提高番茄可溶性固形物含量和糖酸比效果最好，T4处理对提高果实Vc 含量效果最好，T6处理对提高果实可溶性糖含量效果最好。从果实品质总体来看，T5处理（施用黄腐酸钾600 kg/hm2）效果最好，该处理下番茄果实的可溶性固形物含量（7.93%）和糖酸比（4.61）均最高，Vc（96.0 mg/kg）和可溶性糖含量（2.03%）显著高于CK，而有机酸含量（0.44%）与CK 相当。

表4 腐植酸肥料对番茄果实品质的影响Table 4 Effects of humic acid fertilizer on fruit quality of tomato

3 结论与讨论

腐植酸是自然界一类芳香稠环聚合程度不同的含杂环有机化合物，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能，能够中和土壤碱性，提高土壤有机质含量，增大土壤交换容量和孔隙度，改善土壤的理化性能[9]。孟庆俊等[10]研究表明，施用腐植酸肥料可以减缓土壤硝态氮的淋溶，增加土壤氮素含量。张宏伟等[11]在赤红壤上研究发现，施用硝基腐植酸可以提高土壤有效磷含量。熊明彪等[12]发现，施用腐植酸肥料后，腐植酸分子可以与黏土矿物结合，抑制土壤对钾元素的吸附，提高土壤中速效钾的含量。刘继培等[13]研究表明，施用腐植酸肥料能显著改善草莓地的土壤理化性质，提高土壤有机质含量。腐植酸具有重要的土壤改良作用，前人研究表明，在偏碱烟田土壤上施用腐植酸肥料后，可降低土壤pH 值0.06～0.21[14]；在滨海盐渍土壤上施用腐植酸酸肥料后，可显著降低土壤pH 值和电导率[15]。本研究结果表明，施用3 种类型的腐植酸肥料均可提高土壤养分含量，显著降低土壤含盐量，其中土壤有机质含量提高了5.9%～46.7%，全盐含量降低了18.3%～32.2%，pH 值除T6处理未出现降低外其他处理下降了0.05～0.17，与前人研究结论基本一致。

株高和茎粗是番茄主要的农艺性状，可在一定程度上反映番茄的外观和长势，是衡量番茄生长情况的重要指标。叶绿素为植物进行光合作用的主要色素，其含量是决定植物光合能力的重要因素之一。肇簿敏等[16]在苹果和葡萄上施用腐植酸后发现，腐植酸能刺激土壤潜在供氮能力的提高，具有明显的保肥性能，从而提高树体的生理机能，促进树体生长发育；还能增加叶面积和叶绿素含量，改善叶片的光合性能，提高果实产量。蔡龙等[17]在枣树上的研究结果显示，喷施腐植酸水溶肥后可促进红枣生长发育，并起到平衡树势的作用，具有显著的增产效果。本研究结果表明，施用3 种类型的腐植酸肥料均可提高番茄植株的茎粗和叶片SPAD 值，但对产量的作用效果明显不同，其中黄腐酸钾处理可显著增产，腐植酸原粉处理仅略有增产，而硝基腐植酸处理表现为略有减产，这可能是由于土壤对无机复合肥中速效养分的固定多一些，而腐植酸肥养分多为螯合态，不易被土壤固定，更有利于植株的充分吸收与利用。施入硝基腐植酸后，番茄植株的生物量积累最高，且地上部生物量显著高于其他2 种肥料处理，但果实产量与CK 相比并没有增加，可能是前期营养生长过旺，后期生殖生长过程中营养生长不能及时停止，二者竞争养分造成的，但具体原因尚有待进一步研究。本研究结果还显示，腐植酸肥料的施用效果并不是施用量越大就越好，硝基腐植酸1 200kg/hm2处理的番茄地上部鲜重较硝基腐植酸600 kg/hm2处理显著降低，原因可能是腐植酸用量超过一定程度后对植株生长的促进作用不明显或是产生了抑制作用，具体原因还有待进一步研究。

糖酸比是影响果实口感和风味的直接因素。刘增照等[18]研究发现，叶面喷施腐植酸能明显提高苹果果实的可溶性糖、Vc 和干物质含量，降低有机酸含量，进而增大糖酸比，改善果实的品质与风味。曾春华等[19]研究发现，施用腐植酸能够明显提高琯溪蜜柚的可溶性总糖含量、Vc 含量、单果重和产量，降低坏果率。本研究结果表明，施用3 种类型的腐植酸肥料均可提高番茄果实的可溶性固形物、Vc 和可溶性糖含量，且除硝基腐植酸600 kg/hm2外的其他处理也均可提高糖酸比。

本研究结果表明，在滨海地区施用腐植酸、硝基腐植酸和黄腐酸钾对土壤理化性状以及番茄生长发育均有积极影响，可显著降低土壤全盐含量，增加土壤有机质和壤速效养分含量，培肥地力，提高番茄产量和品质。其中，施用腐植酸原粉可显著提高土壤碱解氮和有效磷含量；施用硝基腐植酸可显著提高土壤有机质含量，有效降低全盐含量，同时明显促进番茄生物量积累；施用黄腐酸钾可显著提高土壤速效钾含量、叶片叶绿素含量和果实产量，明显提高果实的可溶性糖含量和糖酸比。综合分析认为，施入黄腐酸钾600kg/hm2效果较好。但各腐植酸肥的具体用量尚需进一步试验研究。