腐植酸+微生物代谢物对恢复土壤生态系统平衡的研究

徐恩静

摘要：土壤是人类赖以生存发展的物质基础，健康的土壤是维持土壤生态系统服务功能可持续性及保证粮食安全的关键。本文通过含腐植酸水溶肥料在小麦上的示范试验，结果显示，其比常规施肥增产率9.5%；比清水对照增产率8.3%。探讨增产可能是腐植酸改善了土壤生态系统和作物生存环境，同时提高了作物吸收营养元素的能力。文章又进一步探讨从腐植酸与功能性菌剂及其代谢物对土壤健康生态系统的调节功能研究，通过合适的技术措施，靶向调控有益微生物，提高土壤微生物多样性及稳定性，对土壤健康和农业可持续发展具有重要意义。

关键词：土壤生态；腐植酸；微生物代谢物

“民非谷不食，谷非地不生。”土壤跟人类息息相关，是地球上全人类赖以生存发展的基础，也是农业生产的基本保障。中国虽然耕地面积辽阔，但对于巨大的人口数量来说，人均的土壤资源非常有限。近年来，由于过量和盲目地施用化肥和不加保护地利用土壤，导致当前土壤质量下降和退化，已成为影响我国粮食安全和农业可持续发展的重要因素。黑土地保护法的颁布是在十三届人大常委会中提出的，这已成為国家战略发展的一部分，中央一号文件也提出加强土地资源的保护与利用，是扎实推进“藏粮于地”战略的必然要求。耕地有限，技术进步无限，“藏粮于技”是保障国家粮食安全的必然选择。

1 土壤生态系统

土壤属于一个典型的生态系统，具有稳定性特点，其生物活性及功能等较强。质量达标的土壤拥有较强的团粒结构、良好的功能形态，可以提供相对长效的生产力，这对于保障生态系统稳定、改善环境、避免退化等发挥着积极作用。

健康土壤是实现农作物及加工原材料健康安全的发生器；改善水、大气和环境质量的过滤与净化器；应对污染物和有毒废弃物的缓冲与修复器；维持动植物、微生物和人体健康的促生器。研究土壤健康应着眼于土壤物理、化学和生物学特性，培育健康土壤离不开科学合理地施用优质肥料。土壤有机质一般代表着土壤中来自生命的物质组分，它们属于团粒结构的不可分割的构成元素，直接影响到土壤的肥力程度。它能够为土壤中的一系列微生物的繁殖供应丰富的能源或供碳源，有机质含量越多，土壤就越能提供庞大的食物网，从而更稳定地维持土壤系统的健康。

土壤属于微生物的一个重要续存载体，是其实现不断繁衍的一个重要培育基地，其中的微生物类型较多，例如：细菌、放线菌、真菌、藻类等。它们个体微小，一般用肉眼很难看到；并且不同的土壤类型、深度、环境等因素中生活的微生物的品种以及数量也各有不同。这些微生物能够促进各种类型土壤的物理结构的创建，而且还能够达到保水育肥、消除有害因子、增加有机物质等目的。

土壤有机质能够为土壤中各类生命形态的创立提供充足的能源及养分，其活动旺盛则加速了元素周转，利于有机质的积累。因此，健康的土壤离不开丰富的有机质和庞大的微生物群体，这两者是保持健康土壤生态系统的基本要素。

2 腐植酸

腐植酸是在泥炭、风化煤等物质中提炼出来的，属于一类结构组分非常复杂的兼有苯核、羧基、酚羟基等不固定形态的混合物，其相对分子量偏高。它在农业领域中的应用特点包括：改善土壤性质、施肥育肥、促进生长、实现抗逆、优化品质等[1]。同时，它的吸收、交换、缓冲、络合等功能较强，为优化土壤物理性质、增强肥力效应、解决土壤障碍等带来支持；并且也能够对土壤中各种微生物的活性等带来不同程度的影响[2]。腐植酸是农业低碳生态绿色发展的主要材料，能够改善微生物的生存环境，能够促使土壤微生物的有效繁殖及生长，间接性地提升土壤中的碳源含量等[3]；并且腐植酸能够为土壤中的各类微生物的有效生长供应丰富的能源及原料，大幅提升对碳源的需求和利用程度，研究表明，腐植酸可以提高土壤有机质含量[4]，促使其中的速效养分增加，由此能够控制土壤容量[5]，扩大内部孔隙，促使农作物高效地汲取其中的营养组分[6]，并且还能够促使团粒结构逐步优化，并增加其中阳离子的代换量[7-8]，促进其中的微生物含量增加，并增强土壤酶的生物活性，进而改善土壤生态系统环境。腐植酸可以提高氮、磷、钾大量元素及微量元素养分的利用率，加速土壤中迟效养分转化[8]；能调节土壤酸碱性[9]，抑制土壤返盐，改良盐碱土壤等[10]。

腐植酸类能够优化土壤物理特性，促使其中的微生物活性大幅提升，并且还能够提高土壤的育肥能力，降解土壤有机污染物，防治和修复土壤重金属污染，修复改良土壤等，是土壤健康的重要保障[11]。

3 试验过程及分析

3.1 试验信息

3.1.1 试验位置

和县西埠镇鸡笼山村。

3.1.2 试验土壤

试验田块土壤是下属黄土发育的水稻土类，质地中壤，前茬种植水稻。土样分析结果见表1所示。

3.1.3 试验肥料

含腐植酸水溶肥（腐植酸30 g/L、N+P2O5+K2O不低于200 g/L，由安徽省文胜生物工程股份有限公司供应）。

3.1.4 供试作物

小麦，品种为“镇麦12”。

3.2 试验设计方案

3.2.1 小区规划

包括3个处理，每个处理需要规划3次重复，随机排序，各小区规划面积是30 m2，试验为长方形的地块，在其周围设置约70 cm保护栏，并增加隔离行。

3.2.2 规划设计和施肥处理

①基础施肥，联合叶面施肥（试验肥料）。第

1次叶面喷施在小麦返青期，第2次在小麦拔节孕穗期，每次取安徽文胜含腐植酸水溶肥料100 mL/667 m2与清水混合，使其稀释800倍。

②基础施肥，联合叶面喷水；叶面操作与处理①一样喷洒相同含量的清水，操作时间、次数、

每公顷耗水量等和处理①一样。

③基础施肥，小区耗用量根据每公顷耗量来估算。

3.3 农事记载

3.3.1 试验方法

2021年10月27日整地施底肥，10月28日條播，小麦用种量17 kg/667 m2，施肥量为：基施48%（26-9-13）

缓释肥50 kg。处理①叶面施肥，第1、2次施肥的时间分别是2月28日、4月15日；处理②叶面喷水，其耗量和处理①相同；处理③叶面无需任何操作。5月27日测实产。

3.3.2 田块管理

试验田委托专人管理，按照处理设计与方法进行施肥，其他的农田管理措施除草、防治病虫害保持一致。

3.4 试验数据结果与分析

3.4.1 对小麦生物学性状的影响

在小麦收获前，对3个处理的每个重复小区内随机抽取1 m2的小麦，比较其生物学性状（表2）以便分析出不同处理对小麦生物学性状的影响。

通过对比可看出小麦叶面喷施安徽文胜含腐植酸水溶肥料的处理1比其他处理获得的小麦品质都好一些，由此来看，处理1的操作方式是值得借鉴的。

3.4.2 产量分析

统计结果表明（表3）：处理1与其他处理的小麦相比有较好的增产效果，比常规施肥增收小麦36 kg/667 m2，增产率9.5%；比清水对照增收小麦32 kg/667 m2，增产率8.3%。

3.4.3 效益分析

从不同处理小麦的经济效益分析来看（表4），叶面喷施安徽文胜含腐植酸水溶肥料比常规施肥增收小麦的产值为108元/667 m2，扣除增加的肥料及人工成本23元/667 m2，净增产值为85元/667 m2；比清水对照增收小麦产值96元/667 m2，扣除增加的肥料成本

3元/667 m2，净增产值93元/667 m2。分析数据发现，叶面喷施安徽文胜含腐植酸水溶肥料对小麦一定的增产效益。

3.4.4 方差分析

通过对3个处理间的方差分析（F测验），从而比较处理间的产量变异，详见表5。

经上表发现：操作间F值是14.71＞F0.05，由此来看，不同处理之间的对比差异突出，随后需要通过LSD法给予多重对比。

从表6可以看出：处理1比处理3增产达极显著水平，比处理2增产达显著水平。

4 结论

小麦叶面喷施含腐植酸水溶肥料有较好的促进作用和明显的增产作用，比常规施肥增收小麦36 kg/667 m2，

增产率9.5%；比清水对照增收小麦32 kg/667 m2，增产率8.3%，有较好的经济效益。

5 讨论

本试验结果表明，小麦叶面喷施含腐植酸水溶肥料有明显的增产作用和较好的经济效益，对此原因探讨可能是腐植酸类物质改善了小麦种植的土壤环境，同时，也为小麦生长提供了营养物质。土壤生态系统的健康和平衡也可通过添加外源生物制剂来调控，或选择核心物种接种的微生物组能够发挥调节微生物的作用，并且还具有抑制有害菌种、蓄积优势菌种、改善土壤品质等作用。通过深入探讨土壤微生物组的结构特点、功能类型，促使相关菌剂的科研水平大幅提升，这对于增强土壤生态系统的稳健性等具有一定的积极作用。

科学施肥，不仅要实现土地更肥沃，更要做到生态系统的稳定，就目前肥料发展趋势来看，将营养物质与其他限制作物高产高质的因素如腐植酸、功能性微生物及其代谢物等进行组合创新的新型功能性肥料，是致力于土壤健康研究的重要方向之一。

参考文献

[1] 曾宪成.让腐植酸水溶肥普惠全人类——热烈庆祝联合国“世界环境日”暨“农业可持续发展论坛”胜利召开！[J].腐植酸，2014（4）：2-6.

[2] 董睿潇，莫力闻，刘丹阳，等.腐植酸对土壤微生物和酶活性的影响[J].腐植酸，2020（4）：21-27.

[3] 谯祖勤，杨浩然，彭星运，等.腐植酸对土壤固碳减排效应的应用研究进展[J].腐植酸，2023（3）：1-8.

[4] 孙志朋，郭玉冰，刘建玲，等.长期有机肥磷肥配施对潮褐土有机质固存效应的影响[J].河北农业大学学报，2022，45（2）：67-75.

[5] 刘灿华，袁天佑，闫军营，等.减氮配施腐植酸对耕层土壤理化性质的影响[J].腐植酸，2021（1）：52.

[6] 王修康.活化腐植酸肥施用对小麦-玉米生长、土壤肥力及土壤CO_2通量的影响[D].济南：山东农业大学，2017.

[7] 梁尧，苑亚茹，韩晓增，等.化肥配施不同剂量有机肥对黑土团聚体中有机碳与腐殖酸分布的影响[J].植物营养与肥料学报，2016，22（6）：1586-1594.

[8] 范慧娟.浅议腐植酸肥料在改良土壤及提高肥料利用率中的作用[J].中国农业信息，2014（1）：105.

[9] 刘伟，李文平，陈祥福，等.含腐植酸土壤调理剂对酸性土壤改良的应用效果[J].腐植酸，2020（4）：44-47+55.

[10] 韩剑宏，孙一博，张连科，等.生物炭与腐殖酸配施对盐碱土理化性质的影响[J].干旱地区农业研究，2020，38（6）：121-127.

[11] 林先贵，王一明.腐植酸类物质是土壤健康的重要保障[J].腐植酸，2010（2）：1-10.