磷肥中腐植酸添加比例對玉米產(chǎn)量、磷素吸收及土壤速效磷含量的影響

李軍，袁亮，趙秉強(qiáng)，李燕婷，溫延臣，李偉，林治安

磷肥中腐植酸添加比例對玉米產(chǎn)量、磷素吸收及土壤速效磷含量的影響

李軍，袁亮，趙秉強(qiáng)，李燕婷，溫延臣，李偉，林治安*

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/耕地培育技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

【目的】腐植酸可提高磷肥的肥效，對于其在磷肥中適宜添加量的研究可為我國磷肥的“增效減量”提供依據(jù)?！痉椒ā繉⒏菜嵩鲂┌?1%、5%、10% 和 20% 的比例添加到磷酸一銨中，制成四種腐植酸磷肥試驗(yàn)產(chǎn)品 (HP1、HP2、HP3 和 HP4)，利用土柱栽培試驗(yàn)研究在等磷量 (施 P2O5量 0.1 g/kg 干土) 投入及等肥料重量 (施磷肥實(shí)物量 0.16 g/kg 干土，即施 P2O5量分別減少 1%、5%、10%、20%) 投入情況下，腐植酸磷肥對玉米產(chǎn)量、磷素吸收利用及土壤速效磷含量的影響?！窘Y(jié)果】1) 在等磷量施用情況下，與普通磷肥 (P) 相比，四種腐植酸磷肥處理玉米籽粒產(chǎn)量增加 4.5%～13.6%，且腐植酸添加量越大產(chǎn)量越高，均顯著高于普通磷肥處理；在等肥料重量施用下，隨著腐植酸磷肥施入 P2O5量的減少，玉米籽粒產(chǎn)量逐漸降低，當(dāng) P2O5施用量減少 20%時(shí)籽粒產(chǎn)量與普通磷肥處理相比仍未顯著降低。2) 腐植酸磷肥處理在等磷量施用下較普通磷肥處理可顯著提高玉米籽粒磷吸收量和地上部吸磷總量，分別增加 6.0%～15.4% 和 6.3%～14.0%，但秸稈磷吸收量無顯著變化；當(dāng)腐植酸磷肥施入 P2O5量減少 20% 時(shí)籽粒磷吸收量和地上部磷吸收總量會顯著低于普通磷肥處理。3) 與普通磷肥處理相比，在等磷量施用下，腐植酸磷肥的表觀利用率提高 5.9～13.1 個(gè)百分點(diǎn)，農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力分別提高 26.5%～79.1%、4.5%～13.5%，且均達(dá)到顯著水平。4) 施入腐植酸后主要影響 0—50 cm 土層的土壤速效磷含量，其中 15—30 cm 土層速效磷含量增加最為顯著，與普通磷肥處理相比增加 18.1%～36.6%?！窘Y(jié)論】腐植酸增效劑在 1%～20% 的添加比例范圍內(nèi)對磷肥均具有較好的增效作用，可提高玉米產(chǎn)量、磷素吸收量及磷肥利用效率，并可提高土壤中的速效磷含量，且腐植酸添加量越大效果越好；利用腐植酸的增效作用來減少磷肥施用量是可行的，在當(dāng)前磷肥施用量的基礎(chǔ)上可減少磷肥用量 20% 左右而保證玉米不減產(chǎn)。

腐植酸增效劑；磷酸一銨；玉米產(chǎn)量；磷吸收利用；土壤速效磷

施用磷肥是為作物生長發(fā)育提供所必需磷素的主要途徑之一，但磷肥直接施入土壤后極易被固定，隨時(shí)間的延長有效性逐漸降低，形成作物難以吸收利用的非有效態(tài)磷酸鹽[1–2]，且磷素在土壤中的移動(dòng)性較差，主要通過擴(kuò)散作用到達(dá)根表[3–4]。磷肥的這些特性使其在土壤中有效性較低，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中磷肥的投入量要遠(yuǎn)高于作物需求量才能滿足作物的生長需要[5]，造成我國磷肥當(dāng)季利用率只有10%～20%[5–7]，且過量施用的磷肥使土壤中的磷素趨向盈余，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大大增加[8–9]，但是磷肥施用量的增長在帶來資源浪費(fèi)及環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)并未顯著增加作物產(chǎn)量[10]。因此，針對當(dāng)前我國磷肥施用現(xiàn)狀，研究如何減少磷肥在土壤中的固定，提高磷肥利用率及減少磷肥施用量是當(dāng)前的熱點(diǎn)，通過對磷肥的增效改性來提高其肥效是推動(dòng)我國肥料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“增效減量”目標(biāo)的重要手段之一。

腐植酸是一種富含酚羥基、羧基、醇羥基等活性官能基團(tuán)，并具有一定物理、化學(xué)、生物活性的天然高分子物質(zhì)[11]，廣泛存在于褐煤、風(fēng)化煤、泥炭等自然資源中[12]。研究發(fā)現(xiàn)腐植酸可活化土壤中的難溶性磷，減少磷素在土壤中的吸附與固定，提高磷在土壤中的有效性[13]。王斌等[14]在典型灰漠土試驗(yàn)表明，施用腐植酸能夠增加土壤速效磷含量，且隨著腐植酸用量的增加而增加，但腐植酸的施用量必須達(dá)到一定水平才能激活土壤中的固定態(tài)磷；李志堅(jiān)等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在磷肥中添加少量腐植酸 (腐植酸添加量 ≤1%) 即可提高作物產(chǎn)量及磷素吸收量。研究已證明腐植酸作為優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保的肥料增效劑對磷肥具有增效作用[16]，且腐植酸抑制土壤中有效磷的固定與腐植酸和磷肥的比例有關(guān)[14–15]，但是當(dāng)前研究中腐植酸不同添加量對磷肥的影響規(guī)律并不明確，如果加大磷肥中腐植酸添加量，是否會持續(xù)提高磷肥肥效還有待研究，同時(shí)在此基礎(chǔ)上研究磷肥中增加腐植酸添加量后能否降低磷肥施用量？因此，利用腐植酸作為高效肥料增效劑添加到磷酸一銨中，制成腐植酸磷肥試驗(yàn)產(chǎn)品，通過試驗(yàn)研究磷肥中腐植酸不同添加量對玉米產(chǎn)量、磷素利用及土壤速效磷含量的影響以及利用腐植酸減少磷肥施用量的可行性，以期通過試驗(yàn)為腐植酸在磷肥“增效減量”中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤及作物

試驗(yàn)于 2015 年 6 月至 10 月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州實(shí)驗(yàn)站禹城試驗(yàn)基地進(jìn)行，供試作物為玉米，品種為鄭單 958。土壤類型為潮土，質(zhì)地為輕壤，供試土壤采自試驗(yàn)基地連續(xù)三年不施任何肥料的勻地試驗(yàn)田，分別采集試驗(yàn)田 0—30 cm 耕層土及 30—90 cm 底層土，過 1 cm 篩、混勻、備用，0—30 cm、30—90 cm 土的 pH 分別為 8.49、8.54，有機(jī)質(zhì) 11.3、10.7 g/kg，全氮 0.78、0.69 g/kg，速效磷 17.8、8.8 mg/kg，速效鉀 132、115 mg/kg。

1.2 供試肥料

將風(fēng)化煤經(jīng)過發(fā)酵、活化等流程制成腐植酸增效劑 (HA)，其中含 C 54.52%、N 0.87%、總腐植酸45.96%、游離腐植酸 45.18%、羧基含量 0.7 meq/g、酚羥基含量 2.07 meq/g、pH 7.27、E4/E6 3.32。將研制的腐植酸增效劑與磷酸一銨混合均勻制成四種腐植酸磷肥試驗(yàn)產(chǎn)品（HP1、HP2、HP3、HP4），供試肥料性質(zhì)見表 1。

表1 供試磷肥腐植酸增效劑添加比例及含磷量Table1 Proportion of humic acid addition and P2O5contents in prepared phosphorous fertilizer

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用土柱栽培方式，將高 100 cm、內(nèi)徑 25 cm 的 PVC 管埋入土中，管口上部高出地面 3 cm，下不封口，與自然土壤直接接觸。每個(gè)土柱共裝入50 kg 干土，土層深 90 cm，其中土層下部 30—90 cm 裝底層土 (干土 35 kg)，上部 0—30 cm 裝耕層土(干土 15 kg)。氮、鉀施肥量以 0—30 cm 土壤干重15 kg 計(jì)，各處理施用量一致， 0—30 cm 為將供試肥料與土壤混勻后的土層，氮肥為磷酸一銨和尿素(N 46.5%)，施用量為 N 0.2 g/kg 干土，鉀肥用氯化鉀 (K2O 60%)，施用量為 K2O 0.2 g/kg 干土。

試驗(yàn)分為等磷 (P2O5) 量和等肥料量施用兩部分，共 10 個(gè)處理，8 次重復(fù)。以只施氮、鉀肥，不施磷肥處理為對照 (CK)；以施 P2O50.1 g/kg 干土 (以0—30 cm 土壤干重 15 kg 計(jì)，下同)，即折合施入磷酸一銨肥料實(shí)物量 0.16 g/kg 干土的普通磷肥處理為對照 (P)；等磷 (P2O5) 量施用為將四種腐植酸磷肥(HP1、HP2、HP3、HP4) 均按施 P2O5量 0.1 g/kg 干土施入，分為 P-HP1、P-HP2、P-HP3、P-HP4 四個(gè)處理；等肥料量施用為四種腐植酸磷肥均按肥料實(shí)物量 0.16 g/kg 干土施入，分為 F1-HP1、F5-HP2、F10-HP3、F20-HP4 四個(gè)處理，即與 P 處理相比施 P2O5量分別減少 1%、5%、10%、20%。磷肥施用方法同上述氮、鉀肥。

試驗(yàn)玉米于 2015 年 6 月 15 日播種，每個(gè)土柱播種 4 粒，在苗期間苗，留玉米苗一株，玉米生長期間管理按照常規(guī)栽培技術(shù)要求進(jìn)行。于 2015 年 10月 2 日玉米成熟期收獲測產(chǎn)，將秸稈和籽粒分別烘干粉碎，利用 H2SO4–H2O2消煮—釩鉬黃比色法測定全磷含量；收獲后采集 0—15、15—30、30—50、50—70、70—90 cm 土壤樣品，利用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

計(jì)算公式如下[18–19]：收獲指數(shù) (HI) = 籽粒產(chǎn)量/地上部生物量 × 100%；植株各部位磷吸收量 (g/pot) = 植株各部位生物量 × 植株各部位磷含量；

磷素收獲指數(shù) (PHI) = 籽粒磷吸收量/地上部吸磷總量 × 100%；

磷肥表觀利用率 (PRE) = (施磷處理地上部吸磷總量–不施磷處理地上部吸磷總量)/施磷量 × 100%；

磷肥偏生產(chǎn)力 (PPFP，kg/kg) = 施磷處理籽粒產(chǎn)量/施磷量；

磷肥農(nóng)學(xué)效率 (PAE，kg/kg) = (施磷處理籽粒產(chǎn)量–不施磷處理籽粒產(chǎn)量)/施磷量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與作圖，SAS 8.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，Duncan 新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較 (P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐植酸磷肥對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表 2 可看出，在等磷 (P2O5) 量施用下，與普通磷肥 (P) 相比，四種腐植酸磷肥均可顯著提高玉米籽粒產(chǎn)量，產(chǎn)量增加 4.5%～13.6%，且隨著腐植酸添加量的增加產(chǎn)量逐漸增加，以 P-HP4 最高，顯著高于 P-HP1 和 P-HP2，P-HP3 顯著高于 P-HP1；腐植酸磷肥處理玉米生物量增加 3.5%～12.0%，其中P-HP2、P-HP3、P-HP4 顯著高于普通磷肥處理。從產(chǎn)量構(gòu)成因素可看出，腐植酸磷肥主要通過提高玉米的穗粒數(shù)來提高籽粒產(chǎn)量，隨著腐植酸添加量的增加玉米穗粒數(shù)逐漸增加，達(dá) 9.8%～15.7%，與普通磷肥處理相比，P-HP2、P-HP3、P-HP4 處理達(dá)到顯著水平，增加腐植酸添加量對玉米百粒重?zé)o顯著影響；從收獲指數(shù)看出，近 60% 的生物量集中在籽粒中，但腐植酸磷肥對玉米收獲指數(shù)無顯著提高。

在等肥料量施用下 (表 2)，雖然四種腐植酸磷肥隨著施入 P2O5量的減少玉米籽粒產(chǎn)量逐漸降低，但在 P2O5施用量減少 1%、5% (F1-HP1、F5-HP2) 時(shí)，籽粒產(chǎn)量顯著高于普通磷肥處理，當(dāng) P2O5施用量減少 20% (F20-HP4) 的情況下，籽粒產(chǎn)量與普通磷肥處理相比仍未顯著降低。腐植酸磷肥處理中隨著 P2O5施用量的減少，玉米百粒重?zé)o顯著變化，但穗粒數(shù)逐漸減少，其中 F1-HP1 和 F5-HP2 處理穗粒數(shù)顯著高于普通磷肥處理，F(xiàn)10-HP3 和 F20-HP4 處理穗粒數(shù)與 P處理相比無顯著差異。

表2 施用不同腐植酸磷肥的玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table2 Grain yields and yield components of maize applied with different phosphorous fertilizers

2.2 腐植酸磷肥對玉米磷素吸收利用的影響

2.2.1 腐植酸磷肥對玉米磷素吸收量的影響 在等磷(P2O5) 量施用下 (表 3)，與普通磷肥處理 (P) 相比，腐植酸磷肥可顯著增加玉米籽粒磷吸收量和地上部磷吸收總量，分別增加 6.0%～15.4% 和 6.3%～14.0%，其中 P-HP4 處理最高，顯著高于 P-HP1 和 P-HP2 處理，P-HP3 處理顯著高于 P-HP1 處理；在玉米秸稈中，各施磷處理磷吸收量無顯著變化；從磷素收獲指數(shù)可以看出，玉米吸收的磷素主要集中在籽粒中，腐植酸磷肥 P-HP3 處理顯著提高了磷素收獲指數(shù)，高于 P 處理 1.8 個(gè)百分點(diǎn)。

在等肥料量施用下 (表 3)，隨著四種腐植酸磷肥施入 P2O5量的減少，玉米籽粒吸磷量和地上部吸磷總量逐漸降低，當(dāng) P2O5施用量分別減少 1%、5%、 10% (F1-HP1、F5-HP2、F10-HP3) 時(shí)，與 P 處理相比無顯著變化，但當(dāng) P2O5施用量減少 20% (F20-HP4)時(shí)，籽粒吸磷量和地上部吸磷總量顯著低于 P 處理；隨著 P2O5施用量的減少，腐植酸磷肥的磷素收獲指數(shù)無明顯變化。

2.2.2 腐植酸磷肥對磷肥利用效率的影響 在等磷(P2O5) 量施用下 (表 4)，腐植酸磷肥處理與普通磷肥處理 (P) 相比可顯著提高磷素的表觀利用率、農(nóng)學(xué)效率和偏生產(chǎn)力，分別增加 5.9～13.1 個(gè)百分點(diǎn)、26.5%～79.1% 和 4.5%～13.5%，其中 P-HP4 處理的表觀利用率、農(nóng)學(xué)效率和偏生產(chǎn)力均顯著高于 P-HP1、P-HP2處理，P-HP3 處理的顯著高于 P-HP1 處理，在磷肥偏生產(chǎn)力中 P-HP2 處理顯著高于 P-HP1 處理。

在等肥料量施用下 (表 4)，與 P 處理相比，當(dāng)腐植酸磷肥處理 P2O5施用量減少 1%、5%、10% (F1-HP1、F5-HP2、F10-HP3) 時(shí)磷肥表觀利用率無明顯變化，當(dāng) P2O5施用量減少 20% (F20-HP4) 時(shí)表觀利用率顯著下降，降低 4.1 個(gè)百分點(diǎn)；腐植酸磷肥處理農(nóng)學(xué)利用效率隨著 P2O5施用量的減少而減小，但F1-HP1 和 F5-HP2 處理仍顯著高于 P 處理；磷素偏生產(chǎn)力則表現(xiàn)相反，隨著施 P2O5量的減少，腐植酸磷肥偏生產(chǎn)力呈增加趨勢，高于 P 處理 7.0%～22.0%，均達(dá)到顯著水平。

表3 施用不同腐植酸磷肥的玉米各部位磷吸收量Table3 P2O5uptakes in different organs of maize applied with different phosphorous fertilizers

表4 施用不同腐植酸磷肥的玉米磷肥利用效率Table4 Phosphorus fertilizer efficiencies of maize applied with different phosphorous fertilizers

2.3 等磷量施用下腐植酸添加量對土壤速效磷含量的影響

由表 5 可以看出，在等磷 (P2O5) 量施用下，施用磷肥后主要對 0—50 cm 土層中的速效磷含量產(chǎn)生較大影響。與普通磷肥 (P) 相比，腐植酸磷肥處理可提高 0—15 cm 土層土壤速效磷含量，其中 P-HP2處理達(dá)到顯著水平，增加 20.3%；在 15—30 cm 土層有效磷含量增加 18.1%～36.6%，均顯著高于 P 處理；在 30—50 cm 土層中，P-HP3 和 P-HP4 處理可顯著提高土壤速效磷含量，較 P 處理提高 24.4%～24.8%，P-HP1 和 P-HP2 處理無顯著變化；而在50—90 cm土層中，各施磷處理間土壤速效磷含量無明顯變化。

2.4 等磷量施用下土壤速效磷與玉米產(chǎn)量、磷吸收量的相關(guān)性分析

由表 6 可知，在等磷 (P2O5) 量施用下，玉米籽粒產(chǎn)量、地上部吸磷總量、秸稈磷吸收量、籽粒磷吸收量與 0—30 cm 土層速效磷含量相關(guān)性較強(qiáng)，其中 0—30 cm 土層速效磷含量與玉米籽粒產(chǎn)量、地上部吸磷總量、籽粒磷吸收量均呈極顯著正相關(guān)，與秸稈磷吸收量呈正相關(guān)，但是相關(guān)性不顯著；在整個(gè) 0—90 cm 土層速效磷含量與玉米籽粒產(chǎn)量、地上部吸磷總量、籽粒磷吸收量、秸稈磷吸收量的相關(guān)性與 0—30 cm 土層規(guī)律類似，但是 0—30 cm 土層各性狀間的相關(guān)性要高于 0—90 cm 土層，用 0—30 cm 土層的速效磷含量的相關(guān)性即可代表整個(gè) 0—90 cm 土層。

表5 等磷量施用下腐植酸添加量對土壤速效磷含量的影響 (mg/kg)Table5 Soil available phosphorus contents affected by different HA proportion under the same P2O5application rate

表6 不同層次土壤速效磷含量與玉米產(chǎn)量、磷吸收量的相關(guān)性 (r)Table6 Correlation coefficients of soil available phosphorus contents with grain yields and P2O5uptake of maizes

3 討論

研究已表明，磷肥中添加少量腐植酸即可顯著提高小麥、玉米、水稻、棉花等作物產(chǎn)量和磷肥利用率[15, 20]。在本研究中，磷酸一銨中的腐植酸添加量增加后 (腐植酸增效劑含量 1%～20%)，在等磷量施用下，對玉米均有良好的增產(chǎn)效果，且增產(chǎn)效果與腐植酸添加量呈正相關(guān)，說明增加腐植酸添加量后仍可提高磷肥肥效，但當(dāng)前的添加量只到 20%，繼續(xù)增大的效果，還有待進(jìn)一步研究。試驗(yàn)表明當(dāng)腐植酸磷肥施磷量減少 20% 時(shí)，玉米籽粒產(chǎn)量與普通磷肥相比并未顯著降低，說明利用腐植酸的增效作用減少磷肥施用量 20% 左右是可行的。我國風(fēng)化煤和褐煤儲量豐富且價(jià)格低廉，是對磷肥改性增效的理想材料，本研究中生產(chǎn) 1 噸腐植酸增效劑成本約為 1000 元。以腐植酸添加量 10% 和 20% 為例，生產(chǎn)腐植酸含量為 10%、20% 的腐植酸磷肥成本約為1720 元/t、1640 元/t (按普通磷酸一銨 1800 元/t 計(jì))，在大田等養(yǎng)分投入條件下，與普通磷酸一銨相比，腐植酸磷酸一銨可分別使每公頃玉米增產(chǎn) 915 kg 和1215 kg，分別增收 1464 元和 1944 元，而增加的腐植酸成本投入僅為 25.5 元和 56.25 元 (按磷酸一銨施用量 225 kg/hm2、玉米產(chǎn)量 9000 kg/hm2、玉米價(jià)格1.6 元/kg 計(jì)算)；在等肥料量投入情況下，腐植酸添加量為 10% 和 20% 的腐植酸磷肥較普通磷酸一銨肥料成本分別下降 4.4% 和 8.9%，但仍能保證作物產(chǎn)量?？梢?，通過開發(fā)腐植酸磷肥來提高磷肥肥效、降低磷肥施用量是經(jīng)濟(jì)可行的。

磷肥施用量的降低不僅可以節(jié)約磷肥資源，對環(huán)境也能起到一定的保護(hù)作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，磷肥施用量的增加使得我國土壤中的 Olsen-P 平均含量由1980 年的 7.4 mg/kg 升至 2007 年的 24.7 mg/kg，呈現(xiàn)累積趨勢[9]。如果磷肥施用量過高，土壤盈余的磷素一旦超過環(huán)境閾值，勢必會增加向水體遷移的風(fēng)險(xiǎn)[21]，加劇水體富營養(yǎng)化。因此，利用腐植酸提高磷肥肥效減少磷肥施用量，來減輕對環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)是十分有意義的。

腐植酸在一定程度上可提高磷素的移動(dòng)性，杜振宇等[22]研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸與磷肥配合施用明顯增加肥際微域中的水溶性磷和酸溶性磷含量，促進(jìn)磷由肥源向土壤中擴(kuò)散，增加其遷移距離；同時(shí)腐植酸可刺激作物根系發(fā)育，克服磷在潮土中移動(dòng)距離很短這一缺陷[23]，增加根系與磷肥的接觸面積進(jìn)而提高磷的吸收效率；腐植酸還可促進(jìn)磷在植株各器官間的轉(zhuǎn)移提高籽粒磷吸收量[24–25]。在本研究中，磷肥中添加腐植酸后顯著提高了玉米籽粒磷吸收量，并促進(jìn)了磷素在玉米體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)，提高了磷素收獲指數(shù)。

土壤速效磷含量是表征土壤供磷能力的重要指標(biāo)，分析地上部磷吸收量與 0—30 cm 土層土壤速效磷含量的關(guān)系可看出，兩者呈極顯著正相關(guān)，說明0—30 cm 土層中速效磷含量高低直接關(guān)系到作物對磷素的吸收利用。在本研究中發(fā)現(xiàn)，與普通磷肥相比，腐植酸磷肥在提高玉米對土壤磷素吸收的情況下，仍能增加 0—30 cm 土層速效磷含量，說明腐植酸減少了磷肥在土壤中的固定，活化了土壤難溶性磷。這是由于腐植酸施入土壤后，會離解出羥基、酚基等官能基團(tuán)，與磷酸根競爭土壤膠體表面的吸附位點(diǎn)，減少土壤對磷的吸附[13]，電離出的這些陰離子還可與鈣、鐵、鋁等離子發(fā)生絡(luò)合和溶解反應(yīng)，促進(jìn)土壤難溶性磷的釋放[26–28]；同時(shí)腐植酸與鈣、鐵、鋁等離子絡(luò)合形成的 HA–金屬(M)–磷酸鹽等絡(luò)合物，減緩了有效性磷向難溶性磷的轉(zhuǎn)化速度，從而抑制了磷肥的固定[29]。楊志福[30]通過對北方不同土壤研究發(fā)現(xiàn)，在磷銨中添加腐植酸銨可使土壤固磷量減少 6.6%～44.9%。在這些反應(yīng)中腐植酸添加量不同，與磷酸鹽、金屬離子等的反應(yīng)程度可能也會不同，添加量越高可能使土壤中磷的有效性越高，使得即使減少一定的磷肥施用量，仍能維持土壤中的速效磷含量。

結(jié)合當(dāng)前我國磷肥利用現(xiàn)狀，開發(fā)腐植酸磷肥將是未來一個(gè)重要的發(fā)展方向，但是本試驗(yàn)為華北平原潮土小麥–玉米輪作制度下一年的研究結(jié)果，對全國不同土壤類型和種植制度下，腐植酸磷肥的應(yīng)用效果還需進(jìn)一步研究與驗(yàn)證。

4 結(jié)論

腐植酸對磷肥具有一定的增效作用。在等磷量施用下，與普通磷肥相比，施用腐植酸磷肥后玉米籽粒產(chǎn)量增加 4.5%～13.6%，且在腐植酸增效劑添加比例為 1%～20% 的范圍內(nèi)，腐植酸添加量越大其增產(chǎn)效果越好，腐植酸磷肥還可促進(jìn)玉米對磷素的吸收，提高磷肥表觀利用率、農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力，提高 0—30 cm 土層土壤速效磷含量。在保證玉米產(chǎn)量的前提下利用腐植酸的增效作用可在當(dāng)前磷肥施用水平的基礎(chǔ)上減少磷肥用量 20% 左右。

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Effect of adding humic acid to phosphorous fertilizer on maize yield and phosphorus uptake and soil available phosphorus content

LI Jun, YUAN Liang, ZHAO Bing-qiang, LI Yan-ting, WEN Yan-chen, LI Wei, LIN Zhi-an*
( National Engineering Laboratory for Improving Quality of Arable Land/Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China )

【Objectives】Humic acid has been proved to be able to improve the use efficiency of phosphorous fertilizers. Research on the appropriate addition dosage will provide scientific way in reducing application rates of P2O5through the synergistic effect of humic acid.【Methods】Four kinds of humic acid Pfertilizer (HP1, HP2, HP3 and HP4) were made by adding different proportions of HA (the added proportions were 1%, 5%, 10% and 20%, respectively) to mono-ammonium phosphate(P). A soil column experiment was conducted to investigate the effects of HP on maize yield, phosphorus uptake, P fertilizer use efficiency and the content of soil available phosphorus under the same P2O5application rate and the reduction of P2O5application rates (P2O5application rates were decreased by 1%, 5%, 10% and 20%, respectively).【Results】1) Compared with the normal Ptreatment,the grain yields of the HPs were significantly increased by 4.5% to 13.6% with the increase of added proportion of HA under the same P2O5application rate. The reduction of the P2O5application rate can lead to the decrease of the grain yields, but there was no significant decrease while the P2O5application rate was reduced by 20%. 2) The grain phosphorus uptakes and aboveground phosphorus uptakes of the HPs were significantly increased by 6.0% to 15.4% and 6.3% to 14.0% compared to the normal Ptreatment under the same P2O5application rate, but there were significant differences when the P2O5application rate was reduced by 20%. 3) The phosphate apparent efficiencies of the HPs were increased by percentage points of 5.9 to 13.1, and the agronomic efficiencies and partial factor productivities were increased by 26.5%–79.1% and 4.5%–13.5% under the same P2O5application rate. 4) Compared with the normal Ptreatment, humic acid mainly affected the soil available phosphorus contents in 0–50 cm soil layer. In particular, the soil available phosphorus contents of the HPs in 15–30 cm soil layer were increased by 18.1% to 36.6%.【Conclusions】Addition of humic acid shows satisfactory role in improving maize yield, phosphorus uptake and utilization, and increasing the soil available phosphorus contents under the same phosphorus input rate (P2O50.1 g/kg soil). P2O5application rate can be reduced by about 20% through the synergistic effect of humic acid without affecting the yield.

humic acid addition; phosphorous fertilizer; maize yield; P uptake and utilization; soil available phosphorus

2016–08–22 接受日期：2016–11–14

“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0200402）；國家科技支撐計(jì)劃課題（2015BAD23B02）資助。

李軍（1991—），男，山東昌樂人，碩士研究生，主要從事新型肥料與肥料增效劑研究。Email：sdlijun2014@163.com * 通信作者 Tel：0534-2186505，E-mail：zhianlin@163.com