腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑改善火龍果果園土壤理化特性和幼莖養(yǎng)分含量

吳敏 韋家少 何鵬 吳炳孫 吳文冠 高樂 王桂花 孫勇

1. 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所，海南?？? 571101;2. 省部共建國家重點實驗室培育基地-海南省熱帶作物栽培生理學(xué)重點實驗室，海南?？? 571101

摘? 要：采用隨機區(qū)組試驗，比較不同施用量腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑（2906、4100、5415 kg/hm2）下火龍果果園土壤理化性狀和幼莖養(yǎng)分含量的差異，為火龍果果園的土壤肥力管理提供理論指導(dǎo)。結(jié)果表明：雖然腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑中化肥用量僅為對照的13.40%、18.90%和24.96%，但改良劑的施用未降低土壤全氮、全磷、全鉀和堿解氮、速效磷和速效鉀含量，且改良劑施用量為5415 kg/hm2的處理顯著提升了肥溝內(nèi)土壤速效鉀和有機質(zhì)含量。此外，改良劑的施用未降低土壤pH和火龍果幼莖養(yǎng)分含量?；瘕埞麍@中可施用腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑，從而減少化肥的施用量，穩(wěn)定果園土壤肥力和保障火龍果生長的養(yǎng)分需求。

關(guān)鍵詞：腐殖酸營養(yǎng)改良劑;火龍果;土壤理化特性;幼莖養(yǎng)分含量

中圖分類號：S667.9????? 文獻標識碼：A

Abstract： The differences of nutrient contents of young stems and soil physicochemical properties were compared with CK after applying humic acid nutrient modifier （HANM） in 2906， 4100 and 5415 kg/hm2 by a randomized block test in order to supply a theoretical direction for soil fertility management in pitaya fruit orchards. Soil nutrient contents of total nitrogen （TN）， total phosphorus （TP）， total potassium （TK）， soil alkali-hydrolyzable nitrogen （AN）， available phosphorus （AP） and available potassium （AK） did not decrease in the treatments with 13.40%， 18.90% and 24.96% of the fertilizer amounts of the control if HANM was used. Application of HANM in 5415 kg/hm2 obviously increased the contents of AK and organic matter （OM） in dressing furrow. Application of HANM did not decrease soil pH and nutrient contents of young stems in pitaya fruit. HANM can be used in pitaya fruit orchards in order to decrease fertilizer usages， stabilize soil fertility and guarantee the nutrient demand of pitaya fruit.

Keywords： humic acid nutrient modifier; pitaya （Hylocereus undulatus Britt）; soil physicochemical properties; nutrient contents of young stems

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.02.001

火龍果（Hylocereus undulatus Britt），仙人掌科、量天尺屬植物，果實營養(yǎng)豐富、功能獨特，含有一般植物少有的植物性白蛋白以及花青素、豐富的維生素和水溶性膳食纖維。火龍果可適應(yīng)多種土壤，但以含腐殖質(zhì)多、保水保肥的中性土壤和弱酸性土壤為好。火龍果由于經(jīng)濟價值較高，農(nóng)戶種植中習(xí)慣盲目加大化肥用量，從而造成了化肥的極大浪費，而?2015年1月28日，農(nóng)業(yè)部審議并通過了《化肥使用量零增長行動方案》，為響應(yīng)此方案，作物生產(chǎn)中需研究對應(yīng)的減肥增效措施。腐殖質(zhì)是土壤中對植物生長有益的有機質(zhì)，而腐殖酸是腐殖質(zhì)中的主要成分。腐殖酸具有改善土壤的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)性狀、提高肥料的肥效和刺激植物酶活性、增加產(chǎn)量等多種作用[1-5]，但也有研究表明腐殖酸的施用會導(dǎo)致土壤pH的降低[6-8]。同時，熱區(qū)土壤普遍酸化嚴重、肥力低下[9-11]。本研究利用腐殖酸與其他改良材料復(fù)合造粒，制成腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑進行試驗，旨在減少熱區(qū)化肥的施用水平和改善熱區(qū)土壤養(yǎng)分不平衡狀態(tài)及提升熱區(qū)土壤肥力。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 植物材料? 供試火龍果品種為‘蜜紅，2017年5月種植。

1.1.2? 試驗地概況? 試驗于2017年6月至2018年8月在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗場5隊火龍果基地，其經(jīng)緯度坐標分別為1092920E和19 2910N。供試土壤為磚紅壤，基本理化性質(zhì)為：土壤有機質(zhì)13.48 g/kg、pH 6.19、全氮6.50 g/kg、全磷0.62?g/kg、全鉀14.52?g/kg、堿解氮61.44?mg/kg、速效磷180.36 mg/kg、速效鉀28.46?mg/kg。

1.1.3? 試驗用肥? 復(fù)合肥為海南富島復(fù)合肥有限公司生產(chǎn)，其總養(yǎng)分≥45%，養(yǎng)分比例為W（N）∶W（P2O5）∶W（K2O）=26∶9∶16;改良劑為中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠所自制，養(yǎng)分比例為W（N）∶W（P2O5）∶W（K2O）=20∶1∶23;其中，改良劑生產(chǎn)中所用氮源、磷源和鉀源分別為魯西化工集團股份有限公司生產(chǎn)的尿素（總氮≥46.4%）、濟南鑫碩化工有限公司生產(chǎn)的鈣鎂磷肥（有效磷含量≥12%）和烏拉爾鉀肥股份公司生產(chǎn)的氯化鉀（有效鉀含量≥62%）。同時，改良劑中原材料還包括泥炭來源腐殖酸和生物炭、石灰、沸石、鎂粉等，以上材料復(fù)合造粒形成營養(yǎng)型改良劑，營養(yǎng)型改良劑中化肥和泥炭來源腐殖酸所占比例最大，其所占質(zhì)量百分比分別為9.22%和83.13%。具體各試驗處理中肥料和改良劑用量見表1和表2。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗設(shè)計? 試驗采用大田試驗，隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)面積66 m2，種植規(guī)格為株行距0.2 m×2.6 m，每處理3行，每行有火龍果42株。具體試驗處理包括：常規(guī)施肥處理（對照，CK），其復(fù)合肥用量為2000 kg/hm2;營養(yǎng)型改良劑施用處理1～3（T1～T3），其施用量分別為2906、4100、5415 kg/hm2。其中，常規(guī)施肥處理在2017年6—12月，分6次施用于施肥溝內(nèi)，營養(yǎng)型改良劑處理在2017年8、10和12月，分3次施用于施肥溝內(nèi)。

1.2.2? 樣品采集? 2017年5月火龍果種植前用梅花形采樣法采集15個點0～15 cm土層組成混合樣品，2018年8月在試驗小區(qū)內(nèi)用梅花形采樣法采集肥溝壁15個點0～15 cm土層組成肥溝土壤混合樣品，同時，采集肥溝外15個點組成非肥溝土壤混合樣品。幼莖樣品采集于2018年8月，在試驗小區(qū)內(nèi)隨機選取10株火龍果，采集幼莖組成混合樣品。

1.2.3? 測定指標與方法? 土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法外加熱法測定;土壤全氮采用半微量凱氏法測定;土壤全磷采用堿熔-鉬銻抗比色法測定;土壤全鉀采用堿熔-原子吸收分光光度計法測定;土壤堿解氮采用堿解擴散法測定;土壤速效磷用碳酸氫鈉法測定;土壤速效鉀用醋酸銨浸提，火焰光度法測定;土壤有機質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測定—外加熱法;pH用pH計測定[12]。植株全氮、全磷采用H2SO4-H2O2-比色法，全鉀采用H2SO4-H2O2-火焰廣度計法，全鈣鎂采用原子吸收分光光度法測定[12]。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及Microsoft Excel 2000軟件對實驗數(shù)據(jù)處理。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 土壤改良劑對火龍果果園土壤理化特性的影響

2.1.1? 土壤pH和有機質(zhì)含量? 圖1A表明，同對照相比，腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑的施用未影響肥溝和非肥溝內(nèi)土壤pH，且肥溝和非肥溝內(nèi)各處理之間差異不顯著。

2.1.2? 土壤全量養(yǎng)分? 圖2A、圖2B和圖2C表明，同對照CK1和CK2相比，腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑施用未影響非肥溝和肥溝內(nèi)土壤全氮、全磷和全鉀含量。同時，肥溝內(nèi)土壤全磷含量顯著高于非肥溝，而土壤全氮和全鉀含量在肥溝和非肥溝之間差異不顯著。

2.1.3? 土壤速效養(yǎng)分? 圖3A表明，肥溝內(nèi)、非肥溝內(nèi)各處理之間土壤堿解氮含量差異不顯著，同樣，各處理在肥溝與非肥溝內(nèi)土壤堿解氮含量差異不顯著。

圖3B表明，肥溝內(nèi)、非肥溝內(nèi)各處理之間土壤速效磷含量差異不顯著，但除T1處理外，其余各處理在肥溝與非肥溝之間土壤速效磷含量差異顯著。

圖3C表明，肥溝內(nèi)各處理之間土壤速效鉀含量差異顯著，但非肥溝內(nèi)各處理之間土壤速效鉀含量差異不顯著，同時，各處理在肥溝與非肥溝之間土壤速效鉀含量差異顯著。

2.2? 土壤改良劑對火龍果枝條養(yǎng)分含量的影響

3? 討論

根據(jù)全國第2次土壤普查養(yǎng)分分級標準火龍果果園在施肥前土壤呈弱酸性，有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀處于偏低、中等和偏低水平，而速效磷處于極高水平。由此可見，土壤養(yǎng)分不平衡問題突出。另外，為了提高化肥利用效率，化肥一般均集中施用于作物根系密集生長期范圍內(nèi)，而土壤理化性狀指標的變化難易程度存在差異，例如，土壤速效養(yǎng)分指標比土壤全量養(yǎng)分指標變化快，同時，氮肥施入土壤后養(yǎng)分移動較快，而磷肥移動緩慢。因此，短期施肥措施可能僅影響施肥溝內(nèi)土壤理化性狀。與對照相比，T1～T3處理中N用量分別是對照的11.34%、15.99%和21.12%，P2O5用量分別是對照的1.61%、2.28%和3.01%，K2O用量分別是對照的21.62%、30.50%和40.28%。為此，在氮、磷和鉀3要素均大幅度減少用量，而主要提升腐殖酸用量的情況下，本研究探討了火龍果果園施肥溝內(nèi)、非肥溝內(nèi)土壤pH、有機質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分指標的變化，以期在短期內(nèi)確定腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑對火龍果果園土壤肥力的改良效果。

3.1? 腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑對土壤pH和有機質(zhì)含量的影響

結(jié)果表明，腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑T1～T3處理均未改變火龍果果園肥溝和非肥溝土壤pH，T3處理顯著提升了肥溝土壤有機質(zhì)含量，同時，T3處理肥溝有機質(zhì)含量顯著高于非肥溝。其他研究結(jié)果表明，施用木本泥炭7500 kg/hm2或腐殖酸可降低pH[7， 13]，而施用腐殖酸300、450 kg/hm2均對土壤pH影響不大[2]。同時，木本泥炭和腐殖酸均對土壤有機質(zhì)含量影響不大[2， 10]。而本研究表明，雖然腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑中腐殖酸含量為83.13%，但同試驗前相比，其施用未降低土壤pH。同時，施用量最大的T3處理提升了肥溝內(nèi)土壤有機質(zhì)含量。以上研究結(jié)論互不相同，究其原因，可能來源于腐殖酸施用量的不同、腐殖酸施用前土壤pH、有機質(zhì)含量的差異和土壤取樣部位的差異等，同時，腐殖酸類土壤改良劑中還添加了其他土壤改良材料，從而在大量施用改良劑的情況下并未降低土壤pH。本研究中僅T3處理顯著提升了肥溝土壤有機質(zhì)的含量。由此可見，土壤有機質(zhì)含量的全面提升不僅需要加大腐殖酸等有機質(zhì)來源物質(zhì)的施用，同時，僅靠溝施或穴施等方法也只能提升局部土壤有機質(zhì)含量。

3.2? 腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑對土壤氮磷鉀養(yǎng)分含量的影響

結(jié)果表明，在大幅度減少化肥用量的情況下，腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑的施用未降低肥溝和非肥溝內(nèi)土壤全氮、全磷和全鉀養(yǎng)分的含量。另外，除T1處理速效磷含量顯著降低外，腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑的施用顯著提升了肥溝內(nèi)速效鉀養(yǎng)分的含量，但未顯著影響其他處理肥溝內(nèi)堿解氮和速效磷的含量，且速效磷和速效鉀的含量均是肥溝顯著高于非肥溝，但堿解氮的含量在肥溝與非肥溝之間差異不顯著。由此可見，腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑的施用可提升速效鉀含量，但其作用效果僅在肥溝內(nèi)。田艷洪等[2]研究表明，施用腐殖酸顯著提升了土壤全氮含量，但對土壤速效磷和速效鉀提升效果不顯著。李廣才等[7]研究表明，施用腐殖酸降低了土壤速效氮含量，而提升了土壤速效磷含量。以上研究均是在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施腐殖酸后的作用效果，其作用效果存在差異可能和土壤基礎(chǔ)肥力的差異相關(guān)。本研究中常規(guī)施肥量較大且土壤速效磷含量較高，因此，結(jié)合火龍果苗期營養(yǎng)需求規(guī)律特點[14]，在腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑的配制中N用量僅為對照的11.33%～ 21.12%，P2O5用量為對照的1.62%～3.01%，K2O用量為對照的21.62%～40.28%?；视昧康臏p少，并未造成肥溝和非肥溝內(nèi)土壤氮磷鉀養(yǎng)分含量的降低，相反，還顯著提升了肥溝內(nèi)速效鉀養(yǎng)分的含量。鑒于火龍果果園未試驗處理前土壤速效鉀含量偏低、速效磷含量較高的特點，可見腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑的施用有利于促進火龍果果園土壤磷、鉀養(yǎng)分供給平衡。

3.3? 腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑對火龍果枝條養(yǎng)分含量的影響

結(jié)果表明，在大幅度降低化肥用量的情況下，腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑的施用未降低火龍果枝條氮、磷、鉀、鈣和鎂養(yǎng)分含量，但T3處理氮含量顯著低于T1處理。由此可見，該改良劑的施用基本可滿足火龍果生產(chǎn)對養(yǎng)分的需求，但在該改良劑施用量較大的情況下，應(yīng)適當(dāng)增高氮營養(yǎng)的配比。相關(guān)研究表明，化肥配施腐殖酸可提升小白菜、葡萄和尾巨桉等葉片養(yǎng)分含量[15-17]。本試驗處理是在大幅度減少化肥用量的情況下進行的，因此，雖未提升火龍果幼莖養(yǎng)分含量，但處理與養(yǎng)分供應(yīng)充分的對照之間并無顯著差異，亦表明腐殖酸類改良劑有助于植株養(yǎng)分的吸收和利用。

以上分析表明，腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑中雖然化肥用量較少，但施用量T1～T3的處理并未顯著降低火龍果園中土壤養(yǎng)分含量，相反，施用量為5415 kg/hm2的T3處理顯著提升了肥溝內(nèi)土壤速效鉀和有機質(zhì)含量，另外，由于T2處理肥溝內(nèi)土壤速效磷含量較對照有所降低，而速效鉀含量顯著高于對照，且火龍果枝條中T2和T3處理養(yǎng)分差異不顯著，因此，T2為火龍果園中腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑中較為合理的施用量，火龍果果園中可施用該種腐殖酸類營養(yǎng)型改良劑4100?kg/hm2，從而減少化肥的施用量，提高果園土壤肥力。

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