腐殖酸對(duì)濱海鹽土土壤性質(zhì)及水稻產(chǎn)量的影響

應(yīng)永慶 傅慶林 郭彬 劉琛 林義成

摘 要：在濱海鹽土中，通過(guò)在水稻上開(kāi)展腐殖酸5個(gè)施用量田間試驗(yàn)，研究腐殖酸對(duì)土壤理化性質(zhì)及水稻產(chǎn)量的影響，明確腐殖酸對(duì)濱海鹽土改良機(jī)理和效應(yīng)，以期為濱海鹽土的治理提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。結(jié)果表明，施用腐殖酸不僅顯著降低了濱海鹽土的土壤pH值、鹽分含量，還能顯著增加土壤團(tuán)聚體含量、飽和含水量和有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力，從而提高稻谷產(chǎn)量。當(dāng)腐殖酸施用量為1200kg·hm-2時(shí)，濱海鹽土的土壤降鹽、降堿和稻谷增產(chǎn)等效果是最好的。因此，腐殖酸在濱海鹽土改良上效果較好，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：腐殖酸;濱海鹽土;pH;土壤鹽分;土壤團(tuán)聚體

中圖分類號(hào) S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）22-0121-04

Effects of Humic Acid on Soil Properties and Rice Yield in Coastal Saline Soil

YING Yongqing1 et al.

（1Shangyu District Haitu Farm Service Center， Shangyu 312366， China）

Abstract： In order to clarify the effect of humic acid on coastal saline soil and rice yield and provide theoretical basis and technical support for coastal saline soil treatment， a field experiment of rice was carried out with five application rates of humic acid in the coastal saline soil. The experiment results showed that humic acid application not only significantly reduced the pH value and salt content of coastal saline soil， but also significantly increased soil aggregate content， saturated water content and organic matter content and rice yield. The effect of salt and alkali reduction and rice yield increase in coastal saline soil was the best when the dosage of humic acid was 1200 kg·hm-2. Therefore， humic acid has a good effect on the improvement of coastal saline soil and a broad application prospect.

Key words： Humic acid; Coastal saline soil; pH; Salt content; Soil aggregate

濱海鹽土是我國(guó)糧食中低產(chǎn)區(qū)域之一，由于其土壤pH值和鹽分高、肥力低、結(jié)構(gòu)性差等障礙因子的存在導(dǎo)致作物營(yíng)養(yǎng)障礙，進(jìn)而影響作物生長(zhǎng)的發(fā)育和產(chǎn)量。因此，開(kāi)發(fā)利用輕度鹽堿地，整治修復(fù)重度鹽堿地，改良利用濱海鹽土，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，已成為增加土地利用面積的有效措施[1]，對(duì)于保障我國(guó)糧食生產(chǎn)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，改良濱海鹽土的材料主要有石膏、脫硫石膏、硫酸鋁、生物質(zhì)炭、有機(jī)肥、糠醛渣等。在濱海鹽土中施入脫硫石膏，可以增加土壤飽和導(dǎo)水速率，提高脫鹽效率，降低土壤鹽分[2]，但是脫硫石膏含有重金屬離子，對(duì)土壤環(huán)境具有很大的威脅。在濱海鹽土中添加硫酸鋁，能有效降低土壤pH值，促進(jìn)土壤淋洗脫鹽[3]。這些無(wú)機(jī)材料雖然在一定程度上可以促進(jìn)土壤脫鹽，改善土壤的理化性質(zhì)，但是成本較高，同時(shí)還存在對(duì)土壤造成二次污染的可能性。利用糠醛渣改良濱海鹽土，能夠顯著降低土壤pH值，緩解鹽堿脅迫，提高玉米產(chǎn)量[4]。生物質(zhì)炭施入鹽堿土，可以加快脫鹽效率[5]。一些土雜肥、農(nóng)家有機(jī)肥、有機(jī)廢渣等有機(jī)物質(zhì)雖然也可以提升鹽堿土壤的肥力，促進(jìn)鹽分淋洗，但是長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)地下水造成一定污染。因此，尋找高效、價(jià)格低廉、環(huán)保、實(shí)用性高的改良劑是學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)。

腐殖酸是由動(dòng)植物遺?。ㄖ饕侵参镞z?。┙?jīng)過(guò)微生物的分解轉(zhuǎn)化以及一系列的化學(xué)過(guò)程積累起來(lái)的一類有機(jī)物質(zhì)。利用腐殖酸改良濱海鹽土，不僅有利于土壤降鹽，調(diào)節(jié)土壤pH，還可以促進(jìn)土壤保水、保肥，改善土壤的物理性狀，提高土壤的持水能力[6]，改善土壤肥力，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。研究表明[7]，腐殖酸在鹽堿土改良中對(duì)土壤中Na+的置換和鹽分淋洗有著重要的調(diào)控作用，從而促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育。相關(guān)研究顯示[8]，腐殖酸能改善土壤環(huán)境，調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)平衡，提高小麥抗旱能力，增加小麥產(chǎn)量。但是，作為近年來(lái)新出現(xiàn)的有機(jī)改良劑，腐殖酸在鹽堿地治理中尤其是關(guān)于濱海鹽土的研究相對(duì)缺乏。為此，筆者開(kāi)展了腐殖酸對(duì)濱海鹽土土壤理化特性的影響，探明其對(duì)濱海鹽土改良機(jī)理和效應(yīng)，為濱海鹽土的治理提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)設(shè)在浙江省上虞區(qū)瀝海鎮(zhèn)上虞聯(lián)墾場(chǎng)。氣候?qū)賮啛釒暇壖撅L(fēng)氣候，季風(fēng)交替規(guī)律明顯，年平均日照1908h，年平均氣溫16.4℃，年平均降水量在1400mm以上，年降水日160d。春季降水較多，夏季6月至7月上旬為梅雨期;7月至8月上旬為干熱天氣，期間有臺(tái)風(fēng)暴雨。供試土壤為濱海鹽土，0～20cm土層的土壤含鹽量2.5g·kg-1，pH 8.25，有機(jī)質(zhì)11.25g·kg-1，堿解氮105.5mg·kg-1，有效磷13.0mg·kg-1，速效鉀107.0mg·kg-1，土壤容重1.3g·cm-3。2018年和2019年供試水稻品種為“秀水09”，常規(guī)晚粳稻，全生育期148d。2020年供試水稻品種為“甬優(yōu)1540”，感溫秈型粳雜交稻品種，全生育期144d。腐植酸pH值為5.36，有機(jī)碳含量70%（購(gòu)于浦江豐宇科技有限公司）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 田間試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理：CK（對(duì)照，不施腐殖酸）、T1（施腐殖酸600kg·hm-2）、T2（施腐殖酸1200kg·hm-2）、T3（施腐殖酸1800kg·hm-2）和T4（施腐殖酸2400kg·hm-2），3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積30m2（5m×6m）。2018年，2019年和2020年連續(xù)3年撒施腐殖酸和基肥后翻耕，插秧，連續(xù)3年腐殖酸的用量以提高土壤有機(jī)質(zhì)0.5g·kg-1以上為目標(biāo)。施肥量：225N·hm-2，P2O540kg·hm-2和K2O120kg·hm-2。氮肥為尿素（含N46%）施用比例為基肥∶分蘗肥∶孕穗肥=2∶1∶1，磷肥為過(guò)磷酸鈣（含P2O512%）基肥一次性施入，鉀肥為氯化鉀（含K2O60%）施用比例為基肥∶孕穗肥=1∶1。2018年6月20日插秧，11月12日收獲水稻;2019年6月25日插秧，11月15日收獲水稻;2020年5月28日插秧，10月30日收獲水稻。2020年水稻收割后，每個(gè)小區(qū)按5點(diǎn)法采集土樣，土層深度分別為0～20cm，20～40cm，40～60cm，60～80cm和80～100cm，每層5點(diǎn)土樣混勻后采用四分法分取土壤樣品，室內(nèi)自然風(fēng)干，磨細(xì)過(guò)2mm和0.25mm目篩備用;0～20cm取原狀土壤，用于測(cè)土壤團(tuán)聚體;用環(huán)刀取0～15cm土層土壤，測(cè)定土壤容重、飽和含水量。

1.3 分析方法 土壤基本理化性狀均采用《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》和常規(guī)方法測(cè)定[9， 10]：土壤pH用水浸提電位法測(cè)定;土壤水溶性全鹽量用烘干法測(cè)定;土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-外加熱測(cè)定;土壤堿解氮用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;土壤有效磷采用NaHCO3提、鉬銻抗比色法測(cè)定;土壤速效鉀采用醋酸銨-火焰光度計(jì)法測(cè)定;取原狀土壤，用環(huán)刀法測(cè)量土壤容重和土壤飽和含水量;用濕篩法測(cè)定水穩(wěn)性團(tuán)聚體。利用Statistica10.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行采用單因素方差分析進(jìn)行顯著分析，采用最小顯著差異法進(jìn)行處理間的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值和鹽分含量 在0～20cm和20～40cm土層中（圖1），腐殖酸處理的各土層土壤pH值分別為8.0～8.2和8.08～8.23，明顯低于CK對(duì)照土壤pH值，其值分別為8.25和8.27，并且隨著腐殖酸用量增加，土壤pH值顯著下降（p<0.05），而在40～60cm、60～80cm和80～100cm土層中土壤pH值分別為8.24～8.28、8.26～8.30和8.3，無(wú)顯著差異。在0～20cm、20～40cm、40～60cm和60～80cm土層中（圖1），腐殖酸處理的各土層土壤含鹽量分別為1.95～2.35、2.15～2.40、2.45～2.55和2.50～2.60g·kg-1，顯著低于CK對(duì)照的土壤含鹽量2.50、2.45、2.60和2.65g·kg-1，并且隨著腐殖酸用量增加，土壤含鹽量顯著減少（p<0.05），但在80～100cm土層中土壤含鹽量為2.60～2.65g·kg-1，無(wú)顯著差異。

2.2 土壤容重、飽和含水量和≥0.25mm團(tuán)聚體 從表1可以看出，與CK相比，施用腐殖酸顯著降低了土壤容重，卻顯著提高了土壤飽和含水量（p<0.05）。隨著腐殖酸添加量的增加，CK～T2處理的土壤飽和含水量逐漸增加，T2～T4處理的土壤飽和含水量逐漸降低。當(dāng)腐殖酸量施用量為1200kg·hm-2時(shí)，土壤飽和含水量達(dá)到最大（p<0.05）。

與CK相比，施用腐殖酸后顯著提高了耕層≥0.25mm土壤團(tuán)聚體含量（p<0.05）（圖2），主要是提高了0.25～0.5mm、1～2mm和≥5mm粒級(jí)的土壤團(tuán)聚體含量，分別提高1.0～1.3%、0.8～1.3%和2.7～3.7%。

2.3 土壤養(yǎng)分 與CK相比，隨著腐殖酸用量增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量和堿解氮含量均顯著提高（表1），當(dāng)腐殖酸量施用量≥1200kg·hm-2時(shí)，T2、T3和T4的土壤有機(jī)質(zhì)含量和堿解氮含量均顯著高于CK和T1（p<0.05）。但是，土壤有效磷和速效鉀含量無(wú)顯著變化。

2.4 稻谷產(chǎn)量 從圖3可以看出，2018—2020年，隨著腐殖酸施用量的增加，稻谷產(chǎn)量均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)。但與ck相比，施腐殖酸均不同程度地增加了稻谷產(chǎn)量，增產(chǎn)率達(dá)到7%左右。當(dāng)腐殖酸用量為1200kg·hm-2（T2）時(shí)，稻谷產(chǎn)量達(dá)到最高，比ck增產(chǎn)17.1%～19.5%。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，施用腐殖酸能夠顯著降低濱海鹽土的pH值。一些研究也表明[7，11-14]，施入腐殖酸的鹽堿土土壤pH顯著降低，降低了土壤的堿性。這是由于腐殖酸作為一種酸性有機(jī)膠體，通過(guò)酸堿中和反應(yīng)降低土壤的堿性，緩沖了土壤pH值的變化，所以在濱海鹽土中施用腐殖酸能有效調(diào)節(jié)土壤pH，使土壤中的pH值更適合作物的生長(zhǎng)。

試驗(yàn)結(jié)果還表明，施用腐殖酸不僅顯著降低了濱海鹽土鹽分含量，而且增加了土壤團(tuán)聚體含量和飽和含水量。有研究證實(shí)[2，6，7，11，12，15]，施用腐殖酸能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤團(tuán)聚體，改善土壤的通透性，增強(qiáng)土壤保水透水性能，降低了土壤鹽分含量。在濱海鹽土中施用腐殖酸之所以能夠降低土壤含鹽量，一方面是因?yàn)楦乘崃u基、羧基和鈣在土壤中發(fā)生聚合反應(yīng)[14]，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，降低土壤中的代換性Na+，進(jìn)而降低土壤堿化度[7，15];另一方面是因?yàn)樘岣吡送寥烙袡C(jī)質(zhì)含量，增加了水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的數(shù)量，從而增強(qiáng)了土壤的導(dǎo)水性能，促使土壤鹽分隨著水分排出土體，并且通過(guò)降雨和灌溉使土壤鹽分得到充分淋洗，使表層土壤含鹽量也隨之降低，從而調(diào)控了土壤剖面中的鹽分分布。本試驗(yàn)還表明，施用腐殖酸能夠顯著地提高濱海鹽土土壤有機(jī)質(zhì)含量和堿解氮含量。有研究也發(fā)現(xiàn)[6，11，15，16]，施用腐殖酸不僅能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，還能夠提高土壤酶活性，有助于催化土壤生化反應(yīng)，提高土壤養(yǎng)分含量，從而改善土壤肥力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。

試驗(yàn)結(jié)果也顯示，腐殖酸的施用增加了水稻的產(chǎn)量，這與前人的研究結(jié)果相似[17，18]。這是因?yàn)樘砑痈乘崽岣吡说竟鹊那ЯＶ豙17]。另有研究表明[18]，腐殖酸的施用降低了水稻二次枝梗的粒重，但增加了水稻穗粒數(shù)，從而增加稻谷的產(chǎn)量。而腐殖酸也顯著地增加小麥穗粒數(shù)、穗數(shù)、千粒重及產(chǎn)量[8]。因此，施用腐殖酸能夠提高濱海鹽土有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力，從而促進(jìn)作物的增產(chǎn)。

總之，濱海鹽土施用腐殖酸能夠降低土壤鹽分和堿性，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和團(tuán)聚體，提高土壤保水能力，改善土壤肥力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高稻谷產(chǎn)量。在該試驗(yàn)處理中，腐殖酸用量1200kg·hm-2處理改良濱海鹽土的效果最佳。因此，腐殖酸在濱海鹽土改良上有著良好的效果，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]葉勝蘭.鹽堿土與黃綿土不同混合比例對(duì)苜蓿生長(zhǎng)的影響[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2020，26（23）：100-101，160.

[2]程鏡潤(rùn)，陳小華，劉振鴻，等.脫硫石膏改良濱海鹽堿土的脫鹽過(guò)程與效果實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2014，34（06）：1505-1513.

[3]孫宇男，耿玉輝，趙蘭坡.硫酸鋁改良蘇打鹽堿土后各離子的變化[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（23）：255-258.

[4]崔向超，胡君利，林先貴，等.造紙干粉和糠醛渣對(duì)濱海鹽堿地玉米生長(zhǎng)和土壤微生物性狀的影響[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，30（3）：331-335.

[5]岳燕，林啟美，郭維娜，等.不同土層加入生物質(zhì)炭對(duì)鹽分淋洗的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（03）：62-67.

[6]顧鑫，任翠梅，楊麗，等.天然煤炭腐植酸對(duì)鹽堿土改良效果的研究[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2017，36（09）：57-61.

[7]南江寬，，陳效民，王曉洋，等.不同改良劑對(duì)濱海鹽漬土鹽堿指標(biāo)及作物產(chǎn)量的影響研究[J].土壤，2013，45（06）：1108-1112.

[8]竇樂(lè)，許諾，韓宗友，等.含腐植酸復(fù)合肥與同等養(yǎng)分配方肥在小麥應(yīng)用上的肥效對(duì)比試驗(yàn)[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2019，25（23）：106-107.

[9]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

[10]林義成，丁能飛，傅慶林，等.土壤溶液電導(dǎo)率的測(cè)定及其相關(guān)因素的分析[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，17（2）：83-86.

[11]蔣煜峰，袁建梅，盧子揚(yáng)，等.腐殖酸對(duì)污灌土壤中Cu、Cd、Pb、Zn形態(tài)影響的研究[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（6）：42-46.

[12]岳殷萍，李虹諭，張偉華.脫硫石膏與腐殖酸改良鹽堿土的效果研究[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2016（14）：85-89.

[13]TAHIR M M， KHURSHID M， KHAN M Z， et al. Lignite-derived humic acid effect on growth of wheat plants in different soils[J]. Pedosphere， 2011，21（1）：124-131

[14]付保東.腐殖酸在土壤改良中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].防護(hù)林科技，2016，150（3）：83-84.

[15]葉協(xié)鋒，凌愛(ài)芬，張斌，等.腐殖酸對(duì)烤煙土壤性狀及煙葉品質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2009，24（5）：170-173.

[16]陳佳，姜增明，費(fèi)云鵬，等.復(fù)合肥與腐殖酸配施對(duì)鹽堿地改良及棉花生長(zhǎng)的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（10）：54-57.

[17]徐全輝，高仰，趙強(qiáng)，等.活性腐殖酸有機(jī)肥對(duì)水稻產(chǎn)量·養(yǎng)分吸收的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（8）：3951-3952.

[18]赫臣，鄭桂萍，趙海成，等.增施腐殖酸及減量施肥對(duì)鹽堿地水稻穗部性狀與產(chǎn)量的影響[J].作物雜志，2018（3）：129-134.

（責(zé)編：張宏民）