腐植酸對小白菜生長和磷素利用的影響

楊清俊 陳 虹 李任豐 路 宇 田艷艷 郎 朗 郭景麗

河南心連心化學(xué)工業(yè)集團股份有限公司 新鄉(xiāng) 453731

磷是植物體重要化合物組成部分，以多種方式參與植物體內(nèi)各種生理活動[1～3]。植物吸收利用的磷主要來源于土壤，但在土壤中移動性很小，磷酸鹽極易被土壤中化合物固定，農(nóng)作物對磷肥的利用率偏低[3～6]。許多研究表明，腐植酸對磷肥有著活化、轉(zhuǎn)化、移動等多重功效，可提高磷的有效性，對磷肥具有增效作用[7～9]。還有研究表明，腐植酸對不同類型土壤中磷素形態(tài)具有調(diào)控作用，如降低紅壤Al-P 含量，增加Ca2-P 和Ca8-P 含量，促進土壤磷素的釋放，顯著提高土壤磷的有效性[8]。本研究選用磷肥與不同濃度梯度腐植酸進行復(fù)配，研究其對磷肥有效性以及小白菜生長情況的影響，為下一步腐植酸磷肥產(chǎn)品的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 供試土壤

試驗于2021 年3 月18 日—4 月20 日在河南心連心化學(xué)工業(yè)集團股份有限公司溫室大棚（經(jīng)度113.78°E，緯度35.18°N）開展，土壤類型為褐土，土壤基本化學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤基本化學(xué)性質(zhì)Tab.1 Basic chemical properties of tested soil

1.2 供試材料

供試作物：小白菜，品種為“上海青”。

供試材料：磷酸一銨（湖北鄂中化肥有限公司，11-47-0）、腐植酸鉀（黑色生態(tài)科技有限公司，腐植酸含量為60.0%）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)9 個處理，每個處理5 次重復(fù)。設(shè)置不同濃度的腐植酸（以腐植酸含量計），磷（P2O5）使用量選用低磷含量（0.1 g/kg）為基礎(chǔ)，采用底肥的方式進行。對照（CK）：不添加磷肥；T1：磷酸一銨；T2：0.6%腐植酸；T3：0.3%腐植酸+磷酸一銨；T4：0.6%腐植酸+磷酸一銨；T5：1.2%腐植酸+磷酸一銨；T6：3.0%腐植酸+磷酸一銨；T7：4.2%腐植酸+磷酸一銨；T8：6.0%腐植酸+磷酸一銨。

選用外口徑為22.7 cm，內(nèi)口徑為19.8 cm，高為13.5 cm 的聚丙烯樹脂塑料盆，每盆移栽1 株小白菜，生長期間栽培管理和病蟲害管理措施均相同，同一作業(yè)當(dāng)日完成，并做好作物生長和試驗管理記錄。

1.4 測定項目與方法

收獲后分別測定作物產(chǎn)量，每株重量單獨測定（不含根）。種植前測定土壤基本化學(xué)性質(zhì)（ASI法進行全分析），收獲后測定土壤有效磷含量和各形態(tài)無機磷（Ca8-P、Al-P、Ca10-P）含量， 有效磷含量用ASI 法土壤養(yǎng)分測定，各形態(tài)無機磷含量采用鉬銻抗比色法進行測定，參考鮑士旦主編《土壤農(nóng)化分析》石灰性土壤無機磷分級測定[10]。植株采集時拿剪刀在植株莖基部剪開，收取地上部分。測定地上部鮮重和干重，然后參考鮑士旦主編《土壤農(nóng)化分析》植株中磷的測定來測定磷含量，計算磷農(nóng)學(xué)效率，磷農(nóng)學(xué)效率（%）=（施磷產(chǎn)量-不施磷產(chǎn)量）/磷肥施用量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)處理，采用Microsoft Excel 2007、SPSS 20、SigmaPlot 12.5 和R 3.4.3 進 行 處理和統(tǒng)計分析。處理間均值的差異性采用單因素方差分析（Ducan’s multiple range test）進行評估。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小白菜產(chǎn)量的影響

不同處理小白菜產(chǎn)量情況如圖1。由圖可以看出，不同處理對小白菜的生長產(chǎn)生不同影響。除T4 處理外，添加不同濃度腐植酸與磷酸一銨結(jié)合，均表現(xiàn)出產(chǎn)量高于單獨磷酸一銨處理，但均未表現(xiàn)出顯著性差異。其中T7 處理較T1 處理增加最多，增加4.55%；其次是T3、T6 和T5 處理，分別較T1 處理增加4.16%、3.05%和1.23%?？梢姡菜峥稍谝欢ǔ潭仍黾有“撞说漠a(chǎn)量。

圖1 不同處理對小白菜產(chǎn)量的影響Fig.1 Effects of different treatments on yield of pakchoi

2.2 不同處理對土壤磷形態(tài)的影響

2.2.1 不同處理對土壤有效磷含量的影響

不同處理土壤有效磷含量（通過ASI 方法測定的土壤有效磷主要是從具表面活性的Fe-P、Al-P 及Ca-P 中螯合金屬離子，使其中有效的固相活性磷進入溶液而被提?。┤绫?。由表可以看出，T6 處理有效磷含量最高，較T1 處理增加12.66%。其次是T8、T4、T5 和T7 處理，分別較T1 處理增加8.89%、7.96%、7.53%和1.94%?？梢娞砑?.6%～6.0%的腐植酸均表現(xiàn)出對有效磷含量的增加有一定促進作用，相比不施磷處理（CK和T2 處理），添加0.6%～6.0%的腐植酸均表現(xiàn)出顯著的促進作用。與種植小白菜前的土壤相比，有效磷含量均有降低，其中T2 處理未施用磷肥，通過活化土壤中磷為小白菜提供養(yǎng)分，故降低最為明顯。

表2 不同處理對土壤有效磷含量的影響Tab.2 Effects of different treatments on available phosphorus content of soil mg/L

2.2.2 不同處理對Ca8-P 含量的影響

Ca8-P 的有效性要低于Ca2-P，但是在土壤中其含量往往要大于Ca2-P，實際生產(chǎn)中貢獻要大于Ca2-P。對比不同處理，Ca8-P 含量以T2 處理最低（圖2），顯著低于各添加磷肥的處理，這是由于該處理沒有添加磷肥，僅添加腐植酸處理，可能由于植株對養(yǎng)分的吸收利用使Ca8-P 含量最低。T5、T7、T4、T3 分別較T1 處理高7.01%、6.91%、5.86%和2.25%，但差異不顯著。

圖2 不同處理對土壤Ca8-P 含量的含量Fig.2 Effects of different treatments on Ca8-P content of soil

2.2.3 不同處理對Al-P 含量的影響

Al-P 含量相對其他形態(tài)無機磷占總有機磷含量比例較小，但其溶解度較大，對植物仍有一定的有效性，另外，在堿性條件下Al-P 對作物也具有顯著的供磷能力。由圖3 可以看出，T4 處理高于T1 處理，但無顯著差異；其他處理均低于T1 處理，其中T7 和T5 處理分別較T1 處理低2.51%和5.33%，T3、T6、T8 處理較T1 處理顯著降低。

圖3 不同處理對土壤Al-P 含量的影響Fig.3 Effects of different treatments on Al-P content of soil

2.2.4 不同處理對Ca10-P 含量的影響

Ca10-P 在石灰性土壤中比較穩(wěn)定，不易向其他形態(tài)轉(zhuǎn)化，屬于無效磷，需經(jīng)過長時間風(fēng)化才能逐步釋放。由圖4 可以看出，不同處理Ca10-P 含量不同，T7 處理Ca10-P 相對較高，較T1 處理增加3.19%，其他處理均低于T1 處理，T8、T2、T6、T4、CK、T3 和T5 處理，分別較T1 處理低0.93%、1.58%、3.97%、7.15%、7.65%、8.77% 和13.58%，后3 個處理降低顯著?？梢娞砑右欢扛菜峥山档屯寥乐蠧a10-P 含量，活化土壤中難溶性磷。

圖4 不同處理土壤Ca10-P 含量Fig.4 Effects of different treatments on Ca10-P content of soil

2.3 不同處理對磷素利用情況的影響

2.3.1 不同處理對小白菜地上部磷含量的影響

不同處理對小白菜地上部磷含量的影響測定結(jié)果如圖5，不同處理地上部磷含量存在一定的差異。其中T8 處理磷含量最多，較T1 處理增加12.30%，其 次 是T3、T6、T5、T7 和T4 處 理，分別較T1 處理增加12.07%、11.26%、10.32%、9.48%和2.34%，除T4 處理，均差異顯著。腐植酸添加量對植株磷含量沒有形成規(guī)律的趨勢，但添加腐植酸后植株的磷含量均高于T1 處理，表明腐植酸的添加有助于小白菜對磷的吸收。

圖5 不同處理對小白菜地上部磷含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on phosphorus content of pakchoi aboveground

2.3.2 不同處理對植株磷農(nóng)學(xué)效率的影響

不同處理對小白菜磷農(nóng)學(xué)利用率的影響見表3。由表可以看出，添加腐植酸處理均表現(xiàn)為磷農(nóng)學(xué)利用率增加，T4、T5、T6 和T7 處理之間呈現(xiàn)出隨著腐植酸用量的增加，磷農(nóng)學(xué)利用率逐漸增加的趨勢。其中T7 處理磷農(nóng)學(xué)效率相對較高，較T1 處理增加64.50%，其次是T3、T6、T8、T5 和T4 處理，磷農(nóng)學(xué)效率分別較T1 處理增加53.06%、31.76%、22.09%、19.92% 和1.78%。磷農(nóng)學(xué)效率受作物生長影響顯著，與作物長勢呈顯著正相關(guān)，添加腐植酸有助于促進作物生長提高作物對磷的利用。

表3 不同處理對小白菜磷農(nóng)學(xué)效率的影響Tab.3 Effects of different treatments on phosphorus agronomic efficiency of pakchoi %

3 小結(jié)

添加4.2%腐植酸+磷酸一銨的處理小白菜產(chǎn)量、磷農(nóng)學(xué)效率、小白菜地上部磷含量和土壤有效磷含量較僅磷酸一銨處理分別增加4.55%、64.50%、9.48%和1.94%。表明在該添加量條件下可有效促進小白菜對磷肥的吸收，增加磷的利用效率，同時具有一定的活化土壤磷作用，從而提高土壤磷素有效性。對無機磷分級測定結(jié)果中添加腐植酸一定程度增加土壤中有效磷含量，尤其是對植物有效的Ca8-P 含量，促進作物對磷的吸收利用，活化土壤中的難溶性磷，這也與前人研究結(jié)果相同[8，11]。

許多研究表明，腐植酸與磷結(jié)合，可減緩磷固定，促進作物對磷的吸收利用、增加作物產(chǎn)量。腐植酸對磷的作用主要體現(xiàn)在競爭吸附磷，腐植酸本身具有吸附作用，并通過螯合鈣、鐵、鋁等陽離子減少磷酸鹽固定，以及腐植酸與金屬離子、磷酸鹽形成可溶性螯合物方式提高磷的利用率。本研究結(jié)果表明腐植酸的應(yīng)用可減少難溶性磷在土壤中的固定吸附，增加土壤中有效磷含量和植物對磷的吸收利用量，提高植物磷農(nóng)學(xué)效率。通過腐植酸與磷的結(jié)合，一方面促進植物的生長，另一方面，避免過量施用磷肥導(dǎo)致缺鋅、缺鉬、硅固定、有毒有害物質(zhì)積累以及土壤理化性質(zhì)變差等副作用[12～17]。