摘 要:【目的】研究化肥与黄腐酸有机肥配施对盐渍化土壤养分及花生生长的影响。
【方法】设置花生盆栽试验。试验采用黄腐酸有机肥与减量化肥配施,以常规化肥施用量为对照,在基施黄腐酸有机肥40 kg/667m2基础上,分别设减施氮磷钾化肥常规用量的20%、40%、60%、80%和100%,共设置6个处理。分析土壤养分及花生株高、侧枝长、叶绿素含量(SPAD值)、干物质积累量和产量等指标,研究化肥减量、有机替代施肥模式对盐渍化土壤养分及花生生长的影响。
【结果】基施黄腐酸肥料后,大幅度减施化肥依然可维持花生的正常生长,减施20%~40%化肥可明显促进花生生长,提高土壤养分含量,有效改良盐渍化土壤,提高土壤质量,同时也提高了花生的干物质积累量、叶绿素含量、单株结果数和单株果实重,提高产量。
【结论】化肥与黄腐酸有机肥配施的优选技术方案为在施用40 kg/667m2黄腐酸肥料的基础上,减施20%~40%化肥。
关键词:化肥减量;黄腐酸;花生;土壤养分;生长
中图分类号:S565.2"" 文献标志码:A"" 文章编号:1001-4330(2024)12-2934-09
0 引 言
【研究意义】花生是我国重要的油料作物和经济作物,是我国食用植物油和蛋白质的重要来源[1]。2021年新疆花生种植面积和产量分别为1.33×104 hm2(20万亩)和0.9×104 t[2]。新疆气候干旱,降水少,蒸发量大,土壤表层盐分积累较多,加之滴灌大面积使用使次生盐渍化加剧[3]。盐碱地含有大量盐分,降低了土壤有机质和速效磷含量,严重破坏了土壤结构,同时,土壤保墒能力差,使作物吸收水分和吸收养分的能力降低,降低了肥料利用率,化肥投入量过大可导致花生生长状况变差,空果烂果严重,产量下降[4]。因此,有必要有效合理的控制化肥施用量。黄腐酸本身是有机酸,既增加了土壤中矿质部分的溶解,提供并活化土壤养分,又通过络合作用增加养分的有效性,改善土壤理化性状。黄腐酸能够降低土壤溶液盐的浓度,降低土壤盐分,减轻盐分对作物的危害作用,提高肥料利用率,提升肥效。同时黄腐酸含有大量的有机质,对土壤中的有害阴、阳离子起缓冲作用,有利于发根、促苗、调节植物生长,增强作物抗逆性[5]。研究黄腐酸有机肥与减量化肥配施对盐渍化土壤养分及花生生长的影响,对于新疆盐渍化土壤改良具有重要意义。
【前人研究进展】现阶段关于黄腐酸在小麦[6]、玉米[7]等粮食作物及小白菜[8]、番茄[9-10]、辣椒[11]等蔬菜作物上的研究已有诸多报道,但有关黄腐酸对花生等油料作物的影响研究报道较少,已有的关于黄腐酸对花生影响的报道也主要集中于提高花生产量品质[12-14]以及增强抗旱性等方面[15-16]。【本研究切入点】前人研究中有关减量化肥配施黄腐酸有机肥对花生在盐渍化土壤中的研究较少,其对盐渍化土壤养分及花生生长的影响仍不清楚,因此,有必要开展深入研究。需研究在盆栽条件下,通过将黄腐酸与减量化肥在盐渍化土壤中配合施用。【拟解决的关键问题】以花生为材料,通过对土壤养分含量、生长指标、干物质积累量、叶绿素含量及产量等指标的测定,找到最佳的施肥方案,研究不同用量的黄腐酸有机肥替代部分化肥对土壤养分及花生生长的影响,为实现养分资源高效利用、调控土壤肥力提供理论和技术参考。
1 材料与方法
1.1 材 料
试验于2022年5~9月在新疆明珠花卉市场开展,试验土壤类型为砂壤土。表1
供试花生品种为大白沙。供试肥料:黄腐酸有机肥:含黄腐酸≥50% (质量分数),N-P2O5-K2O≥10%,有机质≥60%,中、微量元素≥0.5%。常规化肥:氮肥为尿素(N≥46%),磷肥为过磷酸钙(P2O5≥14.3%),钾肥为硫酸钾(K2O ≥51%),乐钙(15.5-0-0-19CaO+Te)。1.2 方 法
1.2.1 试验设计
种植30盆。盆大小为70 cm×35 cm×40 cm,每盆土重25 kg。试验共设6个处理,每个处理3次重复,每盆种3株。试验以常规化肥施用量(N 8 kg/667m2、P2O5 8 kg/667m2、K2O 6 kg/667m2)为对照(CK),在基施黄腐酸有机肥40 kg/667m2基础上,分别设减施氮磷钾化肥及钙肥常规用量的20%(T1)、40%(T2)、60%(T3)、80%(T4)和100%(T5)处理。表2
1.2.2 测定指标
碱解氮含量:用碱解扩散棚酸吸收法;有效磷含量测定:用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法;速效钾含量测定:用乙酸铵浸提-火焰光度计法[17]。
形态指标及产量:分别在苗期、盛花期、结荚期、饱果期测量每盆主茎高、侧枝长、分枝数、总下针数、单株有效结果数等农艺性状。收获期采收花生,晾干后称重,计算产量。
干物质积累量:选取的植株按根、茎、叶、荚果进行分离,装入纸袋,于105℃杀青30 min,然后将温度调至85℃烘干至恒重,称取并记录干重,计算植株干物质积累量。
叶绿素含量:SPAD值采用SPAD 叶绿素仪(SPAD-502 Chlorophyll Meter Model SPAD-502)测定,每个重复测定5片叶子。
1.3 数据处理
原始数据通过Excel 2010软件整理,采用SPSS 20.0 统计分析软件进行差异显著性及相关性分析。
2 结果与分析
2.1 化肥减量配施黄腐酸有机肥对盐渍化土壤养分的影响
2.1.1 化肥减量配施黄腐酸有机肥对土壤有机质含量的影响
研究表明,在花生不同生育时期内,各施肥处理的土壤有机质变化从苗期开始呈上升趋势,花针期和结英期达到最大,之后又有所下降。
苗期、结荚期和饱果期T2处理土壤有机质含量最高,均显著高于CK处理;花针期T1处理最高,为122 mg/kg。苗期:T2处理比CK、T4和T5处理显著升高了22.9%、15.9%和20%。T2处理与T1、T4处理差异不显著。CK、T3和T5处理差异不显著。花针期:与CK处理相比,各施肥处理中土壤有机质含量均显著增加,T1处理较CK、T2、T3和T5处理显著升高了32.6%、13%、15.1%和18.4%。T1和T4处理差异不显著,T2、T3和T5处理差异不显著。结荚期:T2处理较CK、T1和T5处理显著升高了28.72%、18.63%和21%,T2、T3和T4处理差异不显著,CK、T1和T5处理差异不显著。饱果期:T2处理显著高于CK和T1处理的34.18%和21.84%,T2、T3、T4 和T5处理差异不显著,CK和T1 处理差异不显著。图1
2.1.2 化肥减量配施黄腐酸有机肥对土壤碱解氮含量的影响
研究表明,随着生育期的发展,土壤中的碱解氮含量先降低后升高。整个生育期T2处理最大。苗期、结荚期、饱果期,T2处理均显著高于其他各处理,其他各处理差异不显著。
苗期T2处理比CK、T1、T3、T4和T5处理显著升高了32.50%、20.43%、21.29%、10.88%和15.73%。结荚期T2处理比CK、T1、T3、T4和T5处理显著升高了23.98%、6.77%、12.40%、6.37%和3.75%。饱果期T2处理比CK、T1、T3、T4和T5处理显著升高了20.66%、11.99%、 11.59%、6.53%和5.84%。花针期T2处理比CK、T1、T3、T4和T5处理显著升高了36.60%、27.96%、30.16%、14.87%和23.67%,CK与T4处理差异不显著,T1、T4和T5处理差异不显著。图2
2.1.3 化肥减量配施黄腐酸有机肥对土壤速效磷含量的影响
研究表明,苗期,T2处理最高,显著高于CK、T4和T5处理的57.3%、50.8%和46.6%,T1处理显著高于CK、T4和T5处理的47.1%、41.2%和37.1%,T3处理显著高于CK、T4和T5处理的55.6%、49.2%和45.1%,T1、T2和T3处理间差异不显著,CK、T4和T5处理间差异不显著。花针期,T1处理最高,显著高于CK、T3、T4和T5处理的42.6%、20.5%、29.5%和28.4%,T1和T2处理间差异不显著,CK、T4和T5处理间差异不显著。结荚期,T1处理最大,T1、T2和T3处理均显著高于CK、T4和T5处理,T1处理比CK、T4和T5处理显著升高了35.6%、61.5%和41.5%,T2处理比CK、T4和T5处理显著升高了31.2%、56.3%和36.9%,T3处理比CK、T4和T5处理显著升高了27.3%、51.6%和32.9%。T1、T2和T3处理间差异不显著,CK和T5处理间差异不显著。饱果期,T2处理最高,T1、T2均显著高于CK、T3、T4和T5处理。T1处理比CK、T3、T4和T5处理显著升高了81.3%、29.3%、31.5%和35.1%,T2处理比CK、T3、T4和T5处理显著升高了86.3%、32.9%、35.2%和38.8%,CK比T1、T2、T3、T4和T5处理显著降低了44.8%、46.3%、28.7%、27.5%和25.5%,T1和T2处理间差异不显著,T3、T4和T5处理间差异不显著。图3
2.1.4 化肥减量配施黄腐酸有机肥对土壤速效钾含量的影响
研究表明,
苗期,T1处理最高,T1处理比CK、T2、T3、T4和T5处理显著升高了48.6%、16.4%、30.9%、54.9%和81.8%。T2处理比CK、T4和T5处理显著升高了27.7%、33.1%和56.2%。T2和T3处理间差异不显著,CK和T4处理间差异不显著。花针期,T1处理最高,T1处理比CK和T5处理显著升高了26.1%和34.9%。T1、T2、T3和T4处理间差异不显著,CK和T5处理间差异不显著。结荚期,T1处理最高,T1处理比CK和T5处理显著升高了59.9%和24.5%。CK处理比T1、T2、T3、T4和T5处理显著降低了37.5%、34.1%、30.5%、28.6%和22.1%。T1、T2、T3和T4处理间差异不显著。饱果期,T2处理最高,T2处理比CK、T4和T5处理显著升高了84.8%、12.7%和32.1%,CK处理比T1、T2、T3、T4和T5处理显著降低了41.5%、45.9%、44%、39%和28.5%。T1、T2和T3处理间差异不显著。图4
2.2 化肥减量配施黄腐酸有机肥对花生生长的影响
2.2.1 不同施肥处理对花生主茎高的影响
研究表明,整个生育过程中T1处理最大,T5处理最小。出苗后30 d,T1处理比T4和T5处理显著升高了33.8%和69.2%;T2处理比T4和T5处理显著升高了28.8%和62.9%,CK和各处理间差异均不显著,T4和T5处理间差异不显著。出苗后50 d,T1处理比CK、T4和T5处理显著升高了32%、35.2%和54.4%,T2处理比CK、T4和T5处理显著升高了25.9%、29%和47.3%,T5处理比CK、T1、T2、T3和T4处理显著降低了14.5%、35.2%、32.1%、26.6%和12.4%,T1、T2和T3处理差异不显著,CK和T4处理差异不显著。出苗后70 d,各处理生长趋势与出苗后50 d一致。出苗后90 d,T1处理比CK、T5处理显著升高了18.1%、20.7%,T2处理比CK和T5处理显著升高了8.2%和16.8%,T3处理比CK和T5处理显著升高了6%和14.4%,CK比T5处理显著升高了8%,T1、T2、T3和T4处理间差异不显著。出苗后110 d,各处理生长趋势与出苗后90 d一致。图5
2.2.2 不同施肥处理对花生第一对侧枝长影响
研究表明,出苗后30~50 d,T1处理值最高,达13.21 cm,出苗后70~110 d,T2处理值最高,出苗后70 d,T5处理分别比T1、T2和T3处理降低了20%、18.8%和17.9%,CK、T1、T2、T3和T4处理间差异不显著。出苗后90 d,T5处理分别比T1、T2和T3处理降低了15.8%、18.9%和18.1%,CK、T1、T2、T3和T4处理间差异不显著。出苗后110 d,CK处理比T1、T2和T3降低了15.9%、18.3%和13.6%,T5处理分别比T1、T2和T3处理降低了20.1%、22.3%和18.1%,T1、T2、T3和T4处理间差异不显著,CK和T5处理间差异不显著。图6
2.2.3 不同施肥处理对花生叶片叶绿素含量的影响
研究表明,
苗期T2处理叶绿素含量最大,从花针期到饱果期T1处理的花生叶片叶绿素含量一直处于最大值,苗期、结荚期和饱果期各处理的叶绿素值差异不显著。花针期T1处理分别高出CK、T2、T3、T4和T5处理的17.16%、7.48%、10.13%、19.36%和18.22%。图7
2.2.4 不同施肥处理对花生干物质累积量影响
研究表明,达到45.35 g,T2比CK、T3、T4和T5显著增加了23.9%、24.1%、36.9%和45%,T1比CK、T3、T4和T5显著增加了19.6%、19.8%、32.1%和40%,T1和T2处理间差异不显著,CK、T3、T4和T5处理间差异不显著。图8
达到2.37 g,T5处理最小,0.98 g,T2比CK、T3、T4和T5显著增加了24.1%、25.6%、38.2%和48.3%,T1比CK、T3、T4和T5显著增加了20.9%、21.7%、33.5%和42.4%,T5处理分别比T1、T2、T3、T4和CK处理显著降低了55.9%、58.6%、35.9%、25.8%和37.6%,T1和T2处理间差异不显著,CK、T3和T4处理间差异不显著。图9
2.2.5 不同施肥处理对花生产量的影响
研究表明,花生单株结果数T2处理值最大,达到44个,T5处理单株结果数最小,29个。T2比CK、T3、T4和T5显著增加了27.5%、29.6%、41.6%和50.9%,T1比CK、T3、T4和T5显著增加了22.8%、23.5%、35.3%和44.1%,T1和T2处理间差异不显著,CK、T3、T4和5处理间差异不显著。
花生单株果实重T2处理值最大,达到81 g(352.13kg/667m2),T5处理单株果实重最小,46 g(246.04 kg/667m2)。T2比CK、T3、T4和T5显著增加了25.8%、26.7%、39.5%和49.3%,T1比CK、T3、T4和T5显著增加了21.5%、22.6%、34.3%和43.8%,T5处理分别较T1、T2、T3和T4和CK处理显著降低了51.4%、54.2%、31.7%、22.1%和33.6%,T1和T2处理间差异不显著,CK、T3和T4处理间差异不显著。
基施黄腐酸肥料可促进单株结果数和单果实重的增加,最终增加产量,且在此基础上减施30%~40%化肥花生产量最高。表3
2.2.6 产量与土壤理化性状相关性
研究表明,产量与土壤理化性状均成正相关关系,其中产量与土壤有机质、速效磷达显著相关水平(P<0.05);土壤理化性状指标均呈正相关关系。土壤理化性状对花生产量有影响,且土壤有机质和速效磷的含量对作物产量有明显影响。表4
3 讨 论
3.1 化肥减量配施黄腐酸有机肥对土壤养分的影响
刘小媛等[18]研究表明,化肥减量配施黄腐酸后显著提高了土壤有效磷含量。提高了土壤肥力。研究表明,合理的施肥措施能够有效提高土壤养分质量。丁维婷等[19]研究表明,生物有机肥替代部分化肥能够提高土壤养分含量,改善土壤生物学特性,同时可以提升肥料利用率,增加经济效益。郑剑超[10]研究表明,在温室连作土壤板结、耕层变浅和病虫害现象严重等情况下,增施生物菌肥和黄腐酸钾能活化、溶解土壤中的矿物质养分,提高连作土壤中的有效养分,增强温室土壤肥力,上述研究结论与试验结果相似,试验各处理中均是T1或T2处理土壤养分含量最高,T5或CK土壤养分含量最低,基施黄腐酸肥料减施20%~40%的化肥仍可保持较高的土壤养分含量,但化肥减施过多则会使土壤养分含量降低。合理的施肥措施能够有效提高土壤养分质量并且施用黄腐酸可以有效改良盐渍化土壤。
3.2 化肥减量配施黄腐酸有机肥对花生生长的影响
前人[20-22]研究表明,黄腐酸不仅可以促进植株的生长,还可增加作物产量、改善作物品质。高原等[11]研究表明,在施用600 kg/hm2黄腐酸肥料的基础上,减少15%~30% 的氮磷钾化肥常规用量,能够显著提高提高辣椒植株的单株结果数和单果重,提高产量和品质。谷明轩[1]等研究表明,黄腐酸通过优化花生幼苗根系形态和提高根系活力来促进花生幼苗对氮素的吸收利用,增加花生幼苗的氮素累积量,提高叶片叶绿素含量,增加花生幼苗干物质积累量,从而促进花生幼苗生长,该结果与研究结论一致,试验中,T2处理产量最大,T5处理各生长指标均低于对照,其原因可能是化肥减施量过多导致土壤中养分缺乏的缘故[23],从而影响了作物的正常生长。
4 结 论
4.1 土壤有机质含量花针期达到最大,T1(减施20%的化肥+100%的黄腐酸)处理最高为122 mg/kg,T5(不施化肥+100%的黄腐酸)处理最低为103 mg/kg;土壤碱解氮含量饱果期达到最大,T2(减施40%的化肥+100%的黄腐酸)处理最高为246.5 mg/kg,CK(常规化肥用量)处理最低为204.3 mg/kg;速效磷含量结荚期达到最大,T1处理最高为49.1 mg/kg,T4(减施80%的化肥+100%的黄腐酸)处理最低为30.4 mg/kg;速效钾含量饱果期达到最大,T2处理最高为292 mg/kg,CK处理最低为158 mg/kg。基施黄腐酸肥料后,减施20%~40%化肥,可提高土壤养分含量及土壤质量。
4.2 叶绿素含量花针期达到最大,T1处理最高为49.29,T5处理最低为44.28。地上部分干重T2处理最大为45.35 g,T5处理最小为31.27 g;单株根干重T2处理最大为2.37g ,T5处理最小为0.98 g;主茎高和第一对侧枝长均是在出苗后第110天达到最大,其中主茎高T1处理最高为27.67 cm,T5处理最低为21.46 cm;第一对侧枝长T2处理最高为27.43 cm,T5处理最低为21.32 cm。基施黄腐酸肥料后,减施20%~40%化肥,可提高花生的叶绿素含量、干物质积累量、主茎高和第一对侧枝长。
4.3 花生单株结果数和单株果实重均是T2处理值最大,分别为44个、81 g;T5处理最小,分别为29个、46 g。黄腐酸虽然可以增加土壤的有机质含量,但其本身并不含有足够的氮、磷、钾等作物所需营养元素。如果仅施用黄腐酸,而忽略施用含有这些元素的化肥,可能会导致植物营养不足,影响其生长和产量。基施黄腐酸肥料后,减施20%~40%化肥,可提高花生单株结果数和单株果实重,提高产量。
黄腐酸具有一定的改良土壤和促进植物生长的作用,但不能完全替代化肥。因此,化肥与黄腐酸有机肥配施的优选技术方案:在施用40 kg/667m2黄腐酸肥料的基础上,减施20%~40%化肥。
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Effects of reducing fertilizer and applying fulvic acid on soil nutrients and peanut growth
SUN Chen, HUAI Guolong, WANG Bin, SUN Jiusheng, YANG Zhiying, SHAN Nana
(Institute of Soil, Fertilizer and Agricultural Water Conservation, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091,China)
Abstract:【Objective】" In order to explore the application effect of combined application of chemical fertilizer and humic acid organic fertilizer on saline soil and peanuts.
【Methods】 A peanut pot experiment is conducted. A combination of humic acid organic fertilizer and fertilizer application were applied in this experiment, and conventional fertilizer application rates were taken as a control.On the basis of basic application of humic acid organic fertilizer of 40 kg/667m2, a total of 6 treatments were set up to reduce the conventional dosage of nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizers by 20%, 40%, 60%, 80%, and 100%.And by analyzing the changes in soil nutrients, peanut plant height, lateral branch length, chlorophyll content (SPAD value), dry matter accumulation and yield of plants, and other indicators, the effects of fertilizer reduction and organic substitution fertilization models on salinization soil nutrients and peanut growth were studied.
【Results】" After basic application of humic acid fertilizer, a significant reduction in fertilizer application could still maintain the normal growth of peanuts.Reducing fertilizer application by 20%-40% could significantly promote peanut growth, increase soil nutrient content, effectively improve saline soil, improve soil quality, and also increase the dry matter accumulation, chlorophyll content, number of fruit per plant, and fruit weight per plant of peanuts, thereby increasing yield.
【Conclusion】" The optimal technical solution for the combination of chemical fertilizer and humic acid organic fertilizer is to reduce the application of chemical fertilizer by 20% to 40% on the basis of applying 40 kg/667m2 of humic acid fertilizer.
Key words:chemical fertilizer reduction; fulvic acid; peanuts; soil nutrients; grow
Fund projects:Innovation Ability Training Project for Young Sci-Tech Backbone Talents Sponsored by Xinjiang Academy of Agricultural Sciences (xjnkq-20202014)
Correspondence author: SHAN Nana(1976-), female, from Kaifeng, Henan, Ph.D., research fellow, research direction: agricultural non-point source pollution, (E-mail)406852066@qq.com
基金项目:新疆农业科学院青年科技骨干创新能力培养项目(xjnkq-2022014)
作者简介:孙晨(1987-),女,新疆乌鲁木齐人,助理研究员,硕士,研究方向为土壤肥料,水肥资源高效利用,(E-mail)sunchen2010@sina.cn
通讯作者:单娜娜(1976-),女,河南开封人,研究员,博士,研究方向为农业面源污染,(E-mail)406852066@qq.com