木本泥炭腐植酸钾的田间应用效果

木本泥炭腐植酸钾的田间应用效果_2015年论文集

木本泥炭腐植酸钾的田间应用效果

李健鹏1　陈　清2*　谭　钧1　邢文军1　潘　慧1　黄振瑞3　张　毅4

(1　香港中向国际有限公司　北京　100005

2　中国农业大学资环学院　北京　100193

3　广东甘蔗糖业研究所　广州　510316

4　湖南农业大学烟草学院　长沙　410128)

摘　要：总结了木本泥炭腐植酸钾肥料在全国不同土壤类型多种试验作物上的应用，从“作物增产、品质改善、养分增效、刺激生长、改善土壤、提高作物抗性等方面阐述木本泥炭基腐植酸钾在田间试验中的实际应用效果，为木本泥炭腐植酸钾肥料的田间应用提供理论依据。

关键词：木本泥炭　腐植酸钾　抗病

Field Application Effect ofWoody Peat Humic Acid Potassium

Li Jianpeng1,Chen Qing2*,Tan Jun1,XingWenjun1,Pan Hui1,Huang Zhenrui3,Zhang Yi4

(1 Viewsino International Co.Ltd.,Beijing,100005

2 College of Resources and Environmental Sciences,China Agricultural University,Beijing,100193

3 Institute of Guangzhou Sugarcane Industry Research,Guangzhou,510316

4 College of Tobacco Research,Hunan Agricultural University,Changsha,410128)

Abstract: The article summarizes the field test results of woody peat humic acid potassium (HA-K)fertilizer in different soil types and a variety of crops.The results show that application of HA-K can increasing crop yield and improve the quality of agricultural products,it can also increase fertilizer use efficiency and improve the soil environment for crop growth.We also found that the crop ability of resistance to high temperature,resistance to high salinity,resistance to plant diseases and insect pests was improved after the application of HA-K.

Key words: wood peat;HA-K;disease-resistant

腐植酸类肥料是指腐植酸与肥料结合的多分子复合物，具有腐植酸和肥料的双重优点，是一种绿色环保的优质新型肥料[1]。其中，腐植酸原料主要来源于泥炭、褐煤和风化煤(腐植酸含量从10%到80%不等)，泥炭来源可分为木本泥炭、草本泥炭、藓类泥炭3种类型，其中以木本泥炭腐植酸含量最高，草本泥炭次之，藓类泥炭最低[2]。腐植酸类肥料在农业上资源化利用已开展过很多田间试验并取得一定试验效果。对粮食作物小麦、大豆，块根类作物甘薯、生姜以及茄果类都有明显的增产效果[3～7]，能够改善农产品品质，提高营养价值[8，9]，提高肥料的利用效率以及改善土壤环境[6，10]。腐植酸在农业领域的应用研究规模最大是在1980-1985年，在农业部的支持下，由北京农业大学(现中国农业大学)牵头，组织全国32个农业院校和科研单位，在19个省市进行了正规农田试验，在此基础上总结出腐植酸的五大作用“作物增产、改善品质、养分增效、刺激生长、改善土壤”。

[收稿日期]2015-11-06

[作者简介]李健鹏，男，1987年生，农艺师，主要研究方向为作物营养与施肥。*通讯作者：陈清，男，教授/博士生导师，E-mail：qchen@cau.edu.cn。

近几年来，由于腐植酸来源分散，原料参差不齐，缺乏一种产品对腐植酸农业应用效果系统综合的运用实践，本文中总结了木本泥炭腐植酸钾在全国不同土壤类型、多种作物上开展的田间试验，系统阐述了木本泥炭腐植酸钾在农业领域应用的试验效果。

1　材料与方法

1.1　试验材料

试验用腐植酸钾由香港中向国际有限公司生产提供，产品性质如表1所示。

表1　腐植酸钾的理化性质
Tab.1 Physical and chemical properties of HA-K

1.2　试验地点及作物

香港中向国际有限公司主要针对经济类作物，和国内知名高校、科研院所展开木本泥炭类肥料在农业领域的应用效果试验合作，各合作单位具体信息见表2。

试验点涉及到的试验土壤类型主要有南方地区砖红壤或红壤(湛江、海南等)、棕壤(辽宁)、水稻土(湖南)、石灰性土壤(北京、天津)，试验的作物有香蕉、甘蔗、芒果、烟草、黄金梨、苹果以及设施蔬菜等作物。

表2　田间各试验点基本情况
Tab.2 The basic situation of the field sites

2　结果与分析

2.1　木本泥炭腐植酸钾对作物增产作用

木本泥炭腐植酸钾对不同作物的增产效果见表3。与推荐施肥处理相比，增施木本泥炭腐植酸钾后各作物对应亩产量均有不同程度的提高，设施蔬菜中的番茄、黄瓜分别增产1170千克/亩和1104千克/亩。各作物增幅为4.50%～39.10%，其中对芒果增产效果最好，增幅达39.1%，叶菜类作物增产效果也较明显，增产幅度在34.30%～ 36.50%，葡萄、湖南烟草、甘蔗糖、甘蔗、香蕉增产幅度在15%左右。

2.2　木本泥炭腐植酸钾对作物品质改善

农产品品质主要包括营养成分和限量成分，表4重点列出各作物共性的品质指标，腐植酸钾对品质的改善主要体现在对农产品营养成分增加以及对限量成分的降低。除葡萄外，与推荐施肥相比，增施腐植酸钾后农产品中可溶性固形物或总糖含量均有所提高，增幅为13.60%～39.04%，农产品中维生素C(Vc)含量也有所增加。糖酸比一般作为评价作物口感的指标，黄瓜、菠菜、梨等作物的糖酸比均明显增加；叶绿素含量作为叶菜类营养成分的指标，增施腐植酸钾后，菠菜中叶绿素含量增加了23.10%；对于限量指标，增施腐植酸钾能明显降低作物中的总酸度，降幅为5.60%～44.70%，总酸度的降低对于提高果实风味，平衡糖酸比有总要作用。对黄瓜中硝酸盐含量也有明显的降低，降幅达25.90%。

表3　腐植酸钾对各作物的增产效果
Tab.3 Effect of HA-K on crops yield in different crops

表4　腐植酸钾对各作物的品质改善效果
Tab.4 Effect of HA-K on agricultural product quality in different crops　%

腐植酸钾产品施用对不同部位烟叶化学成分的影响见表5。对于初烤烟叶中淀粉和氮的含量，施用木本泥炭产品可以不同程度降低初烤烟叶中淀粉的含量，这有利于卷烟产品香气、吃味质量的提高；中部烟叶中氮的含量也有类似规律，施用腐植酸钾能有效提高烟叶中的总糖和还原糖含量，本研究中，施用腐植酸钾的处理，烟叶总糖和还原糖含量均较高，下部烟叶总糖和还原糖含量为21.61%、14.50%；中部烟叶总糖和还原糖含量为28.61%、18.71%；上部烟叶总糖和还原糖含量为22.37%、17.83%。这有利于提高烟叶香气的醇和性，降低烟气的刺激性和呛味。对于氯离子，施用腐植酸钾处理可以不同程度降低烟叶中氯离子的含量，氯离子的降低可提高烟草的燃烧性。

烟叶平衡含水率是指烟草(固体)-水体系处于吸附平衡状态时的含水率，与烟叶的机械性能、燃烧速率和吃味紧密相关。烟叶含梗率是指烟梗在烟叶中所占的质量分数(%)，增施腐植酸钾后，除上部叶以外，平衡含水率均有不同程度的提高，含梗率均有不同程度降低。单叶重直接关系到收获后烟叶的产量，增施腐植酸钾后，不同部位的烟叶单叶重都有不同程度的增加。

表5　腐植酸钾施用对初烤烟叶化学成分的影响
Tab.5 Effect of HA-K on chemical composition in flue-cured tobacco　 %

2.3　木本泥炭腐植酸钾促进作物生长

腐植酸钾刺激作物生长作用在各个试验均有体现，以香蕉和甘蔗为例(香蕉为亚马逊台风过后新生的二代幼苗)，腐植酸钾对香蕉幼苗的促进作用体现在吸芽高度和叶绿素含量等指标(图1)。与推荐施肥相比，增施腐植酸钾后香蕉幼苗吸芽高度和叶绿素含量明显增加，说明腐植酸钾促进幼苗生长作用明显；对甘蔗后期的生长促进作用也较明显，体现在甘蔗株高和茎径方面(图2)，推荐施肥处理株高和茎径分别为293cm、2.98cm，腐植酸钾处理株高和茎径分别为304cm、3.21cm，株高和茎径的增加对甘蔗产量有显著贡献。

图1　腐植酸钾对香蕉的促生长作用
Fig.1 The effect of HA-K on banana growth

图2　腐植酸钾对甘蔗的促生长作用
Fig.2 The effect of HA-K on sugarcane growth

腐植酸钾对设施黄瓜和菠菜生长的促进作用体现在叶片数、株高、叶面积等生长指标，如表6所示，黄瓜生长初期，增施腐植酸钾后黄瓜株高和叶面积明显增加，与对照相比，增施腐植酸钾后叶面积增加了29.2cm2，株高增加3.2　cm，叶面积的增大更有利于光合作用进行；黄瓜生长后期，增施腐植酸钾处理各生长指标也有不同程度的增加。腐植酸钾对设施菠菜生长的促进作用主要体现在增加菠菜的叶面积，在生长初期，对照处理叶面积仅为50cm2，腐植酸钾处理叶面积达86.7cm2，菠菜生长后期，腐植酸钾刺激生长作用更明显，株高和叶面积指标明显增加，其中腐植酸钾处理叶面积达141.34cm2，对照处理仅为61.47cm2。

表6　腐植酸钾对设施蔬菜促生长作用
Tab.6 The effect of HA-K on greenhouse vegetables

2.4　木本泥炭腐植酸钾提高作物抗性

腐植酸提高作物的抗病性也有很多研究报道，对桃果实痘斑病、裂果病等生理病害，水稻褐变穗、鞘腐病等发病率，番茄裂果病和脐腐病，棉花黄萎病、魔芋软腐病、辣椒疫病、苹果粗皮病、腐烂病[11～18]均有不同程度防治效果。在湖南宁乡烟区，区域性烟草花叶病爆发严重，导致长沙宁乡烟区部分地块烟叶绝收，烟叶产量难以保证。在湖南宁乡烟草试验中发现(图3)，与对照烟草花叶病发病率相比(40%)，烟草施用腐植酸钾后，发病率降低至20%。该试验结果表明：腐植酸钾的施用，能提高烤烟的抗病性，降低花叶病的发病率，保证烟叶产量。

在香蕉种植区，巴拿马病被称为香蕉的“不治之症”，大面积的发生会导致香蕉减产甚至绝收。在广东湛江香蕉试验中发现，正常推荐施肥处理中，香蕉巴拿马病发病率为3%左右，而在腐植酸钾区域，巴拿马病发病率仅为0.3%，明显低于推荐施肥处理区，说明腐植酸钾施用对香蕉巴拿马病发生有一定程度抑制作用。

图3　腐植酸钾对烟草和香蕉发病率的影响
Fig.3 Morbidity effect of HA-K on tobacco and banana

腐植酸钾的施用还可以提高作物的抗逆性，如表7、图4所示，在木本泥炭腐植酸钾灌根试验中，在低温胁迫下，与对照相比，腐植酸钾灌根后，根系干重、根系活力和根系可溶性糖含量均有不同程度地增加，根系干重增加0.09 g，根系可溶性糖含量增加2.3　mg/g，高盐胁迫下腐植酸钾灌根后，与对照相比，根系各指标也呈现增加的趋势。在低温高盐双重胁迫下，与对照相比，腐植酸钾灌根各处理根系干重、根系活力、根系可溶性糖含量都明显提高，增幅分别为56%、18%、22.5%，说明腐植酸钾对刺激根系生长作用明显。

表7　木本泥炭腐植酸钾对作物抗逆性的影响
Tab.7 The effect of woody peat HA-K on crop resistance

图4　腐植酸钾对番茄抗低温、抗高盐的影响
Fig.4 The effect of HA-K on low temperature and high salt resistance of tomato

2.5　木本泥炭腐植酸钾改善土壤理化性质

通过在不同土壤类型区域多种试验作物上开展了腐植酸钾田间试验，统计了木本泥炭腐植酸钾对土壤化学肥力的影响(表8)。与推荐施肥相比，增施腐植酸钾后土壤有机质均有不同程度的提高，增幅为0.6～4.35g/kg，在南方红壤和砖红壤区域(湛江、海南)以及水稻土区域(湖南)有机质增幅明显，比推荐施肥增加3.85～4.3　g/kg，在石灰性土壤区域黄瓜作物上由于属于设施温室种植，基肥施用有机肥量较大(2～3吨/亩)，因此增施腐植酸钾后土壤有机质增加不明显(1.97g/kg)。不同类型土壤增施腐植酸钾后，土壤中碱解氮/硝态氮均有增加，土壤速效磷在北方石灰性土壤上增加比较明显，在黄瓜和梨试验中分别增加19.8g/kg和28g/kg，速效磷在砖红壤甘蔗上也变现为增加的趋势，砖红壤种植的甘蔗增施腐植酸钾后，速效磷比推荐增加48g/kg。对于土壤速效钾，各土壤类型多种作物施用腐植酸钾后速效钾均有所增加，与推荐施肥相比，增施腐植酸钾后红壤上香蕉作物土中速效钾增幅达128%，石灰性土壤上黄瓜和梨收获后土壤速效钾增幅9.0%和10.2%，在棕壤果树试验和水稻土烟草试验上土壤速效钾含量也有所增加，说明木本泥炭腐植酸钾对土壤中速效钾含量有显著的提高作用。腐植酸钾对土壤pH值的影响在酸性土香蕉作物上表现明显，与推荐施肥相比，增施腐植酸钾土壤pH值升高0.43个单位，缓解了酸性土壤环境对作物的危害。

表8　木本泥炭腐植酸钾对不同土壤改良效果
Tab.8 The improvement effect of woody peat HA-K on different soil

3　结论

全国不同土壤类型多种作物上的试验结果表明：木本泥炭腐植酸钾在农业领域应用不仅体系了腐植酸“作物增产、改善品质、养分增效、刺激生长、改善土壤”五大功效，同时在抗病性和抗逆境等方面也体现明显的优势。木本泥炭腐植酸钾在农业领域具体作用可归结如下几点。

(1)木本泥炭腐植酸钾能显著提高农作物产量，增产幅度15%左右。

(2)木本泥炭腐植酸钾能改善农产品品质，提高营养成分，降低限量成分。

(3)木本泥炭腐植酸钾对作物促根、促生长作用明显。

(4)木本泥炭腐植酸钾能增加土壤养分，提高肥料利用效率。

(5)木本泥炭腐植酸能改善不同类型土壤环境，提高土壤化学肥力。

(6)木本泥炭腐植酸能提高作物抗逆性以及抵抗病虫害的能力。

4　讨论

腐植酸含有多种具有化学活性和生物活性的功能团，能够刺激作物生长发育，特别对促进根系生长，提高根系活力，根系伸长有显著作用[19，20]，木本泥炭腐植酸钾中富含腐植酸(50%)，对农作物生长刺激作用明显，进而提高作物产量。农产品品质的提升与植物糖酸代谢以及酶的活化有关系，腐植酸分子中的酚羟基和醌基有效参与植物体内氧化还原反应，从而促进糖类、核酸和蛋白质代谢[21]。国外研究报道发现，腐植酸通过影响酶(醛缩酶、蔗糖酶、磷酸酶和淀粉酶)而改变糖类代谢，促进还原糖的积累。养分增效作用与土壤环境相关，腐植酸是一种高分子有机胶体物质，能与土壤粘土矿物形成有机-无机复合体，促进土壤团粒结构形成，协调土壤通气透水能力，腐植酸能提高土壤的化学肥力，增加土壤有机质，对氮、磷、钾、微量元素等肥料有增效作用[22～24]，本试验中对土壤化学肥力的提升与前人研究结果一致。

木本泥炭腐植酸钾抗逆性以及抵抗病虫害的能力机理可能表现在以下几个方面：腐植酸作为植物体内多酚的来源[19，20]，多酚通常与呼吸酶的活性密切相关，根系依靠呼吸作用产生的能量能够主动吸收营养元素，同时腐植酸能影响植株体内硝酸还原酶(NR)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶、转化酶类的活性[25～27]，使植物生理代谢旺盛进行，生理活性提高，植株健壮生长，抗病性也随之提高。另外腐植酸对细胞膜具有保护作用，植物细胞膜对环境变化最为敏感，当植物处于逆境或者有病害发生时，会产生活性氧积累，使脂膜过氧化水平提高，导致细胞膜系统受到伤害而影响新陈代谢[28]。腐植酸分子中含有许多酚羟基和醌基等活性官能团，酚羟基和醌基之间通过电子传递相互转[29]，其自身形成氧化还原体系，缓冲活性氧对细胞膜的损伤。腐植酸对脂膜的保护作用提高了植物抵抗外界恶劣环境。

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