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Effects of humic acid compound fertilizers on the nitrogen utilization and effects on the following rape

腐植酸复合肥对油菜氮素利用与后效的影响



全 文 :    倡 河北农业大学博士科研启动基金和国家重中之重农业推广研究(96110103A)资助
收稿日期 :2005唱07唱12   改回日期 :2005唱10唱20
腐植酸复合肥对油菜氮素利用与后效的影响 倡
彭正萍  门明新  薛世川  薛宝民  毕淑芹
(河北农业大学资源与环境学院   保定   071001)
摘   要   采用微区试验研究不同用量腐植酸复合肥对油菜产量 、N 素利用与后效的影响 。 结果表明 :施用腐植酸复
合肥可提高油菜产量 ,施肥量与产量呈显著二次曲线相关 ;后效产量体现了腐植酸复合肥具有缓释 、长效 、利用率较
高的优势 ;油菜硝酸还原酶活性呈“S”型变化 ,峰值为施肥 600kg/hm2 处 ,而 NO -3 唱N 含量的峰值为 1200kg/hm2 ;施
用腐植酸复合肥可促进油菜对 N 的吸收 ,提高 N 素利用率 ,改善土壤的 N 营养 。
关键词   腐植酸复合肥   油菜   产量   N 素利用  后效
Effects of humic acid compound fertilizers on the nitrogen utilization and effects on the following rape .PENG Zheng唱
Ping ,MEN Ming唱Xin ,XUE Shi唱Chuan ,XUE Bao唱Min ,BI Shu唱Qin (College of Resources and Environmental Sciences ,
Agricultural University of Hebei ,Baoding 071001 ,China) ,CJEA ,2007 ,15(2) :51 ~ 53
Abstract   Effects of differen t amounts of humic acid(HA) compound fertilizer on the yield and N utilization of rape( Bras唱
sica campest r is L .ssp .chinensis L .Makino) were studied under an experimental condition .The results show that HA com唱
pound fertilizer can enhance the yield of rape .The relationship betw een fertilizer application amount and yield of rape can be
described with a quadratic curve regression model .The yield of the rape indicates that HA compound fertilizer is slow唱releas唱
ing with long efficient period and high唱nutrien t唱utilization唱ratio .Nit rate reductase activity changes as a shape“S”and its peak
is at 600kg/hm2 application amount of HA ,but the peak of NO -3 唱N conten t is at 1200kg/hm2 .HA compound fertilizer in唱
creases the absorp tion and utilization ratio of N in rape ,and improves the N nutrient in soil .
Key words   Humic acid compound fertilizer ,Rape ,Yield ,Nit rogen utilization ,Aftereffect
(Received July 12 ,2005 ;revised Oct .20 ,2005)
近年来腐植酸复合肥在工艺 、配方及施用效果和生理机制方面[1 ,2]均取得进展 ,但关于蔬菜上的适
宜用量 、各种养分被利用程度以及土壤中残留养分的多少等较系统的研究尚较少 。 为此在土培试验定
性筛选肥料品种的基础上[3] ,采用微区试验研究不同用量自制腐植酸复合肥对油菜产量 、硝酸盐含量 、
硝酸还原酶活性 、N 素利用以及后效产量的影响 ,为腐植酸复合肥在无公害蔬菜安全生产中的更好应用
提供指导 。
1   试验材料与方法
试验在河北农业大学标本园菜地进行 ,该地属潮褐土 ,pH 7畅82 ,有机质 26畅3g/kg ,碱解氮 89畅4 mg/kg ,
速效磷 227畅8mg/kg ,速效钾 253畅0mg/kg 。 供试作物为“日本华王”油菜 。 供试肥料为自制腐植酸复合肥及
与腐植酸复合肥等养分的无机肥尿素(N460g/kg) 、磷酸二铵(N180g/kg ,P2O5460g/kg) 、K2 SO4 (K2O500g/
kg) 、ZnSO4 ·7H2 O(分析纯) 。 每种肥料设 5 个水平 ,分别为 300kg/hm2 、600kg/hm2 、900kg/hm2 、1200kg/hm2
和 1500kg/hm2 ,两种肥料 5 个施肥水平的纯养分量对应相等 。 不施肥处理为对照 ,共 11 个处理 ,4 次重复 ,
随机区组排列 。 微区面积 0畅51m × 0畅44m ,深 30cm ,小区之间用油毡隔离 ,把过 3mm 筛的土与肥料对应混
匀 ,装入小区 ,浇水后播种 ,地膜覆盖 ,7d后每小区定植 20 株油菜 ,采用不定期定量浇水方法管理 ,播后 38d
开始取样 ,43d后第 1 茬全部收获 。 以后不做施肥处理 ,翻表土种第 2 茬油菜 ,其他管理与第 1 茬相同 ,43d
后全部收获 。 油菜地上部鲜物质量 、全 N 含量和土壤碱解氮含量均采用常规农化分析方法测定[4] 。 N 素利
用率 = (施肥处理油菜 N 素吸收量 - 不施肥油菜 N 素吸收量)/N 素投入量 × 100 。 地上部硝酸盐含量采用
德国 Merck 公司研制的硝酸盐反射仪测定 ,地上部硝酸还原酶活性采用比色法测定[5] 。
第 15卷第 2 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol畅15   No畅2
2 0 0 7 年 3 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ,  2007
2   结果与分析
2畅1   不同施肥水平对油菜 N素含量及利用率的影响
表 1 表明 ,腐植酸复合肥及无机肥两种肥料处理的油菜含 N 量呈“S”型变化 ,峰值在施肥 900kg/hm2 处
表 1  不同施肥水平对油菜 N 素含量及利用率的影响 倡
Tab畅1   Effect of different fer tilizer t reatments on N content and utilization ratio of rape
施肥量/kg·h m - 2
Fertilizer level
N 素利含量 /g·小区 - 1 N cont ent
腐植酸复合肥 无机肥
HA compound
fertilizer
Ino rganic
fert ilize r
N 素利用率/ % N ut iliza tion ra tio
腐植酸复合肥 无机肥
HA compound
fe rtilize r
Ino rganic
fe rtilizer
0 2畅56h 2畅56h - -
300 3畅15 f 3畅05g 85畅5 71畅0
600 3畅77b 3畅50d 87畅7 68畅1
900 3畅94a 3畅78b 70畅0 61畅9
1200 3畅66c 3畅31e 39畅9 27畅2
1500 3畅58d 3畅18 f 29畅6 18畅0
    倡 表中表据后不同字母表示处理间差异显著 ( P < 0畅05) ,下同 。
理 。 腐植酸复合肥处理的油
菜 N 含量均高于施等养分无
机肥处理 。 施腐植酸复合肥
N 素 利 用 率 峰 值 在 施 肥
600kg/hm2 处理 ,以后开始下
降 ;而施无机肥处理 N 素利
用率随施肥量增加一直下降 。
与 N 含量类似 ,腐植酸复合
肥处理的油菜 N 素利用率较
相应无机肥处理分别提高
20畅4 % 、28畅8 % 、13畅1 % 、46畅7 %
和 64畅4 % ,这与腐植酸复合肥
的养分缓慢释放特点相关[6] 。
2畅2   不同施肥水平对油菜体内 NO -3 唱N 含量及硝酸还原酶活性的影响
图 1a表明 ,腐植酸复合肥与无机肥两种肥料对油菜体内 NO -3 唱N 的影响规律相同 ,随施肥量增大
NO -3 唱N含量均增加 ,但峰值出现早晚不同 ,施腐植酸复合肥峰值出现在 1200kg/hm2 处 ,而无机肥在 900kg/
图 1   不同用量腐植酸复合肥对油菜 NO-3 唱N 含量(a)及硝酸还原酶活性(b)的影响
Fig .1   Effects of differen t HA compound fer tilizers on the NO -3 唱N contents (a)and
nit rate reductase activities (b) of rape
hm2 处 。 等养分时 ,施腐植酸
复合肥较施无机肥降低 NO -3 唱
N 的 积 累 ,变幅 为 168 ~
879mg/L(汁液) ,这可能与腐
植酸提高油菜体内硝酸还原
酶活性(图 1b)有关 。 图 1b表
明 ,硝酸还原酶活性随腐植酸
复合肥用量增加而增强 ,施肥
量超过 600kg/hm2 时其活性
开始下降 ,而施无机肥处理其
活性规律性不强 。腐植酸复合
肥处理油菜体内硝酸还原酶活
性高于等养分无机肥 。 同一种肥料 ,随施肥量的增加 ,油菜体内硝酸还原酶活性虽然升高 ,累积的 NO3 唱N 却未
见减少 ,说明油菜对 NO -3 唱N
吸收的增加大于还原能力的
升高 ,吸收的 NO -3 唱N 不能
及时被还原 。
2畅3   不同施肥水平对油菜
产量的影响
表 2 表明 ,施肥可提高第
1茬油菜鲜物质量 ,且随施肥
量增大 ,油菜鲜物质量均增
加 ,施肥量超过 900 kg/hm2 ,
油菜产量逐渐下降 ,腐植酸复
表 2   不同施肥水平对油菜产量的影响
Tab畅2   Influence of different fertilizer treatments on the yield of rape
施肥量/kg·hm - 2
Fertilizer level
第 1 茬鲜物质量/g·小区唱1
Fresh weight in the first harvest
腐植酸复合肥
HA compound fertilizer
无机肥
Inorganic fertilizer
第 2 茬鲜物质量/g·小区唱1
Fresh weight in the second harvest
腐植酸复合肥
HA compound fertilizer
无机肥
Inorganic fertilizer
0 1078h 1078h 620g 620g
300 1352e 1300 f 852d 815ef
600 1481b 1391d 968b 820de
900 1545a 1432c 923c 911c
1200 1455bc 1325ef 890c 782f
1500 1409d 1245g 1001a 946b
   
合肥处理的油菜鲜物质量在各施肥水平下分别比对照增加 25畅4 % 、37畅4 % 、43畅3 % 、35畅0 % 、30畅7 % ,比等养
分无机肥增产 4畅0 % 、6畅5 % 、7畅9 % 、9畅8 % 、13畅2 % 。 腐植酸复合肥处理第 2 茬油菜鲜物质量分别比对照增
52  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷
产 37畅4 % 、56畅1 % 、48畅9 % 、43畅5 % 、61畅5 % ,比等养分无机肥增产 4畅5 % 、18畅0 % 、1畅3 % 、13畅8 % 、5畅8 % 。 由
表 3 可得 ,油菜产量( y)与腐植酸复合肥用量( x)的回归方程为 :
y腐植酸 = - 2 E - 05 x2 + 0畅0402 x + 48畅993     ( R = 0畅889 倡 ) (1)
    油菜产量( y)与无机肥用量( x)的回归方程为 :
y无机肥 = - 2 E - 05 x2 + 0畅0346 x + 48畅585     ( R = 0畅934 倡 ) (2)
    第一茬油菜产量与肥料用量呈显著二次曲
线相关 ,由回归方程可得 ,腐植酸复合肥用量在
1005kg/hm2 时 ,油菜最高产量为 69畅19 t/hm2 ;
无机肥用量在 865kg/hm2 时 ,油菜最高产量为
63畅55 t/hm2 。 说明充足的养分供应是油菜获得
高产的重要保证 ,但肥料施用过高反而会降低
增产效应 ,甚至引起减产 。
2畅4   不同施肥水平对土壤碱解氮含量的影响
表 3   施肥量与前茬油菜产量的关系
Tab畅3   Relationship between fertilizer amount and yield of rape
in the first harvest
处   理
T reatments
油菜产量 / t·hm - 2 Yield o f rape
施肥量 /kg·hm - 2 Fert ilize r amount
0 300 600 900 1200 1500
腐植酸复合肥
无   机   肥
48畅04
48畅04
60畅25
57畅94
66畅00
61畅99
68畅85
63畅82
64畅84
59畅09
62畅79
55畅48
图 2 表明 ,腐植酸复合肥处理土壤碱解氮含量明显高于等养分无机肥处理 ,这与腐植酸复合肥的养分缓
图 2  不同施肥水平对土壤碱解氮
含量的影响
Fig .2   Effects of applied amount of HA
compound fertilizer on the conten ts
of alkali唱hydrolysis N in soil
慢释放特点有关[6] 。 与油菜体内 N 含量和利用率表现一致 ,腐植酸复
合肥处理的土壤碱解氮呈“S”型变化 ,峰值在施肥 600kg/hm2 处 ;无机
肥中土壤碱解氮变幅不大 ,稳定在 60mg/kg左右 。 说明随肥料的施入 ,N
损失量增大 ,大量施入 N 肥并不能提高土壤碱解氮含量 。 高施肥量下当
季作物的 N 素利用率下降 ,且土壤中残留的碱解氮也未见增加 ,这与
土壤中 N 的去向有关 。
3   小结与讨论
N 肥施入土壤后 ,一部分被作物吸收 ,一部分因挥发和淋溶而损失 ,
其余则残留土壤中 。朱兆良[7]指出 ,作物 N 肥利用率平均为 35 % 。 本试
验中低施肥量时 N 素利用率可达 60 % 以上 ,而高施肥量时 N 素利用率
约为 30 % ,甚至低至 18 % ,土壤中残留的碱解氮也未见增加 。 说明油菜
N 素利用率低施 N 量处理大于高施 N 量处理大于高的施 N 量如果被当
季作物利用较少 ,可能会造成土体 、水体和农产品等的污染 ,且施肥量越
高 ,污染越严重 。 与施等养分无机肥相比 ,腐植酸复合肥处理油菜体内 N 含量 、N 素利用率和土壤碱解氮含量
均提高 ,这与腐植酸复合肥的养分缓慢释放特点相关[6] 。 与施等养分无机肥相比 ,施腐植酸复合肥可提高油菜
产量 ,这可能与该肥中腐植酸类物质具有较高的生物活性和生理刺激作用有关[8] 。 由于蔬菜需肥量大 ,第 1 茬
油菜消耗了大部分养分 ,且有部分养分淋失 、固定或以其他方式损失 ,第 2 茬较第 1 茬油菜产量降低 。 施用腐
植酸复合肥的油菜均比等养分无机肥增产 ,充分体现了腐植酸复合肥具有缓释 、长效和利用率较高的优势 。 施
腐植酸复合肥和无机肥处理 ,随施肥量的增加 ,硝酸还原酶活性均提高 ,达到一定程度后开始下降 。 无机肥中
油菜体内 NO -3 唱N 含量峰值在施肥 900 kg/hm2处 ,此时相应的硝酸还原酶活性也最低 ;但在腐植酸复合肥中 ,
NO -3 唱N 含量的峰值在施肥 1200kg/hm2 处 ,硝酸还原酶活性最低值却出现在 1500kg/hm2 。 这可能与油菜吸收
NO -3 唱N 的能力大小和体内硝酸还原酶活性对 NO -3 唱N 还原能力的强弱以及肥料品种的不同有关 。
参   考   文   献
1   杜会英 ,薛世川 ,孙志梅 ,等 .腐植酸复合肥对葡萄品质及产量的影响 .河北农业大学学报 ,2004 ,27(4) :63 ~ 66
2   孙志梅 ,薛世川 ,梁文举 ,等 .不同用量腐植酸复合肥在辣椒上的施用效应及其防衰增产机理研究 .应用生态学报 ,2004 ,15(1) :81 ~ 84
3   彭正萍 ,薛世川 ,孙志梅 ,等 .腐植酸复合肥对油菜品质及生理指标的影响 .河北农业大学学报 ,2001 ,24(1) :24 ~ 27
4   史瑞和 .土壤农化分析 .北京 :农业出版社 ,1986
5   西北农业大学植物生理生化教研组 .植物生理学实验指导 .西安 :陕西科学技术出版社 ,1986
6   薛世川 ,孙志梅 ,彭正萍 ,等 .腐植酸复合肥的养分释放规律与控释机理研究 .腐植酸 ,2001 (3/4) :30 ~ 32
7   朱兆良 ,文启孝 .中国土壤氮素 .南京 :江苏科学技术出版社 ,1992 .213 ~ 249
8   宋   轩 ,曾德慧 ,林鹤鸣 ,等 .草炭和风化煤对水稻根系活力和养分吸收的影响 .应用生态学报 ,2001 ,12(6) :867 ~ 870
第 3期 彭正萍等 :腐植酸复合肥对油菜氮素利用与后效的影响 53