中、堿性土壤條件下黃腐酸與磷肥配施對(duì)番茄生育和磷素利用率的影響.pdf

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 53 17 3567 3575 Scientia Agricultura Sinica doi 10 3864 j issn 0578 1752 2020 17 013 收稿日期 2020 01 19 接受日期 2020 05 09 基金項(xiàng)目 國(guó)家自然科學(xué)基金 U1903105 山東省 渤海糧倉(cāng) 科技示范工程升級(jí)版項(xiàng)目 2019BHLC005 山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 2019GNC106047 聯(lián)系方式 張麗麗 E mail z1551931811 通信作者鞏彪 E mail gongbiao 開(kāi)放科學(xué) 資源服務(wù) 標(biāo)識(shí)碼 OSID 中 堿性土壤條件下黃腐酸與磷肥配施 對(duì)番茄生育和磷素利用率的影響 張麗麗 史慶華 鞏彪 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院 作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮海地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東泰安 271018 摘要 目的 堿性土壤降低植物對(duì)磷的吸收和利用 黃腐酸能活化土壤中的固定態(tài)磷 利用黃腐酸克服堿 性土壤對(duì)磷的固定效應(yīng) 提高磷肥利用率 為磷肥減施增效提供新途徑 方法 采用盆栽方式 以番茄 Solanum lycopersicum L 羅拉 為供試品種 在土壤pH為6 5和 8 0兩種條件下 設(shè)置4個(gè)施磷 P2O5 水平 0 0 1325 0 265 和 0 53 g kg 1 分別標(biāo)記為 0 P 25 P 50 P 和 100 P 在此基礎(chǔ)上 設(shè)不添加和添加 0 08 g kg 1 黃 腐酸兩種組合 分別標(biāo)記為 FA和 FA 共計(jì)16個(gè)處理 研究黃腐酸與磷肥施用在中 堿性土壤條件下對(duì)番茄植 株生長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì)和磷素利用的影響 結(jié)果 堿性土壤抑制番茄植株生長(zhǎng) 降低產(chǎn)量 各組織磷含量和植株磷 吸收量 但對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的形成具有促進(jìn)作用 磷肥減施造成番茄生長(zhǎng) 產(chǎn)量和品質(zhì)下降 降低植物各組織磷 含量 植株磷吸收量和肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 但對(duì)磷肥利用率有一定的提升作用 本研究的任一種土壤條件和磷水平 下 施用黃腐酸均可提高番茄對(duì)磷的吸收量 增加各組織磷含量 促進(jìn)植株生長(zhǎng) 果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)提升 在中性 土壤條件下 施用黃腐酸與否對(duì)磷肥利用率影響不顯著 且降低肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 但在堿性土壤條件下 施用黃 腐酸可顯著提升磷肥利用率和肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 此外 施用黃腐酸可使中性土壤減磷處理 50 P 下番茄的生長(zhǎng) 與產(chǎn)量達(dá)到全磷處理 100 P 水平 并提高番茄果實(shí)品質(zhì) 這種現(xiàn)象在堿性土壤栽培條件下更為顯著 且100 P 處理下添加黃腐酸能顯著提高堿性土栽培番茄的生長(zhǎng) 產(chǎn)量 使其達(dá)到中性土 0 P 處理水平 結(jié)論 黃腐酸 有利于提高番茄的磷素利用率 促進(jìn)番茄生長(zhǎng) 產(chǎn)量和品質(zhì)的形成 達(dá)到磷肥減施增效目的 且黃腐酸配合磷肥 施用能有效緩解堿性土壤對(duì)番茄生長(zhǎng)和產(chǎn)量的抑制作用 關(guān)鍵詞 番茄 黃腐酸 生長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì) 磷利用率 Application of Fulvic Acid and Phosphorus Fertilizer on Tomato Growth Development and Phosphorus Utilization in Neutral and Alkaline Soil ZHANG LiLi SHI QingHua GONG Biao College of Horticultural Science and Engineering Shandong Agricultural University State Key Laboratory of Crop Biology Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huang Huai Region Ministry of Agriculture and Rural Affairs Tai an 271018 Shandong Abstract Objective The phosphorus uptake and utilization of plants are reduced in alkaline soil Fulvic acid FA application has effect on activating the hard soluble phosphorus in soil This study used FA to improve the utilization rate of phosphorus fertilizer 3568 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 5 3 卷 in alkaline soil so as to provide a new approach to reduce phosphorus fertilizer application Method The tomato Solanum lycopersicum L cultivar of Luo La was used as plant material which were cultivated in the big pots with two kinds soil Two levels of soil pH 6 5 and 8 0 with four levels of phosphorus P 2 O 5 fertilizer application 0 0 1325 0 265 and 0 53 g kg 1 separately marked as 0 P 25 P 50 P and 100 P with or without 0 08 g kg 1 FA were set in this experiment Then it was studied the effects of 0 08 g kg 1 FA and phosphorus fertilizer on plant growth yield fruit quality and phosphorus utilization in neutral and alkaline soil Result The tomato plant growth yield phosphorus concentrations phosphorus uptake and fertilizer contribution were significantly reduced in alkaline soil However the tomato fruit quality was improved in alkaline soil The tomato plant growth yield and fruit quality as well as phosphorus concentrations phosphorus uptake and fertilizer contribution were also reduced by reducing phosphorus application However the phosphorus fertilizer utilization was improved in lower phosphorus levels Application of FA had significant effects on improving phosphorus uptake and concentrations which promoted the plant growth yield and quality formation Application of FA had little effect on phosphorus fertilizer utilization which reduced fertilizer contribution in neutral soil However the phosphorus fertilizer utilization and fertilizer contribution were significantly enhanced by FA treatment in alkaline soil In addition application of FA increased levels of tomato growth and yield under 50 P treatment to that under 100 P treatment while this enhanced effect was more significant in high pH soil Application of FA to 100 P treatment had significant effects on improving tomato plant growth yield in alkaline soil which showed similar effects on that in 0 P without FA treatment in neutral soil Conclusion Application of FA could improve phosphorus utilization tomato plant growth yield and fruit quality which hit the mark of reducing phosphorus fertilizer application Additionally phosphorus fertilizer with FA application had mitigative effect of tomato growth and yield inhibition in alkaline soil Key words tomato fulvic acid growth yield quality phosphorus utilization 0 引言 研究意義 堿性土壤又稱(chēng)石灰性土壤 其土壤 剖面含有碳酸鈣或碳酸氫鈣等石灰性物質(zhì) 主要分布 在我國(guó)北 部 西北部的 半濕 潤(rùn) 半干旱 和 干旱地區(qū) 1 對(duì)于植物所需的大量元素而言 磷 P 是堿性土壤 限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的首要因素 2 雖然堿性土壤中全磷含 量不低 但其特有的理化性質(zhì)改變了磷酸鹽在土壤中 的化學(xué)行為 致使堿性土壤中有效磷含量很低 限制 了植物對(duì)磷素的吸收和利用 3 外施磷肥雖能解決土 壤中磷素匱乏的問(wèn)題 但我國(guó)磷礦資源短缺 用于農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)的磷肥尚需進(jìn)口 且磷素在堿性土壤中極易被 固定 僅處于根區(qū)表層的磷可被植物吸收利用 2 因 此 開(kāi)發(fā)土壤磷素活化技術(shù) 減少土壤中磷的固定 提高磷有效性和利用率 在磷肥減施增效 減輕農(nóng)業(yè) 面源污染和緩解磷礦枯竭等方面具有重要意義 前 人研究進(jìn)展 缺磷會(huì)增加植物根冠比 這是植物應(yīng)對(duì) 磷營(yíng)養(yǎng)脅迫的重要適應(yīng)過(guò)程 4 筆者研究發(fā)現(xiàn) 堿性 土壤環(huán)境對(duì)番茄根系發(fā)育產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制作用 3 不 利于植物根系適應(yīng)低磷環(huán)境的發(fā)育過(guò)程 此外 堿性 土壤往往較中性土壤更易板結(jié) 水氣傳導(dǎo)能力降低 限制根系的生長(zhǎng)和離子交換 5 因此 利用生物炭類(lèi) 物質(zhì)增加土壤孔隙度在堿性土壤農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中得到 廣泛應(yīng)用 6 7 腐植酸是 自然 界中廣泛 存在 的大分子 有 機(jī)物質(zhì) 主 要 由植物的 遺骸 經(jīng)過(guò)微生 物的 分解和轉(zhuǎn) 化 以及地球化學(xué)的系列過(guò)程造成和積累起來(lái)的一類(lèi)有機(jī) 物質(zhì) 其總量可達(dá)數(shù)以萬(wàn)億噸計(jì) 黃腐酸是一種可溶 于水的腐植酸 它的分子量相對(duì)較低 功能團(tuán)較腐植 酸更為密集 因而其生理活性也高于腐植酸 黃腐酸 能促進(jìn)植物生長(zhǎng) 提高抗逆性 改良土壤理化性質(zhì) 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值 4 濱海鹽堿土中 添加 1 5 t hm 2 的黃腐酸 可有 效改善土 壤自 然板結(jié) 降 低鹽分積累 促進(jìn)作物生長(zhǎng)和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)利用 8 黃腐 酸能增加 土壤 有機(jī)碳含 量 達(dá) 70 2 進(jìn) 而提高 35 8 的土壤酸性磷酸酶活性 達(dá)到將土壤有效磷提高 54 5 的效 果 9 且普通 磷肥 配施黃腐 酸可 顯著提高 土 壤速效磷 含量 其增幅 達(dá) 34 6 41 92 mg kg 1 并 能 降低堿性 土 壤 pH 0 36 個(gè) 單位 進(jìn) 而降 低土壤對(duì) 磷素 7 13 的固定率 10 筆者研究表明 黃腐酸能促進(jìn)番 茄根系生長(zhǎng) 增加根系蘋(píng)果酸 檸檬酸 琥珀酸和酒 石酸的積 累與 分泌 提 高磷 吸收和利 用效 率 11 小 麥 中 的研究表 明 施用 1 的黃 腐酸能顯 著提 高小麥 根 際土壤中脲酶 酸性磷酸酶 過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶的 活性 并增加土壤微生物的總體活性 物種的豐富度 和均勻度 群落的多樣性以及根際土壤微生物呼吸強(qiáng) 度 說(shuō)明黃腐酸可通過(guò)改善植物根系微環(huán)境促進(jìn)礦質(zhì) 營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化 和吸 收 12 此外 常規(guī)肥料 與黃 腐酸配施 還 能增強(qiáng)馬鈴薯植株的長(zhǎng)勢(shì) 改善土壤酶活性 減輕連 作帶來(lái)的 病菌 侵害程度 13 本研究切 入 點(diǎn) 雖然黃 腐酸在提高植物肥料利用率中已有較多研究 但黃腐 17 期 張麗麗等 中 堿性土壤條件下黃腐酸與磷肥配施對(duì)番茄生育和磷素利用率的影響 3569 酸在中性和堿性土壤中對(duì)番茄磷肥減施增效的研究尚 未見(jiàn)報(bào)道 且黃腐酸是否可利用于堿性土壤改良也缺 乏論證 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題 本研究以盆栽番茄為 試 材 將 番茄最 優(yōu)磷肥 需求量 定義 為 100 通 過(guò)在 中性 pH 6 5 和堿 性 pH 8 0 土 壤 中減施 50 75 和 100 的磷素 比較 添加黃 腐酸與 否對(duì)番 茄植株 生 長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì)和磷素利用效率的影響 為磷肥減施 增效 鹽堿地改良利用和優(yōu)化施肥方案提供理論依據(jù) 和技術(shù)支 撐 1 材料與方法 試驗(yàn)于 2017 2018 年在 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝實(shí)驗(yàn) 站進(jìn)行 1 1 試驗(yàn)材料 供試番茄 Solanum lycopersicum L 品種 為 羅 拉 供試黃腐酸購(gòu)自山東泉林嘉有肥料有限責(zé)任公 司 氮 磷 鉀 4 黃 腐酸 18 有機(jī)質(zhì) 40 含有多種生理活性強(qiáng)的活性基團(tuán) 呈弱酸性 供試土 壤取自山 東農(nóng) 業(yè)大學(xué)園 藝實(shí) 驗(yàn)站 pH 6 5 有機(jī)質(zhì) 8 1 g kg 1 堿 解 氮 N 113 6 mg kg 1 速 效磷 P 2 O 5 61 5 mg kg 1 速效 鉀 K 2 O 90 8 mg kg 1 以 供試土壤 加 入 1 1 的 KHCO 3 和 K 2 CO 3 混合鹽調(diào) 整土 壤 pH 至 8 0 作為堿性 土壤 以添加 等摩 爾量鉀素 由 KCl 提供 的供試土 壤作 為中性土 壤 1 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用盆栽 方式 供試陶 盆的 口徑 45 cm 底徑 30 cm 高 40 cm 每盆裝 土 15 kg 參照 日光 溫室番茄 最 優(yōu)磷營(yíng)養(yǎng) 需求 14 以 0 53 g kg 1 的 P 2 O 5 施 入量作為 番 茄生產(chǎn)常 規(guī)磷 水平 記 作 100 P 依 此基礎(chǔ) 在 中 性 土壤 pH 6 5 和堿性土 壤 pH 8 0 條 件下 分別 設(shè) 置 0 P 25 P 50 P 和 100 P 4 個(gè)磷施入 水平 再依據(jù)筆者前期研究結(jié)果 11 設(shè)置不施用黃腐酸 FA 和施用 0 08 g kg 1 黃腐酸 FA 兩個(gè)組 合 共計(jì) 16 個(gè)處 理 番茄幼 苗 購(gòu)自山東 安信 種苗股份 有限 公司 將植株健康 生長(zhǎng)整齊一致的番茄幼苗定植于 事先處理 好的 土壤中 每 盆 1 株 試驗(yàn) 采用隨機(jī) 區(qū)組 設(shè) 計(jì) 每個(gè) 處理 27 盆 每 9 盆作 為 1 次 重復(fù) 共 計(jì) 3 次重復(fù) 其他 管理按常 規(guī)方 法進(jìn)行 1 3 試驗(yàn)方法 植株生長(zhǎng)與產(chǎn)量測(cè)定 于打頂前測(cè)定植株的株高 和莖粗 拉秧后測(cè)定根和莖鮮重 記錄整個(gè)生長(zhǎng)期葉 片鮮重和 單株 果實(shí)產(chǎn)量 磷含量測(cè) 定 拉秧后將 根 莖 葉 果進(jìn) 行組織 分離 于烘箱中殺青 烘干 用磨樣器研磨成粉 取 0 1 g 組 織粉 末 采用 鉬銻 抗比色法 測(cè)定 磷含量 15 肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率計(jì)算 肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 施肥處理番茄單株產(chǎn)量 缺素處理番茄單株產(chǎn)量 施肥處理 番茄 單株產(chǎn)量 100 16 磷吸收量 計(jì)算 磷吸收 量 mmol plant 根干 重 根磷 含量 莖干重 莖磷含 量 葉干重 葉磷含量 果實(shí)干 重 果實(shí)磷含 量 11 磷肥利用率計(jì)算 磷肥 利用 率 施 磷處理 植株磷吸收量 缺磷處理植株磷吸收量 磷肥施用量 100 17 果實(shí)品質(zhì) 摘 取第 3 穗花 開(kāi)放 后 50 d 的 果實(shí)用于 品質(zhì)分析 采用烘箱烘干果實(shí)并計(jì)算干物質(zhì)含量 高 效液相色 譜法 測(cè)定番茄 紅素 含量 18 鉬藍(lán) 比色法測(cè) 定 維生素 C 含量 19 蒽酮比 色法測(cè)定 可溶 性糖含量 20 NaOH 滴定法 測(cè)定可滴 定酸 含量 糖酸 比 可溶性糖 含 量 可滴定酸 含量 平均 隸屬 度 u x j x j x min x max x min 式中 j 1 2 3 n u x j 為各 處理第 j 個(gè) 指標(biāo)的隸屬函數(shù)值 x j 為各處理某一指標(biāo)的值 x max 和 x min 為所有 處理第 j 個(gè)指 標(biāo)的最大 值和 最小值 平 均隸屬度 u x 1 u x 2 u x n n 21 1 4 數(shù)據(jù)分析 采用 Microsoft Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理 SPSS 17 0 進(jìn) 行統(tǒng)計(jì) 分析 不 同小 寫(xiě)字母表 示處 理間差異 達(dá) 0 05 顯著 水平 LSD 法 2 結(jié)果 2 1 黃腐酸與磷肥施用在中 堿性土壤條件下對(duì)番茄 植株生長(zhǎng)的影響 表 1 顯示 在 兩種土壤 條件 下 番茄植 株 的株高 莖粗 根鮮重 莖鮮重和葉鮮重均隨著磷肥施用量的 增加而增加 與中性土壤相比 堿性土壤增施磷肥對(duì) 番茄植株生長(zhǎng)的促進(jìn)效果更好 說(shuō)明土壤堿化抑制了 番茄對(duì)磷素的吸收 此外 增施黃腐酸在不同施磷水 平的中性和堿性土壤條件下均能提高番茄植株的生長(zhǎng) 量 但黃腐 酸 對(duì)番茄植 株生 長(zhǎng)指標(biāo)的 促進(jìn) 效果表現(xiàn) 為 低磷水平下的增幅大于高磷水平 堿性條件下的增幅 大于中性 條件 表明黃 腐酸 與土壤 pH 和 磷水平產(chǎn) 生 交互效應(yīng) 影 響番茄植 株生 長(zhǎng) 計(jì)算表 1 生長(zhǎng) 指標(biāo)平均 隸屬 度 對(duì) 16 個(gè)處 理進(jìn)行 排名 在未施黃腐酸處理中 隨著磷水平的提升 番 茄植株長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng) 但中性土壤處理的整體長(zhǎng)勢(shì)均強(qiáng)于 3570 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 5 3 卷 堿性土壤 在 施用黃腐 酸處 理中 pH 8 0 100 P FA 排名 第 6 處理 下 番茄的長(zhǎng) 勢(shì)優(yōu) 于 pH 6 5 25 P FA 排名第 7 pH 6 5 0 P FA 排名第 8 和 pH 6 5 0 P FA 排名第 10 3 個(gè)中性土壤處理 此外 增施黃腐酸在中 堿性土壤和 不同磷水平下均能提高番茄植株生長(zhǎng)排名 說(shuō)明黃腐酸 能緩解堿土和缺磷對(duì)番茄植株造成的生長(zhǎng)抑制 2 2 對(duì)番茄產(chǎn)量和肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率的影響 圖 1 A 顯 示 在兩種土 壤條 件下 番茄 產(chǎn) 量均隨 著磷肥施用量的增加而提高 且相同磷水平下添加黃 腐酸能進(jìn)一步提高番茄產(chǎn)量 中性土壤條件下 隨著 磷肥施用量的增加 黃腐酸的增產(chǎn)效果逐漸降低 堿 性土壤條件下 隨著磷肥施用量的增加 黃腐酸的增 產(chǎn)效果逐 步升 高 其中 pH 8 0 25 P FA 處 理下的番 茄產(chǎn) 量高于 pH 8 0 100 P FA 處 理 同時(shí) 堿 性土 壤條件 下 100 P 配施黃 腐酸也可 使番 茄產(chǎn)量達(dá) 到中 性土壤下 25 50 施 磷 量處理水 平 上述結(jié)果說(shuō)明黃腐酸在低磷和堿性土壤條件下具有更 顯著的增產(chǎn)效果 表明黃腐酸能解除堿性土壤對(duì)磷素 的固定作 用 表1 黃腐酸與磷肥施用在中 堿性土壤條件下對(duì)番茄植株生長(zhǎng)的影響 Table 1 Effects of fulvic acid and P fertilizer on plant growth in neutral and alkaline soil 株高 Plant height m 莖粗 Stem diameter mm 根鮮重 Fresh weight of root g 莖鮮重 Fresh weight of stem g 葉鮮重 Fresh weight of leaves g 平均隸屬度 Average membership degree 排名 Ranking 處理 Treatment FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA 0 P 1 75f 1 91d 13 25e 13 42e 83 43hi94 60fg189 82h196 03g348 61h376 31e 0 38 0 49 10 8 25 P 1 84e 1 96c 14 02d 14 06d 92 62fg 104 68d 204 04f 240 20c 366 81f 388 24d 0 49 0 64 7 4 50 P 1 86e 1 96c 14 06d 15 58b 99 76e 113 82c 215 36e 267 20b 393 90d 436 14b 0 57 0 81 5 2 pH 6 5 100 P 2 05b 2 17a 14 83c 16 73a 120 11b 139 90a 224 61d 278 92a 420 12c 449 80a 0 73 1 00 3 1 0 P 1 35k 1 56hi 11 04h 11 86g 56 92k 80 31i 154 73k176 78i279 70m313 86 0 00 0 21 16 14 25 P 1 45j 1 61h 11 74g 12 70f 71 64j 92 76fg166 27j 191 12gh288 03l 334 03i 0 11 0 33 15 12 50 P 1 52i 1 77f 12 67f 13 30e 84 34hi 95 60f 188 26h212 60e303 67k357 99g 0 25 0 46 13 9 pH 8 0 100 P 1 67g 1 84e 13 27e 14 09d 91 35g 104 91d 195 41g 226 29d 335 82i 365 69f 0 37 0 56 11 6 不同字母表示處理間差異達(dá) 5 顯著水平 下同 Values followed by different letters are significant among treatments at the 5 level The same as below 0 1 2 3 4 0 P 25 P 50 P 100 P 0 P 25 P 50 P 100 P pH 6 5 pH 8 0 FA FA 0 10 20 30 40 50 0 P 25 P 50 P 100 P 0 P 25 P 50 P 100 P pH 6 5 pH 8 0 j h e b m l k j ef d c a l i g f g de a g e d i h f de c b AB 不同字母表示處理間差異達(dá) 5 顯著水平 下同 Values followed by different letters den te significant differences among treatments at the 5 level The same as below 圖1 黃腐酸與磷肥施用在中 堿性土壤條件下對(duì)番茄產(chǎn)量和肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率的影響 Fig 1 Effects of fulvic acid and P fertilizer on tomato yield and fertilizer contribution in neutral and alkaline soil 17 期 張麗麗等 中 堿性土壤條件下黃腐酸與磷肥配施對(duì)番茄生育和磷素利用率的影響 3571 肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率反映肥料對(duì)作物產(chǎn)量貢獻(xiàn)的大 小 把 不施磷 肥 0 P 處 理的產(chǎn)量 視為 土壤 地力 對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn) 以其為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 反映不同水平 磷肥投入 后的 增產(chǎn)能力 圖 1 B 顯示 在兩種土 壤條 件下 番茄的肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率均隨著磷肥施用量的增 加而增加 說(shuō)明在兩種土壤條件下磷素水平對(duì)番茄產(chǎn) 量產(chǎn)生的直接影響均十分明顯 施用黃腐酸后降低了 中性土壤條件下各施磷水平的肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 卻增 加了堿性土壤條件下各施磷水平的肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 說(shuō)明黃腐酸在中性土壤條件下的增產(chǎn)效果除了調(diào)控植 株磷肥吸收利用外 還附帶較多其他增產(chǎn)效應(yīng) 而黃 腐酸在堿性土壤條件下的增產(chǎn)效果則主要體現(xiàn)為提高 植株對(duì)磷 肥的 吸收利用 效率 2 3 對(duì)番茄磷素吸收 利用和分配的影響 表 2 表明 磷 素在番茄 植株 各組織中 含量 由高到 低的排列順序依次為 根 莖 葉 果 在兩種土壤 條件下 各組織磷含量均與磷肥施用量呈正相關(guān) 且 黃腐酸在各磷水平下均能顯著提升不同組織的磷含 量 通 過(guò)平均 隸屬度計(jì) 算土 壤 pH 施磷 水平和黃 腐酸 交互條件下對(duì)番茄植株磷吸收的綜合排名可知 在中 性 土壤添加 黃腐 酸后 可使 0 施磷量的 植物組織 磷 含量綜合 水平 高于未加 黃腐 酸的 50 施磷 量的處理 而 在堿性 土壤添 加黃腐 酸后 可使 100 施 磷量的 植 物組織磷含量綜合水平高于中性土壤中未加黃腐酸的 50 施磷 量的 處理 圖 2 A 顯示 在兩種土壤條件下 番茄植株的 磷吸收總量均隨著磷肥施用量的增加而增加 且在 各磷肥施用水平上添加黃腐酸也能增加番茄植株的 磷吸收總量 在中性土壤條件下 添加黃腐酸能彌 補(bǔ)磷肥減施 50 后對(duì)番茄植株磷吸收總量的影響 表2 黃腐酸與磷肥施用在中 堿性土壤條件下對(duì)番茄根 莖 葉 果中磷含量的影響 Table 2 Effects of fulvic acid and P fertilizer on P contents of root stem leaf and fruit in neutral and alkaline soil 根 P concentrations of root mmol g 1 DW 莖 P concentrations of stem mmol g 1 DW 葉 P concentrations of leaf mmol g 1 DW 果 P concentrations of fruit mmol g 1 DW 平均隸屬度 Average membership degree 排名 Ranking 處理 Treatment FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA 0 P 0 62g 0 72d 0 48jk 0 63de 0 37f 0 45cd 0 093f 0 10e 0 33 0 62 12 6 25 P 0 64g 0 76c 0 56g 0 66cd 0 41e 0 48c 0 099e 0 11cd 0 47 0 73 9 3 50 P 0 69ef 0 82b 0 59f 0 70b 0 44de 0 52b 0 11d 0 11bc 0 59 0 87 7 2 pH 6 5 100 P 0 76c 0 86a 0 62e 0 75a 0 47c 0 57a 0 11ab 0 12a 0 73 1 00 3 1 0 P 0 46j 0 55hi 0 43l 0 50ij 0 26h 0 36f 0 073h 0 079g 0 00 0 22 16 14 25 P 0 47j 0 62g 0 45kl 0 56fg 0 30g 0 38f 0 077gh 0 090f 0 076 0 40 15 10 50 P 0 54i 0 67f 0 52hi 0 58fg 0 36f 0 46cd 0 079g 0 093f 0 23 0 51 13 8 pH 8 0 100 P 0 57h 0 71de 0 55gh 0 67e 0 38f 0 46cd 0 090f 0 099e 0 35 0 65 11 5 磷 吸收量 P uptake mmol plant 磷肥利 用率 Utilization of fertilizer 圖2 黃腐酸與磷肥施用在中 堿性土壤條件下對(duì)番茄磷素吸收量和磷素利用率的影響 Fig 2 Effects of fulvic acid and P fertilizer on P uptake and P fertilizer utilization in neutral and alkaline soil 3572 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 5 3 卷 而在堿性 土 壤條件下 100 施磷水平添加黃腐酸能 使番茄植株磷吸收總量達(dá)到中性土壤條件下 0 施 磷量不加黃腐酸的水平 由圖 2 B 所示的磷肥利用 率可知 中性土壤條件下各處理間差異不顯著 而 堿性土壤則較中性土壤顯著降低了磷肥利用率 但 堿性土壤添加黃腐酸后能有效提升磷肥利用率 且 施磷水平越低 提升效果越明顯 說(shuō)明黃腐酸在堿 性土壤條件下具有更為顯著的磷素吸收利用促進(jìn) 效果 2 4 對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響 表 3 顯 示 土 壤 pH 和磷 肥施用量 均可 影響番茄 品質(zhì) 且對(duì)各品質(zhì)指標(biāo)的作用效果也有不同 果實(shí)品 質(zhì)屬綜合指標(biāo) 不能以某一指標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單獨(dú)評(píng) 價(jià) 對(duì)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行平均隸屬度計(jì)算和排名 有 利于客觀(guān) 綜合的評(píng)價(jià) 與中性土壤相比 堿性土壤 顯著提高了番茄的果實(shí)品質(zhì) 兩種土壤條件下 果實(shí)品 質(zhì)均隨著磷肥施用量的增加而提升 此外 在相同土壤 和磷肥水平下添加黃腐酸也能顯著提高果實(shí)品質(zhì) 表3 黃腐酸與磷肥施用在中 堿性土壤條件下對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響 Table 3 Effects of fulvic acid and P fertilizer on fruit quality in neutral and alkaline soil 干物質(zhì)含量 Dry matter concentration 番茄紅素含量 Lycopene concentration mg g 1 維生素 C 含量 Vitamine C concentration mg kg 1 可溶性糖含量 Soluble sugar concentration mg g 1 可滴定酸含量 Titratable acid concentration mg g 1 糖酸比 Ratio of sugar to acid 平均隸屬度 Average membership degree 排名 Ranking 處理 Treatment FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA 0 P 5 40i 5 63h 0 63h 0 73e 75 86k 93 11h 50 04m 83 84h 6 28l 7 93i 7 97e 10 57b 0 026 0 38 16 12 25 P 5 72gh 6 03f 0 64gh 0 75de 80 62j 97 84gh56 19l 97 97f 6 48l 8 97h 8 67d 10 92ab 0 12 0 51 15 9 50 P 5 73gh 6 05f 0 63h 0 76cd 85 48i 101 56g 59 73l 105 05e 6 95k 9 62g 8 59d 10 91ab 0 14 0 56 14 8 pH 6 5 100 P 5 83g 6 08f 0 66g 0 79b 93 45h 111 22f 66 04k 112 95d 7 35j 9 96f 8 98d 11 33a 0 23 0 65 13 5 0 P 6 42e 6 83c 0 71f 0 78bc 119 43e 125 83cd74 69j 110 87d10 17f11 38d 7 34f 9 73c 0 40 0 71 11 4 25 P 6 60d 7 10b 0 71f 0 82a 122 99de 130 49bc79 17i 129 28c 10 75e12 07c 7 36f 10 72b 0 45 0 87 10 3 50 P 6 85c 7 16ab 0 75de 0 82a 129 01c 134 96b 85 23gh136 22b 10 96e 12 47b 7 77ef 10 93ab 0 56 0 92 7 2 pH 8 0 100 P 6 86c 7 31a 0 74de 0 84a 133 86b 141 98a 88 66g 143 61a 11 53d 12 77a 7 69ef 11 24a 0 58 1 00 6 1 3 討論 堿性土壤顯著抑制植物生長(zhǎng)和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收 這 一方面歸 因于 土壤高 pH 對(duì) 植物根系 造成 的直接傷 害 另一方面則是堿性易沉淀元素被土壤固定造成的間接 營(yíng)養(yǎng)脅迫 22 黃腐酸類(lèi) 物質(zhì) 作為 植 物生 長(zhǎng)刺激素 已在多種 植物 中得到證 實(shí) 23 黃腐酸 具有 促進(jìn)根系 和 同化系統(tǒng) 生長(zhǎng) 增加作 物產(chǎn) 量等功能 23 筆者研究 表 明 添 加 0 08 g kg 1 黃腐 酸 即可有效 緩解 低磷脅迫 對(duì) 番茄幼苗生長(zhǎng)的抑制作用 促進(jìn)番茄幼苗生長(zhǎng) 增加 根冠比 抑制葉綠素降解 并通過(guò)促進(jìn)根系有機(jī)酸分 泌增加磷 素吸 收量 11 黃腐 酸類(lèi)物質(zhì) 因含 有植物激 素 類(lèi)似物可 直接 促進(jìn)植物 的生 長(zhǎng)和發(fā)育 24 黃腐酸除 了 直接刺激植物生長(zhǎng)外 還可提高植物抗氧化能力 增 加脯氨酸和可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量 清除活性 氧 降低細(xì) 胞 損傷 25 因此 本研究中 黃 腐酸可通 過(guò) 直接刺激效應(yīng)和抗性誘導(dǎo)效應(yīng)緩解堿性土壤和低磷環(huán) 境對(duì)番茄 生長(zhǎng) 和產(chǎn)量的 抑制 作用 本研究發(fā)現(xiàn) 無(wú)論是在中性土壤還是堿性土壤 黃腐酸均能顯著提高番茄的磷素吸收和利用能力 中 性土壤條件下添加黃腐酸對(duì)磷肥利用效率影響不顯 著 并且降低了肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 說(shuō)明中性土壤對(duì)磷 肥的固定能力較弱 除淋溶作用外 絕大多數(shù)磷肥可 被植株吸收 在此條件下 黃腐酸主要通過(guò)活化和釋 放土壤自身磷素 增加番茄各組織的磷含量 降低磷 肥對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)的份額 這為黃腐酸能活化土壤固定態(tài) 磷提供了間接證據(jù) 腐植酸被證明可降低土壤對(duì)磷素 的吸附能 力 增加植物 對(duì)土 壤固定態(tài) 磷的 利用 26 堿 性土壤易 使磷 與 Ca 2 Al 3 等陽(yáng)離子 螯合 形成 Al P Ca 2 P Ca 8 P 和 Ca 10 P 等 難溶性磷 13 27 而黃腐 酸與 復(fù)合肥配施可提高鹽堿地區(qū)小麥的肥料利用率 增產(chǎn) 效果達(dá) 36 17 28 本研 究 發(fā)現(xiàn) 黃腐 酸 能顯著提 高堿 性土壤條件下番茄的磷肥利用效率和肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn) 率 但隨著磷肥施用水平的增加 黃腐酸對(duì)磷肥利用 效率的促進(jìn)效果下降 而對(duì)肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率的促進(jìn)效 果上升 這說(shuō)明磷肥施入堿性鹽土中易被固定 施用 17 期 張麗麗等 中 堿性土壤條件下黃腐酸與磷肥配施對(duì)番茄生育和磷素利用率的影響 3573 黃腐酸能解除堿性土壤對(duì)磷的固定作用 增加肥料對(duì) 產(chǎn)量的貢獻(xiàn) 此外 上述結(jié)果還說(shuō)明黃腐酸在低磷水 平下施用 能 發(fā)揮更好 的效 果 增加 磷肥 利用效率 順境出產(chǎn) 量 逆境促品 質(zhì)已 成為園藝 生產(chǎn) 的共識(shí) 適度鹽 21 旱 29 低 溫 30 和 紫外線(xiàn) 30 等環(huán) 境脅迫均 能 提高番茄果實(shí)品質(zhì) 本研究的堿性土壤環(huán)境也能提高 番茄果實(shí)綜合品質(zhì) 前人研究表明 番茄具有較強(qiáng)的 耐堿性 可 在 pH 9 34 以 下的堿性 土壤 中生長(zhǎng) 結(jié) 實(shí) 堿土雖導(dǎo) 致番 茄產(chǎn)量下降 15 41 但可提高 可溶 性糖含 量 13 37 降 低 有機(jī)酸含 量 3 13 使 糖酸比增 加 0 2 3 1 個(gè) 單位 并提高 果實(shí) 維生素 C 含 量 31 與本研 究結(jié)果相 似 由于黃腐 酸可 促進(jìn)堿性 土 壤條件下磷素的吸收 因而可平衡植株礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng) 進(jìn) 一步提升 番茄 果實(shí)品質(zhì) 4 結(jié)論 土壤添