鋅鉬與腐殖酸配施對大蒜生理特性及土壤性質(zhì)的影響

王喜枝王崇華王立河*王俊忠田春麗

（1河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南中牟 451450；2河南省土壤肥料站，河南鄭州 450002）

王喜枝，女，副教授，主要從事土壤與植物營養(yǎng)方面的研究，E-mail：645320876@qq.com

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鋅鉬與腐殖酸配施對大蒜生理特性及土壤性質(zhì)的影響

王喜枝1王崇華1王立河1*王俊忠2田春麗1

（1河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南中牟 451450；2河南省土壤肥料站，河南鄭州 450002）

王喜枝，女，副教授，主要從事土壤與植物營養(yǎng)方面的研究，E-mail：645320876@qq.com

摘 要：針對影響大蒜生長的土壤障礙因子，研究鋅鉬與腐殖酸配施對大蒜葉片葉綠素含量、抗氧化能力、大蒜產(chǎn)量及土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)指標(biāo)的影響。設(shè)常規(guī)施肥（CK）、常規(guī)施肥+鋅肥+鉬肥（T1）、常規(guī)施肥+腐殖酸（T2）、常規(guī)施肥+鋅肥+鉬肥+腐殖酸（T3）4個處理。結(jié)果表明，鋅鉬與腐殖酸配施能夠顯著提高大蒜葉片葉綠素含量，提高過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性，有利于增強(qiáng)土壤酶（脲酶和磷酸酶）活性，改善土壤理化性質(zhì)，并能顯著增加大蒜株高、莖粗、蒜頭直徑及產(chǎn)量。T3處理的大蒜產(chǎn)量可達(dá)20.13 t·hm-2，比當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)施肥增產(chǎn)14.83%。綜上所述，鋅鉬與腐殖酸配施對于河南蒜區(qū)的大蒜產(chǎn)量和土壤質(zhì)量的改善具有很好的效果。

關(guān)鍵詞：大蒜；腐殖酸；鋅；鉬；產(chǎn)量；葉綠素；酶活性；土壤肥力

大蒜為百合科蔥屬植物，不但具有抗菌消炎作用，還具有抗血脂、抗腫瘤等功效（常燕霞 等，2012）。河南省中牟、杞縣、通許是大蒜的主產(chǎn)區(qū)，種植面積常年穩(wěn)定在8萬 hm2以上，多年來，大蒜已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐闹饕?jīng)濟(jì)作物，并在國際市場上廣受歡迎（肖小勇和李崇光，2013）。隨著大蒜的連年種植，生產(chǎn)中偏施氮、磷、鉀肥，而不注重微量元素的的施用，導(dǎo)致大蒜連作障礙現(xiàn)象的發(fā)生，從而引起大蒜病害加劇，產(chǎn)量和品質(zhì)下降，降低了經(jīng)濟(jì)效益（秦月麗 等，2010；尉輝 等，2010）。研究表明，鋅具有參與作物生長代謝、光合作用、提高抗逆性等功能，在提高蔬菜、水果、牧草產(chǎn)量和品質(zhì)方面起到重要作用。鉬能參與植物體有機(jī)含磷化合物的合成，參與植物體的光合作用、呼吸作用和根瘤菌的固氮作用，對提高作物蛋白質(zhì)含量和VC含量起到了關(guān)鍵作用（吳彩 等，1994；施木田和陳如凱，2004；劉世亮 等，2008；梁雷 等，2009；蔡歡 等，2015）。腐殖酸作為肥料、抗旱劑、土壤改良劑已成為近年來解決連作障礙的研究熱點，施用腐殖酸能提高作物葉綠素含量、光合速率，并提高作物產(chǎn)量（Dat et al.，2000；韓玉竹 等，2009；唐景春 等，2010）。本試驗研究了鋅鉬與腐殖酸配施對大蒜葉片葉綠素含量、大蒜抗氧化能力、產(chǎn)量以及對土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性的影響，旨在為鋅肥和鉬肥的合理施用，為河南省大蒜產(chǎn)業(yè)體系的健康發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和具體指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試大蒜（Allium sativum L. ）品種為宋城大蒜。鋅肥為市售純Zn≥21.5%的硫酸鋅；鉬肥為市售純度為99%的鉬酸銨。腐殖酸為河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供的高純度腐殖酸（黃腐酸≥30%）。

1.2試驗地概況

試驗在河南省中牟縣官渡鎮(zhèn)水潰村南大蒜種植區(qū)進(jìn)行，該區(qū)屬于北暖溫帶大陸季風(fēng)性氣候區(qū)，平均氣溫14.3 ℃，≥10 ℃有效積溫為4 700～5 000℃，平均年降雨量630 mm，無霜期220～250 d。供試土壤為中壤潮土，前茬作物為玉米，田面平整，肥力均勻，排灌方便。試驗前土壤基本理化性質(zhì)：土壤容重為1.29 g·cm-3，有機(jī)質(zhì)含量13.5 g·kg-1，堿解氮176.8 mg·kg-1，速效磷30.6 mg·kg-1，速效鉀218.7 mg·kg-1，有效鋅1.13 mg·kg-1，有效鉬0.15 mg·kg-1，pH值為8.47。

1.3試驗設(shè)計

試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積36 m2。共設(shè)4個處理：處理1（CK）：常規(guī)施肥；處理2（T1）：常規(guī)施肥+鋅肥+鉬肥；處理3（T2）：常規(guī)施肥+腐殖酸；處理4（T3）：常規(guī)施肥+鋅肥+鉬肥+腐殖酸。常規(guī)施肥為：基施復(fù)合肥（N-P-K為15-15-15，總養(yǎng)分≥45%，下同）750 kg·hm-2、尿素（總氮≥46.4%）150 kg·hm-2，返青期追施復(fù)合肥450 kg·hm-2，抽薹期追施尿素300 kg·hm-2。鋅肥施用量為22.5 kg·hm-2，鉬肥施用量為0.45 kg·hm-2，腐殖酸施用量為30 kg·hm-2。2013年9月25日播種，種植密度為37.5萬株·hm-2，行距20 cm，株距15 cm，2014 年5月23日收獲。

1.4測定指標(biāo)與測定方法

1.4.1采樣及土壤基本理化性質(zhì)的測定 試驗前后用土鉆分別取0～20 cm土樣分析有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀、pH值、有效鋅、有效鉬含量。有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定，全氮采用凱氏定氮法測定，堿解氮采用擴(kuò)散法測定，用0.05 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定速效磷含量，用NH4OAc浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀含量，用pHBJ-260酸度計測定土壤pH，有效鋅采用DTPA-TEA浸提-ASS法測定，有效鉬采用草酸-草酸銨浸提-催化極譜法（鮑士旦，1999）測定。

1.4.2土壤酶活性的測定 分別于3月26日（分化期）、4月18日（蒜薹伸長期）和5月18日（鱗莖膨大后期）采集大蒜根際0～20 cm土層土壤，測定土壤酶活性。其中磷酸酶（ALP）采用磷酸苯二鈉比色法測定，脲酶（Urease）采用靛酚藍(lán)比色法測定（陳毓荃，2002）。

1.4.3大蒜葉片酶活性及葉綠素含量的測定 于5 月18日（鱗莖膨大后期）進(jìn)行植株葉片酶活性和葉綠素含量分析，每處理選取10株，選取鱗莖向上第5片葉進(jìn)行測定。超氧化物歧化酶（SOD）采用 NBT還原法測定，過氧化物酶（POD）采用愈創(chuàng)木酚法測定，過氧化氫酶（CAT）采用紫外吸收法測定。葉綠素含量采用96%乙醇提取-分光光度法進(jìn)行測定（張立軍，2007）。

1.4.4大蒜產(chǎn)量性狀的測定 5月23日，每處理選取20株進(jìn)行室內(nèi)考種，大蒜鱗莖風(fēng)干后稱重測產(chǎn)。

1.5數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2003和Dps 7.05軟件處理，并用新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗。

2　結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對大蒜葉片葉綠素含量的影響

由表1可知，與CK相比，T1、T2、T3處理的葉綠素a、葉綠素b及葉綠素（a+b）含量均顯著提高；T3處理與T1、T2處理相比，葉綠素b與葉綠素（a+b）含量顯著提高；T3處理的葉綠素a/b為2.75，顯著低于T1、T2、CK處理。表明鋅鉬與腐殖酸配施能顯著提高作物葉片葉綠素含量，特別是葉綠素b含量的提高，增強(qiáng)了葉片吸收短波藍(lán)紫光的能力，從而提高了葉片的光能利用率。

表1　不同施肥處理對大蒜葉片葉綠素含量的影響

2.2不同施肥處理對大蒜抗氧化能力的影響

由表2可知，T3處理的大蒜葉片POD、SOD、CAT活性顯著高于CK、T1、T2處理，且T1、T2處理與CK相比，POD、SOD、CAT活性的提高也達(dá)到顯著水平。表明鋅鉬與腐殖酸配施能顯著提高大蒜葉片POD、SOD、CAT活性，效果優(yōu)于單施鋅鉬或腐殖酸。

表2　不同施肥處理對大蒜抗氧化能力的影響

2.3不同施肥處理對大蒜成產(chǎn)因素及產(chǎn)量的影響

由表3可知，T1、T2和T3處理的蒜頭產(chǎn)量均超過18 t·hm-2，其中T3處理的蒜頭產(chǎn)量達(dá)到了20.13 t·hm-2，與CK差異顯著。從成產(chǎn)因素分析，T3處理的莖粗、蒜頭直徑和單蒜頭質(zhì)量與其他處理相比均達(dá)到顯著水平。T1、T2處理與CK相比，株高、莖粗和蒜頭直徑的差異也達(dá)到顯著水平。表明鋅鉬與腐殖酸配施增加了植株莖粗，有利于養(yǎng)分的長距離運輸，同時促進(jìn)了光合產(chǎn)物向經(jīng)濟(jì)器官的運輸，因此增加了蒜頭直徑。

2.4不同施肥處理對土壤基本理化性質(zhì)的影響

大蒜收獲后測定土壤pH、容重、有機(jī)質(zhì)及有效養(yǎng)分含量。由表4可知，各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量均差異顯著，其中以T3處理含量最高；T3處理的速效磷、速效鉀、有效鋅和有效鉬含量均與CK差異顯著。綜合分析土壤理化性質(zhì)，鋅鉬與腐殖酸配施能顯著提高土壤肥力，效果優(yōu)于單施鋅鉬或腐殖酸。

2.5不同施肥處理對土壤酶活性的影響

由圖1可知，脲酶活性在大蒜整個生育期內(nèi)變化不大，T3處理與其他處理相比，土壤脲酶活性均有所提高，且差異達(dá)到顯著水平，特別在大蒜成熟期，提高最為明顯。由圖2可知，土壤磷酸酶活性在大蒜整個生育期均呈現(xiàn)先升高后穩(wěn)定的趨勢。T3處理與CK相比，分化期、抽薹期和成熟期的土壤磷酸酶活性差異均達(dá)到顯著水平。這說明，鋅鉬與腐殖酸配施能顯著提高土壤脲酶和磷酸酶活性，在整個生育期能為大蒜生長提供較為充足的氮素和磷素。

表3　不同施肥處理對大蒜成產(chǎn)因素及產(chǎn)量的影響

表4　不同施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響

圖1　不同施肥處理對土壤脲酶活性的影響

圖2　不同施肥處理對土壤磷酸酶活性的影響

3　結(jié)論與討論

葉綠素是植物體內(nèi)參與光合作用的重要色素，其含量反映了葉片在一定時期內(nèi)持續(xù)供應(yīng)光合產(chǎn)物的能力，葉綠素a/b下降的程度一般用來評定作物的抗旱性（董彩霞 等，2005）。李焱等（2009）研究表明，土壤中施用腐殖酸可顯著提高作物葉片光合色素含量。本試驗結(jié)果表明，鋅鉬與腐殖酸配施對葉綠素含量提高的效果優(yōu)于單施鋅鉬或腐殖酸以及常規(guī)施肥模式。鋅是光合作用碳代謝過程中關(guān)鍵酶的激活劑，鉬也參與植物體內(nèi)的光合作用，且參與還原反應(yīng)，而腐殖酸的分子中含有的功能基，能促進(jìn)某些光合作用相關(guān)酶活性，可能是鋅鉬與腐殖酸配施提高葉綠素含量的原因（陸景陵，2002；武維華，2008；張沁怡 等，2015）。本試驗中鋅鉬與腐殖酸配施可顯著降低葉綠素a/b，這可能是作物通過葉綠素循環(huán)調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同的生理環(huán)境造成的，葉綠素a/b的降低對葉綠體的光合活性具有重要意義，葉綠素a/b降低時葉綠體2，6-二酚還原能力增強(qiáng)，葉綠體光合磷酸化活性提高，光合能力增強(qiáng)，這可能與施鋅有關(guān)，鋅能增強(qiáng)高溫和供水不足條件下葉片蛋白質(zhì)構(gòu)象的柔性，從而提高植物的抗旱性（張明生和談鋒，2001）。

POD、SOD、CAT是植物體內(nèi)主要的抗氧化酶類，它們均能消除H2O2，從而延緩植物器官的衰老。本試驗結(jié)果表明，鋅鉬與腐殖酸配施能顯著提高作物葉片POD、SOD、CAT活性，這與劉巘等（2013）的研究結(jié)果一致。其原因可能為鋅是Cu-ZnSOD的主要組成物質(zhì)，對Cu-ZnSOD結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用；鉬則參與了根瘤菌的固氮作用，為抗氧化酶類合成提供了原料；而腐殖酸可作為螯合劑螯合土壤中的鋅、鉬，提高其有效態(tài)濃度，有利于作物的吸收（黃昌勇，1999；李麗君 等，2014）。

本試驗條件下，各處理產(chǎn)量與CK相比都顯著提高，其中鋅鉬與腐殖酸配施的增產(chǎn)作用最大，這與劉小文等（2010）的研究一致。腐殖酸不但能促進(jìn)植物根系的生長，增強(qiáng)根系活力，提高大蒜的抗逆能力，起到增產(chǎn)的效果。此外，腐殖酸具有防病增產(chǎn)作用，也可能影響了大蒜產(chǎn)量的形成（馬桂珍 等，2002），而鋅鉬與腐殖酸配施的增產(chǎn)作用說明了腐殖酸與微量元素配施能形成良好的互補(bǔ)優(yōu)勢。

本試驗表明，鋅鉬與腐殖酸配施可有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，與前人（王旭東 等，2000；李惠霞和陳萍，2014）研究結(jié)果一致。鋅鉬與腐殖酸配施與其他處理相比，速效磷和速效鉀含量顯著提高。已有研究表明（劉秀梅 等，2005；龐強(qiáng)強(qiáng)等，2015），腐殖酸具有較強(qiáng)的復(fù)合能力，能與礦物層間固定位上的鉀競爭固定位點，從而釋放出部分非交換性鉀，這可能是土壤中速效鉀含量升高的原因。另外，腐殖酸能提高土壤中微生物活性，也會減少土壤對鉀的固定（杜振宇 等，2012）。土壤中速效磷含量的升高，除微生物的活動對磷素的分解、礦化和固定作用外，土壤中速效磷通常以負(fù)離子的形式存在，而腐殖酸對負(fù)離子產(chǎn)生排斥作用，使速效磷在土壤中更容易保留也是速效磷含量升高的原因（楊凱 等，2009）。

土壤中各種生化反應(yīng)是在各種酶的參與下完成的，脲酶和磷酸酶都屬于水解酶，其活性直接影響土壤中氮素和磷素的供應(yīng)狀況（劉衛(wèi)群 等，2000）。本試驗結(jié)果表明，鋅鉬與腐殖酸配施能顯著提高土壤脲酶和磷酸酶活性，單施腐殖酸的處理酶活性也較高，也與前人研究結(jié)果一致（賀婧 等，2009）。其原因可能為：① 腐殖酸是一種深色物質(zhì)，深色土壤吸熱快，土溫相對較高，有利于土壤中微生物生長（牛育華 等，2008）；② 腐殖酸具有酸性，能對堿性土壤起到一定的緩沖作用，使土壤pH更接近于酶促反應(yīng)最適pH，影響酶活性中心的空間構(gòu)象，從而提高了酶的活性（朱新嚴(yán)和高玲，2011）；③ 腐殖酸包含羰基、羧基、醇羥基和酚羥基等多種活性官能團(tuán)，在堿性土壤中，能對土壤中Cd、Pb等重金屬進(jìn)行固定、吸附，而對Zn、Mo進(jìn)行固定、吸附時，由于條件穩(wěn)定常數(shù)很低，離解度較高，從而抑制了重金屬毒害，提高了鋅鉬的有效性。同時重金屬離子對酶具有抑制作用，腐殖酸對重金屬離子的固定起到了激活酶的作用（閆雙堆等，2007；傅海燕 等，2009；陳榮平 等，2014；鄭紅磊 等，2015）；④ 對土壤微生物而言，腐殖酸也是促進(jìn)其生長發(fā)育的生理活性物質(zhì)（朱靈峰，2003；田春麗 等，2012）。

綜合評價，鋅鉬與腐殖酸配施能顯著提高大蒜葉片葉綠素含量、提高葉片抗氧化能力、增強(qiáng)土壤酶活性、改善土壤理化性質(zhì)，增加大蒜產(chǎn)量，產(chǎn)量可達(dá)20.13 t·hm-2，比當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)施肥增產(chǎn)14.83%。在河南蒜區(qū)大蒜生產(chǎn)中，鋅鉬與腐殖酸配施是較適宜的施肥方案，但鋅、鉬之間的協(xié)同與拮抗作用機(jī)理至今仍不清楚，需進(jìn)一步研究。

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Effects of Zinc，Molybdenum and Humic Acid Application on Physiological Characteristics of Garlic and Soil Properties

WANG Xi-zhi1，WANG Chong-hua1，WANG Li-he1*，WANG Jun-zhong2，TIAN Chun-li1
（1Henan Vocational College of Agriculture，Zhongmou 451450，Henan，China；2Soil and Fertilizer Station of Henan Province，Zhengzhou 450002，Henan，China）

Abstract：Effects of combined application of zinc，molybdenum and humic acid on chlorophyll content，antioxidant，garlic yield and soil physical，chemical and biological indicators were studied in this paper. The experiment consists of 4 treatments，including regular fertilizing（CK），regular fertilizing +zinc+molybdenum（T1），regular fertilizing+humic acid（T2），regular fertilizing+ zinc+molybdenum+humic acid（T3）. The results indicated that T3 could not only increase the plant height，stem diameter，garlic diameter and yield，but also significantly increase the chlorophyll content of garlic leaf blades，improve the activities of POD，SOD and CAT. T3 was also beneficial for strengthening soil enzyme activity，improve soil physical and chemical properties. The garlic plant treated by T3 could yield 20.13 t·hm-2，which was 14.83% more than that by traditional fertilizing at locality. To put it short，T3 has very good effect on increasing garlic yield and improving soil fertility in Henan Province.

Key words：Garlic；Humic acid；Zinc；Molybdenum；Yield；Chlorophyll；Soil enzymatic activity；Soil fertility

基金項目：河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點項目（13B210065）

收稿日期：2015-08-03；接受日期：2015-11-26

*通訊作者（

Corresponding author）：王立河，男，碩士，教授，主要從事土壤與植物營養(yǎng)方面的研究，E-mail：2390338791@qq.com