硫酸钙与腐植酸配施对大蒜产量及土壤性质的影响

摘    要：为明确河南蒜区大蒜生产和碱性潮土改良最佳措施，设常规施肥（CK）、常规施肥+硫酸钙（T1）、常规施肥+腐植酸（T2）、常规施肥+硫酸钙+腐植酸（T3）的处理，研究了不同施肥方式对大蒜产量、叶片抗氧化能力、土壤酶活性、土壤结构的影响，分析了不同施肥方式对大蒜产量和碱性潮土改良的效果。结果表明，在常规施肥的基础上配合施用硫酸钙与腐植酸，能显著提高叶片SOD、POD、CAT活性，增强土壤酶活性，对团粒直径＞0.25 mm土壤水稳性团聚体的形成有促进作用，效果优于CK、T1、T2；T3大蒜产量达15 620.95 kg·hm-2，比当地常规施肥极显著增产11.97%。综上所述，硫酸钙与腐植酸配施对河南蒜区的大蒜产量和土壤性质的改善具有较好的效果。

关键词：大蒜；硫酸钙；腐植酸；产量；抗氧化能力；土壤性质

中图分类号：S633.4           文献标志码：A            文章编号：1673-2871（2024）04-140-06

Effect of calcium sulfate and humic acid combined application on garlic yield and soil properties

WANG Chonghua 1， WANG Fubin2， XU Xiangwen2， JIA Qingchao3， HAN Zhanqiang1， SHAO Xiuli1， CHONG Jun4

（1. Henan Vocational College of Agricultural， Zhongmu 451450， Henan， China; 2. Jining Academy of Agricultural Sciences， Jining 272031， Shandong， China; 3. School of Food Science and Engineering， Zhengzhou University of Science and Technology， Zhengzhou 450064， Henan， China; 4. Jinan Huaqing Agricultural Machinery Technology Co.， Ltd.， Jinan 251004， Shandong， China）

Abstract： In order to clarify the best garlic production and alkaline soil improvement measures in Henan garlic region， four treatments were tested， including conventional fertilization （CK）， conventional fertilization+calcium sulfate （T1）， conventional fertilization+humic acid （T2）， and conventional fertilization+calcium sulfate+humic acid （T3）. The effects of different fertilization methods on garlic yield， leaf antioxidant capacity， soil enzyme activity， and soil structure， and their effects on garlic yield and alkaline soil improvement were studied. The results showed that， on the basis of conventional fertilization， the combination of calcium sulfate and humic acid application（T3）significantly increased the activities of SOD， POD， and CAT in garlic leaves， enhanced soil enzyme activity， and promoted the formation of soil water stable aggregates with a diameter greater than 0.25 mm， with better effects than CK， T1 and T2. The garlic yield of T3 reached 15 620.95 kg·hm-2， an increase in yield of 11.97% compared to CK . In summary， the combination of calcium sulfate and humic acid has a good effect on improving garlic yield and soil quality in the garlic region of Henan province.

Key words： Garlic; Calcium sulfate; Humic acid; Yield; Antioxidant capacity; Soil properties

DOI：10.16861/j.cnki.zggc.202423.0592

收稿日期：2023-09-07；修回日期：2024-01-05

基金项目：农业农村部植物营养与肥料学科群开放基金（APF2015009）；河南省高等学校重点科研项目（22B550021）；河南农业职业学院校级科研团队项目（HNACKT-2023-02）

作者简介：王崇华，男，讲师，主要从事土壤与植物营养方面的研究。E-mail：645320876@qq.com

大蒜为百合科葱属植物，是食药两用且经济价值较高的作物。我国种植面积常年占世界总面积的1/2，而生产了约占世界总产量70%的大蒜产品，现已形成山东、河南、云南及四川的大规模种植基地[1-2]。河南省中牟、杞县、尉氏等地区是大蒜的主产区，常年的连作种植，生产中偏施氮、磷、钾肥料，而不注重中微量元素肥料和有机肥的施用，导致大蒜连作障碍严重，出现了抗逆性弱、易早衰、产量逐年下降的问题。钙质肥料除提供作物必需的中量元素钙之外，还作为一种土壤改良剂来使用，其中在酸性土壤中施用石灰的效果较好，在碱性及偏碱性土壤中施用石膏的效果比较理想。谢志东等[3]研究认为，土壤中施用天然有机钙粉能提高烟叶的产量与产值，其土壤酶活性和土壤结构较对照也有较大提高和改善；已有研究表明，施入外源钙，可增强作物叶片SOD、POD和CAT活性，提高作物抗性，提高作物产量[4-5]。

腐植酸是动植物遗骸经过微生物的分解和转化，积累起来的一类有机物质，既是一种有机肥，同时还是一种有机土壤改良剂，是近年来研究较多的一类有机物质，传统上把腐植酸分为胡敏酸、黄腐酸和棕腐酸，其中黄腐酸在水、酸、碱中都可溶解，黄腐酸的羰基、酚羟基、羧基含量较高。已有研究表明，腐植酸通过刺激植物各器官中蛋白质和酶的合成，增强植物体内过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性，减轻膜脂过氧化程度，增强植物抗性，使植物保持较快生长。另外，腐植酸还具有提高和稳定土壤酶活性、增加水稳性团聚体、提高作物产量的作用[6-8]。

腐植酸和钙质肥料均具有提高作物抗性、改善土壤结构、提高作物产量的作用，在农业上已得到广泛应用，但将钙肥与腐植酸配合在碱性土壤上施用的研究还比较缺乏。笔者以大蒜为材料，以潮土为供试土壤，分析了硫酸钙与腐植酸配合施用对大蒜产量、叶片抗氧化能力、土壤酶活性及土壤团聚体结构的影响，并探讨了二者的作用机制，旨在为硫酸钙和腐植酸的合理施用以及河南省大蒜的优质高产和潮土改良提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地设在河南省中牟县韩寺镇荣庄村，该区属于北暖温带大陆季风性气候区，平均气温14.3 ℃，≥10 ℃有效积温为4700～5000 ℃，年降水量630 mm。供试土壤为黄潮土，质地中壤，前茬作物为玉米，田面平整，肥力均匀，排灌方便。供试土壤pH为8.17，土壤有机质含量（w，下同）为13.50 g·kg-1，土壤碱解氮含量为176.83 mg·kg-1，土壤速效磷含量为30.58 mg·kg-1，土壤速效钾含量为218.71 mg·kg-1，土壤交换性钙含量为2.53 g·kg-1。

1.2 材料

供试品种为宋城大蒜，属晚熟品种，以产蒜头为主。供试含钙肥料为硫酸钙（生石膏，CaSO4·2H2O含量≥90%）。腐植酸为一级品（黄腐酸含量≥30%）。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，4个处理，3次重复，小区面积24 m2（4 m×6 m）。处理1（CK）：常规施肥（全量玉米秸秆还田，基施复合肥（15-15-15，总养分含量≥45%）750 kg·hm-2、尿素（总氮含量≥46.4%）150 kg·hm-2，返青期追施复合肥（15-15-15，总养分含量≥45%）450 kg·hm-2，抽薹期追施尿素300 kg·hm-2，蒜头生长期追施尿素300 kg·hm-2）。处理2（T1）：在常规施肥基础上增施硫酸钙。处理3（T2）：在常规施肥基础上增施腐植酸。处理4（T3）：在常规施肥基础上增施硫酸钙+腐植酸。硫酸钙施用量为300 kg·hm-2，腐植酸施用量为45 kg·hm-2，硫酸钙和腐植酸用量均依据已有研究进行施用[9-10]。2021年9月28日播种，行距18 cm，株距14 cm，2022年5月23日收获。

1.4 测定指标与方法

1.4.1    采样及土壤基本理化性质及水稳性团聚体含量的测定    试验后取耕层土样采用人工筛分法测定土壤团聚体组分含量[11]。

1.4.2    大蒜产量性状的测定    每个小区选取连续10株测定大蒜株高、茎粗和蒜头直径。蒜头最大横径即为蒜头直径；大蒜株高、茎粗在抽薹后即进行测定，用直尺测量株高，首先将直尺竖直放置，下部与大蒜植株基部相贴，将叶片竖直拉直，在叶片的最高处直接读数；用游标卡尺测量茎粗，测量位置为倒1叶和倒2叶之间。

收获期每处理选有代表性地段，连续取10株大蒜，风干后测产。

1.4.3    大蒜植株酶活性的测定    于大蒜鳞茎膨大期，每处理选取连续10株，取鳞茎向上第5片叶进行植株叶片酶活性测定；田间采用液氮保存，然后放入超低温冰箱保存。采用NBT还原法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性；采用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）活性，采用紫外吸收法测定过氧化氢酶（CAT）活性[13]。

1.4.4    土壤酶活性的测定    分别于大蒜分化期、蒜薹伸长期和鳞茎膨大期采用对角线法，取0～20 cm土层中的根系10个样点，轻轻抖动出根际土壤，混匀风干，过1 mm筛孔，用于测定土壤酶活性。采用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶（CAT）活性，采用磷酸苯二钠比色法测定磷酸酶（ALP）活性，采用靛酚蓝比色法测定脲酶活性[12]。