含腐殖酸液体肥料对棉花生长发育和土壤理化性状的影响

Effects of Liquid Fertilizer Containing Humic Acid on the Growth and Development of Cotton and Soil Physical and Chemical Properties

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2026.04.009

鄂玉联 Yulian E , 王改荣 Gairong WANG , 王静 Jing WANG , 马超 Chao MA , 史力超 Lichao SHI , 胡艳飞 Yanfei HU , 马瑞杰 Ruijie MA , 李雪 Xue LI , 李建峰 Jianfeng LI , 邹向东 Xiangdong ZOU , 郑继亮 Jiliang ZHENG

新疆心连心能源化工有限公司新疆昌吉 832205 Xinjiang Xinlianxin Energy Chemical Co., Ltd., Changji, Xinjiang 832205, China

Author notes:

Correspondence to: 郑继亮(1984—)，男，博士研究生，高级农艺师，研究方向为新型肥料研发与制备；276868614@qq.com

摘要：

通过田间试验，研究了含腐殖酸液体肥料对棉花生长发育和土壤理化性状的影响。结果表明：含腐殖酸液体肥料处理与常规水溶肥处理相比，显著提高了土壤中有机质含量；在棉花蕾期、花期和吐絮期，可显著提高土壤中全氮含量；在棉花生育后期，可显著提高土壤中有效磷含量；在棉花生育中期，可显著提高土壤中速效钾含量；小幅降低了土壤pH；在棉花苗期、蕾期和花期，显著降低了土壤电导率；在棉花生育前期，可显著提高株高；在棉花生育中后期，可显著增加棉花的茎粗和棉花叶片的叶绿素相对含量；棉花产量可显著提高7.55%。施用含腐殖酸液体肥料可以提高棉花的农艺性状和产量，改善土壤的理化性状。

关键词：

含腐殖酸肥料; 液体肥料; 棉花; 土壤理化性状; 产量构成因子;

Abstract：

A field experiment is conducted to investigate the effects of liquid fertilizer containing humic acid on cotton growth and development as well as on soil physical and chemical properties. The results show that, compared with conventional water-soluble fertilizer, the application of liquid fertilizer containing humic acid significantly increases soil organic matter content. During the bud, flowering, and boll-opening stages of cotton, it significantly increases soil total nitrogen content. In the late growth period, soil available phosphorus content is significantly enhanced, while soil available potassium content is significantly improved during the mid-growth stage. A slight reduction in soil pH is observed. Soil electrical conductivity is significantly reduced at the seedling, bud, and flowering stages. In the early growth stage, plant height is significantly increased. During the mid to late growth stages, stem diameter and the relative chlorophyll content of cotton leaves are significantly improved. Cotton yield is significantly increased by 7.55%. The application of liquid fertilizer containing humic acid can improve the agronomic traits and yield of cotton, as well as enhance soil physical and chemical properties.

Keyword：

fertilizer containing humic acid; liquid fertilizer; cotton; soil physical and chemical properties; yield components;

腐殖酸是由动植物(主要是植物)残体在微生物以及地球化学作用下，分解和合成的一类具有多种官能团的大分子有机弱酸混合物。作为腐殖质的主要成分，腐殖酸具有改良土壤、增效化肥、刺激作物生长、增强作物抗逆性和改善农产品品质等功能作用^[1]。谷端银^[2]的研究发现，在氮胁迫条件下，腐殖酸能够提高黄瓜种子发芽率，增加主根和侧根的长度及侧根数量等生物性状。张立丹等^[3]的研究发现，碱性腐殖酸液体肥料能够提高土壤酶的活性，改善土壤中氮、磷营养状况，从而提高土壤肥力。吕品等^[4]的研究发现，在盐碱化的中低产田中施入腐殖酸类物质能够促进作物生长发育并实现增产。孔德庸^[5]在研究减量施肥时发现，腐殖酸能改善芸豆植株的生长和产量形成，改善土壤物理性状，活化土壤养分，提高群体保苗数量和单株产量的形成能力。

含腐殖酸水溶肥料是指在水溶肥料中添加一定量的矿物源腐殖酸，添加适量氮、磷、钾大量元素或铜、铁、锰、锌、硼、钼微量元素而制成的液体或固体水溶肥料。高翔^[6]研究发现，与常规施肥相比，施用含腐殖酸液体肥料能实现棉花增产，且具有更高的经济效益。梁嘉敏等^[7]的研究发现，含腐殖酸液体肥料能够提高土壤矿质氮、全氮、有效磷的含量以及蔗糖酶、酸性磷酸酶等的活性，可显著降低土壤脲酶的活性，促进土壤微生物的生长繁殖，提高作物幼苗对养分的吸收和积累量。

目前，含腐殖酸液体肥料已得到关注并进行了相应的研究，但未见有关施用含腐殖酸液体肥料对棉花生理性状和土壤理化性状影响的报道。本文采用含腐殖酸液体肥料与常规水溶肥料进行对比，探究含腐殖酸液体肥料对棉花生长发育和土壤理化性状的影响，以期为含腐殖酸液体肥料的推广提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验于2023年4月—10月，在新疆玛纳斯县乐土驿镇柳树庄村西戈壁进行。

1.2 供试肥料

含腐殖酸液体肥料，其理化性质见表 1；尿素，w(N)=46%；高磷水溶肥，N-P₂O₅-K₂O=12-30-12；高钾水溶肥，N-P₂O₅-K₂O=12-12-30。供试肥料均由新疆心连心能源化工有限公司提供。

表 1

不同含腐殖酸液体肥料养分指标 g/L

配方	ρ(腐殖酸)	ρ(N)	ρ(P₂O₅)	ρ(K₂O)	ρ(总养分)
1号液体肥料	≥80	≥280	≥80	≥40	≥400
2号液体肥料	≥80	≥210	≥150	≥60	≥420
3号液体肥料	≥80	≥180	≥90	≥150	≥420

1.3 土壤理化性状

试验前土壤理化性状：pH为8.63，w(全氮)为0.38 g/kg，w(有效磷)为4.2 mg/kg，w(速效钾)为224.1 mg/kg，w(有机质)为10.68 g/kg，电导率为184.9 μS/cm。

1.4 试验设计

棉田设置一膜三管六行，行距配置方式为等行距10 cm-66 cm-10 cm。试验设2个处理：YTF，含腐殖酸液体肥料处理；SRF，水溶肥处理。每个处理面积为50亩(1亩=667 m²)，每个处理设置3次重复。2023年4月底播种，灌水周期为7~10 d，其中生育期灌水10次，灌水量为400 m³/亩。水溶肥利用施肥罐进行滴施，液体肥料利用智能施肥系统进行滴施，具体施肥处理见表 2。

表 2

不同处理的施肥量

施肥次数	YTF处理		SRF处理
施肥次数	施肥量/(kg·亩^-1)	纯养分	施肥量/(kg·亩^-1)	纯养分
1	1号液体肥料：10	N-P₂O₅-K₂O=2.19-0.62-0.31	尿素：3，高磷水溶肥：4	N-P₂O₅-K₂O=1.86-1.20-0.48
2	1号液体肥料：13	N-P₂O₅-K₂O=2.84-0.81-0.41	尿素：4，高磷水溶肥：5	N-P₂O₅-K₂O=2.42-1.73-0.69
3	1号液体肥料：18	N-P₂O₅-K₂O=3.94-1.12-0.56	尿素：6，高磷水溶肥：5	N-P₂O₅-K₂O=3.36-1.50-0.60
4	2号液体肥料：15	N-P₂O₅-K₂O=2.44-1.50-0.60	尿素：6，高磷溶肥：6	N-P₂O₅-K₂O=3.48-1.80-0.72
5	2号液体肥料：20	N-P₂O₅-K₂O=3.23-2.31-0.92	尿素：8，高磷水溶肥：5，高钾水溶肥：7	N-P₂O₅-K₂O=5.12-2.34-2.34
6	2号液体肥料：17	N-P₂O₅-K₂O=2.75-1.73-0.78	尿素：5，高钾水溶肥：5	N-P₂O₅-K₂O=2.90-0.60-1.50
7	3号液体肥料：15	N-P₂O₅-K₂O=2.08-1.04-1.73	尿素：5，高钾水溶肥：5	N-P₂O₅-K₂O=2.90-0.60-1.50
8	3号液体肥料：12	N-P₂O₅-K₂O=1.66-0.83-1.38	尿素：3，高钾水溶肥：3	N-P₂O₅-K₂O=1.74-0.36-0.90
9	3号液体肥料：10	N-P₂O₅-K₂O=1.38-0.69-1.15

1.5 指标及其测定方法

土壤养分：分别在棉花的不同生育期，按“S”形线路随机定点进行耕层土壤样品的采集；在水土比2.5∶1(质量比，下同)的条件下，采用电极法测定土壤的酸碱度；在水土比5∶1的条件下，采用电导率仪测定土壤的电导率；采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定土壤中的速效钾含量，采用Olsen法测定土壤中的有效磷含量，采用半微量凯氏定氮法测定土壤中的全氮含量^[8]，采用外加热-重铬酸钾容量法测定土壤中的有机质含量^[8]。

株高：分别在苗期、蕾期、花期及铃期采集植株样，在未杀青前用直尺测量从根部到最高生长点的高度。

叶片叶绿素相对含量(SPAD值)：分别在每个小区选取相同的株数、长势基本一致的功能叶片，采用SPAD-502 plus型叶绿素仪进行测定，取平均值。

产量：2023年10月上旬进行小区测产，并进行实收数据统计；在每个处理的小区中选择长势一致、能够代表棉田产量的区域，统计6.67 m²区域内的棉花铃数和棉花株数；在每个区域内采取30朵完全盛开的棉铃，装袋封装后称量每朵棉铃的质量(即单铃质量)，每小区取3次进行重复试验；单位面积产量=单位面积株数×单株铃数×单铃质量。

1.6 数据统计与分析

试验数据处理及分析采用Microsoft Excel 2010、SPSS 18.0、浙大DPS数据处理系统V 9.01等软件，用LSD法对数据进行差异性检验，使用Microsoft Word 2013等软件制图。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对土壤理化性状的影响

2.1.1 有机质

不同施肥处理棉花各生育期的土壤中有机质含量见图 1，图中不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

图 1

不同施肥处理棉花各生育期的土壤中有机质含量

从图 1可看出：与SRF处理相比，在棉花的苗期、蕾期、花期和吐絮期，YTF处理的土壤中有机质含量分别显著提高了14.58%、18.57%、5.67%和13.56%。

2.1.2 pH

不同施肥处理棉花各生育期的土壤pH见图 2。

图 2

不同施肥处理棉花各生育期的土壤pH

从图 2可看出：2个施肥处理对土壤pH的影响表现出相同的变化规律，随着生育期的推进，pH均呈先降低后升高的趋势，这可能与肥料的酸性性质相关；在棉花苗期，YTF处理的土壤pH略高于SRF处理的，处理间差异不显著；在棉花蕾期，YTF处理的土壤pH较SRF处理的显著降低了1.56%；在棉花花期和吐絮期，YTF处理的土壤pH虽低于SRF处理的，但差异不显著。综上所述，YTF处理较SRF处理可小幅降低土壤pH，但整体差异不明显。

2.1.3 电导率

不同施肥处理棉花各生育期的土壤电导率见图 3。

图 3

不同施肥处理棉花各生育期的土壤电导率

从图 3可看出：YTF处理和SRF处理对土壤电导率的影响表现出相同的变化规律，均呈先增加后降低、再增加的趋势；在棉花苗期、蕾期和花期，YTF处理的土壤电导率较SRF处理的分别显著降低了19.18%、11.11%和23.70%；但在棉花吐絮期，YTF处理的土壤电导率高于SRF处理的，但差异不显著。

2.1.4 全氮

不同施肥处理棉花各生育期的土壤中全氮含量见图 4。

图 4

不同施肥处理棉花各生育期的土壤中全氮含量

从图 4可看出：2个施肥处理对土壤中全氮含量的影响呈现出相同的变化规律，均表现为先增加后降低的趋势；在棉花苗期，YTF处理的土壤中全氮含量显著低于SRF处理的；在棉花蕾期、花期和吐絮期，YTF处理的土壤中全氮含量较SRF处理的分别显著提高了4.23%、13.71%和12.53%。由此可见，YTF处理可增加土壤中全氮的含量，而SRF处理在苗期土壤中的全氮含量较高，可能与施用尿素有关。

2.1.5 有效磷

不同施肥处理棉花各生育期的土壤中有效磷含量见图 5。

图 5

不同施肥处理棉花各生育期的土壤中有效磷含量

从图 5可看出：2个施肥处理对土壤中有效磷含量的影响规律相同，均表现为先增加后降低、再增加的趋势；在棉花苗期，与SRF处理相比，YTF处理显著降低了土壤中有效磷含量；在棉花蕾期，YTF处理和SRF处理对土壤中有效磷含量的影响无显著性差异；在棉花花期和吐絮期，YTF处理较SRF处理显著增加了土壤中有效磷含量，增幅分别达到31.72%和27.52%。由此可见，与SRF处理相比，YTF处理在棉花生育后期显著增加了土壤中有效磷含量，这可能是含腐殖酸液体肥料中的聚合态磷逐渐分解所致。

2.1.6 速效钾

不同施肥处理棉花各生育期的土壤中速效钾含量见图 6。

图 6

不同施肥处理棉花各生育期的土壤中速效钾含量

从图 6可看出：YTF处理和SRF处理对土壤中速效钾含量的影响表现出相同的规律，均为先降低后增加的趋势；在棉花苗期和吐絮期，2个施肥处理的土壤中速效钾含量无显著性差异；在棉花蕾期和花期，YTF处理的土壤中速效钾含量较SRF处理的分别显著提高了12.89%和7.56%。由此可见，YTF处理较SRF处理在棉花生育中期可显著提高土壤中速效钾的含量。

2.2 不同施肥处理对棉花农艺性状的影响

2.2.1 株高

不同施肥处理棉花各生育期的株高见表 3，表中同列数据后不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

表 3

不同施肥处理棉花各生育期的株高

处理	株高/cm
处理	苗期	蕾期	花期	吐絮期
YTF	21.65±1.91 a	55.19±3.10 a	80.59±3.29 a	93.87±5.67 a
SRF	19.53±1.18 ab	48.66±2.78 b	78.92±2.45 ab	90.44±7.33 ab

由表 3可看出：在棉花整个生育期，YTF处理的棉花株高高于SRF处理的，尤其在棉花蕾期，YTF处理的株高较SRF处理的显著增加了13.42%；在棉花苗期、花期和吐絮期，YTF处理的棉花株高与SRF处理的差异不显著。总体来看，与SRF处理相比，YTF处理在棉花生育前期对株高的促进作用明显，增幅为10.86%~13.42%。

2.2.2 茎粗

不同施肥处理棉花各生育期的茎粗见表 4。

表 4

不同施肥处理棉花各生育期的茎粗

处理	茎粗/mm
处理	苗期	蕾期	花期	吐絮期
YTF	5.01±0.38 a	9.02±0.26 a	10.35±0.49 a	11.24±0.76 a
SRF	4.71±0.27 a	8.12±0.32 b	9.33±0.57 b	10.58±0.43 b

由表 4可看出：在棉花苗期，YTF处理的棉花茎粗与SRF处理的无显著性差异；在棉花蕾期、花期和吐絮期，YTF处理的棉花茎粗较SRF处理的分别显著增加了11.08%、10.93%和6.24%。由此可见，在棉花生育中后期，YTF处理较SRF处理可显著增加棉花的茎粗，增幅为6.24%~11.08%。

2.2.3 SPAD值

不同施肥处理棉花各生育期的SPAD值见表 5。

表 5

不同施肥处理棉花各生育期的SPAD值

处理	SPAD值
处理	苗期	蕾期	花期	吐絮期
YTF	30.57±2.51 a	50.35±2.03 b	61.28±1.82 a	52.35±3.95 a
SRF	29.93±2.05 a	53.02±3.31 a	54.92±3.41 b	49.13±2.66 b

由表 5可看出：在棉花苗期，YTF处理的叶片SPAD值与SRF处理的无显著性差异；在棉花蕾期，YTF处理的叶片SPAD值显著低于SRF处理的，降幅为5.04%；而在棉花花期和吐絮期，YTF处理的叶片SPAD值显著大于SRF处理的，增幅分别为11.58%和6.55%。综上所述，与SRF处理相比，YTF处理对棉花生育后期叶片的SPAD值具有显著的提升作用。

2.2.4 产量构成因子

不同施肥处理的棉花产量构成因子见表 6。

表 6

不同施肥处理的棉花产量构成因子

处理	株数/(万株·hm^-2)	铃数/(个·株^-1)	单铃质量/g	产量/(kg·hm^-2)	实收产量/(kg·hm^-2)
YTF	20.4	6.30 a	5.26 a	6 760.15 a	6 998.10 a
SRF	20.4	6.25 a	4.93 b	6 285.75 b	6 558.75 b

由表 6可看出：YTF处理的棉花单株铃数与SRF处理的无显著性差异，但显著增加了棉花单铃质量，增幅为6.69%；由产量构成因子进行产量测算可知，YTF处理较SRF处理显著提高了棉花产量，增幅为474.40 kg/亩，增产率为7.55%(实收完成后进行统计，较SRF处理增产6.70%)。由此可见，YTF处理较SRF处理可显著提高棉花产量，且产量的提高主要是通过提高棉花单铃质量实现。

3 讨论与结论

施用含腐殖酸液体肥料改善了土壤理化性状。王笑南等^[9]在对制种玉米的研究中发现，施用腐殖酸液体肥料可降低滴灌带周边土壤pH，并提升土壤中有效磷和速效钾的含量。孙向春等^[10]在腐殖酸对洋葱产量影响的研究中发现，腐殖酸能够降低土壤pH，提高土壤养分含量。本研究结果表现出相似的规律，与施用常规水溶肥处理相比，施用含腐殖酸液体肥料可降低土壤pH，提高土壤中有效磷、速效钾、有机质和全氮的含量。

包秀英^[11]研究发现，施用腐殖酸能有效促进小麦和玉米对氮、磷、钾养分的吸收，合理施用腐殖酸肥料可有效改善土壤理化性状，增强小麦光合作用，进而达到改良盐碱地、促进作物增产的效果。刘敏^[12]针对腐殖酸的研究发现，腐殖酸能够促进番茄、玉米苗期的根系和地上部分的生长，提高番茄、玉米苗期根系和地上部分的干质量，并提高光合作用效率。本研究表明，施用含腐殖酸液体肥料较施用常规水溶肥在棉花生育前期可显著增加棉花株高；在棉花中后期，可显著增加棉花的茎粗；整体上可增加棉花叶片SPAD值，并显著提高棉花产量，且增产效果主要是通过提高棉花单铃质量实现。

4 结语

随着智慧农业的不断发展，液体肥料得到了迅速发展。含腐殖酸液体肥料能够改善土壤理化性状、提高作物产量，为智慧农业的发展提供了基础支撑。未来，将继续开展含氨基酸类、寡糖类等具有其他功能性的液体肥料的研究，为智慧农业和水肥一体化技术应用及新疆地区农业的发展提供数据支持。

ckwx 参考文献

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