腐殖酸是一种廉价无污染的有效肥料基质，广泛存在于褐煤、风化煤、泥炭和草炭中。腐殖酸具有多种活性基团，有利于土壤团粒结构形成，改善土壤结构，提高土壤保墒能力，还可增强土壤阳离子交换能力，调节土壤pH值，提高土壤养分有效性(武丽萍等，2001; 贺婧等，2008)。目前由于人工林营造和经营管理措施不当，林地土壤生态环境退化、林地生产力下降，急需科学有效的施肥技术来改善林地肥力(刘福德等，2007; 余常兵等，2004)。腐殖酸具有来源广、价格低、不会对土壤造成污染等优点，若充分利用褐煤腐植酸，将其作为肥料基质，会大大降低化肥投入比例，(邢尚军等，2009)。而腐殖酸用于人工林施肥的研究还较少。本试验以山西褐煤为供试原料，以单施无机肥为对照，研究配施适量褐煤腐殖酸对I-107欧美杨(Populus × euramericana cv.‘74 /76’)和土壤的影响，为合理利用褐煤提供理论依据。

1 材料与方法

试验地设在山东省林业科学研究院试验苗圃，供试土壤为潮土，土壤全氮含量0.90 g·kg^{－ 1}，速效磷含量27.05 mg·kg^{－ 1}，速效钾含量75 mg·kg^{－ 1}，有机质含量6.62 g·kg^{－ 1}。供试腐殖酸为山西产粉末状褐煤，腐殖酸含量为46.5%，所用肥料为尿素、磷酸一铵和氯化钾。扦插苗品种为I-107欧美杨，接穗长12 ~ 15 cm，茎粗2 cm。

盆栽试验共设4个处理: 1)常规施量化肥每盆施用7 g尿素、3 g磷酸一铵和2.5g氯化钾; 标识为F1; 2)常规施量化肥+褐煤腐殖酸常规施量化肥与处理1相同，在此基础上每盆再施入30 g褐煤腐殖酸，标识为F1M; 3)高施量化肥施肥量为常规用量的1.5倍，即每盆施用10.5 g尿素、4.5 g磷酸一铵和3.75 g氯化钾，标识为F2; 4)高施量化肥+褐煤腐殖酸化肥施用量同处理3，在此基础上每盆再施入30 g褐煤腐殖酸，标识为F2M。试验用盆为高20 cm、直径30 cm的塑料圆盆，每盆装土13 kg，于2009年3月20日开始扦插，每盆插1株。氮肥分别在盆栽扦插时和2009年7月15日分2次施入，磷钾肥和腐殖酸肥在扦插时作为底肥全部施入。各处理分设5盆重复。

2009年10月1日选取3盆测生物量:分别称全部根、茎和叶的鲜质量，置于烘箱内杀青，70 ℃下烘干至恒质量，计算生物量。烘干后的根、茎和叶用H₂SO₄－ H₂O₂消化测定其氮(凯氏定氮法)、磷(钒钼黄比色法)和钾(火焰光度计法)含量，最后按公式求整株氮、磷和钾养分含量: C = (C_rB_r+C_sB_s+ C_lB_l) /B，C为某元素养分含量，C_r为某元素根部含量，B_r为根生物量，C_s为某元素茎部含量，B_s为茎生物量，C_l为某元素叶部生物量，B_l为叶生物量，B为根茎叶生物量和。同时分别取盆中土样，每盆取样约0.5 kg，混合后分2部分:一部分烘干用于有效磷(钼锑抗比色法)、有效钾(火焰光度法)、全氮(开氏定氮法)、有机碳总量(重铬酸钾容量法)、腐殖质各组分(重铬酸钾容量法)、过氧化氢酶(高锰酸钾滴定法)、多酚氧化酶活性(邻苯三酚比色法)和脲酶(苯酚钠－次氯酸钠比色法)的测定; 另一部分鲜样用于硝态氮(AA3-A001-02E型流动注射分析仪)和铵态氮(AA3-A001-02E型流动注射分析仪)测定(鲍士旦，2005; 关松荫，1986)。

2 结果与分析 2.1 I-107欧美杨生物量与养分含量

由表 1可见，与F1和F2处理相比，配施腐殖酸的F1M和F2M处理I-107欧美杨的根、茎、叶生物量均明显增加，差异达到显著水平。根系生物量差异最为明显，分别增加了39.00 %和58.62%，F1M根系生物量甚至高于F2，说明施用褐煤腐殖酸可明显促进I-107欧美杨根系生长。

从I-107欧美杨的养分含量(表 1)来看:氮含量以F2M处理最高，其后依次为处理F1M，F1和F2，各处理间氮含量差异显著，配施腐殖酸比单施无机肥平均提高5.35%;各处理间的磷含量以F2M处理最高，其后依次为处理F1M，F2和F1，配施腐殖酸比单施无机肥平均提高25.52%;各处理间的钾含量与磷含量有相似的规律，即F2M处理最高，其后依次为处理F1M，F2和F1，配施腐殖酸比单施无机肥平均提高25.06%。试验结果表明，无论是常规施量化肥，还是高施量化肥，配合施用褐煤腐殖酸均可显著提高I-107欧美杨植株的氮磷钾含量。

2.2 土壤养分含量

由表 2可以看出，常规施量化肥配施腐殖酸处理的土壤全N含量显著低于F1，而在高施量化肥下，配施腐殖酸显著提高了土壤全N量，这可能是因为腐殖酸对根系有很强的刺激作用，常规施量化肥下，I-107欧美杨吸收了更多的氮，高施量化肥下，施肥能够满足I-107欧美杨的营养需求，且腐殖酸使根系分泌物量增加，增加了归还土壤的有机氮量。

土壤硝态氮含量表现为F1M比F1低9.83%，差异显著(P≤0.05)，F2M比F2低12.81%，差异显著(P≤0.05)。原因可能在于腐殖酸不仅促进了I-107欧美杨吸收较多的硝态氮，同时也促进了土壤微生物活动，矿质氮被固持，从而降低了土壤硝态氮含量。土壤铵态氮含量的情况则与硝态氮相反，均是施用褐煤腐殖酸的处理比单施无机肥高，原因在于腐殖酸的加入提高了土壤对NH₄⁺ -N的吸附，而且腐殖酸中的吸附态NH₄⁺ -N具有缓慢释放的特点。

对于土壤速效磷，在常规施肥量下，F1M与F1没有显著性差异，而在高施肥量下，F2M速效磷含量显著高于单施无机肥的F2 (P≤0.05)。这是由于腐殖酸的酸性官能团能解离出H⁺，对于磷有活化作用，增加了土壤中磷的供应强度。

无论是在常规施量或高施量无机肥条件下，配施腐殖酸均降低了土壤速效钾含量，原因可能在于，一方面配施腐殖酸处理下I-107欧美杨生物量较大，从土壤中吸收了较多钾素，另一方面，腐殖物质的酸性官能团能够解离出带有负电性的腐植酸，对钾离子具有较强的吸附性，而部分被吸附的钾离子进入土壤矿物晶穴深处而转化成缓效钾，从而使土壤速效钾含量降低。

各处理土壤有机碳含量表现为F2M＞F1M＞F2＞F1，配施褐煤腐殖酸处理土壤有机碳含量显著高于单施无机肥处理，这可能是I-107欧美杨在生长后期死亡的部分根系腐解、脱落使土壤有机质大量增加所致。胡敏酸碳、富里酸碳与有机碳含量变化规律基本一致，说明腐殖酸与无机肥配施可明显提高土壤腐殖质各组分含量。

腐殖质中最关键的部分是胡敏酸，它可以增强土壤吸收性能，更有效地保持养分和水分，并促进土壤结构体的形成。胡敏酸与富里酸的比值(胡/富比)是衡量土壤腐殖化程度的一个重要指标。与单施无机肥相比，配施褐煤腐殖酸的F1M和F2M处理可提高胡/富比，可能与腐殖酸本身含较高的胡敏酸有关。单施无机肥处理中，处理F2的胡/富比高于F1，可能是由于高肥处理使根系分泌物增多，从而产生更多有机物质。

2.3 土壤酶含量

由表 3可以看出，常规施量化肥处理过氧化氢酶活性高于高施量化肥处理，可能是过量施肥对过氧化氢酶有抑制作用。但无论是常规施量化肥还是高施量化肥条件下，配施褐煤腐殖酸与单施无机肥处理的过氧化氢酶活性之间没有显著差异，说明外源腐殖酸对过氧化氢酶活性的影响较小。对于多酚氧化酶含量，相同无机肥用量下，配施褐煤腐殖酸的处理均高于单施无机肥处理，且差异显著。多酚氧化酶活性的增加有利于分解土壤中的酚类物质，可以增加土壤有机质的累积。脲酶活性表现为F2M＞F1M＞F2＞F1，配施褐煤腐殖酸处理的脲酶含量比单施无机肥处理高。脲酶活性提高有利于土壤中稳定性较高的有机氮向有效态氮转化，改善土壤氮素供应状况。

3 结论与讨论

Adani等(1998)报道腐殖酸能使番茄(Solanum lycopersicum)根的鲜质量和干质量分别增加16 %和18 %，并且褐煤腐殖酸对根和地上部分的生长都有促进效应。陈振德等(2007)研究表明腐殖酸能明显促进玉米(Zea mays)植株对N，P和K养分的吸收。本研究表明:配施腐殖酸较单施无机肥提高了I-107欧美杨的N，P和K含量，提高了I-107欧美杨根、茎和叶的生物量，对根系生长的促进作用尤为明显。梅慧生等(1980)的研究也表明腐植酸对根的刺激作用大于对茎和叶的刺激作用。这是因为，一方面腐殖酸可刺激植物根系生长，能促进根的生长及侧根的形成，增大了根的有效吸收面积，提高了根系吸收利用土壤养分的能力，另一方面配施腐殖酸可使土壤养分变得更容易被植物吸收。可见，配施腐殖酸可明显影响植物的生长发育。

腐殖酸是一类天然的复杂大分子化合物，具有多种活性基团(羧基、酚羟基、醇羟基、甲氧基等)，其结构的复杂性决定了其功能的多样性。腐殖酸具有的酸性基团对磷有活化作用，进而影响土壤中磷的供应。腐殖酸具有巨大的表面积，带有大量的电荷，避免了养分离子随水流失。因此，尽管腐殖酸不是有机肥料，但可提高氮、磷和钾肥的稳定性和有效性。

有研究表明:长期施用化肥、有机肥，或有机肥与无机肥配施，胡敏酸和富里酸含量均相应地增加，而施有机肥相当多地补给了胡敏酸，或是矿化消耗的富啡酸多于胡敏酸(宋海燕等，2009; 史吉平等，2002; 张晋京等，2003; Dou et al., 1991)，因而施有机肥或有机无机肥配施会提高土壤胡/富比值。也有研究表明，林地土壤以胡敏酸为主，随着林龄增大，胡敏酸含碳量与富啡酸含碳量的比例有增大的趋势(陈立新等，2007)。本研究表明，与单施无机肥相比，腐殖酸配施无机肥，也提高了土壤胡/富比值，对土壤的培肥是有利的，这与前人研究结果一致。