果树是我国农业的支柱产业，以山东为例，果树种植面积达80万hm²。然而，目前山东果园土壤75%以上出现酸化现象，以棕壤为主的胶东地区果园土壤酸化最为严重，土壤pH(土水比1:5)平均达到4.25，按土壤酸化等级划分，呈极强酸性^[1]。土壤酸化对果树生产具有诸多不利因素，主要是影响肥料的有效性，加剧土壤矿物质营养元素的流失，导致土壤肥力下降；同时土壤酸化可促进有毒有害金属元素的活化和溶出，加剧土壤退化；再者土壤酸化影响土壤微生物的生命活动，导致土壤板结，影响果树对水分和养分的吸收^[2]。造成土壤酸化的原因有许多，一是氮、磷肥施用过量，而有机肥和微量元素使用不足；二是淋溶作用致使钙、镁、钾等盐基离子淋失；三是酸雨及大量酸性气体的排放^[3]。

当前酸化土壤的改良主要是从控制酸雨、施用土壤改良剂以及生物改良3个方面来进行。其中施用土壤改良剂是最常用的方法。土壤改良剂主要包括石灰类改良剂、矿物及工业废弃物、微生物肥料、有机物料以及生物质炭等^[4]。石灰是传统公认的酸化土壤改良剂，可以短时间内迅速提高土壤pH并取得一定的增产效果，但如果长期施用有可能导致土壤“复酸化”^[5]。生物质炭是近些年兴起的新型土壤改良剂，但生物炭作为改良剂一方面价格昂贵，另一方面生物质炭如果长期施用，可能导致这部分物质在土壤中积累造成土壤的次生污染^[6]。

新型腐植酸土壤调理剂一方面因为含有石灰等传统土壤调理剂的成分，可以有效地改善土壤的酸化程度；另一方面，因为添加了腐植酸物质，相比传统的土壤调理剂，施入土壤可以形成弱酸缓冲体系，维持土壤酸碱平衡^[7]。同时，作为一种营养物质，腐植酸的施入可以提高土壤有机质含量，活化土壤中固定的钾、磷等营养元素，供给作物吸收利用。本研究通过对比腐植酸土壤调理剂与普通土壤调理剂对酸化土壤的改良效果，以期为腐植酸土壤调理剂的应用推广提供理论依据和实践支撑。

1 材料与方法 1.1 供试土壤

试验地设在威海市环翠区桥头镇碑鲁村，该区属温带季风性气候，近3年年均气温11.8℃，年均降水量890.1 mm。供试土壤按土壤系统命名为普通简育湿润淋溶土，其基本理化性状见表 1。

按全国第二次土壤普查土壤酸度分级标准：pH < 4.5为强酸性土壤，4.5 < pH < 5.5为酸性土壤，5.5 < pH < 6.5为微酸性土壤，6.5 < pH < 7.5为中性土壤，pH > 7.5为碱性土壤，试验区土壤试验前pH为4.08，达强酸性，严重制约果树产量和品质，亟需进行土壤改良。

1.2 供试作物与肥料

试验作物为苹果，品种为红富士，11 a生，种植密度为每亩48棵，树龄相同、树势整齐。

供试肥料为有机无机复混肥(有机质质量分数≥20%，N-P₂O₅-K₂O为15-5-10)；复混肥(N-P₂O₅-K₂O为15-15-15)；腐植酸土壤调理剂(内容物质量分数分别为：CaO 20%、K₂O 4%、SiO₂ 10%、MgO 5%、HA 6%)；普通土壤调理剂(内容物质量分数分别为：CaO 20%、K₂O 4%、SiO₂ 10%、MgO 5%)。以上肥料均由山东农大肥业科技有限公司提供。

1.3 试验设计

试验共设4个处理，分别为普通土壤调理剂+常规施肥(普通土壤调理剂施用量为1 500 kg/hm²，CF)、腐植酸土壤调理剂+常规施肥(腐植酸土壤调理剂施用量1 500 kg/hm²，HF)、腐植酸土壤调理剂减量15%+常规施肥(腐植酸土壤调理剂用量1 275 kg/hm²，85%HF)、等养分肥料+常规施肥(CK)。试验连续进行两年，土壤调理剂每年一次性基施，施肥时间与常规施肥的第一次施用时间一致。常规施肥分两次进行，第1年第一次施肥时间为2013年3月20日，第2年第一次施肥时间为2014年2月18日，施用有机无机复混肥2 250 kg/hm²；第二次施肥时间为2013年6月22日和2014年6月17日，施用复混肥3 000 kg/hm²。每个处理重复4次，3棵树为1次重复，共4个处理48棵树。施肥方式为在树冠下距离果树主干1 m左右处挖穴，穴深约为20 cm，直径约为25 cm，每株果树挖穴8个，穴施。各处理除了试验肥料不同，其他农艺措施和田间管理均一致。

1.4 样品采集与测定

样品采集于果树成熟期(2013年10月25日，2014年10月18日)。土样采集方法为在距离树干0.8 ~ 1.2 m范围内，距离施肥位置水平距离0.2 ~ 0.3 m处，随机选取4个点采集0 ~ 40 cm土层土样，将土样充分混匀，带回实验室，风干，分别过40目筛和100目筛，贮存备用。

土壤容重采用环刀法测定；土壤机械组成采用湿筛法测定；土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；土壤速效钾含量利用1 mol/L乙酸铵浸提，火焰光度法测定；土壤交换性钙采用乙酸铵浸提，原子吸收分光光度法测定；交换性酸采用氯化钾浸提，中和滴定法测定；土壤pH按土水比1:5，采用Sartorius PB-10酸度计测定。

果实硬度测定采用硬度计法；还原糖含量测定利用3, 5-二硝基水杨酸比色法；可溶性固形物测定采用折光仪法；总糖量测定利用酸水解铜还原-直接滴定法；可滴定酸测定采用滴定法。

产量测定按照每个处理在果树的不同方位随机采集28个苹果，称重，取平均以此计算单果重，根据每棵树的苹果数量计算出单株产量，再根据每公顷种植720株果树计算出每公顷产量。

试验数据采用Excel 2007与SAS 8.1软件进行处理和统计分析，采用Duncan差异显著性检验，分析不同处理间的差异显著性。

2 结果分析 2.1 腐植酸土壤调理剂对酸化果园土壤物理性质的影响

试验第1年，施用土壤调理剂对土壤容重无显著影响(表 2)；试验第2年，施用腐植酸土壤调理剂处理显著降低了土壤容重，较未施土壤调理剂和施用普通土壤调理剂处理降低6.54% ~ 8.50%和2.72% ~ 4.76%，而腐植酸土壤调理剂减量15%处理较其全量施用处理无显著变化。施用土壤调理剂会影响土壤孔隙度，两年试验结果显示，施用土壤调理剂后土壤孔隙度有一定程度提高，并以腐植酸土壤调理剂处理对土壤孔隙度的影响大，较其他处理提高1.21% ~ 2.04%(2013年)和1.74% ~ 3.54%(2014年)。

土壤调理剂施用后，土壤粉粒含量呈增加趋势(表 2)。在土壤调理剂施用第1年，土壤的机械组成与未施土壤调理剂无显著差异。而第2年结果显示，施用土壤调理剂处理土壤粉粒含量显著高于未施土壤调理剂处理，其中以施用腐植酸土壤调理剂全量处理的粉粒含量较高，分别高出未施土壤调理剂和施用普通土壤调理剂处理6.17% ~ 8.40%和3.12% ~ 5.28%；腐植酸土壤调理剂减量15%处理土壤粉粒含量与全量施用处理相比，无显著变化。

2.2 腐植酸土壤调理剂对酸化果园土壤化学性状的影响

土壤调理剂使用后对酸化果园土壤的化学性状产生一定影响。由于普通土壤调理剂为纯无机产品，施入土壤后对土壤的有机质含量基本无影响，而腐植酸土壤调理剂作为一种有机-无机复合土壤调理剂，其含有腐植酸，能增加土壤有机质，在腐植酸土壤调理剂施用两年后，土壤有机质含量提高3.86% ~ 5.26%(表 3)。

施用普通土壤调理剂处理较未施土壤调理剂处理土壤速效钾含量稍有升高，但差异未达到显著性水平；施用腐植酸土壤调理剂处理土壤速效钾含量较普通土壤调理剂处理提高3.74% ~ 10.57%，差异显著；而腐植酸土壤调理剂全量施用处理与其减量15%处理间的土壤速效钾含量无显著差异(表 3)。施用土壤调理剂第1年对土壤有效磷含量影响不大，各处理间的有效磷含量差异未达到显著性水平；连续施用土壤调理剂第2年，较常规施肥处理，施用土壤调理剂处理土壤有效磷含量提高5.31% ~ 14.35%，其中腐植酸土壤调理剂处理与常规施肥及普通土壤调理剂处理间差异显著。施用土壤调理剂与未使用土壤调理剂处理间土壤交换性钙含量在试验第1年无显著差异，连续施用第2年，腐植酸土壤调理剂处理土壤交换性钙含量较未施土壤调理剂处理和普通土壤调理剂处理高出0.18 ~ 0.27 g/kg和0.14 ~ 2.23g/kg，差异显著，而腐植酸土壤调理剂全量施用处理与减量15%处理无显著差异。

土壤调理剂使用后，酸化果园土壤pH均呈升高趋势(表 3)。其中，腐植酸土壤调理剂处理酸化改良效果显著，土壤pH较未施土壤调理剂处理提高0.13 ~ 0.27个单位(2013年)和0.48 ~ 0.59个单位(2014年)，较普通土壤调理剂处理提高0.07 ~ 0.21个单位(2013年)和0.34 ~ 0.45个单位(2014年)。在连续施用腐植酸土壤调理剂两年后，无论是全量还是减量15%处理，其土壤酸化程度均由强酸性等级改善为酸性等级，且两处理间差异不显著；而普通土壤调理剂处理虽能提高土壤pH，但未改变土壤酸化等级。腐植酸土壤调理剂改变了土壤胶体吸附的H⁺及Al³⁺含量，表现为土壤交换性酸含量产生较大变化，较未施土壤调理剂和施用普通土壤调理剂处理在2013年和2014年分别降低12.41% ~ 31.79%和11.47% ~ 28.46%，且降幅均到达显著性水平。

2.3 腐植酸土壤调理剂对酸化果园苹果产量的影响

施用土壤调理剂后，苹果各产量因子产生一定变化。结果显示，施用腐植酸土壤调理剂处理苹果单重显著高于普通土壤调理剂处理，且腐植酸土壤调理剂减量15%处理苹果单重与其全量施用处理差异不显著，而普通土壤调理剂与未使用土壤调理剂处理苹果单重无显著差异。施用土壤调理剂处理能显著增加苹果单株个数，较未施土壤调理剂处理增加7~13个(2013年)和6 ~ 11个(2014年)，而腐植酸土壤调理剂与普通土壤调理剂处理间苹果单株个数无显著差异。

两年试验结果显示，较未施土壤调理剂处理，施用土壤调理剂后苹果产量提高6.11% ~ 10.38(2013年)和9.17 ~ 14.46%(2014年)，其中以腐植酸土壤调理剂全量施用处理产量最高，并与普通土壤调理剂处理差异显著。腐植酸土壤调理剂连续施用两年后，较未施土壤调理剂处理增产率达到14.46%，较施用普通土壤调理剂处理增产率达到4.84%，增产效果显著；同时，两年内的试验，腐植酸土壤调理剂减量15%处理与其全量施用处理对苹果产量影响无显著差异。

2.4 腐植酸土壤调理剂对酸化果园苹果品质的影响

苹果果实的硬度、可溶性固形物、总糖含量、可滴定酸含量均是衡量果实品质的重要指标。施用土壤调理剂处理苹果硬度均低于未施土壤调理剂处理，在腐植酸土壤调理剂施用两年后苹果硬度低于其他处理7.41% ~ 14.77%，差异显著。施用土壤调理剂处理苹果可溶性固形物含量小于未施土壤调理剂处理，且较普通土壤调理剂处理，腐植酸土壤调理剂处理苹果可溶性固形物含量相对较低，但差异不显著。

不同处理的苹果含糖量在第1年试验中无显著差异，而连续施用腐植酸土壤调理剂两年后，其苹果总糖含量分别显著高于未施土壤调理剂处理9.35% ~ 15.46%和普通土壤调理剂处理5.68% ~ 11.59%。施用普通土壤调理剂与未施土壤调理剂处理间以及腐植酸土壤调理剂全量与减量15%处理间的苹果总糖含量无显著差异。各处理中以腐植酸土壤调理剂全量施用处理苹果可滴定酸含量最低，但各处理间差异不显著。两年试验结果显示，腐植酸土壤调理剂全量施用处理苹果糖酸比较其他处理提高20.42% ~ 29.12%(2013年)和21.84% ~ 46.58%(2014年)，差异显著。

2.5 土壤理化性状与苹果产量及品质的相关性分析

土壤的理化性状是影响作物产量及品质的重要因素之一。对苹果产量及总糖、可滴定酸品质指标与土壤理化性状的相关性分析结果显示，土壤pH、容重、孔隙度、有机质含量、速效钾含量在一定程度上影响了苹果的产量。苹果品质方面，总糖含量主要与土壤pH、孔隙度、速效钾含量呈现出显著相关性，容重和有机质对其也有一定的影响；其他物理化学测定指标与总糖含量之间没有明显的相关性；可滴定酸含量与土壤各物理化学指标间没有显著相关性。

3 讨论 3.1 腐植酸土壤调理剂对酸化土壤理化性状的影响

张敬敏等^[9]研究表明腐植酸能有效改善土壤结构，增加土壤团聚体数量，提高土壤保水保肥能力。本研究中在酸化果园土壤连续两年施用腐植酸土壤调理剂能显著降低土壤容重，较未施土壤调理剂处理土壤容重平均降低7.52%，较施用普通土壤调理剂处理平均降低3.74%。同时，长期施用腐植酸会增加土壤毛管孔隙度，增加土壤饱和导水率，本研究结论与之一致，连续施用两年腐植酸土壤调理剂处理土壤毛管孔隙度增加1.74% ~ 3.54%。Ijaz等^[10]研究指出腐植酸作为土壤改良剂，可增加土壤水稳性团聚体，减小土壤紧实度，本研究中施用腐植酸土壤调理剂后，土壤粉粒含量提高3.12% ~ 5.28%，这可能是由于腐植酸施入土壤后形成有机-无机复合胶体，在降雨或灌水情况下，携带土壤小粒径的土壤粉粒移动。

一定范围内，土壤总有机碳含量和土壤容重与团聚体稳定性呈显著负相关关系^[12]，这是改良土壤物理性状的关键因素。腐植酸作为土壤有机碳源，可补充土壤有机质，相比普通土壤调理剂，在施用两年后，腐植酸土壤调理剂处理土壤有机质含量提高3.86% ~ 5.26%，这可能是由于腐植酸自身含有酚羟基、醇羟基、羧基等多种官能团的大分子芳香化合物，其作为土壤调理剂施入土壤后引入了外源大分子有机物质的含量，进而增加了土壤有机质的含量，这与前人的研究结果相一致^[10]。

腐植酸可以提高土壤中微生物的数量，特别是细菌和真菌的数量，而真菌数量与土壤中速效氮磷钾含量呈极显著正相关^[13-14]。本研究中，经过两年试验，腐植酸土壤调理剂处理较普通土壤调理剂处理土壤有效磷和速效钾含量均有一定程度的提高，其中土壤速效钾含量增加3.74% ~ 10.57%。这可能是由于普通土壤调理剂只能补充外源的磷素和钾素，而腐植酸土壤调理剂中腐植酸施到土壤中减少了磷的固定，同时可使无效钾转换为可溶性钾，从而提高土壤磷、钾的含量，这与刘秀梅等^[15]的研究结果基本一致。

石灰类传统的土壤改良剂，可以短时间内迅速提高土壤pH，但如果长期施用石灰有可能导致土壤“复酸化”^[4-5]。腐植酸具有多种活性官能团，是一种两性有机大分子化合物，具有提高阳离子交换能力的作用^[13]。腐植酸土壤调理剂在生产过程中进行一定活化工艺，提高了腐殖酸的活性和增加了钙的有效性。两年试验结束后，较施用普通土壤调理剂处理，施用腐植酸土壤调理剂处理土壤交换性钙含量增加0.14 ~ 2.23 g/kg，交换性酸降低11.47% ~ 28.46%，土壤pH提高0.07 ~ 0.45个单位，改良酸化土壤效果显著。

3.2 腐植酸土壤调理剂对苹果产量及品质的影响

腐植酸能够提高作物的产量以及肥料利用率^[16]。张务帅等^[11]在研究腐植酸对苹果产量与品质影响中指出，活化腐植酸能大幅提高苹果产量，同时改善苹果品质。本研究中，与未施用调理剂处理相比，施用2种类型土壤调理剂两年后苹果产量显著增加，而且施用两年后，腐植酸土壤调理剂处理在相同用量甚至减量15%的情况下，苹果的增产效应要显著优于普通土壤调理剂处理，增产幅度为3.14% ~ 5.29%，而苹果总糖含量提高5.68% ~ 11.59%。这可能与土壤物理性质得到有效改善有较大关系。通过相关性分析发现，苹果的产量、总糖含量与土壤的容重、孔隙度以及有机质含量呈正相关，而施用腐植酸土壤调理剂处理土壤容重、孔隙度以及有机质含量均优于普通土壤调理剂处理。

4 结论

1) 两种土壤调理剂均对酸化土壤的理化性状有改善作用，与普通土壤调理剂相比，施用腐植酸土壤调理剂土壤容重降低2.72% ~ 4.76%，粉粒含量增加3.12% ~ 5.28%，孔隙度提高1.74% ~ 3.54%；同时，土壤速效钾含量增加3.74% ~ 10.57%，pH提高0.07 ~ 0.45个单位，而腐植酸土壤调理剂全量施用和减量15%处理之间没有显著性差异。

2) 施用土壤调理剂即能提高苹果产量，相比于普通土壤调理剂，腐植酸土壤调理剂全量施用处理可增产4.84%，减量15%处理仍增产2.87%，而腐植酸土壤调理剂全量施用和减量15%处理间苹果产量无显著差异。

3) 施用腐植酸土壤调理剂可以改善苹果的品质，在施用两年后，苹果的总糖含量提高9.35% ~ 15.46%，糖酸比提高21.84% ~ 46.58%，而腐植酸土壤调理剂全量施用和减量15%处理间苹果总糖含量无显著差异。

4) 在本试验条件下，酸化果园土壤在常规施肥下施用腐植酸土壤调理剂1 275 kg/hm²为改良土壤、提质增产的较佳使用量。