含肌醇类肥料在滨海设施盐渍化土壤中的抗盐与磷养分增效作用研究
肌醇是一种环状己醇,在植物中广泛存在,作为一种新型生物刺激素,在细胞传导信号中起作用,对作物生长有促进作用。乳糖肽则是从玉米浸泡水经离子交换树脂吸附、膜分离、膜浓缩等新型工艺制得的含有小分子肽、有机酸、游离氨基酸等生物活性物质。乳糖肽中全水溶速效有机质不仅有助于改善土壤结构、增强土壤透气性和水分入渗能力,从而促进作物根系生长和养分吸收,其分解过程中产生的有机酸等化合物还可进一步提高养分利用效率。此外,小分子肽和氨基酸态氮以适合作物直接吸收利用的形式存在,具有吸收速度快、转化效率高的显著优势,具有较好抗盐效果,乳糖肽和肌醇以及其二者的复配产品均适宜在滨海盐渍化土壤中应用。
天津农学院卢树昌团队通过在天津市武清区大孟庄镇设施基地开展系统试验,评估了乳糖肽在改善土壤环境、养分增效、增强作物抗逆性方面的效果。实验基地土壤为潮土,质地中壤,偏碱性,存在明显的次生盐渍化和氮磷累积问题。研究设计冬春茬番茄、夏填闲茬玉米和秋冬茬圆白菜/茴香,通过设置不同的施肥处理,系统探究了在减磷条件下含肌醇类肥料产品对作物生长、养分吸收及土壤理化性质的改善作用。
1. 冬春茬番茄试验
试验处理:试验设计5个处理,常规处理(T1)、减磷+乳糖肽产品Ι(T2)、减磷+乳糖肽产品Ι+肌醇(T3)、减磷+乳糖肽产品II(T4)、减磷+乳糖肽产品II+肌醇(T5)
乳糖肽可提高盐碱土中根际土壤的有效磷含量,促进作物对磷的吸收,通过改善土壤环境缓解盐碱胁迫对植物的不利影响。试验结果表明,T4(醇优佳,一种含乳糖肽产品)和T5(乳糖肽+肌醇)处理在干物质积累和磷吸收方面表现最佳。其中,T5(乳糖肽+肌醇)处理的根部、茎叶和果实干物质积累量较对照增高1.97%-16.86%,果实吸磷量高出对照10.24%。各土层有效磷含量也得到明显改善,特别是在20-40cm土层,T5(乳糖肽+肌醇)处理有效磷含量显著高出对照95.46%。在土壤改良方面,T4(醇优佳,一种含乳糖肽产品)处理显著降低0-20cm土层含盐量达56.26%,同时提高碱性磷酸酶活性30.23%。
图1 不同处理各土层有效磷含量状况
图2 不同处理各土层含盐量状况
图3 不同处理土壤碱性磷酸酶活性状况
2. 夏填闲茬玉米试验
试验处理:在冬春茬各处理基础上设计6个处理,T1为常规处理+填闲种植甜玉米;T2为常规处理+休闲;T3为乳糖肽产品Ι(150 kg/hm²,甜糯玉米小喇叭口期施用)+填闲种植甜糯玉米;T4为同用量乳糖肽产品Ι(与种植区同期施用)+休闲;T5为乳糖肽产品Ι(150 kg/hm²)+肌醇(10 kg/hm²,均于甜糯玉米小喇叭口期施用)+填闲种植甜糯玉米;T6为同用量乳糖肽产品Ι与肌醇(与种植区同期施用)+休闲。
乳糖肽能促进作物的干物质积累,同时有效提升盐碱地根际土壤的有机质含量。在完全不施磷肥的条件下,T3(乳糖肽)处理表现出最优的促生效果,填闲玉米的干物质积累量显著高出对照46.93%,吸氮量和吸磷量分别增加49.30%和31.38%。土壤环境改善方面,T3(乳糖肽)处理使土壤有机质含量提高28.02%,含盐量降低20.35%。在不同土层深度,水溶性磷含量增加55.68%,有效缓解了磷素养分缺乏问题。
图4 不同处理玉米的干物质积累量、吸氮量、吸磷量
图5 不同处理土壤有机质、含盐量、水溶性磷变化状况
3. 秋冬茬作物试验:增强抗逆性
试验处理:在夏季填闲茬处理基础上,开展秸秆粉碎还田。设计3个处理,即T1(不施肥)、T2(常规施肥)、T3(乳糖肽产品II)
乳糖肽在盐碱土中可通过提高作物抗氧化酶及氮代谢关键酶活性,增强作物的非生物胁迫耐受性。在圆白菜和茴香试验中,T3(醇优佳,一种含乳糖肽产品)处理显著提升作物抗逆性能。T3(醇优佳)处理的圆白菜的过氧化氢酶活性增高10.36%;茴香的过氧化氢酶活性显著增高20.28%。乳糖肽处理能有效调节作物体内保护酶系统,增强对盐胁迫的抵抗能力。
图6 不同处理圆白菜的过氧化氢酶(CAT)活性
图7 不同处理茴香的过氧化氢酶(CAT)活性
通过系统的田间试验验证,含肌醇和乳糖肽类产品展现出三方面的显著优势:
(1)可以提高设施作物出苗率,增强作物生长初期的生理抗盐性能。
(2)在提高设施作物生物量、磷养分吸收方面效果较为明显,经济效益较高。
(3)在一定程度上降低设施磷的环境风险,并减缓盐分积累。
参考文献:
[1]Jiang C, Liu H, Liu X, Li Y, Wang J, Zheng X. Corn protein hydrolysates as biostimulants: Effects on soybean physiology and rhizosphere microbial community in saline-alkali soil[J]. Industrial Crops and Products, 2025,236:122058.撰稿:孙钰婉 /校审:中国农业大学 陈清教授、浩辰生物技术总监 齐庆振 /产品技术交流:罗老师18937197164(微信同)