1.1 供试材料
供试土壤：取自山西灵石县煤矿矿区土壤。土壤类型为石灰性褐土，土质为粗骨土，其有机质含量10.12 g/kg，全氮含量 0.63 g/kg，全磷含量 0.27 g/kg，全钾含量 3.62 g/kg，碱解氮含量 35.24 mg/kg，速效磷含量 5.95 mg/kg，速效钾含量 84.40 mg/kg，pH 值为 8.1。取回的土壤风干后过 2 mm 筛，充分混匀备用。
供试肥料：腐植酸保水缓释肥，主要由腐植酸、保水剂、尿素、磷酸二铵、硫酸钾复合一体化制成，其有效养分分别为 N 10.53%，P2O5 3.17%，K2O 3.18%；总腐植酸含量 15.60%。掺混肥主要由尿素、磷酸二铵、硫酸钾掺混制成，其有效养分分别为 N 31.60%，P2O5 9.50%，K2O 9.53%。供试作物：紫花苜蓿（Medicago sativa L.）。
1.2 试验设计
盆栽试验在温室大棚进行，采用完全随机计，设 7 个施肥处理，每个处理 4 次重复。分别为：TF1（低量腐植酸保水缓释肥，总养分含量为 1 克 / 盆）；TF2（中量腐植酸保水缓释肥，总养分含量为 2克 /盆）；TF3（高量腐植酸保水缓释肥，总养分含量为3克/盆）；TH1（低量掺混肥，总养分含量为 1 克 / 盆）；TH2（中量掺混肥，总养分含量为 2 克 / 盆）；TH3（高量掺混肥，总养分含量为 3 克 / 盆）；CK（对照，不施肥）。其中，低量养分含量为 N 0.625 克 / 盆，P2O5 0.188 克 / 盆，K2O 0.189 克 / 盆；中量养分含量为N 1.251克/盆，P2O5 0.377克/盆，K2O 0.378克/盆；高量养分含量为 N 1.876 克 / 盆，P2O5 0.565 克 / 盆，K2O 0.567 克 / 盆。供试盆钵为聚乙烯塑料盆（30 cm × 27 cm），每盆装风干过筛土 4 kg。将肥料与供试土壤混匀后装盆，于 8 月 20 日撒播紫花苜蓿种子（0.5 克 / 盆），生长期间根据实际情况采用滴灌方式定量浇水，使土壤水分含量保持在田间持水量的 70% 左右，并经常更换盆的位置。
1.3 样品采集与测定
收获时采集植株样品，测定植株株高、产量以及养分含量（全氮、全磷、全钾），主根长度、根干重等指标。并于收获后采集土壤样品，用于测定土壤容重、含水量、有机质和养分含量（碱解氮、速效磷和速效钾）。土壤容重用环刀法测定 [10]，有机质含量用重铬酸钾容量法——外加热法测定 [10]，植株和土壤养分含量测定参考鲍士旦的方法 [10]。相关指标计算公式如下 [11]：
肥料利用率（%）=（施肥区作物吸收养分量 -未施肥区作物吸收养分量）/（肥料施用量 × 肥料中养分含量百分比）×100%；肥料贡献率（%）=（施肥区作物产量 - 未施肥区作物产量）/ 施肥区作物产量 ×100%。
1.4 数据处理
采用 Excel 2013 进行数据处理，运用 SPSS 18.0 软件和邓肯多重比较对各项指标进行 One-way ANOVA 分析（α=0.05）。
2.1 腐植酸保水缓释肥对土壤理化性质的影响
由表 1 可知，施肥能降低土壤容重，增加碱解氮、速效磷和速效钾的含量，施用腐植酸保水缓释肥，还能增加土壤含水量、有机质含量。随着施肥量的增加土壤容重随之降低，有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的含量随之增加。与施用掺混肥相比，施用等量腐植酸保水缓释肥后，土壤容重表现为 TF3 处理显著低于 TH3 处理，降低了 7.44%，TF1和 TH1 处理间、TF2 和 TH2 处理间均无显著差异。
土壤含水量增加 20.83% ～ 47.22%，土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别增加 25.03% ～62.36%、42.49% ～ 46.09%、23.67% ～ 54.1% 和-2.41% ～ 60.29%。其中土壤含水量、有机质和碱解氮含量均表现为腐植酸保水缓释肥处理显著高于掺混肥处理；速效磷和速效钾含量均表现为 TF2 处理显著高于 TH2 处理、TF3 处理显著高于 TH3 处理，TF1 和 TH1 处理间无显著差异。不同用量的腐植酸保水缓释肥处理中，TF3 处理的容重显著低于 TF1处理，TF3、TF1 处理均与 TF2 处理差异不显著；TF3处理的有机质显著高于 TF1 和 TF2 处理，TF2 处理显著高于 TF1 处理；TF3 处理的碱解氮显著高于 TF1 处理，TF3、TF1 处理均与 TF2 处理无显著差异；土壤含水量、速效磷和速效钾的含量在 TF3 和 TF2 处理间无显著差异，二者均显著高于 TF1 处理。
2.2 腐植酸保水缓释肥对紫花苜蓿生长的影响
由表 2 可知，施肥能促进紫花苜蓿生长，且随着施肥量的增加，紫花苜蓿的株高、产量、主根长度和根干重逐渐增加。与 CK 相比，施用腐植酸保水缓释肥能显著提高紫花苜蓿株高和产量，增加主根长度和根干重，分别增加了 13.48% ～ 39.89%、16.47%～67.17%、6.32%～75.94% 和1.75%～40.17%。施用腐植酸保水缓释肥处理对紫花苜蓿生长的促进效果高于施用掺混肥处理。与施用掺混肥的处理相比，施用等量腐植酸保水缓释肥的紫花苜蓿株高和产量分别增加了 4.39% ～ 14.22% 和 12.04% ～37.86%。其中，株高表现为 TF3 处理显著高于 TH3 处理，TF1 和 TH1 处理间、TF2 和 TH2 处理间均无显著差异；产量表现为 TF3 处理显著高于 TH3 处理，TF2 处理显著高于 TH2 处理，TF1 和 TH1 处理间无显著差异。
主根长度和根干重分别增加了 9.87% ～ 18.01% 和3.65% ～ 52.74%。其中，主根长度表现为 TF3 处理显著高于 TH3 处理，TF2 处理显著高于 TH2 处理，TF1 和TH1 处理间无显著差异；根干重均未表现出显著差异。
不同用量腐植酸保水缓释肥处理中，TF3 和 TF2 处理株高差异不显著，但二者均显著高于 TF1 处理；产量和主根长度在 TF3、TF2 和 TF1 处理间均存在显著差异，以 TF3 处理表现最佳；根干重 TF3 处理显著高于 TF1处理，TF3、TF1 处理均与 TF2 处理无显著差异。
2.3 腐植酸保水缓释肥对紫花苜蓿养分吸收的影响
由表 3 可知，施肥能促进紫花苜蓿对氮、磷、钾养分的吸收，随着施肥量的增加，紫花苜蓿的氮素、磷素、钾素养分含量逐渐增加。相同施用量下，紫花苜蓿的氮素、磷素、钾素养分含量均表现为腐植酸保水缓释肥处理高于掺混肥处理，氮素、磷素、钾素养分含量分别增加了 10.37% ～ 70.27%、14.11% ～ 18.94% 和 11.31% ～ 19.58%。其中，紫花苜蓿氮素含量，TF3 处理的显著高于 TH3 处理，TF1 和 TH1 处理间、TF2 和 TH2 处理间均无显著差异；紫花苜蓿磷素含量，TF2 处理的显著高于 TH2 处理，TF1 和 TH1 处理间、TF3 和 TH3 处理间均无显著差异；而紫花苜蓿钾素含量，TF3 处理显著高于 TH3 处理，TF2 处理显著高于 TH2 处理，TF1 和 TH1 处理间差异不显著。施用腐植酸保水缓释肥的紫花苜蓿氮素、磷素、钾素含量均以 TF3 处理最高。其中，氮素含量在 TF2 和 TF1 处理间差异不显著，但均显著低于TF3 处理；磷素含量在 TF2 和 TF3 处理间差异不显著，但均显著高于 TF1 处理；钾素含量 TF3 处理显著高于 TF1 处理，TF3、TF1 处理均与 TF2 处理无显著差异。
2.4 腐植酸保水缓释肥对紫花苜蓿肥料利用率及 肥料贡献率的影响
由表 4 可知，施用掺混肥处理，随着肥料施肥量的增加，氮、钾肥利用率先降低后上升，磷肥利用率略有上升，但各处理之间差异均不显著，表明掺混肥对肥料利用率没有显著影响。施用腐植酸保水缓释肥处理中，氮肥利用率以 TF3 处理最高，且显著高于 TF2 和 TF1 处理；磷肥和钾肥的利用率均以 TF1 处理最高，且显著高于 TF2 和 TF3 处理。相同施用量下，与施用掺混肥相比，腐植酸保水缓释肥中氮、磷、钾肥利用率显著提高了 0.89 ～ 2.74 倍、0.48 ～ 1.83 倍、0.89 ～ 2.16 倍。
紫花苜蓿的肥料贡献率随着施肥量的增加而提高，以 TF3 处理最高，且相同施用量下，施用腐植酸保水缓释肥处理的肥料贡献率均显著高于掺混肥处理，提高了 1.13 ～ 1.40 倍。施肥处理中表现为 TH3 处理显著高于 TH1 处理，TH3、TH1处理均与 TH2 处理无显著差异；TF3、TF2 和 TF1 处理之间均存在显著差异，从高到低依次为 TF3 ＞TF2 ＞ TF1。
腐植酸是由动植物遗骸经过物理化学反应和微生物分解形成的一类大分子有机物，是土壤有机质的主要组成部分。施用腐植酸直接影响土壤团粒形成，增加土壤有机质，有效降低土壤容重。另外，腐植酸具有吸附、螯合、络合功能，能够提高土壤阳离子交换量，对土壤和肥料中有效态养分具有缓释作用，减缓尿素分解。因此，施用腐植酸能够增加土壤速效养分含量，提高肥料利用率 [12 ～ 14]。腐植酸配施化肥不仅促进作物生长发育、提升作物产量，还能培肥地力、提高土壤肥效 [15 ～ 18]。此外，腐植酸保水缓释肥中的保水剂是一种高分子化合物，可通过自身保水特性以及土壤学作用机制，提高土壤吸水和持水能力，增强土壤保水能力，显著增加土壤水分含量 [4 ～ 7]。本研究表明，施用中、高量掺混肥能显著增加土壤中有机质和速效养分的含量，不同用量的掺混肥均对土壤容重和含水量影响不大。而施用腐植酸保水缓释肥不仅能够显著增加土壤中速效养分含量，显著提高土壤含水量，中、高量腐植酸保水缓释肥还能显著增加土壤中有机质含量，高量腐植酸保水缓释肥显著降低土壤容重。与等量掺混肥相比，施用腐植酸保水缓释肥含水量和有机质含量比掺混肥的分别提高了 20.83% ～ 47.22% 和 42.49% ～ 46.09%，这与肥料中含有的腐植酸有很大关系。本研究还表明，腐植酸保水缓释肥能够促进紫花苜蓿生长，提高其对速效养分的吸收和利用。与掺混肥相比，施用腐植酸保水缓释肥的紫花苜蓿株高和产量分别增加了4.39% ～ 14.22% 和 12.04% ～ 37.86%；氮、磷、钾养分含量分别增加了 10.37% ～ 70.27%、14.11% ～18.94%、11.31% ～ 19.58%；氮、磷、钾肥利用率分别提高了 0.89 ～ 2.74 倍、0.48 ～ 1.83 倍、0.89 ～2.16 倍，肥料贡献率提高了 1.13 ～ 1.40 倍。这与前人的研究结果一致。
综上所述，与施用掺混肥相比，施用腐植酸保水缓释肥能增加土壤养分含量和水分含量，降低土壤容重，提高紫花苜蓿产量，促进紫花苜蓿植株对速效养分的吸收和利用。其中，腐植酸保水缓释肥在 TF3 处理 [ 总养分（N ∶ P2O5 ∶ K2O=3.3 ∶ 1 ∶ 1）含量为 3 克 / 盆 ] 时，土壤含水量和养分含量最高，紫花苜蓿产量最高，氮肥利用率和肥料贡献率最高，可以作为紫花苜蓿施肥的最佳推荐量。
