不同地區風化煤對玉米發芽的影響

劉艷霞 盧維宏 張 鋒 馮夢喜 王玲敏

(河南心連心化肥有限公司 新鄉 453731)

化肥在農業生產過程中對于糧食增產、農民增收做出了巨大的貢獻[1～4]。然而，由于過量、濫用化肥，對土壤污染、大氣霧霾、水體污染等產生了巨大壓力[5，6]。根據2013年10月10日農業部發布的《中國三大糧食作物肥料利用率研究報告》顯示，我國三大糧食作物氮肥、磷肥和鉀肥當季平均利用率分別為33%、24%、42%，提升空間很大。

礦源腐植酸類物質含豐富生物活性組分，具有提高肥料利用率、刺激作物生長發育、改善作物品質的功能，被廣泛應用于肥料新產品開發中。研究表明，將礦源腐植酸添加到肥料中可改善肥料性能，提升肥效，改良土壤生態環境，提高土壤可持續生產力，更好地滿足作物對營養元素的需求[7～10]。風化煤是礦源腐植酸類物質的一種。

本試驗選擇5個不同地區的風化煤作為原料，設置2種使用濃度，對比分析了不同地區風化煤對玉米芽長、根長及干物重的影響，以期為肥料生產過程中選擇適合的風化煤作為原料提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料

風化煤：分別取自山西朔州、山西晉城、山西靈石、寧夏石嘴山、云南尋甸典型礦區的風化煤，未經活化，各產地風化煤養分含量(分析基)具體見表1。

玉米：河南通用玉米品種“鄭單958”，挑選籽粒飽滿，大小均勻一致的種子，在恒溫光照培養箱中30 ℃催芽至露白后，挑選露白程度一致的種子作為試驗材料。

表1 不同地區風化煤的養分含量Tab.1 The nutrient content of weathered coal in different regions

1.2 試驗方案

試驗共設置6個處理，1～5號風化煤分別對應處理1～處理5，處理6(CK)為清水對照。每個處理設置2個腐植酸濃度梯度(試驗濃度通過初步篩選，以0.5%濃度和1.0%濃度較為適宜)，每個梯度4次重復。每個重復為1個培養皿(dd=15 cm)，1個培養皿內10粒玉米種子，將露白的玉米種子均勻擺放在墊有濾紙的培養皿內，每個培養皿用移液管添加20 mL的供試腐植酸溶液，之后將培養皿放置在恒溫光照培養箱中進行培養，夜溫20 ℃，晝溫30 ℃，培養10天后，分別測定玉米的芽長、根長，并進行記錄。

將玉米植株剝去莖基部的種子，將剩余部分分別放入標有記號的信封內，置于80 ℃恒溫鼓風干燥箱內烘12 h，烘干后用分析天平稱量玉米的干物重，并進行記錄。

為減少種子對試驗結果的影響，對篩選出的表現較好的濃度分別進行了2次重復試驗。玉米種子發芽的適宜溫度為10～18 ℃，而在25～35 ℃玉米種子發芽最快。本次試驗是在溫箱中進行，溫度設置為30±5 ℃，為玉米生長、種子發芽的最快溫度，由于在溫箱中見光較少，影響葉綠素合成，玉米芽為黃化芽。但是通過試驗(設置多種發芽條件，如光照條件、黑暗條件、光暗交替條件等)結果表明，本次溫箱中的玉米黃化芽對試驗結果無影響。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel和SPSS 16.0軟件進行數據統計、方差分析(ANOVA)和LSD檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同地區風化煤對玉米芽長的影響

不同地區的風化煤，在0.5%和1.0%使用濃度下，對玉米芽長影響不同，見表2。可以看出，當風化煤使用濃度為0.5%時，不同來源風化煤處理的玉米芽長均優于對照，依次為：處理3＞處理5＞處理2＞處理4＞處理1＞處理6(CK)，其中處理3效果最好，處理5次之，處理3與其他各處理間差異均達顯著或極顯著水平。當風化煤使用濃度為1.0%時，各處理對芽長影響依次為：處理5＞處理4＞處理3＞處理6(CK)＞處理1＞處理2，其中處理5、處理4和處理3玉米芽長均優于對照，以處理5效果最好，處理4次之；而處理1和處理2則低于對照。整體來看，2種使用濃度均以處理3、處理5、處理4效果較好，更有利于促進玉米芽萌發及生長。

表2 不同地區的風化煤在不同使用濃度下對玉米芽長的影響Tab.2 Effects of weathered coal in different regions to be used in different concentrations on corn sprout length

2.2 不同地區風化煤對玉米根長的影響

不同地區風化煤在0.5%和1.0%使用濃度下，對玉米根長的影響不同，見表3。可以看出，當風化煤使用濃度為0.5%時，不同地區風化煤處理的玉米根長均優于對照，依次為：處理3＞處理4＞處理5＞處理2＞處理1＞處理6(CK)，其中以處理3效果最好，處理4次之，處理3與其他各處理間差異均達到極顯著水平。當風化煤使用濃度為1.0%時，各處理對玉米根長的影響依次為：處理4＞處理3＞處理5＞處理6(CK)＞處理1＞處理2，其中處理3、處理4和處理5玉米根長優于對照，以處理4效果最好；而處理1和處理2則低于對照。整體來看，在2種使用濃度下，均以處理3、處理4、處理5效果較好，更有利于促進根部的發育及生長。

表3 不同地區風化煤在不同使用濃度下對玉米根長的影響Tab.3 Effects of weathered coal in different regions to be used in different concentrations on corn root length

2.3 不同地區風化煤對玉米干物重的影響

不同地區風化煤在0.5%和1.0%使用濃度下，對玉米干物重的影響不同，見表4。可以看出，當風化煤的使用濃度為0.5%時，不同地區風化煤處理的玉米干物重均顯著優于對照，依次為：處理3＞處理4＞處理5＞處理2＞處理1＞處理6(CK)，其中以處理3的效果最好，處理4、處理5次之，且三者之間無顯著差異。當風化煤的使用濃度為1.0%時，各處理對玉米干物重的影響依次為：處理4＞處理3＞處理5＞處理6(CK)＞處理1＞處理2，其中處理5、處理4和處理3玉米干物重均顯著優于對照，但三者之間無顯著差異，并且以處理4效果最好；處理1和處理2的玉米干物重則低于對照。整體來看，在2種使用濃度下，均以處理3、處理4、處理5效果較好，更有利于促進玉米干物質積累。

表4 不同地區風化煤在不同使用濃度下對玉米干物重的影響Tab.4 Effects of weathered coal in different regions to be used in different concentrations on corn dry weight

3 結論與討論

不同地區風化煤質量差異較大，對玉米芽長、根長及干物重的影響不同。整體來看，各處理中以處理3(寧夏石嘴山)、處理4(山西靈石)、處理5(云南尋甸)對玉米芽長、根長及干物重的影響效果較好。其中，在0.5%使用濃度下，以處理3對玉米芽長、根長和干物重的影響效果最好，分別較對照增加80%、132%和97%。在1.0%使用濃度下，以處理4對玉米芽長、根長和干物重的影響效果最好，分別較對照增加30%、91%和66%。處理3、處理4和處理5風化煤的腐植酸含量均大于60%，pH均小于等于4.3，說明腐植酸含量高且偏酸性的風化煤活性較好，對玉米發芽生長有較強的刺激作用，更有利于促進玉米種子萌發、芽苗生長發育及干物質積累，可為肥料新產品開發過程中選擇相關的風化煤作為原料提供參考，也對實際生產中風化煤的使用具有積極的指導意義。

對不同地區的風化煤的生物活性及活化后添加到肥料中的效果還需要進一步驗證。

[1]魯彩艷，隋躍宇，史奕，等.化肥施用對黑龍江省黑土地近50年糧食產量的貢獻率[J].農業系統科學與總體研究，2006，(4)：273～275

[2]王祖力，肖海峰.化肥施用對糧食產量增長的作用分析[J].農業經濟問題，2008，(8)：65～68

[3]房麗萍，孟軍.化肥施用對中國糧食產量的貢獻率分析[J].中國農學通報，2013，29(17)：156～160

[4]曾希柏，李菊梅.中國不同地區化肥施用及其對糧食生產的影響[J].中國農業科學，2004，37(3)：387～392

[5]陳德明，王亭杰，雨山江.緩釋和控釋尿素的研究與開發綜述[J].化工進展，2002，21(7)：455～461

[6]趙秉強，張福鎖，廖宗文，等.我國新型肥料發展戰略研究[J].植物營養與肥料學報，2004，10(5)：536～545

[7]孫明強，王為民，成紹鑫.腐植酸尿素的分解施肥機理與應用研究報告[J].腐植酸，2003，(3)：12～18

[8]劉蘭蘭，史春余，梁太波，等.腐植酸肥料對升級土壤微生物量和酶活性的影響[J].生態學報，2009，29(11)：6136 ～ 6141

[9]劉士勇.腐植酸復合肥在水稻、小麥、玉米上的應用[J].東北農業大學學報，2005，36(5)：672～674

[10]李麗，武麗萍，成紹鑫.腐植酸磷肥的開發及其作用機理研究進展[J].磷肥與復肥，1999，(3)：58～61