腐植酸肥料副產品（殘渣）對小麥種子水培試驗的影響

張會平 趙 潔 許美玲 馮夢喜

河南黑色生態科技有限公司 新鄉 453731

大量研究證實，腐植酸具有改良土壤、提高肥效、刺激作物生長、增強作物抗逆能力以及改善農產品品質等方面的作用[1～4]。但在以褐煤或風化煤為原料進行腐植酸提取后，會產生一些副產品（殘渣），研究資料表明，在以昭通褐煤為原料提取腐植酸后產生的副產品中含有50%以上的有機質[5]。另外，通過對河南黑色生態科技有限公司的產品生產跟蹤，在以褐煤或風化煤為原料進行腐植酸提取后，產生的副產品中有機質含量能達到30%以上，腐植酸含量能達到15%以上，有時甚至達到20%以上，而鉀含量一般在6%以上。因此，此部分物質若不進行利用會造成資源上的極大浪費。為充分利用煤炭資源，減少廢棄物污染，前人針對這些腐植酸肥料副產品進行了一系列研究。在農業領域，最早有研究表明番茄使用腐植酸肥料副產品后具有增產效果[6]。而本試驗旨在通過小麥幼苗水培試驗，分析腐植酸肥料副產品對小麥幼苗生長的影響，為充分利用煤炭資源提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試小麥品種為“濟麥22”，其種子純度≥99%、凈度≥99%、發芽率≥88%、水分≤13%。供試器皿：水培生根發芽試驗裝置。供試產品：

副產品Ⅰ號（水分：17.78%、HA：25.49%、有機質：49.37%、K2O：7.61%、pH 值：10.00）。

副產品Ⅱ號（水分：19.61%、HA：29.12%、有機質：57.57%、K2O：7.80%、pH 值：10.20）。

副產品Ⅲ號（水分：16.73%、HA：11.94%、有機質：34.52%、K2O：14.04%、pH 值：9.85）。

副產品Ⅳ號（水分：22.48%、HA：14.09%、有機質：36.63%、K2O：8.01%、pH 值：10.37）。

以上副產品均由河南黑色生態科技有限公司提供，因為是在生產不同的腐植酸產品時產生的，因此各項指標方面有一定的差異。

1.2 試驗方法

1.2.1 選種

選擇顆粒飽滿、均勻、發育良好的小麥種子。

1.2.2 試驗設計

試驗設5 個處理，分別為：CK，去離子水；T1，副產品Ⅰ號；T2，副產品Ⅱ號；T3，副產品Ⅲ號；T4，副產品Ⅳ號。每個處理皆用去離子水以1 ∶8000 的稀釋倍數稀釋后的副產品水溶液進行水培試驗，且每個處理3 次重復，其余管理方式相同。

1.2.3 種子處理

選取大小相近小麥種子進行催芽處理。首先，將消毒后的小麥種子浸泡4 h，待種子充分吸脹后，將其撈出并沖洗干凈瀝水，準備2 個育苗盤，然后將處理后的小麥種子均勻地鋪在育苗盤上，每個育苗盤放置500 粒小麥種子，并使種子不重疊，最后取打濕的育苗紙覆蓋在種子上面。催芽過程中每隔幾個小時用噴壺均勻地噴水，使其充分保濕。

待小麥種子發芽（即小麥尖端出現白色小芽）后，將定植籃和育苗盆洗凈，將催芽后的種子均勻擺放于定植籃（底部鋪有紗布）上，每個定植籃放置50 粒種子，注意保持種子之間的間距。然后在育苗盆中導入相應處理產品溶液，高度到剛好將定植籃中紗布浸濕，待芽長到1 cm 左右，將各處理轉移至陽光充足，空氣流通的地方繼續生長。每天對比各處理定植籃上種子的生長情況，觀察下層的處理溶液量和根系生長狀況，并進行實時記錄，同時每隔3 ～5 天（依據溫度而定）用對應處理的溶液進行置換。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 測定內容

室內培養10 天后，進行指標測定，測定指標包括：苗高、根長、根粗、鮮重和干重。

1.3.2 數據處理

利用Microsoft Office Excel 2010 進行制圖，利用SPSS 19.0 統計軟件中的單因素方差分析法進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理對小麥水培幼苗苗高的影響

由圖1 可知，不同處理對小麥幼苗苗高影響不同，所有處理下小麥幼苗苗高與CK 相比均達到差異顯著水平，T1 和T4 處理小麥幼苗苗高顯著大于T3 處理，T2 處理與其他3 個處理均無顯著差異（P＜0.05）。小麥幼苗苗高從大到小排列依次為T4 ＞T1 ＞T2 ＞T3 ＞CK。其中，對苗高影響最大的是T4 處理，影響最小的是T3 處理。T1 ～T4處理的小麥幼苗苗高較CK 分別增加了64.77%、55.37%、40.42%、65.92%。

圖1 不同處理對小麥水培幼苗苗高的影響Fig.1 Effects of different treatments on seedling height of wheat hydroponic seedlings

2.2 不同處理對小麥水培幼苗主根長的影響

由圖2 可知，不同處理對小麥幼苗主根長影響不同，所有處理下小麥幼苗主根長均顯著大于CK，T1處理小麥幼苗主根長顯著大于其他3個處理，而其他3 個處理之間差異不顯著（P＜0.05）。小麥主根長從大到小排列依次為T1 ＞T4 ＞T2 ＞T3 ＞CK。T1 ～T4 處理的小麥幼苗主根長較CK 分別增加了185.47%、146.79%、146.11%、160.46%。

圖2 不同處理對小麥水培幼苗主根長的影響Fig.2 Effects of different treatments on taproot length of wheat hydroponic seedlings

2.3 不同處理對小麥水培幼苗主根粗的影響

由圖3 可知，所有處理下小麥幼苗主根粗與CK 相比均未達到差異顯著水平（P＜0.05），但T1 處理的小麥主根粗較CK 增加了3.26%。

圖3 不同處理對小麥水培幼苗主根粗的影響Fig.3 Effects of different treatments on taproot diameter of wheat hydroponic seedlings

2.4 不同處理對小麥水培幼苗單株鮮重的影響

由圖4 可知，不同提取腐植酸后的副產品的稀釋溶液處理后，小麥幼苗單株鮮重從大到小排列 依 次 為T1 ＞T2 ＞T4 ＞T3 ＞CK，T1 ～T4處理的小麥幼苗單株鮮重較CK 增加了32.31%、26.96%、19.27%、26.18%。

圖4 不同處理對小麥水培幼苗單株鮮重的影響Fig.4 Effects of different treatments on fresh weight per plant of wheat hydroponic seedlings

2.5 不同處理對小麥水培幼苗單株干重的影響

由圖5 可知，不同提取腐植酸后的副產品的稀釋溶液處理下，小麥幼苗單株干重從大到小排列依次為T1 ＞T3 ＞T2 ＞T4 ＞CK。T1 ～T4 處理的小麥幼苗單株干重較CK 增加了13.46%、9.20%、10.90%、8.72%。

圖5 不同處理對小麥水培幼苗單株干重的影響Fig.5 Effects of different treatments on dry weight per plant of wheat hydroponic seedlings

3 結論

不同處理對小麥幼苗生長發育具有不同影響。在小麥幼苗苗高方面，所有腐植酸肥料副產品皆起到促進作用，且各處理對小麥幼苗苗高均影響顯著（P＜0.05），其中，影響最大的是副產品Ⅳ號，較CK 提高了65.92%，其次是副產品Ⅰ號，較CK提高了64.77%；在小麥幼苗主根長方面，所有處理均起到促進作用，其中，影響最大的是副產品Ⅰ號，較CK 提高了185.47%，其次是副產品Ⅳ號，較CK提高了160.46%；對小麥幼苗主根粗以副產品Ⅰ號提升的最多，為3.26%。對小麥幼苗單株鮮重以副產品Ⅰ號提升的最多，為32.31%，其次是副產品Ⅱ號，為26.96%；對小麥幼苗單株干重以副產品Ⅰ號提升的最多，為13.46%，其次是副產品Ⅲ號，為10.90%。不同副產品對小麥幼苗生長發育的不同影響，與副產品種所含腐植酸、鉀含量沒有線性關系，推測可能與腐植酸中水溶性腐植酸的含量有關。

綜上所述，腐植酸肥料副產品在小麥幼苗的苗高、主根長、單株鮮重及單株干重方面均起到了不同程度的促進作用。之所以腐植酸肥料副產品能夠促進小麥幼苗的生長，是因為腐植酸副產品是在腐植酸抽提離心時產生的，其吸附性強，水分含量一般在60%以上，這些水分都是腐植酸鉀液體，因此這些腐植酸副產品的腐植酸含量和鉀含量都很高，進而促進了小麥幼苗的生長。另外，腐植酸副產品的主要成分是不溶于堿的腐黑物、煤質及礦物質，而有研究表明腐植酸副產品經過一定的處理還能夠用于重金屬污染土壤修復[7]，而在重金屬污染修復中起到決定性作用的便是腐植酸肥料副產品中的腐黑物，且腐黑物改性后對重金屬的吸附鈍化能力提升明顯，具有高效修復重金屬污染的潛力[8～10]。所以說，腐植酸副產品中不僅含有一定量的促進植物生長的腐植酸和鉀，還包括可深入研究的腐黑物等物質，鑒于目前在腐植酸產品的生產過程中，約有1000 萬噸/年腐植酸肥料副產品產生，因此，針對此部分物質加以系統研究是很有必要的。