腐植酸肥料副产品（残渣）对小麦种子水培试验的影响
2022-11-02张会平许美玲冯梦喜
张会平 赵 洁 许美玲 冯梦喜
河南黑色生态科技有限公司 新乡 453731
大量研究证实，腐植酸具有改良土壤、提高肥效、刺激作物生长、增强作物抗逆能力以及改善农产品品质等方面的作用[1～4]。但在以褐煤或风化煤为原料进行腐植酸提取后，会产生一些副产品（残渣），研究资料表明，在以昭通褐煤为原料提取腐植酸后产生的副产品中含有50%以上的有机质[5]。另外，通过对河南黑色生态科技有限公司的产品生产跟踪，在以褐煤或风化煤为原料进行腐植酸提取后，产生的副产品中有机质含量能达到30%以上，腐植酸含量能达到15%以上，有时甚至达到20%以上，而钾含量一般在6%以上。因此，此部分物质若不进行利用会造成资源上的极大浪费。为充分利用煤炭资源，减少废弃物污染，前人针对这些腐植酸肥料副产品进行了一系列研究。在农业领域，最早有研究表明番茄使用腐植酸肥料副产品后具有增产效果[6]。而本试验旨在通过小麦幼苗水培试验，分析腐植酸肥料副产品对小麦幼苗生长的影响，为充分利用煤炭资源提供数据支撑。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试小麦品种为“济麦22”，其种子纯度≥99%、净度≥99%、发芽率≥88%、水分≤13%。供试器皿：水培生根发芽试验装置。供试产品：
副产品Ⅰ号（水分：17.78%、HA：25.49%、有机质：49.37%、K2O：7.61%、pH 值：10.00）。
副产品Ⅱ号（水分：19.61%、HA：29.12%、有机质：57.57%、K2O：7.80%、pH 值：10.20）。
副产品Ⅲ号（水分：16.73%、HA：11.94%、有机质：34.52%、K2O：14.04%、pH 值：9.85）。
副产品Ⅳ号（水分：22.48%、HA：14.09%、有机质：36.63%、K2O：8.01%、pH 值：10.37）。
以上副产品均由河南黑色生态科技有限公司提供，因为是在生产不同的腐植酸产品时产生的，因此各项指标方面有一定的差异。
1.2 试验方法
1.2.1 选种
选择颗粒饱满、均匀、发育良好的小麦种子。
1.2.2 试验设计
试验设5 个处理，分别为：CK，去离子水；T1，副产品Ⅰ号；T2，副产品Ⅱ号；T3，副产品Ⅲ号；T4，副产品Ⅳ号。每个处理皆用去离子水以1 ∶8000 的稀释倍数稀释后的副产品水溶液进行水培试验，且每个处理3 次重复，其余管理方式相同。
1.2.3 种子处理
选取大小相近小麦种子进行催芽处理。首先，将消毒后的小麦种子浸泡4 h，待种子充分吸胀后，将其捞出并冲洗干净沥水，准备2 个育苗盘，然后将处理后的小麦种子均匀地铺在育苗盘上，每个育苗盘放置500 粒小麦种子，并使种子不重叠，最后取打湿的育苗纸覆盖在种子上面。催芽过程中每隔几个小时用喷壶均匀地喷水，使其充分保湿。
待小麦种子发芽（即小麦尖端出现白色小芽）后，将定植篮和育苗盆洗净，将催芽后的种子均匀摆放于定植篮（底部铺有纱布）上，每个定植篮放置50 粒种子，注意保持种子之间的间距。然后在育苗盆中导入相应处理产品溶液，高度到刚好将定植篮中纱布浸湿，待芽长到1 cm 左右，将各处理转移至阳光充足，空气流通的地方继续生长。每天对比各处理定植篮上种子的生长情况，观察下层的处理溶液量和根系生长状况，并进行实时记录，同时每隔3 ～5 天（依据温度而定）用对应处理的溶液进行置换。
1.3 测定内容与方法
1.3.1 测定内容
室内培养10 天后，进行指标测定，测定指标包括：苗高、根长、根粗、鲜重和干重。
1.3.2 数据处理
利用Microsoft Office Excel 2010 进行制图，利用SPSS 19.0 统计软件中的单因素方差分析法进行数据处理。
2 结果与分析
2.1 不同处理对小麦水培幼苗苗高的影响
由图1 可知，不同处理对小麦幼苗苗高影响不同，所有处理下小麦幼苗苗高与CK 相比均达到差异显著水平，T1 和T4 处理小麦幼苗苗高显著大于T3 处理，T2 处理与其他3 个处理均无显著差异（P＜0.05）。小麦幼苗苗高从大到小排列依次为T4 ＞T1 ＞T2 ＞T3 ＞CK。其中，对苗高影响最大的是T4 处理，影响最小的是T3 处理。T1 ～T4处理的小麦幼苗苗高较CK 分别增加了64.77%、55.37%、40.42%、65.92%。
图1 不同处理对小麦水培幼苗苗高的影响Fig.1 Effects of different treatments on seedling height of wheat hydroponic seedlings
2.2 不同处理对小麦水培幼苗主根长的影响
由图2 可知，不同处理对小麦幼苗主根长影响不同，所有处理下小麦幼苗主根长均显著大于CK，T1处理小麦幼苗主根长显著大于其他3个处理，而其他3 个处理之间差异不显著（P＜0.05）。小麦主根长从大到小排列依次为T1 ＞T4 ＞T2 ＞T3 ＞CK。T1 ～T4 处理的小麦幼苗主根长较CK 分别增加了185.47%、146.79%、146.11%、160.46%。
图2 不同处理对小麦水培幼苗主根长的影响Fig.2 Effects of different treatments on taproot length of wheat hydroponic seedlings
2.3 不同处理对小麦水培幼苗主根粗的影响
由图3 可知，所有处理下小麦幼苗主根粗与CK 相比均未达到差异显著水平（P＜0.05），但T1 处理的小麦主根粗较CK 增加了3.26%。
图3 不同处理对小麦水培幼苗主根粗的影响Fig.3 Effects of different treatments on taproot diameter of wheat hydroponic seedlings
2.4 不同处理对小麦水培幼苗单株鲜重的影响
由图4 可知，不同提取腐植酸后的副产品的稀释溶液处理后，小麦幼苗单株鲜重从大到小排列 依 次 为T1 ＞T2 ＞T4 ＞T3 ＞CK，T1 ～T4处理的小麦幼苗单株鲜重较CK 增加了32.31%、26.96%、19.27%、26.18%。
图4 不同处理对小麦水培幼苗单株鲜重的影响Fig.4 Effects of different treatments on fresh weight per plant of wheat hydroponic seedlings
2.5 不同处理对小麦水培幼苗单株干重的影响
由图5 可知，不同提取腐植酸后的副产品的稀释溶液处理下，小麦幼苗单株干重从大到小排列依次为T1 ＞T3 ＞T2 ＞T4 ＞CK。T1 ～T4 处理的小麦幼苗单株干重较CK 增加了13.46%、9.20%、10.90%、8.72%。
图5 不同处理对小麦水培幼苗单株干重的影响Fig.5 Effects of different treatments on dry weight per plant of wheat hydroponic seedlings
3 结论
不同处理对小麦幼苗生长发育具有不同影响。在小麦幼苗苗高方面，所有腐植酸肥料副产品皆起到促进作用，且各处理对小麦幼苗苗高均影响显著（P＜0.05），其中，影响最大的是副产品Ⅳ号，较CK 提高了65.92%，其次是副产品Ⅰ号，较CK提高了64.77%；在小麦幼苗主根长方面，所有处理均起到促进作用，其中，影响最大的是副产品Ⅰ号，较CK 提高了185.47%，其次是副产品Ⅳ号，较CK提高了160.46%；对小麦幼苗主根粗以副产品Ⅰ号提升的最多，为3.26%。对小麦幼苗单株鲜重以副产品Ⅰ号提升的最多，为32.31%，其次是副产品Ⅱ号，为26.96%；对小麦幼苗单株干重以副产品Ⅰ号提升的最多，为13.46%，其次是副产品Ⅲ号，为10.90%。不同副产品对小麦幼苗生长发育的不同影响，与副产品种所含腐植酸、钾含量没有线性关系，推测可能与腐植酸中水溶性腐植酸的含量有关。
综上所述，腐植酸肥料副产品在小麦幼苗的苗高、主根长、单株鲜重及单株干重方面均起到了不同程度的促进作用。之所以腐植酸肥料副产品能够促进小麦幼苗的生长，是因为腐植酸副产品是在腐植酸抽提离心时产生的，其吸附性强，水分含量一般在60%以上，这些水分都是腐植酸钾液体，因此这些腐植酸副产品的腐植酸含量和钾含量都很高，进而促进了小麦幼苗的生长。另外，腐植酸副产品的主要成分是不溶于碱的腐黑物、煤质及矿物质，而有研究表明腐植酸副产品经过一定的处理还能够用于重金属污染土壤修复[7]，而在重金属污染修复中起到决定性作用的便是腐植酸肥料副产品中的腐黑物，且腐黑物改性后对重金属的吸附钝化能力提升明显，具有高效修复重金属污染的潜力[8～10]。所以说，腐植酸副产品中不仅含有一定量的促进植物生长的腐植酸和钾，还包括可深入研究的腐黑物等物质，鉴于目前在腐植酸产品的生产过程中，约有1000 万吨/年腐植酸肥料副产品产生，因此，针对此部分物质加以系统研究是很有必要的。
