周橡棋 朱瑩雪 馬獻發(fā) 安 寧 董雯昕 亢艷紅 周紫琪

東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院 哈爾濱 150030

水稻是重要的糧食作物，民以食為天，水稻的重要性不言而喻。目前我國種植水稻的方法是先育秧、后移栽。想要培育出健康、茁壯的水稻，育苗起到非常重要的作用。水稻育苗對基質、苗床肥和土壤調理劑等都有一定的要求，水稻生長初期不需要大量的營養(yǎng)元素，但育苗過程中必需的17種營養(yǎng)元素不可缺少。育苗基質最好具有保熱、保水性，溫熱、濕潤的環(huán)境更有利于水稻秧苗的生長。水稻育苗用的苗床肥應當能夠滿足育苗中秧苗的生長需要。而苗床調理劑應具有調節(jié)苗床土結構從而培育出壯苗的良好效果。腐植酸作為優(yōu)質的有機質，具有改良土壤結構、改善土壤理化性質、防治土壤環(huán)境污染和促進植物生長等作用，這些優(yōu)良性質恰好可以滿足水稻育苗中的各種要求。因此我們通過研究腐植酸類物質在基質、苗床肥以及土壤調理劑和生物刺激素等方面的應用優(yōu)勢來探討腐植酸在水稻育苗方面的最佳應用模式，讓腐植酸更好地應用到水稻育苗中，以促進水稻育苗技術的發(fā)展。

1 含腐植酸的水稻育苗基質

腐植酸廣泛存在于地表水（海洋、湖泊、河流）、地下水、土壤和沉積物中[1]。到目前為止，腐植酸在農業(yè)領域主要應用于肥料、農藥、基質和保水劑等方面[2]。

腐植酸類育苗基質種類繁多，目前應用較多的基質主要是泥炭或其他處理過的動植物殘體與珍珠巖、蛭石等填充物按不同比例均勻混合處理后的能促進植物更好生長的混合物。

1.1 泥炭基質

泥炭是腐植酸三大來源之一，它的性質穩(wěn)定，物理性質和化學性質協(xié)調得比較好，緩沖性能好，并且含有豐富的有機質，腐植酸為主要成分[3]。此外，泥炭在植物生育期還能協(xié)調水、肥、氣、熱。泥炭作為一些育苗基質的重要材料，其主要優(yōu)勢是降低肥料、耕作的成本，促使培育的水稻秧苗生長健壯[4]，達到促進水稻增產的效果。

然而使用泥炭作為基質也有一定的局限性，比如，泥炭資源是不可再生的，泥炭的成本也越來越高。因此，使用其他材料部分替代泥炭與尋找泥炭的完全替代物勢在必行。有研究表明，可使用樹皮、椰子殼、堆肥、生物炭等替代泥炭[5]。其中，使用農用堆肥作為替代品，可有效改善基質的理化性質[6]。同時發(fā)現(xiàn)泥炭與其他填充物如蛭石、珍珠巖等按合適的比例混合后形成的基質達到的效果更好，這就催生出了復合基質。

1.2 復合基質

單一基質的使用很難滿足植物生長發(fā)育的需求，同時也為了降低成本，復合基質便廣泛應用于植株的育秧和栽培中。復合基質是指有機與無機原材料按一定配比通過科學的方法混合而成的、優(yōu)于單一基質的、用于植物栽培的混合物。復合基質的栽培基質配料有珍珠巖、鋸末、巖棉、硅膠、泥炭、樹皮、椰殼、作物秸稈、動物糞便、工業(yè)廢渣等[7]。

復合基質對于育苗的效果一般都強于單一的基質。有研究證明，使用橄欖磨廢料混合物（OMWM）作為基質栽培作物的效果優(yōu)于泥炭基質，不僅效果提升的更強，而且節(jié)省成本，生態(tài)環(huán)保[8]。草炭、蛭石、珍珠巖按體積比4∶3∶2配制而成的復合基質，含腐植酸54.5 g/L（約11.85%），在此基礎上再添加20 g/L的純腐植酸對植株生長的促進作用最好[9]。

復合基質的推廣應用減少了泥炭資源的損耗，節(jié)省了制作基質的成本，大大地降低了對環(huán)境的破壞，起到保護環(huán)境的作用。因此，在實際生產中得到了廣泛應用，并且目前仍在不斷地發(fā)展進步當中。

2 腐植酸肥料用于水稻育苗

腐植酸肥料優(yōu)勢巨大，其性能遠優(yōu)于普通化肥。腐植酸肥料營養(yǎng)全面、肥效長久，不會造成一般化肥帶來的負面影響，有利于水稻育苗中壯苗的培育。目前肥料市場上也開發(fā)出了多種應用于水稻育苗的腐植酸類肥料。

2.1 腐植酸類肥料的優(yōu)缺點

腐植酸做肥料有諸多優(yōu)勢，主要有以下幾點：（1）腐植酸肥料含有N、P、K以及多種中微量營養(yǎng)元素，能夠較好地滿足作物發(fā)芽、生長所需的養(yǎng)分；（2）腐植酸肥料能夠提高土壤的有機質含量和有效養(yǎng)分含量，能夠改善土壤理化性質，促進秧苗對養(yǎng)分的吸收，從而提高肥料養(yǎng)分的利用率[10]；（3）腐植酸肥料能夠調節(jié)土壤及土壤微生物群落結構，改善植物根際環(huán)境，有利于增強植株的抗逆性，提高產量[11]；（4）腐植酸肥料還可改善秧苗酶系統(tǒng)的運轉[12]，提高水稻的品質等；（5）腐植酸肥料可防治普通化肥帶來的環(huán)境問題，為發(fā)展生態(tài)農業(yè)提供了新型技術支撐。

在使用腐植酸肥料時，也需注意一些問題。例如，未經(jīng)活化的腐植酸原料直接施用于土壤，作用不明顯，見效慢等。因此，我們在利用腐植酸做肥料時，要謹慎，更要科學。

2.2 腐植酸肥料對水稻育苗的影響

（1）腐植酸肥料可以改善水稻秧苗質量、調節(jié)水稻秧苗生長發(fā)育，明顯提高水稻產量。當腐植酸肥料用于水稻育苗時，可促進秧苗對營養(yǎng)的攝取，進而促進幼苗的根系發(fā)育。陳木蘭等[13]的試驗結果表明，泥炭作為水稻的育秧基質所培育出的不定根數(shù)、最長根長和根干重均大于對照，說明富含腐植酸類物質的泥炭在培育水稻秧苗時培育的秧苗根系基本性狀更好，也可作為底肥摻入育苗基質。

（2）腐植酸肥料可以改善育苗土的理化性質和養(yǎng)分組成。劉春林等[14]經(jīng)試驗得出，由碳粉、玉米秸稈、泥炭、有機肥、沸石、細河沙和蛭石等按照一定比例混合而成的肥料對水稻的作用效果最好，此種肥料養(yǎng)分全面且含量高、理化性質好，培育出的水稻秧苗健壯、根系發(fā)育的最好、養(yǎng)分積累量最高，可達到狀秧標準；且合適用量的腐植酸肥料可以提高水稻的株高、分蘗、根重，還可提高氮、鉀的肥效以及植物必需營養(yǎng)元素銅、鐵、錳、鋅等的含量。

（3）腐植酸肥料可以提高水稻的抗逆性。腐植酸強大的吸水能力可提高水稻的抗旱性[15]；腐植酸可增強水稻的新陳代謝和光合作用，從而提高水稻的抗性[16]；合理施用腐植酸肥料可促進水稻苗期各項指標的改善，使苗期生長相互協(xié)調，促進壯秧形成，提高秧苗抗病、抗凍能力[17]。

（4）腐植酸作為肥料具有肥效長、肥力足、可促進養(yǎng)分釋放等優(yōu)點，能夠極大地增強水稻的各項指標，從而促進增產。如王曉林等[18]和吳家強等[19]用黃腐酸處理水稻種子，根據(jù)研究結果得出：腐植酸苗床肥料通過促進水稻根系的生長發(fā)育、增強根系活力、提高水稻葉片葉綠體含量、促進水稻生長時的氣體交換和光合效率、增加水稻的干物質積累，從而促進水稻增產。

（5）腐植酸肥料還可以防治水稻育苗中的污染和重金屬離子的毒害作用，改善一系列由于使用化肥造成的土壤問題。張沁怡[20]和徐冰等[21]的盆栽試驗研究表明，腐植酸苗床肥可降低水稻中鎘等有毒元素的含量，增加水稻產品的淀粉含量、蛋白質含量、提高水稻的品質，并增加產量。腐植酸能有效改善水稻的農藝特性，且不會造成土壤板結、利用率低、環(huán)境污染等問題。

合理有效地施用腐植酸肥不僅能培育出高產優(yōu)質的水稻苗，還使培育出的水稻壯苗更能適應惡劣環(huán)境，證明腐植酸肥料對水稻育苗技術的發(fā)展大有益處。

3 腐植酸土壤調理劑用于水稻育苗

腐植酸是富含營養(yǎng)的天然有機肥，可以供給水稻育苗時期所需的養(yǎng)分；腐植酸也是非常環(huán)保的土壤改良劑。因腐植酸具有豐富的養(yǎng)分、良好的理化性質、復雜的結構以及一定的生理活性等，故腐植酸可以應用于育苗基質苗床調理劑。

土壤調理劑是由農用保水劑及富含腐植酸的天然泥炭或其他有機物為主要原料，輔以生物活性成分及營養(yǎng)元素組成，經(jīng)科學工藝加工而成的產品，有極其顯著的“保水、增肥、透氣”三大土壤調理性能[22]。

土壤調理劑具有改良土壤結構、調節(jié)土壤酸堿度、降低土壤鹽堿危害、改善土壤水分狀況及修復污染土壤等作用[23]。熊思健等[24]的試驗結果表明，新型腐植酸土壤調理劑對治理酸性土壤和修復被鎘污染的農田具有一定作用，其原因是腐植酸是一種帶負電的膠體，施入苗床中能與各種重金屬陽離子結合，通過吸附作用使其沉淀下來，降低重金屬離子的有效性和活性，阻礙了重金屬離子進入植物體，從而減免了重金屬離子對植物的毒性[25]。

腐植酸土壤調理劑可同時作為有機生長調節(jié)劑，對水稻具有促進生根、調控生長、促進葉綠素生成、促進增產的作用。腐植酸通過刺激植物促進植物合成與增強抗逆性相關的物質，如蛋白質、相關酶類等，從而增強植物的抗性。如嚴萍等[26]研究結果表明：（1）腐植酸土壤調理劑對水稻幼苗的株高、鮮干重、根的總長度、根系活力都有一定的促進作用；（2）腐植酸土壤調理劑處理后水稻幼苗葉片的可溶性糖含量和SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性都有不同程度的下降；（3）腐植酸土壤調理劑對水稻劍葉的葉綠素含量有一定的促進作用；（4）腐植酸土壤調理劑對水稻的每穗粒數(shù)和千粒重以及籽粒中淀粉和可溶性糖含量都有一定的促進作用。其作用機理為腐植酸由多種元素構成，一般含C 55%～65%、H 5.5%～6.6%、O 25%～35%、N 3%～4%，還有少許的S、P 等[27]。

腐植酸加入苗床土中，可通過富集土壤中的營養(yǎng)元素以促進水稻幼苗的生長。腐植酸通過促進植物分泌有機酸和提供微生物生長的合適環(huán)境以增強土壤微生物的活性，植物根的分泌物和土壤微生物活動能促進土壤中N、P、K等養(yǎng)分的轉化，提高其有效性，從而增強植物對養(yǎng)分的吸收。此外，腐植酸是膠體，土壤團聚體也是一種膠體，二者通過絮凝作用形成團粒結構。土壤中的團粒結構增加，增強了土壤的保水、通氣、保溫的能力，使土壤適于植物生長。腐植酸還可結合土壤中的陽離子，形成腐植酸-腐植酸鹽的緩沖溶液，從而改善土壤的pH。同時腐植酸膠體增加了土壤中的膠體數(shù)量，使得土壤中陽離子交換量（CEC）增加[28]。

4 腐植酸生物刺激素應用于水稻育苗

生物刺激素是指一類物質和（或）微生物，當被應用于植物葉圍或根圍時，可以刺激植物體內自然的生理過程，以提高植物體對養(yǎng)分的吸收和利用效率，增強其非生物脅迫抗性及提高品質，且功效與其營養(yǎng)成分相獨立[29]。腐植酸類的生物刺激素是一種輔助作物生長的新成員。

谷端銀[30]和張強等[31]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)腐植酸處理的幼苗或種子能耐多種環(huán)境因素的脅迫，且合適濃度的腐植酸可促進水稻幼苗的生長和根系的形成，證明在水稻育苗過程中，用腐植酸生物刺激素浸種或噴施可使植株的活性氧含量處于合理的范圍，進而增強水稻幼苗對不良環(huán)境因子的抗性，有利于幼苗苗期及之后的生長。腐植酸生物刺激素有著十分強的陽離子吸附和交換能力，輸入土壤后能有效調節(jié)土壤的CEC、pH，并沉淀有毒重金屬使其失活，優(yōu)化土壤的理化性質。因此，腐植酸生物刺激素用于苗床土，不僅可以提高水稻幼苗的抗性，還可以有效改良水稻幼苗的生長環(huán)境，對于增強水稻秧苗質量具有十分重要的意義。

5 展望

近幾年的研究表明，腐植酸在水稻育苗方面具有很大優(yōu)勢。但腐植酸在實踐過程中還有許多不足的地方，需要我們不斷去發(fā)現(xiàn)并完善，才能加快推進腐植酸的實際應用。腐植酸在水稻育苗方面應該推進以下3個方面的研究。

（1）推進對促進腐植酸養(yǎng)分釋放的研究。

腐植酸是大分子有機物，所以養(yǎng)分的釋放比較緩慢，從而使肥效期延長，在育苗期間秧苗可能會因為無法得到充足的養(yǎng)分而影響正常生長。但若將腐植酸與氮肥按一定比例配合施用，則可有效提升各養(yǎng)分的含量，彌補因肥效期長而導致的養(yǎng)分不足的狀況[32]?？傮w上腐植酸肥料的N、P、K等含量較化肥低，各種元素的含量參差不齊，可能導致某些元素的含量不能滿足秧苗的需求。因此，如何促進腐植酸的養(yǎng)分釋放、提高腐植酸的活性，如何補充腐植酸沒有或者缺少的養(yǎng)分等這些問題需要我們去進一步研究。

（2）推進對控制腐植酸用量的研究。

腐植酸進入水稻育苗基質的方式有多種，如作為基質、苗床肥、土壤調理劑等，因此也容易造成腐植酸的濫用。腐植酸過量施用可導致水稻育苗成本的增加。因此，探索腐植酸在水稻育苗上的最佳施用量也有待研究。

（3） 推進對腐植酸生產工藝、技術改良的研究。

現(xiàn)有的腐植酸廠家多為中小企業(yè)，生產工藝參差不齊，生產的腐植酸質量標準不一。因此，亟需加強對腐植酸生產工藝和技術改良的研究。