呂 碩 楊旭武 劉樹桂邢明振

1 根力多生物科技股份有限公司 威縣 054700

2 西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 西安 710127

有關(guān)研究表明，腐植酸鉀應(yīng)用于小麥、玉米、水稻等多種糧食作物，能提高種子發(fā)芽率、作物抗逆能力、作物產(chǎn)量和品質(zhì)等[1～4]，還可以改善土壤理化性質(zhì)、改善土壤微生物豐富度、提升土壤肥力等[5]，可作為含腐植酸水溶肥料的原料，對(duì)我國(guó)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和食品安全具有重要作用。目前，市場(chǎng)腐植酸鉀產(chǎn)品種類繁多，質(zhì)量參差不齊，價(jià)格差異較大。本文重點(diǎn)對(duì)比了12種不同廠家腐植酸鉀樣品的理化參數(shù)，研究了腐植酸鉀篩選的關(guān)鍵指標(biāo)，并初步探索了腐植酸鉀對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響，以期為含腐植酸水溶肥料原料——腐植酸鉀的篩選提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

從山西、河南、新疆、陜西、山東、河北等地的原料廠家選擇價(jià)格相當(dāng)?shù)?2種不同的礦物源腐植酸鉀作為試驗(yàn)樣品。

試驗(yàn)試劑：硫酸、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、鹽酸、無(wú)水氯化鈣、四苯硼酸鈉、四苯硼酸鉀、乙二胺四乙酸二鈉、焦磷酸鈉、重鉻酸鉀、硫酸亞鐵、氯化鋇等，均為分析純，購(gòu)自天津紅巖試劑廠。

1.2 試驗(yàn)方法

（1）水溶性腐植酸（含黃腐酸）含量測(cè)定。采用酸沉淀后氧化還原滴定法：參照《水溶肥料 腐植酸含量的測(cè)定》（NY/T 1971）中方法；稱取樣品0.2 g（精確至0.0001 g），用0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液溶解定容，吸取5 mL溶液于50 mL離心管中，加入5 mL 2 mol/L的硫酸溶液，溶液中的腐植酸在酸性條件下定量沉淀，其他非腐植酸類碳、氯離子等干擾物質(zhì)存于溶液中。棄去濾液后，用定量重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化沉淀中的有機(jī)碳，剩余重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，以試劑空白為基準(zhǔn)，根據(jù)樣品氧化前后氧化劑消耗量，計(jì)算有機(jī)碳含量，經(jīng)碳系數(shù)換算得樣品水溶性腐植酸含量。

（2）氧化鉀含量測(cè)定。參照《水溶肥料 總氮、有效磷、鉀含量的測(cè)定》（NY/T 1977）方法；稱取1 g樣品（精確至0.0001 g），加熱煮沸后，冷卻、定容、過濾；定量吸取濾液，在弱堿性介質(zhì)中，以四苯硼酸鈉溶液沉淀試樣溶液中的鉀離子，用四苯硼酸鉀重量法測(cè)定鉀含量。

（3）黃腐酸含量測(cè)定。參照《黃腐酸鉀》（HG/T 5334），稱取試樣0.2 g（精確至0.0001 g），用沸水浴浸提2 h，冷卻、定容、過濾；取濾液用4 mol/L硫酸調(diào)節(jié)pH約為1，定容過濾，取一定量濾液加入定量重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化有機(jī)碳，剩余重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，以試劑空白為基準(zhǔn)，根據(jù)樣品氧化前后氧化劑消耗量，計(jì)算有機(jī)碳含量，經(jīng)碳系數(shù)換算得樣品黃腐酸含量。

（4）黃腐酸占水溶性腐植酸比例。黃腐酸占水溶性腐植酸比例=測(cè)得黃腐酸含量/水溶性腐植酸含量×100%。

（5）酸性條件下水不溶物含量測(cè)定。稱取30 g樣品于預(yù)先干燥的離心管中，離心管中加入250 mL自來水，加6 mol/L硫酸溶液，調(diào)節(jié)pH=4.0（含腐植酸水溶肥料中pH范圍是4.0～10.0，因生產(chǎn)含腐植酸水溶肥料，在堿性環(huán)境時(shí)氮養(yǎng)分可能會(huì)揮發(fā)損失，酸性原料一般生產(chǎn)成本低，故本實(shí)驗(yàn)選pH=4.0下水不溶物含量的測(cè)定），離心機(jī)3000 r/min離心10 min，倒掉清液，然后105 ℃干燥至恒重（需進(jìn)行檢查性干燥），稱取水不溶物重量。

（6）E4/E6值的測(cè)定。E4/E6值的大小與分子量有關(guān)，分子量越大，E4/E6值越低[6]。將20 mg樣品溶于0.05 mol/L的碳酸氫鈉溶液中，以0.05 mol/L的碳酸氫鈉為參比溶液，分別測(cè)定樣品在465、665 nm處的吸光度，求其比值。

（7）凝聚限度的測(cè)定。凝聚限度是反應(yīng)腐植酸鉀在可溶狀態(tài)下耐電解質(zhì)絮凝作用能力的一種度量。0.02%腐植酸鉀溶液在1 h內(nèi)絮凝時(shí)需要加入電解質(zhì)氯化鈣的最小mmol量。

（8）玉米盆栽試驗(yàn)。用不同腐植酸鉀配制成的含腐植酸水溶肥料做玉米（三葉期）盆栽試驗(yàn)。分別取黃腐酸占水溶性腐植酸比例為13.0%、51.2%、75.0%、86.6%、93.5%的5個(gè)樣品，以水溶性腐植酸含量結(jié)果為依據(jù)配制成N-P2O5-K2O：150-0-50 g/L的含腐植酸水溶肥料，其中腐植酸含量為30 g/L，分別為處理1、處理2、處理3、處理4、處理5；用不含腐植酸的150-0-50 g/L水溶肥料做空白對(duì)照；用制得的含腐植酸水溶肥料200倍稀釋液每5天為玉米澆施1次，20天后，取出植株清洗根部，測(cè)定其根長(zhǎng)、根干重、地上部鮮重和干重。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樣品氧化鉀和水溶性腐植酸含量檢測(cè)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

表1為不同樣品氧化鉀和水溶性腐植酸含量的檢測(cè)結(jié)果。由表可知，12種不同廠家的腐植酸鉀樣品中氧化鉀含量、水溶性腐植酸含量差異顯著；雖鉀元素、腐植酸對(duì)植物生長(zhǎng)起到不可或缺的作用，但只考慮二者含量而判斷產(chǎn)品好壞是不全面的。

2.2 不同樣品黃腐酸含量、黃腐酸占水溶性腐植酸比例、酸性條件下水不溶物含量、E4/E6值及凝聚限度的檢測(cè)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

表2為不同樣品的黃腐酸含量、黃腐酸占水溶性腐植酸比例、酸性條件下水不溶物含量、E4/E6值及凝聚限度的檢測(cè)結(jié)果。由表可知，黃腐酸占水溶性腐植酸比例、E4/E6值和凝聚限度呈正相關(guān)性，和酸性條件下水不溶物含量的變化呈相反趨勢(shì)。表現(xiàn)為黃腐酸占水溶性腐植酸比例越高，凝聚限度越高，酸性條件下水不溶物含量越少。不同樣品之間的黃腐酸含量、凝聚限度存在顯著差異的少，而不同樣品之間的黃腐酸占水溶性腐植酸比例、酸性條件下水不溶物含量、E4/E6值指標(biāo)存在顯著差異較多。

表 1 不同樣品氧化鉀和水溶性腐植酸含量檢測(cè)結(jié)果Tab.1 Detection results of potassium oxide and water-soluble humic acid content of different samples %

表2 不同樣品黃腐酸含量、黃腐酸占水溶性腐植酸比例、酸性條件下水不溶物含量、E4/E6值及凝聚限度檢測(cè)結(jié)果Tab.2 Detection results of fulvic acid content, proportion of fulvic acid to water-soluble humic acid, water insoluble substance content under acidic conditions, E4/E6 and coagulation limit of different samples

2.3 不同處理對(duì)玉米前期生長(zhǎng)的影響

通過對(duì)比觀察不同處理對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響（表3），最長(zhǎng)根長(zhǎng)和根重是反映根系形態(tài)和植物生長(zhǎng)狀況的2個(gè)重要指標(biāo)，由表3可以看出，以不同黃腐酸占水溶性腐植酸比例配制成的含腐植酸水溶肥料，黃腐酸占水溶性腐植酸比例越高，玉米生長(zhǎng)越好，不同處理間呈現(xiàn)出顯著差異，且以黃腐酸占水溶性腐植酸比例為93.5%的處理5玉米生長(zhǎng)最好，顯著優(yōu)于其他處理。這說明，黃腐酸分子量小，生物活性高，可被植物吸收利用，進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育；在腐植酸添加量相同的情況下，黃腐酸含量 越高，施用效果越好。

表3 不同處理對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響Tab.3 Effects of different treatments on the growth of maize

3 結(jié)論與討論

（1）黃腐酸占水溶性腐植酸的比例和酸性條件下水不溶物含量呈負(fù)相關(guān)性，這說明含腐植酸水溶肥料的原料腐植酸鉀中黃腐酸占水溶性腐植酸的比例越高，在酸性肥料體系中，水不溶物的含量越低，越適合于噴灌、滴灌等大農(nóng)業(yè)的施用。凝聚限度標(biāo)志著腐植酸在水溶液中對(duì)電解質(zhì)的穩(wěn)定性。凝聚限度高的樣品，具有很強(qiáng)的抗硬水能力，使該產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上更具優(yōu)勢(shì)。黃腐酸占水溶性腐植酸的比例和E4/E6值呈正相關(guān)性；黃腐酸占水溶性腐植酸的比例越高，E4/E6值越大。

（2）通過對(duì)比12種不同廠家生產(chǎn)的腐植酸鉀樣品的理化指標(biāo)，其中不同樣品之間的黃腐酸含量、凝聚限度存在顯著差異的少，對(duì)比這2個(gè)指標(biāo)很難區(qū)分腐植酸鉀的優(yōu)劣；而黃腐酸占水溶性腐植酸的比例、酸性條件下水不溶物含量、E4/E6值指標(biāo)之間存在顯著差異較多，最終確定黃腐酸占水溶性腐植酸的比例、酸性條件下水不溶物含量、E4/E6值這3個(gè)指標(biāo)作為篩選生產(chǎn)含腐植酸水溶肥料原料——優(yōu)質(zhì)腐植酸鉀的依據(jù)，即黃腐酸占水溶性腐植酸的比例越高、酸性條件下水不溶物含量越少、E4/E6值越大的腐植酸鉀越適合做生產(chǎn)含腐植酸水溶肥料的原料。

（3）通過玉米盆栽試驗(yàn)，對(duì)比不同黃腐酸占水溶性腐植酸比例的腐植酸鉀樣品制成的含腐植酸水溶肥料對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)黃腐酸占水溶性腐植酸比例高的處理對(duì)玉米生長(zhǎng)更具有促進(jìn)作用，用應(yīng)用效果驗(yàn)證了篩選指標(biāo)的正確性。

（4）因本試驗(yàn)選用腐植酸鉀樣品數(shù)量有限，對(duì)作為含腐植酸水溶肥料原料的腐植酸鉀各篩選指標(biāo)的界定值，如黃腐酸占水溶性腐植酸比例必須高于多少、酸性條件下水不溶物含量必須小于多少、E4/E6值應(yīng)該大于多少，還需要進(jìn)一步研究。