礦源黃腐酸鉀對水培綠蘿生根發(fā)芽影響的研究*

張宗彩，肖 朋，高進(jìn)華，張廣忠，王婷婷，解學(xué)仕，王洪富

(1.史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司 山東臨沂 276700；2.臨沂市測土配方〔企業(yè)〕重點實驗室 山東臨沂 276700)

腐殖酸是公認(rèn)的無毒、無害的綠色環(huán)保資源[1]，為偏酸性有機(jī)高分子物質(zhì)，呈黑色或棕褐色，主要分為黑腐酸、棕腐酸和黃腐酸等。黃腐酸既能溶于稀堿溶液也能溶于水和酸溶液，呈黃色或黃褐色，在人工腐殖酸中被稱為生化黃腐酸，在天然腐殖酸中被稱為礦源黃腐酸。研究發(fā)現(xiàn)黃腐酸含有較多的含氧官能團(tuán)，具有吸收、絡(luò)合和交換等優(yōu)點[2-5]；能促進(jìn)植物生長，對抗旱有重要作用；能提高植物抗逆能力，具有增產(chǎn)和改善品質(zhì)作用；相對分子質(zhì)量較小、活性較大，易溶于多種溶劑，能夠被許多生物體吸收利用[6-7]。

隨著腐殖酸的廣泛應(yīng)用，黃腐酸的提取研究也取得了長足的進(jìn)展。腐殖酸受形成時間、地區(qū)的影響，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、含量和組分存在差異，不同的提取方式會對黃腐酸的質(zhì)量產(chǎn)生影響[8]。文鵬麗[9]采用硫酸乙醇法從內(nèi)蒙古風(fēng)化煤中提取黃腐酸，產(chǎn)品的紅外圖譜與黃腐酸標(biāo)準(zhǔn)圖譜具有相同的結(jié)構(gòu)特征，黃腐酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)47.63%，且提取率高于硫酸丙酮法。李永紅等[10]采用硫酸丙酮法從泥炭中提取黃腐酸，利用紅外光譜確定提取物質(zhì)為黃腐酸，黃腐酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.73%。張水花等[11]通過化學(xué)氧化降解法從云南年青褐煤中提取黃腐酸，水溶性黃腐酸的溶出率由1%提高至19%，黃腐酸主要集中在質(zhì)量較低的級分。焦元剛[12]采用硫酸法和堿溶酸析法提取黃腐酸，黃腐酸提取率分別為8%和10%。

黃腐酸對作物增產(chǎn)的研究主要以沖施到基質(zhì)[13]或土壤中為主[14]，有關(guān)無土栽培的使用濃度及對作物生長影響的研究較少。本文主要研究不同產(chǎn)地、不同濃度的礦源黃腐酸對水培綠蘿生根、發(fā)芽及植株生長的促進(jìn)作用，為無土栽培營養(yǎng)液配制提供依據(jù)。采用氫氧化鉀和硫酸，通過堿溶酸析法提取黃腐酸，腐殖酸為新疆風(fēng)化煤和黑龍江褐煤。為避免酸堿度對水培處理造成影響，全水溶礦源黃腐酸溶液的pH調(diào)整至7.0。

1 礦源黃腐酸的制備

1.1 主要試劑和原料

褐煤，黑龍江鶴崗；風(fēng)化煤，新疆烏魯木齊；氫氧化鉀(KOH)，分析純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。

10 g/L(質(zhì)量濃度，下同)氫氧化鉀溶液：準(zhǔn)確稱取10 g(精確至0.000 1 g)氫氧化鉀置于500 mL燒杯中，加蒸餾水300 mL，攪拌至氫氧化鉀完全溶解，冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至1 000 mL容量瓶中，用蒸餾水清洗燒杯3次，每次200 mL，并入容量瓶，用蒸餾水稀釋至刻度。

硫酸：質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%。

202020配方營養(yǎng)液：2 000倍稀釋，原料組分為尿素、工業(yè)磷酸一銨、硫酸鉀。

1%(體積分?jǐn)?shù)，下同)乙醇溶液：準(zhǔn)確移取10 mL乙醇至1 000 mL容量瓶中，用蒸餾水定容。

1.2 主要設(shè)備

JSP-200型高速多功能粉碎機(jī)，浙江永康市金穗機(jī)械制造廠；DHG-9076A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；HH-2KU型電熱恒溫水浴鍋，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；TDL-5-A型離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；0.245 mm樣品篩，新鄉(xiāng)市高服機(jī)械股份有限公司；ML204/02型電子天平，最大稱樣量(220+0.000 1)g，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；人工氣候箱。

整體來說，北朝文學(xué)相對落后于南朝，但在民族融合過程中不斷接受漢文化，使北方的文學(xué)藝術(shù)在戰(zhàn)亂中有所發(fā)展和提高，形成了自己的特色。北朝的樂府詩正是這個時期北方民族融合的寫照，北朝本土文人群體的出現(xiàn)及文學(xué)創(chuàng)作心理的變化，都直接源于各民族融合。北朝時期的民族融合，一方面促使北朝中后期本土文人個性品質(zhì)的多元化，為樂府詩的創(chuàng)作技巧與風(fēng)格變化埋下伏筆。另一方面，為隋統(tǒng)一南北后的文化融合準(zhǔn)備先決條件，北朝樂府民歌的質(zhì)樸無華、剛健豪放與南方詩歌含蓄委婉、艷麗典雅的相互碰撞、交流，對唐代詩歌的繁榮產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

1.3 制備方法

褐煤(風(fēng)化煤)經(jīng)高速多功能粉碎機(jī)粉碎至通過0.245 mm篩；稱取一定量煤樣于燒杯中，加入一定量10 g/L氫氧化鉀溶液，攪拌均勻；置于60 ℃水浴鍋中水浴2 h，冷卻至室溫，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min；過濾并洗滌沉淀至中性，用硫酸調(diào)節(jié)溶液pH為7.0，靜置沉淀30 min后過濾，濾液置于60 ℃電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干，制得固體礦源黃腐酸鉀，備用。

1.4 樣品檢測結(jié)果

褐煤和風(fēng)化煤堿法提取得到的固體黃腐酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為57.4%、50.6%。

2 水培試驗

2.1 試驗材料

試驗材料為綠蘿，剪成長10～15 cm，每株綠蘿保證有1片葉，枝條底部用小刀切45°斜角，避免綠蘿枝條疏導(dǎo)管堵塞。將處理好的枝條用1%乙醇溶液消毒切口后用蒸餾水沖洗干凈，然后在蒸餾水中浸泡24 h，取出放在陰涼處干燥2 h(25 ℃)。

2.2 試驗方法

試驗采用完全隨機(jī)設(shè)計，設(shè)置黃腐酸鉀溶液(以下簡稱處理液)質(zhì)量濃度為20、40、60、80 mg/L的4個水平，以清水為對照(CK)，褐煤提取的礦源黃腐酸鉀編號依次為T1、T2、T3、T4，風(fēng)化煤提取的礦源黃腐酸鉀編號依次為T11、T22、T33、T44。

2019年11月22日，每個處理隨機(jī)取10株綠蘿分別置于盛有150 mL對應(yīng)處理液的250 mL燒杯中，統(tǒng)一放置在人工氣候箱中進(jìn)行培養(yǎng)，每隔5 d更換一次處理液。2019年12月13日收獲，共計21 d。

人工氣候箱設(shè)置條件為高溫25 ℃，低溫15 ℃；高溫時長為16 h，低溫時長為8 h；高溫光照80 lx，低溫光照20 lx；相對濕度60%。

2.2.1 測定項目

生根數(shù)量、總根質(zhì)量、總根長：培養(yǎng)21 d后取出10株綠蘿記錄總根數(shù)量；從綠蘿枝條處剪斷根系放于定量濾紙上晾干30 min，稱量總根質(zhì)量；稱量后將每根根系首尾相連測量總根長度。

發(fā)芽數(shù)量、總發(fā)芽質(zhì)量、總發(fā)芽長度：主要針對綠蘿新發(fā)芽部位，測量方法同綠蘿新發(fā)根。

2.2.2 數(shù)據(jù)分析

所有試驗數(shù)據(jù)均采用軟件SPSS 19.0進(jìn)行分析，不同小寫字母分別表示P≤0.05的顯著水平。

2.3 結(jié)果與分析

2.3.1 黃腐酸鉀質(zhì)量濃度對水培綠蘿生根、發(fā)芽數(shù)量的影響

不同質(zhì)量濃度的黃腐酸鉀溶液對水培綠蘿生根、發(fā)芽數(shù)量的影響見圖1。

圖1 不同質(zhì)量濃度的黃腐酸鉀溶液對水培綠蘿生根、發(fā)芽數(shù)量的影響

由圖1可知：水培綠蘿生根、發(fā)芽的數(shù)量均隨礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度的增大先增加后降低；綠蘿生根、發(fā)芽數(shù)量均以T2處理的最多，T22處理的次之，T2和T22處理的生根、發(fā)芽數(shù)量均顯著高于T4、T44、CK處理的，與T1、T3、T11、T33處理的均無顯著性差異。說明從褐煤和風(fēng)化煤中提取的20、40、60 mg/L礦源黃腐酸鉀均有促進(jìn)水培綠蘿生根、發(fā)芽的效果，褐煤提取的礦源黃腐酸鉀更利于水培綠蘿生根、發(fā)芽，但礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度超過80 mg/L會抑制水培綠蘿的生根、發(fā)芽。

2.3.2 黃腐酸鉀質(zhì)量濃度對水培綠蘿平均根長度和平均葉長度的影響

不同質(zhì)量濃度的黃腐酸鉀溶液對水培綠蘿平均根長度和平均葉長度的影響見圖2。

由圖2可知：水培綠蘿平均根長度和平均葉長度均隨礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度的增大先增加后降低；T2處理的平均根長度最長，顯著高于T3、T4、T33、T44及CK處理的，與T1、T11、T22處理的無顯著性差異；T2處理的平均葉長度最長，顯著高于T4、T44處理的，與其他處理的無顯著性差異。說明從褐煤和風(fēng)化煤中提取的黃腐酸鉀質(zhì)量濃度在40 mg/L以內(nèi)均可促進(jìn)水培綠蘿的根生長和葉生長，黃腐酸鉀質(zhì)量濃度超過60 mg/L會抑制根生長和葉生長。

圖2 不同質(zhì)量濃度的黃腐酸鉀溶液對水培綠蘿平均根長度和平均葉長度的影響

2.3.3 黃腐酸鉀質(zhì)量濃度對水培綠蘿平均根質(zhì)量和平均葉質(zhì)量的影響

不同質(zhì)量濃度的黃腐酸鉀溶液對水培綠蘿平均根質(zhì)量和平均葉質(zhì)量的影響見圖3。

由圖3可知：水培綠蘿的平均根質(zhì)量和平均葉質(zhì)量均隨礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度的增大先增加后降低；T2處理的平均根質(zhì)量和葉質(zhì)量均最大，其次為T22處理的；T2處理的平均根質(zhì)量和平均葉質(zhì)量與T3、T4、T33、T44和CK處理的均有顯著性差異，與T22、T1、T11處理的無顯著性差異。

圖3 不同質(zhì)量濃度的黃腐酸鉀溶液對水培綠蘿平均根質(zhì)量和平均葉質(zhì)量的影響

3 結(jié)語

從褐煤和風(fēng)化煤中提取的黃腐酸鉀在低質(zhì)量濃度范圍內(nèi)使用均可促進(jìn)水培綠蘿生根、發(fā)芽，增加根系生長量和葉生長量；高質(zhì)量濃度時會抑制水培綠蘿生根、發(fā)芽。礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度為40 mg/L的處理最優(yōu)，可為無土栽培營養(yǎng)液配制提供參考依據(jù)。

分析從褐煤和風(fēng)化煤中提取的黃腐酸鉀，在質(zhì)量濃度均為40 mg/L時，施用從褐煤中提取的黃腐酸鉀水培綠蘿的平均生根和發(fā)芽數(shù)量、平均根長度、平均葉長度、平均根質(zhì)量和平均葉質(zhì)量均優(yōu)于從風(fēng)化煤中提取的黃腐酸鉀的，但無顯著性差異；在質(zhì)量濃度均為80 mg/L時，施用從褐煤中提取的黃腐酸鉀水培綠蘿的平均生根和發(fā)芽數(shù)量、平均根長度、平均葉長度、平均根質(zhì)量和平均葉質(zhì)量均弱于從風(fēng)化煤中提取的黃腐酸鉀的。說明在促進(jìn)水培綠蘿生根發(fā)芽的使用濃度范圍內(nèi)，從褐煤中提取的黃腐酸鉀的效果優(yōu)于從風(fēng)化煤中提取的黃腐酸鉀的效果，但無顯著性差異。