吕 硕 杨旭武 刘树桂邢明振

1 根力多生物科技股份有限公司 威县 054700

2 西北大学化学与材料科学学院 西安 710127

有关研究表明，腐植酸钾应用于小麦、玉米、水稻等多种粮食作物，能提高种子发芽率、作物抗逆能力、作物产量和品质等[1～4]，还可以改善土壤理化性质、改善土壤微生物丰富度、提升土壤肥力等[5]，可作为含腐植酸水溶肥料的原料，对我国发展生态农业和食品安全具有重要作用。目前，市场腐植酸钾产品种类繁多，质量参差不齐，价格差异较大。本文重点对比了12种不同厂家腐植酸钾样品的理化参数，研究了腐植酸钾筛选的关键指标，并初步探索了腐植酸钾对玉米生长的影响，以期为含腐植酸水溶肥料原料——腐植酸钾的筛选提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

从山西、河南、新疆、陕西、山东、河北等地的原料厂家选择价格相当的12种不同的矿物源腐植酸钾作为试验样品。

试验试剂：硫酸、碳酸氢钠、氢氧化钠、盐酸、无水氯化钙、四苯硼酸钠、四苯硼酸钾、乙二胺四乙酸二钠、焦磷酸钠、重铬酸钾、硫酸亚铁、氯化钡等，均为分析纯，购自天津红岩试剂厂。

1.2 试验方法

（1）水溶性腐植酸（含黄腐酸）含量测定。采用酸沉淀后氧化还原滴定法：参照《水溶肥料 腐植酸含量的测定》（NY/T 1971）中方法；称取样品0.2 g（精确至0.0001 g），用0.1 mol/L的氢氧化钠溶液溶解定容，吸取5 mL溶液于50 mL离心管中，加入5 mL 2 mol/L的硫酸溶液，溶液中的腐植酸在酸性条件下定量沉淀，其他非腐植酸类碳、氯离子等干扰物质存于溶液中。弃去滤液后，用定量重铬酸钾-硫酸溶液氧化沉淀中的有机碳，剩余重铬酸钾用硫酸亚铁标准滴定溶液滴定，以试剂空白为基准，根据样品氧化前后氧化剂消耗量，计算有机碳含量，经碳系数换算得样品水溶性腐植酸含量。

（2）氧化钾含量测定。参照《水溶肥料 总氮、有效磷、钾含量的测定》（NY/T 1977）方法；称取1 g样品（精确至0.0001 g），加热煮沸后，冷却、定容、过滤；定量吸取滤液，在弱碱性介质中，以四苯硼酸钠溶液沉淀试样溶液中的钾离子，用四苯硼酸钾重量法测定钾含量。

（3）黄腐酸含量测定。参照《黄腐酸钾》（HG/T 5334），称取试样0.2 g（精确至0.0001 g），用沸水浴浸提2 h，冷却、定容、过滤；取滤液用4 mol/L硫酸调节pH约为1，定容过滤，取一定量滤液加入定量重铬酸钾-硫酸溶液氧化有机碳，剩余重铬酸钾用硫酸亚铁标准滴定溶液滴定，以试剂空白为基准，根据样品氧化前后氧化剂消耗量，计算有机碳含量，经碳系数换算得样品黄腐酸含量。

（4）黄腐酸占水溶性腐植酸比例。黄腐酸占水溶性腐植酸比例=测得黄腐酸含量/水溶性腐植酸含量×100%。

（5）酸性条件下水不溶物含量测定。称取30 g样品于预先干燥的离心管中，离心管中加入250 mL自来水，加6 mol/L硫酸溶液，调节pH=4.0（含腐植酸水溶肥料中pH范围是4.0～10.0，因生产含腐植酸水溶肥料，在碱性环境时氮养分可能会挥发损失，酸性原料一般生产成本低，故本实验选pH=4.0下水不溶物含量的测定），离心机3000 r/min离心10 min，倒掉清液，然后105 ℃干燥至恒重（需进行检查性干燥），称取水不溶物重量。

（6）E4/E6值的测定。E4/E6值的大小与分子量有关，分子量越大，E4/E6值越低[6]。将20 mg样品溶于0.05 mol/L的碳酸氢钠溶液中，以0.05 mol/L的碳酸氢钠为参比溶液，分别测定样品在465、665 nm处的吸光度，求其比值。

（7）凝聚限度的测定。凝聚限度是反应腐植酸钾在可溶状态下耐电解质絮凝作用能力的一种度量。0.02%腐植酸钾溶液在1 h内絮凝时需要加入电解质氯化钙的最小mmol量。

（8）玉米盆栽试验。用不同腐植酸钾配制成的含腐植酸水溶肥料做玉米（三叶期）盆栽试验。分别取黄腐酸占水溶性腐植酸比例为13.0%、51.2%、75.0%、86.6%、93.5%的5个样品，以水溶性腐植酸含量结果为依据配制成N-P2O5-K2O：150-0-50 g/L的含腐植酸水溶肥料，其中腐植酸含量为30 g/L，分别为处理1、处理2、处理3、处理4、处理5；用不含腐植酸的150-0-50 g/L水溶肥料做空白对照；用制得的含腐植酸水溶肥料200倍稀释液每5天为玉米浇施1次，20天后，取出植株清洗根部，测定其根长、根干重、地上部鲜重和干重。

1.3 数据分析

试验数据采用SPSS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同样品氧化钾和水溶性腐植酸含量检测结果与数据分析

表1为不同样品氧化钾和水溶性腐植酸含量的检测结果。由表可知，12种不同厂家的腐植酸钾样品中氧化钾含量、水溶性腐植酸含量差异显著；虽钾元素、腐植酸对植物生长起到不可或缺的作用，但只考虑二者含量而判断产品好坏是不全面的。

2.2 不同样品黄腐酸含量、黄腐酸占水溶性腐植酸比例、酸性条件下水不溶物含量、E4/E6值及凝聚限度的检测结果与数据分析

表2为不同样品的黄腐酸含量、黄腐酸占水溶性腐植酸比例、酸性条件下水不溶物含量、E4/E6值及凝聚限度的检测结果。由表可知，黄腐酸占水溶性腐植酸比例、E4/E6值和凝聚限度呈正相关性，和酸性条件下水不溶物含量的变化呈相反趋势。表现为黄腐酸占水溶性腐植酸比例越高，凝聚限度越高，酸性条件下水不溶物含量越少。不同样品之间的黄腐酸含量、凝聚限度存在显著差异的少，而不同样品之间的黄腐酸占水溶性腐植酸比例、酸性条件下水不溶物含量、E4/E6值指标存在显著差异较多。

表 1 不同样品氧化钾和水溶性腐植酸含量检测结果Tab.1 Detection results of potassium oxide and water-soluble humic acid content of different samples %

表2 不同样品黄腐酸含量、黄腐酸占水溶性腐植酸比例、酸性条件下水不溶物含量、E4/E6值及凝聚限度检测结果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 不同处理对玉米前期生长的影响

通过对比观察不同处理对玉米生长的影响（表3），最长根长和根重是反映根系形态和植物生长状况的2个重要指标，由表3可以看出，以不同黄腐酸占水溶性腐植酸比例配制成的含腐植酸水溶肥料，黄腐酸占水溶性腐植酸比例越高，玉米生长越好，不同处理间呈现出显著差异，且以黄腐酸占水溶性腐植酸比例为93.5%的处理5玉米生长最好，显著优于其他处理。这说明，黄腐酸分子量小，生物活性高，可被植物吸收利用，进而促进植物生长发育；在腐植酸添加量相同的情况下，黄腐酸含量 越高，施用效果越好。

表3 不同处理对玉米生长的影响Tab.3 Effects of different treatments on the growth of maize

3 结论与讨论

（1）黄腐酸占水溶性腐植酸的比例和酸性条件下水不溶物含量呈负相关性，这说明含腐植酸水溶肥料的原料腐植酸钾中黄腐酸占水溶性腐植酸的比例越高，在酸性肥料体系中，水不溶物的含量越低，越适合于喷灌、滴灌等大农业的施用。凝聚限度标志着腐植酸在水溶液中对电解质的稳定性。凝聚限度高的样品，具有很强的抗硬水能力，使该产品在农业应用上更具优势。黄腐酸占水溶性腐植酸的比例和E4/E6值呈正相关性；黄腐酸占水溶性腐植酸的比例越高，E4/E6值越大。

（2）通过对比12种不同厂家生产的腐植酸钾样品的理化指标，其中不同样品之间的黄腐酸含量、凝聚限度存在显著差异的少，对比这2个指标很难区分腐植酸钾的优劣；而黄腐酸占水溶性腐植酸的比例、酸性条件下水不溶物含量、E4/E6值指标之间存在显著差异较多，最终确定黄腐酸占水溶性腐植酸的比例、酸性条件下水不溶物含量、E4/E6值这3个指标作为筛选生产含腐植酸水溶肥料原料——优质腐植酸钾的依据，即黄腐酸占水溶性腐植酸的比例越高、酸性条件下水不溶物含量越少、E4/E6值越大的腐植酸钾越适合做生产含腐植酸水溶肥料的原料。

（3）通过玉米盆栽试验，对比不同黄腐酸占水溶性腐植酸比例的腐植酸钾样品制成的含腐植酸水溶肥料对玉米生长的影响，发现黄腐酸占水溶性腐植酸比例高的处理对玉米生长更具有促进作用，用应用效果验证了筛选指标的正确性。

（4）因本试验选用腐植酸钾样品数量有限，对作为含腐植酸水溶肥料原料的腐植酸钾各筛选指标的界定值，如黄腐酸占水溶性腐植酸比例必须高于多少、酸性条件下水不溶物含量必须小于多少、E4/E6值应该大于多少，还需要进一步研究。