腐植酸在水稻育苗上的研究综述

周橡棋 朱莹雪 马献发 安 宁 董雯昕 亢艳红 周紫琪

东北农业大学资源与环境学院 哈尔滨 150030

水稻是重要的粮食作物，民以食为天，水稻的重要性不言而喻。目前我国种植水稻的方法是先育秧、后移栽。想要培育出健康、茁壮的水稻，育苗起到非常重要的作用。水稻育苗对基质、苗床肥和土壤调理剂等都有一定的要求，水稻生长初期不需要大量的营养元素，但育苗过程中必需的17种营养元素不可缺少。育苗基质最好具有保热、保水性，温热、湿润的环境更有利于水稻秧苗的生长。水稻育苗用的苗床肥应当能够满足育苗中秧苗的生长需要。而苗床调理剂应具有调节苗床土结构从而培育出壮苗的良好效果。腐植酸作为优质的有机质，具有改良土壤结构、改善土壤理化性质、防治土壤环境污染和促进植物生长等作用，这些优良性质恰好可以满足水稻育苗中的各种要求。因此我们通过研究腐植酸类物质在基质、苗床肥以及土壤调理剂和生物刺激素等方面的应用优势来探讨腐植酸在水稻育苗方面的最佳应用模式，让腐植酸更好地应用到水稻育苗中，以促进水稻育苗技术的发展。

1 含腐植酸的水稻育苗基质

腐植酸广泛存在于地表水（海洋、湖泊、河流）、地下水、土壤和沉积物中[1]。到目前为止，腐植酸在农业领域主要应用于肥料、农药、基质和保水剂等方面[2]。

腐植酸类育苗基质种类繁多，目前应用较多的基质主要是泥炭或其他处理过的动植物残体与珍珠岩、蛭石等填充物按不同比例均匀混合处理后的能促进植物更好生长的混合物。

1.1 泥炭基质

泥炭是腐植酸三大来源之一，它的性质稳定，物理性质和化学性质协调得比较好，缓冲性能好，并且含有丰富的有机质，腐植酸为主要成分[3]。此外，泥炭在植物生育期还能协调水、肥、气、热。泥炭作为一些育苗基质的重要材料，其主要优势是降低肥料、耕作的成本，促使培育的水稻秧苗生长健壮[4]，达到促进水稻增产的效果。

然而使用泥炭作为基质也有一定的局限性，比如，泥炭资源是不可再生的，泥炭的成本也越来越高。因此，使用其他材料部分替代泥炭与寻找泥炭的完全替代物势在必行。有研究表明，可使用树皮、椰子壳、堆肥、生物炭等替代泥炭[5]。其中，使用农用堆肥作为替代品，可有效改善基质的理化性质[6]。同时发现泥炭与其他填充物如蛭石、珍珠岩等按合适的比例混合后形成的基质达到的效果更好，这就催生出了复合基质。

1.2 复合基质

单一基质的使用很难满足植物生长发育的需求，同时也为了降低成本，复合基质便广泛应用于植株的育秧和栽培中。复合基质是指有机与无机原材料按一定配比通过科学的方法混合而成的、优于单一基质的、用于植物栽培的混合物。复合基质的栽培基质配料有珍珠岩、锯末、岩棉、硅胶、泥炭、树皮、椰壳、作物秸秆、动物粪便、工业废渣等[7]。

复合基质对于育苗的效果一般都强于单一的基质。有研究证明，使用橄榄磨废料混合物（OMWM）作为基质栽培作物的效果优于泥炭基质，不仅效果提升的更强，而且节省成本，生态环保[8]。草炭、蛭石、珍珠岩按体积比4∶3∶2配制而成的复合基质，含腐植酸54.5 g/L（约11.85%），在此基础上再添加20 g/L的纯腐植酸对植株生长的促进作用最好[9]。

复合基质的推广应用减少了泥炭资源的损耗，节省了制作基质的成本，大大地降低了对环境的破坏，起到保护环境的作用。因此，在实际生产中得到了广泛应用，并且目前仍在不断地发展进步当中。

2 腐植酸肥料用于水稻育苗

腐植酸肥料优势巨大，其性能远优于普通化肥。腐植酸肥料营养全面、肥效长久，不会造成一般化肥带来的负面影响，有利于水稻育苗中壮苗的培育。目前肥料市场上也开发出了多种应用于水稻育苗的腐植酸类肥料。

2.1 腐植酸类肥料的优缺点

腐植酸做肥料有诸多优势，主要有以下几点：（1）腐植酸肥料含有N、P、K以及多种中微量营养元素，能够较好地满足作物发芽、生长所需的养分；（2）腐植酸肥料能够提高土壤的有机质含量和有效养分含量，能够改善土壤理化性质，促进秧苗对养分的吸收，从而提高肥料养分的利用率[10]；（3）腐植酸肥料能够调节土壤及土壤微生物群落结构，改善植物根际环境，有利于增强植株的抗逆性，提高产量[11]；（4）腐植酸肥料还可改善秧苗酶系统的运转[12]，提高水稻的品质等；（5）腐植酸肥料可防治普通化肥带来的环境问题，为发展生态农业提供了新型技术支撑。

在使用腐植酸肥料时，也需注意一些问题。例如，未经活化的腐植酸原料直接施用于土壤，作用不明显，见效慢等。因此，我们在利用腐植酸做肥料时，要谨慎，更要科学。

2.2 腐植酸肥料对水稻育苗的影响

（1）腐植酸肥料可以改善水稻秧苗质量、调节水稻秧苗生长发育，明显提高水稻产量。当腐植酸肥料用于水稻育苗时，可促进秧苗对营养的摄取，进而促进幼苗的根系发育。陈木兰等[13]的试验结果表明，泥炭作为水稻的育秧基质所培育出的不定根数、最长根长和根干重均大于对照，说明富含腐植酸类物质的泥炭在培育水稻秧苗时培育的秧苗根系基本性状更好，也可作为底肥掺入育苗基质。

（2）腐植酸肥料可以改善育苗土的理化性质和养分组成。刘春林等[14]经试验得出，由碳粉、玉米秸秆、泥炭、有机肥、沸石、细河沙和蛭石等按照一定比例混合而成的肥料对水稻的作用效果最好，此种肥料养分全面且含量高、理化性质好，培育出的水稻秧苗健壮、根系发育的最好、养分积累量最高，可达到状秧标准；且合适用量的腐植酸肥料可以提高水稻的株高、分蘖、根重，还可提高氮、钾的肥效以及植物必需营养元素铜、铁、锰、锌等的含量。

（3）腐植酸肥料可以提高水稻的抗逆性。腐植酸强大的吸水能力可提高水稻的抗旱性[15]；腐植酸可增强水稻的新陈代谢和光合作用，从而提高水稻的抗性[16]；合理施用腐植酸肥料可促进水稻苗期各项指标的改善，使苗期生长相互协调，促进壮秧形成，提高秧苗抗病、抗冻能力[17]。

（4）腐植酸作为肥料具有肥效长、肥力足、可促进养分释放等优点，能够极大地增强水稻的各项指标，从而促进增产。如王晓林等[18]和吴家强等[19]用黄腐酸处理水稻种子，根据研究结果得出：腐植酸苗床肥料通过促进水稻根系的生长发育、增强根系活力、提高水稻叶片叶绿体含量、促进水稻生长时的气体交换和光合效率、增加水稻的干物质积累，从而促进水稻增产。

（5）腐植酸肥料还可以防治水稻育苗中的污染和重金属离子的毒害作用，改善一系列由于使用化肥造成的土壤问题。张沁怡[20]和徐冰等[21]的盆栽试验研究表明，腐植酸苗床肥可降低水稻中镉等有毒元素的含量，增加水稻产品的淀粉含量、蛋白质含量、提高水稻的品质，并增加产量。腐植酸能有效改善水稻的农艺特性，且不会造成土壤板结、利用率低、环境污染等问题。

合理有效地施用腐植酸肥不仅能培育出高产优质的水稻苗，还使培育出的水稻壮苗更能适应恶劣环境，证明腐植酸肥料对水稻育苗技术的发展大有益处。

3 腐植酸土壤调理剂用于水稻育苗

腐植酸是富含营养的天然有机肥，可以供给水稻育苗时期所需的养分；腐植酸也是非常环保的土壤改良剂。因腐植酸具有丰富的养分、良好的理化性质、复杂的结构以及一定的生理活性等，故腐植酸可以应用于育苗基质苗床调理剂。

土壤调理剂是由农用保水剂及富含腐植酸的天然泥炭或其他有机物为主要原料，辅以生物活性成分及营养元素组成，经科学工艺加工而成的产品，有极其显著的“保水、增肥、透气”三大土壤调理性能[22]。

土壤调理剂具有改良土壤结构、调节土壤酸碱度、降低土壤盐碱危害、改善土壤水分状况及修复污染土壤等作用[23]。熊思健等[24]的试验结果表明，新型腐植酸土壤调理剂对治理酸性土壤和修复被镉污染的农田具有一定作用，其原因是腐植酸是一种带负电的胶体，施入苗床中能与各种重金属阳离子结合，通过吸附作用使其沉淀下来，降低重金属离子的有效性和活性，阻碍了重金属离子进入植物体，从而减免了重金属离子对植物的毒性[25]。

腐植酸土壤调理剂可同时作为有机生长调节剂，对水稻具有促进生根、调控生长、促进叶绿素生成、促进增产的作用。腐植酸通过刺激植物促进植物合成与增强抗逆性相关的物质，如蛋白质、相关酶类等，从而增强植物的抗性。如严萍等[26]研究结果表明：（1）腐植酸土壤调理剂对水稻幼苗的株高、鲜干重、根的总长度、根系活力都有一定的促进作用；（2）腐植酸土壤调理剂处理后水稻幼苗叶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）腐植酸土壤调理剂对水稻剑叶的叶绿素含量有一定的促进作用；（4）腐植酸土壤调理剂对水稻的每穗粒数和千粒重以及籽粒中淀粉和可溶性糖含量都有一定的促进作用。其作用机理为腐植酸由多种元素构成，一般含C 55%～65%、H 5.5%～6.6%、O 25%～35%、N 3%～4%，还有少许的S、P 等[27]。

腐植酸加入苗床土中，可通过富集土壤中的营养元素以促进水稻幼苗的生长。腐植酸通过促进植物分泌有机酸和提供微生物生长的合适环境以增强土壤微生物的活性，植物根的分泌物和土壤微生物活动能促进土壤中N、P、K等养分的转化，提高其有效性，从而增强植物对养分的吸收。此外，腐植酸是胶体，土壤团聚体也是一种胶体，二者通过絮凝作用形成团粒结构。土壤中的团粒结构增加，增强了土壤的保水、通气、保温的能力，使土壤适于植物生长。腐植酸还可结合土壤中的阳离子，形成腐植酸-腐植酸盐的缓冲溶液，从而改善土壤的pH。同时腐植酸胶体增加了土壤中的胶体数量，使得土壤中阳离子交换量（CEC）增加[28]。

4 腐植酸生物刺激素应用于水稻育苗

生物刺激素是指一类物质和（或）微生物，当被应用于植物叶围或根围时，可以刺激植物体内自然的生理过程，以提高植物体对养分的吸收和利用效率，增强其非生物胁迫抗性及提高品质，且功效与其营养成分相独立[29]。腐植酸类的生物刺激素是一种辅助作物生长的新成员。

谷端银[30]和张强等[31]研究发现经腐植酸处理的幼苗或种子能耐多种环境因素的胁迫，且合适浓度的腐植酸可促进水稻幼苗的生长和根系的形成，证明在水稻育苗过程中，用腐植酸生物刺激素浸种或喷施可使植株的活性氧含量处于合理的范围，进而增强水稻幼苗对不良环境因子的抗性，有利于幼苗苗期及之后的生长。腐植酸生物刺激素有着十分强的阳离子吸附和交换能力，输入土壤后能有效调节土壤的CEC、pH，并沉淀有毒重金属使其失活，优化土壤的理化性质。因此，腐植酸生物刺激素用于苗床土，不仅可以提高水稻幼苗的抗性，还可以有效改良水稻幼苗的生长环境，对于增强水稻秧苗质量具有十分重要的意义。

5 展望

近几年的研究表明，腐植酸在水稻育苗方面具有很大优势。但腐植酸在实践过程中还有许多不足的地方，需要我们不断去发现并完善，才能加快推进腐植酸的实际应用。腐植酸在水稻育苗方面应该推进以下3个方面的研究。

（1）推进对促进腐植酸养分释放的研究。

腐植酸是大分子有机物，所以养分的释放比较缓慢，从而使肥效期延长，在育苗期间秧苗可能会因为无法得到充足的养分而影响正常生长。但若将腐植酸与氮肥按一定比例配合施用，则可有效提升各养分的含量，弥补因肥效期长而导致的养分不足的状况[32]。总体上腐植酸肥料的N、P、K等含量较化肥低，各种元素的含量参差不齐，可能导致某些元素的含量不能满足秧苗的需求。因此，如何促进腐植酸的养分释放、提高腐植酸的活性，如何补充腐植酸没有或者缺少的养分等这些问题需要我们去进一步研究。

（2）推进对控制腐植酸用量的研究。

腐植酸进入水稻育苗基质的方式有多种，如作为基质、苗床肥、土壤调理剂等，因此也容易造成腐植酸的滥用。腐植酸过量施用可导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） 推进对腐植酸生产工艺、技术改良的研究。

现有的腐植酸厂家多为中小企业，生产工艺参差不齐，生产的腐植酸质量标准不一。因此，亟需加强对腐植酸生产工艺和技术改良的研究。