加強云南蔗區甘蔗控釋肥研究和應用

李如丹，張躍彬，蘇火生，劉少春

（云南省農業科學院甘蔗研究所，開遠 661600）

云南省是我國甘蔗主產區，常年甘蔗種植面積保持在30萬hm2左右，“十一五”以來甘蔗工農業產值超過100億元。但近年來隨著云南蔗區經濟和社會的發展，由于花卉、蔬菜、煙草、中草藥等其它經濟作物的沖擊和競爭，種植甘蔗比較效益有降低的趨勢。種植甘蔗勞動強度大，勞動力成本不斷提高，成為阻礙甘蔗產業發展的主要因素之一。在勞動力缺乏的條件下，只有開發輕簡化的種植技術，減少勞動力的投入，才能提高種植甘蔗的效益。

控釋肥料（controlled-release fertilizer，CRF）是能夠控制養分供應速度的肥料。此類肥料是高分子聚合物包膜肥料，一般是包膜氮磷鉀復合肥或包膜尿素?？蒯尫实挠行冢话愣唐诘臑?個月，中期的為6～8個月，長期的為12～15個月，控釋肥的利用能有效地減少施肥次數，有效降低對環境的污染，減少勞動力的投入，控釋肥在許多作物上已經開展了廣泛深入的研究。利用國內外先進的緩/控釋肥研究和生產技術，根據甘蔗整個生長周期的需肥規律，研制甘蔗專用緩控釋肥，將有利于降低種植甘蔗勞動力的投入和蔗區環境的保護。

1 控釋肥研究的意義

大量研究數據表明我國氮肥的利用率不足40%；發達國家達到50%～60%，磷肥的利用率在10%～25%，鉀肥利用率在35%～50%[1]；提高肥料的利用率，減少施肥對土壤、水體的污染已成為研究的熱點。20世紀80年代以來，美國、日本、歐洲、以色列等發達國家都將研究重點由科學施肥技術轉向新型緩/控釋肥料的研制，力求從改變化肥自身的特性來大幅度提高肥料的利用率。目前的研究集中在通過物理方法利用薄膜包衣阻礙肥料的釋放，并在許多作物上應用起到了較好的調控效果。研究表明，施用控釋肥料可使養分利用率提高10%～30%，氮肥利用率可提高到50%～70%，達到相同或相近谷物產量水平，用肥量可減少10%～40%[2]。

2 國外控釋肥的研究和應用情況

控釋肥的研發和利用是施肥技術上的一場新的革命，是21世紀肥料研發的方向。美國、日本、加拿大、德國、以色列、印度、埃及等對肥料的控釋都作了較多的研究，各具特色，并形成了各自的產品。美國是世界上最早研究緩／控釋肥料的國家，最初以硫包衣尿素（SCU）為主，此外還有包硫氯化鉀（SCK）、包硫磷酸二銨（SCP）等。1979年日本相繼研制出具有精確控釋和緩釋的重功能的熱塑型及熱固型樹脂包膜肥料[2]。90年代，以色列研制成聚合物包膜，其基于膠粘物質的控釋裝一直處于世界領先水平。20紀90年代緩釋肥料主要是生產包膜尿素、熱固性樹脂包膜及含農藥的包膜肥、生物可降解的脂肪族聚酯和微晶石蠟包膜材料，目前則以生產可降解聚合物包膜肥料為主[3]。追求低成本、高效、容易降解、污染少的控釋肥已成為國外控釋肥的發展趨勢。

目前美國是世界最大的緩/控釋肥消費大國，消費量占世界總量65%，日本和歐洲分別占15%左右。美國消費的緩/控釋肥料92%用于非農業市場[4]，其中高爾夫球場占24%、專業保養草坪19%、苗圃及溫室15%，僅8%用于高價農作物如草莓、西紅柿、堅果、蔬菜、柑桔等，韓國開發的聚合物包膜肥主要用于水稻、園藝和蔬菜。緩/控釋肥的需求量每年以4%～5%的速度遞增。

3 國內控釋肥的研究進展

我國緩控釋肥研究始于20世紀70年代，我國控釋肥料的研究成果主要體現在包膜控釋肥料的研究改進。1974年，中科院南京土壤研究所以鈣鎂磷肥為包膜材料制出長效包膜碳銨；20世紀80年代，國內開始嘗試開展有機高分子聚合物包膜肥料的研制工作，國內已有多家研究單位具備試制包膜肥料的實驗設備。進入21世紀以來，我國的緩控釋肥技術（產品）不但在技術研發上獲得突破，熱固性樹脂、熱塑性樹脂、硫和硫加樹脂以及流程、工藝控制等關鍵技術上領先或達到國外先進水平，控釋肥生產成本逐漸降低，產品已投入商業化應用，與世界先進水平的距離不斷縮小。

4 控釋肥在作物上的應用效果

4.1 控釋肥在主要大田作物上的研究

目前控釋肥在大田作物上的研究比較廣、研究比較深入。控釋肥在水稻上已經做了很多研究，不同程度地提高了水稻的產量。李方敏2005年對控釋肥對水稻產量的影響進行了研究，結果表明美國控釋肥、自制控釋肥與未包膜的復合肥比較，早稻增產8.57%～12.45%，晚稻增產9.64%～11.49%；符建榮研究表明，移栽稻以尿素與控釋氮肥（LSP-100）按1∶1的比例混合，分別比尿素和硫銨分次施肥增產23.6%和9.2%；金正大緩控釋肥與當地常規施肥相比，水稻穗粒數、千粒重增加，秕粒數減少，水稻增產10.4%，增加經濟效益1917元/hm2[5-7]。控釋復肥施入土壤后磷的有效性較高，馬鈴薯植株的磷累積吸收量比普通化肥明顯增加，當季磷肥利用率顯著提高，產量顯著提高；朱紅英以玉米魯單50為供試品種，通過使用控釋肥料，產量增幅為1.98%～19.02%;與尿素基施相比，小麥施用包膜緩/控釋肥增產10.03%～11.17%，有效穗數和穗粒數增加。大豆施用控釋肥LP-SS100A，產量增加21.9%[8-10]。

4.2 控釋肥在經濟作物上的應用效果

國內關于控釋肥在蔬菜、果樹、園藝植物等經濟作物上的試驗和應用已有大量的研究報告，控釋肥的應用不同程度地提高產量和品質。黃云2002年研究表明辣椒對控釋氮肥中N的吸收利用率最高，達到44.4%，產量也提高1.88倍，同時提高辣椒的品質：果長、果寬、單果重及座果率等指標明顯高于其它速效肥品種[11]。施用澳格利茶葉緩控釋肥處理，比施用等養分俄羅斯進口復合肥處理，茶樹寬新梢長和每株著新梢數都顯著增加，春茶鮮葉測產，單產增產40.51%，茶葉硒、鋅和氨基酸含量增加，品質得到提高[12]。研究表明以無機包膜尿素、有機包膜尿素和北京產的聚烯烴包膜尿素為主要原料配制的專用控釋肥料作基肥施用，西瓜可比常規施肥分別增產9.43%、7.85%和27.17%，糖度增加，品質改善[13]。月季經控釋復肥處理后葉綠素相對含量、株高、莖粗、冠徑和生長勢均比普通復合肥和空白處理有明顯優勢。從觀賞價值來看，與普通復合肥相比，控釋復肥處理的月季開花早、花量多、花期長、顏色鮮艷、觀賞期長[14]。

5 控釋肥在甘蔗上的初步研究應用

控釋肥在多種作物上都有了深入的研究，但在甘蔗上的研究應用較少。目前國內金正大公司研制了甘蔗控釋肥，并在廣西、廣東進行了一些試驗示范。2007—2008年，游奕來以普通肥料與控釋肥料相結合的施肥方法較對照處理可減少2次追肥，糖錘度、蔗糖分、纖維分及蔗汁簡純度分別增加3.0%、4.1%、8.8%和1.8%，提高產量6.0%，每公頃提高生產效益1155元[15]。2008年，金正大集團聯合廣西農科院在廣西來賓市、武鳴縣開展大面積的甘蔗緩控釋肥試驗示范。大量試驗示范表明，金正大集團緩控釋肥料比普通肥料試驗效果顯著，這進一步證明了緩控釋肥具有增產、增效、節能等特點?？蒯尫试诟收嵘系膽玫臐摿€很大。

6 結合云南蔗區情況，研發適合甘蔗的控釋肥

6.1 甘蔗的需肥規律

甘蔗是C4作物，光合作用強烈，生長周期達10個月以上。對肥水的需求量較大。按照甘蔗噸糖田的管理要求，甘蔗從種植到收獲一共需要施3次肥。甘蔗一生需從土壤中吸收的營養元素多達19種，大量元素有氮、磷、鉀、硫、鈣、硅、鎂、碳、氫、氧；微量元素為鐵、錳、硼、鋅、鉬和氯。在整個生育期的需肥總量中，幼苗期占1%左右，分蘗期占8%～12%，伸長期占50%以上，成熟期占20%～40%。伸長期吸收氮量占總吸收量的50%～60%，磷和鉀各占70%；成熟期吸收氮占30%～40%，磷和鉀各占20%左右[16]。

6.2 云南主要蔗區養分狀況與甘蔗控釋肥的開發

關于云南蔗區養分狀況，已經做了大量研究，但是缺乏系統和較為全面的研究。云南蔗區差異較大，從2005—2008年郭家文對云南蔗區1450份土壤養分做了大量研究，其中土壤有機質、堿解氮、速效磷處于中等偏低水平。其中德宏蔗區，土壤肥力狀況較好，紅河州優于普洱、臨滄、玉溪新平和保山蔗區[17]。2009年，對云南滇西南6個縣有效Fe、Mn、Cu和Zn的分布進行研究，其中隴川縣有效Mn較為缺乏，越靠近滇西南蔗區土壤有效Zn就越缺乏[18]。

目前我國金大地開發的甘蔗控釋肥以6%熱塑性樹脂包膜硝酸鉀、7%熱塑性樹脂包膜硝酸鉀、5%熱塑性樹脂包膜磷酸銨、4%熱塑性樹脂包膜尿素、5%熱塑性樹脂包膜尿素、6%熱塑性樹脂包膜尿素、8%熱塑性樹脂包膜尿素、硫酸鉀復合肥等組分復配制得。但針對云南蔗區開發的控釋肥，除了考慮甘蔗在不同生長期對養分的需求狀況，還必須結合云南的氣候條件、土壤結構、蔗區土壤肥力狀況、土壤微量元素的差異，才能提高控釋肥的利用率，達到省時省工、環保、增產的效果。

[1]鄭圣先，聶軍，熊金英，等.控釋肥料提高氮素利用率的作用及對水稻效應的研究[J].植物營養與肥料學報，2001，7（1）：11-16.

[2]吳歡歡，李若楠，張彥才，等.我國緩/控釋肥料發展現狀、趨勢及對策[J].華北農學報，2009，24//增刊:263-267.

[3]祝紅福，熊遠福，鄒應斌，等.包膜型緩/控釋肥的究現狀及應用前景[J].化肥設計，2008，46（3）:234-238.

[4]許秀成，李藥萍，王好斌.包裹型緩釋/控制釋放肥料專題報告[J].磷肥與復肥，2000，15（4）:4-8.

[5]李方敏，樊小林，陳文東.控釋肥對水稻產量和氮肥利用效率的影響[J].植物營養與肥料學報，2005，11（4）:494-500.

[6]符建榮.控釋氮肥對水稻的增產效應及提高肥料利用率的研究[J].植物營養與肥料學報，2001，7（2）:145-152.

[7]李艷舫.金正大緩控釋肥在水稻上應用效果試驗[J].北方水稻，2009，39（6）:60-61.

[8]胡瑩瑩，張民，宋付朋.控釋復肥中磷素在馬鈴薯上的效應研究[J].植物營養與肥料學報，2003，9（2）:174-177.

[9]朱紅英，董樹亭，胡昌浩，等.不同控釋肥用量對玉米生產效應的影響[J].玉米科學，2007，15（2）:114-116.

[10]張秋英，劉曉冰，金劍，等.緩釋、控釋肥料對大豆植株養分吸收及產量的影響[J].中國生態農業學報，2002，10（4）:48-50.

[11]黃云，廖鐵軍，向華輝.控釋氮肥對辣椒的生理效應及利用率研究[J].植物營養與肥料學報，2002，8（4）:414-418.

[12]李元沅，劉富知，王亦如，等.澳格利茶葉緩控釋肥施用效果初報[J].茶葉通訊，2005，32（2）:12-14.

[13]方勇，馬軍偉，朱森林.施用專用控釋肥料對西瓜生長和產量品質的影響[J].中國農學通報，2004，20（6）:192-195.

[14]孫婭婷，張民，徐振，等.控釋復肥對盆栽月季土壤養分和生長發育的影響研究[J].水土保持學報，2007，21（3）:65-68.

[15]游奕來，甘道建，周柏權，等.控釋肥料在甘蔗生產上的應用效果研究[J].廣東農業科學，2008（6）:18-19.

[16]張躍彬.云南雙高甘蔗標準化綜合技術[M].昆明：云南科技出版社，2004.

[17]郭家文，張躍彬，劉少春，等.云南甘蔗主產區土壤有機質和速效養分分布研究[J].土壤通報，2010，41（4）：872-875.

[18]郭家文，張躍彬，劉少春.滇西南 6 縣蔗區的土壤有效 Fe、Mn、Cu、Zn 的分布特征研究[J].土壤通報，2009，40（1）：179-183.