有機營養肥料的研究進展、問題及對策

張祥會，馬曉曉，董 斌，林釗沐，華元剛*(．廣東農工商職業技術學院，廣東廣州 50507;．中國熱帶農業科學院橡膠研究所，海南儋州 57737;3．開平市農業科學研究所，廣東開平 59300)

長期以來，人們主要靠施加固態無機化肥來補給作物生長對土壤養分的需求。雖然傳統施肥可以有效地補充農作物體內大、中量元素，但長期在土壤中施用化肥也帶來很多問題。首先，采取傳統施肥方法，肥料利用率很低，浪費嚴重，污染環境。據統計，我國目前江河污染問題主要是由于化肥。其次，長期在土壤中施用化肥，致使土壤中有機質含量降低，影響土壤營養狀況，改變土壤結構。再次，長期在土壤中施用化肥，致使土壤養分不均衡，以致農產品品質下降。因此，如何提高肥料利用率，改善土壤肥力狀況，減少對環境污染，并且提高糧食的品質和產量。這成為我國乃至世界研究的熱點問題。

自李比希營養學說提出以來，人們一直認為植物只能吸收土壤中無機氮，而不能直接吸收有機氮，有機氮必須在分解后才能被吸收，故一直將礦質養分作為研究植物氮肥的重點。隨著研究的深入，越來越多的試驗表明植物也能直接吸收有機態的營養元素，有機肥料的利用率高，且可明顯提高作物的產量和品質。筆者擬從幾種常見的有機養分肥料入手，探討氨基酸、腐殖酸、核酸等有機肥料的研究進展及應用中存在的問題和應對策略。

1 氨基酸有機養分在農業中研究進展及應用

1．1 氨基酸肥料研究進展 氨基酸作為一種有機態的氮肥，可以直接被植物吸收。有研究發現，水稻幼苗對丙氨酸、組氨酸及谷氨酰胺的吸收效果比硫酸銨好。Schobert等［1］發現，蓖麻幼苗的根能從土壤中吸收脯氨酸進入木質部，其中一部分可轉化成丙氨酸和谷氨酸。Schiller等［2］研究表明，在缺乏無機氮源時，植物可以吸收氨基酸為氮源，主要吸收甘氨酸、絲氨酸。Thornton［3］發現，無菌根的黑麥草能吸收N15標記完整的甘氨酸分子，且3 h后超過80%的氨基酸保持完整分子。這證明氨基酸可以分子的形式被植物吸收。莫良玉等［4］研究表明，小麥能吸收甘氨酸、谷氨酸及賴氨酸等氨基酸態氮。吳良歡等［5］研究了氨基酸態氮和銨態氮對水稻營養效益及氮素營養的貢獻，發現等氮量的甘氨酸態氮單施或與銨態氮(NH4-N)配施，植物干重、吸氮量均大于銨態氮單施處理。劉慶城等［6］發現，芹菜莖葉可以直接吸收氨基酸。在王瑩等［7］研究中，氨基酸肥具有促進植物生長發育、增強抗逆性、提高作物產量的作用［7］。更多的研究不斷證明，植物可利用根、莖、葉直接吸收氨基酸分子，且有機態的氮對植物的生長發育有很好的促進作用。

氨基酸有機養分確實能促進作物吸收養分，增加作物養分的含量。Zahir等［8］發現，施用色氨酸能明顯提高馬鈴薯對氮的吸收，也能增加塊莖中氮、磷、鉀的含量，對馬鈴薯秸稈和塊莖產量沒有影響，對馬鈴薯的P和K的吸收沒有影響。Arshad［9］研究表明，施用一定濃度的色氨酸肥料能夠明顯地提高棉花的莖、根的干物質量和生物量，明顯提高株高，增加單株的分支數、花數、棉鈴數，也能增加棉花組織中氮、磷、鉀的濃度。

1．2 施用氨基酸有機養分對農作物的影響

1．2．1 氨基酸有機養分對農作物的增產作用。氨基酸水溶肥料在農業中取得很好的效果。李潮海等［10］發現，在棉花初花期，在葉面上噴施氨基酸螯合多元微肥能明顯提高棉花的坐桃率和產量，增產14．2% ～4．6%。許玉蘭等［11］發現，甘氨酸、亮氨酸對水稻苗的增質量分別是23．7%和30．0%，而且甘氨酸與亮氨酸混合配施，水稻苗的增加量達到41．2%。陳振德等［12］研究表明，對盆栽甘藍施用L－色氨酸，提前土施L－色氨酸，可以明顯提高甘藍的產量、干物質積累，并且明顯促進甘藍植株吸收氮、磷、鉀。李浩等［13］發現，獼猴桃上噴施氨基酸水溶性的肥料后，植株較健壯，葉片鮮綠，果實大小較均勻，且產量明顯增加，優質果的比例也得到提高。楊曉紅等［14］研究發現，噴施氨基酸液態肥后萵苣、小白菜、生菜產量都明顯增加，增產20%以上。氨基酸液態肥可以明顯增加植株蛋白質和碳水化合物的含量，有效改善作物產品的品質。楊麗雪等［15］研究表明，用高效綠色氨基酸螯合葉面肥處理白菜，能有效促進小白菜的生長發育，增加其產量，其葉片的氮素和葉綠素的含量都有所增加。通過施用氨基酸水溶肥可以增加農作物的產量［16］。

1．2．2 氨基酸有機養分對農作物品質的影響。施用氨基酸有機養分，可以改善農作物品質。倪淑君［17］在西瓜植株上噴施氨基酸復合微肥，發現西瓜植株的生長發育、坐瓜率、西瓜品質和產量都得到較明顯的提高，且對一些枯萎病有一定的防御作用。任海洋［18］研究表明，用氨基酸微肥拌種或對大豆噴施，可明顯促進大豆早熟，提高大豆產量，增加大豆的抗逆性。在蘋果的生長期，噴施或涂干氨基酸液態肥后，其葉色明顯得到改善，百葉重和葉綠素含量明顯得到提高，果實品質明顯改善。氨基酸液水溶葉面肥能促進果樹對營養的吸收，增加樹體 N、P、K、Ca、Zn、Fe、Mn、Cu 等營養含量［19－20］。黃玉溢等［21］發現，對水稻施用復合氨基酸螯合物復混肥能增加水稻粗蛋白的含量，增幅達23．1%。劉德輝等［22］用氨基酸螯合微肥分別處理小麥和后作水稻，發現小麥籽粒蛋白質和水稻蛋白質含量明顯增加。

1．2．3 氨基酸有機養分對農作物抗逆性的影響。施用氨基酸有機養分可以提高作物的抗逆性。趙景泉等［23］發現，用氨基酸生物液肥拌種，能健壯苗，增強植株的抗藥害能力。班宜民等［24］研究發現，氨基酸鉀肥處理能夠明顯改善小麥的碳氮循環，小麥莖稈硬度、彈性也得到明顯提高，同時明顯提高小麥的抗倒伏能力，增強抗紋枯病性。

2 腐殖酸有機養分在農業中研究進展及其作用

腐殖酸是自然界中一種大分子有機物質。它是由自然界中動植物經過復雜的生物作用和化學作用形成的產物。腐殖酸廣泛存在于褐煤、風化煤和泥炭中，占總有機質的50%～80%。腐殖酸分子的結構復雜，可與很多有機物、無機物發生作用。將分離得到的腐殖酸［25］與營養物質化合，可制成有機養分肥料。

腐殖酸能促進作物對營養物質的吸收。Adani等［26］分別用腐殖酸CP-A和CP-B處理西紅柿，發現它們明顯促進西紅柿對氮、磷、鐵和銅的吸收。華天懋等［27］在菠菜上施用腐殖酸，發現菠菜對氮、磷、鉀的吸收增加，菠菜營養狀況得到改善，且對促進氮的吸收效果最明顯，磷次之，鉀最小，明顯提高菠菜的葉綠素和維生素C的含量。于建國等［28］用生化腐殖酸處理蘋果輪紋病樹，發現生化腐殖酸能明顯提高蘋果樹葉片的氮、磷、鉀、鈣和鋅的含量。

腐殖酸是一種安全、環保的植物營養物質。有研究表明，噴施腐殖酸肥料后小麥產量比對照平均增產733．5 kg/hm2，增產率達 15．3%，達到 0．05 顯著水平［29］。腐殖酸能促進蛋白質、糖類和核酸的代謝，而且能提高呼吸酶活性。何萍等［30］研究表明，腐殖酸復肥能促進番茄的生長發育，明顯提高產量，改善番茄營養品質。劉華等［31］用不同濃度的有機腐殖酸多元鉀肥處理棉花，發現在棉花的蕾期、花鈴期噴施有機腐殖酸多元鉀肥，可達到保蕾增鈴的效果。彭正萍等［32］試驗表明，腐殖酸復合肥處理的油菜比化肥處理的顯著增產。侯桂蘭等［33］研究表明，施用惠滿豐腐殖酸活性的馬鈴薯取得顯著增產的效果。越來越多的研究表明，腐殖酸能促使農作物生長發育，提高產量，改善品質。

3 核酸肥料在農業中的研究與應用

核酸肥料是有機養分中的一種，能夠促進根系的吸收，提高植物的光合速率和作物的新陳代謝效率，且無毒、無害，符合現代生態農業的需要。邵吉安等［34］研究發現核苷酸復配劑處理可明顯提高茭白體內的鈣、鎂、鋅、鐵、銅含量。金子漁等［35］研究發現，核酸降能解產物能促進水稻對磷、鉀的吸收。

以往核苷酸被作為植物生長調節劑來研究，但后來發現核酸既促進農作物的生長，又能提高、改善農作物的品質，既有植物激素的作用，又有給農作物補充營養的作用［36］。

姜小文等［37］研究表明，經過核苷酸有機營養劑處理，柑橘單果重明顯提高。在20世紀80年代，核苷酸與礦質元素復配劑取得明顯的增產效果，增產率達到10%左右［38］。陳日遠等［39］發現，經過核苷酸和組合物葉面處理后，冬瓜植株葉綠素含量和光合速率明顯提高，且冬瓜的單果重、干物質含量和品質明顯提高。越來越多的研究表明，核苷酸能明顯促進植物的光合作用，改善產品的產量、品質。

4 存在的問題

4．1 傳統有機肥(農家肥)的利用率低下，效果緩慢 傳統有機肥又稱農家肥，如人糞尿、牧畜糞尿和廄肥、綠肥、堆肥和漚肥等，是指含有大量生物物質、動植物殘體、排泄物、生物廢物等的緩效肥料。有機肥主要成分是有機質，但也含動植物殘體釋放出的N、P、K等肥料元素。有機肥來源廣泛，成本較低，但是效果緩慢。

4．2 新型有機營養成本較高，制約應用推廣 經研究，發現有機營養(主要包括氨基酸、腐殖酸、核苷酸)在試驗中取得不錯的效果。但是，在生產中，由于新型肥料成本價格高于傳統化肥，直接制約在生產中應用推廣。另外，如果新型有機營養肥料也采取傳統施肥方式，那么會造成肥料的浪費，直接制約生產應用推廣。

4．3 對有機營養肥料重視不夠 隨著工業的迅猛發展，化學肥料在農業生產中起重要的增產作用，而有機肥料的使用需要較高的勞動強度，且效率低，當季增產不明顯，對改良土壤的作用人們又不能直接看到，所以相當一部分農民重視化肥的使用，而忽視有機肥料的使用。

5 對策

5．1 傳統有機肥配施生物菌肥 傳統有機肥需經發酵作用即微生物分解才能釋放出各種養分供植物吸收。傳統有機肥來源廣泛，成本較低。人們可以采取傳統有機肥配微生物菌肥措施。微生物菌肥可以分解有機肥，產生腐殖質、胡敏酸、氨基酸、黃腐酸等，且對種子萌發、根系生長均有刺激作用，促進作物生化代謝，改良土壤。微生物在分解過程中生成分泌酶、腐殖質，調節土壤物質，進行能量轉化，促進土壤團粒結構形成，增強土壤保水、保肥能力，提高土壤難溶性磷的有效性，增加產量，改善品質。另外，成本不高，操作簡單。

5．2 有機—無機肥料的復合，液體—固體肥料的配施 新型有機營養肥料成本較高，制約應用推廣。隨著農業的發展，有機—無機復混肥是未來的一個重要方向。它綜合有機肥和無機肥的特點，消除有機肥和無機肥的弱點，將有機肥和無機肥各自的優點集中于一個載體，大大降低成本［40］。另外，新型有機營養也可采取液態形式，有機營養成分溶在水中，更易被吸收。為了降低成本，提高利用率，人們可采取葉面噴施新型有機養分水溶肥，土壤配施傳統固態有機肥，再復合微生物菌肥的方法。

5．3 加強教育學習 要充分利用廣播、電視、舉辦培訓班、印發技術手冊等多種形式廣泛、深入宣傳其重要性，改變農民“重產出輕投入”、“重化肥輕有機肥”、“黑的不如白的好”的陳舊觀念，走有機—無機相結合的可持續發展道路。

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