一種有機(jī)水溶肥的研制及在水稻上的肥效驗(yàn)證*

段婉青，曾德芳**，方金福，田 旭，容偉乾，趙保林，劉翠娥，張保磊，陳三秀

(1.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，武漢，430070；2.武漢劉丫種養(yǎng)殖有限公司，武漢，430303；3.卓爾發(fā)展(孝感)有限公司，湖北，432013；4.武漢廣廈潤田農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，武漢，430091)

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，提高糧食產(chǎn)量、降低化肥和農(nóng)藥污染一直是我國農(nóng)業(yè)的主要話題。水稻是我國最主要的糧食作物。因此，如何提高水稻產(chǎn)量，降低其化肥和農(nóng)藥污染是目前的一項(xiàng)重要研究課題[1-2]。通過查閱大量資料和試驗(yàn)研究，研制出了一種用于水稻的新型高效環(huán)保型有機(jī)水溶肥。對(duì)其在水稻上的肥效進(jìn)行了驗(yàn)證。

1 材料與方法

1.1 主要藥品與儀器設(shè)備

主要藥品：改性多糖高分子(自制)，硫酸鉀、腐殖酸鈣、TX-10、季戊四醇(分析純，湖北大學(xué)化工廠)，生物抑菌劑(自制)，無離子水(自制)。

主要儀器設(shè)備：電子天平(FA2001型，上海悅豐儀器儀表有限公司)，電子恒速攪拌器(GS28B型，上海安亭電子儀器廠)，0.5噸搪瓷反應(yīng)釜(河南太康縣一諾醫(yī)藥化工容器有限公司)，100目孔徑過濾器(西安瑞川凈化設(shè)備有限公司安)。

1.2 試驗(yàn)肥料和農(nóng)藥

試驗(yàn)肥料：自制高效環(huán)保型有機(jī)水溶肥；

對(duì)照施肥和農(nóng)藥(CK)：史丹利顆粒復(fù)合肥；呋喃丹、速滅威等農(nóng)藥。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 高效環(huán)保型有機(jī)水溶肥的制備方法

首先將改性多糖高分子制備成可溶于水的改性多糖高分子乳液，然后將其與其他生物和化學(xué)助劑混合后采用一定的技術(shù)工藝制備而成。

1) 改性多糖高分子乳液的制備：

將改性多糖高分子與非離子表面活性劑6501和陰離子表面活性劑十二烷

基苯磺酸鈉按10∶0.5∶0.5的質(zhì)量比混合后，再在 1500 r/min 的高速攪拌下高速攪拌5小時(shí)，再將該混合液與水按10∶8的質(zhì)量比在 1500 r/min 的高速攪拌下高速攪拌 3 h，得到改性多糖高分子乳液。

2) 高效環(huán)保型有機(jī)水溶肥成品的制備：

將以上制備的改性多糖高分子乳液與無離子水、硫酸鉀、腐殖酸鈣、TX-10、生物抑菌劑、季戊四醇等物質(zhì)按10∶35∶5∶3∶0.5∶1∶0.2的質(zhì)量比依次緩慢加入到搪瓷反應(yīng)釜中，在 60 ℃ 和 500 r/min 的條件下恒溫?cái)嚢?5 h，最后用100目孔徑的過濾器器進(jìn)行過濾，最后得到高效環(huán)保型有機(jī)水溶肥成品。

2 高效環(huán)保型有機(jī)水溶肥用于水稻的的肥效驗(yàn)證

該有機(jī)水溶肥用于水稻的方法是依次采用“浸種、拌種、葉面噴施”等三部曲進(jìn)行施肥，并在其中采用不同用量和方式來篩選出產(chǎn)量最高的施肥方案，并與傳統(tǒng)化肥農(nóng)藥的對(duì)照(CK)進(jìn)行同比試驗(yàn)。

水稻先經(jīng)過浸種和拌種后置入大棚進(jìn)行育秧，水稻浸種液分為1∶500浸種，1∶250等兩種兌水比例的浸種液，分別對(duì)同一種水稻種子浸種，浸種完后再按1∶30肥種比進(jìn)行拌種，拌種完后與與傳統(tǒng)水稻一起全部送入育秧大棚進(jìn)行育秧，在育秧期間，分別在苗高 5 cm 和 10 cm 時(shí)對(duì)禾之壯有機(jī)肥處理后的水稻秧苗進(jìn)行葉面噴施，噴施液為1∶500兌水的該有機(jī)水溶肥，經(jīng)過 28 d 育秧后移出大棚進(jìn)行移栽。將一塊0.6畝左右條件相同的水稻試驗(yàn)田均分為16個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū) 25 m2，將以上大棚移出的4個(gè)處理水稻秧苗進(jìn)行4次重復(fù)操作，按以下圖1分布圖對(duì)號(hào)入座移栽于水稻田中，然后再進(jìn)行水稻孕穗期的第3次噴施和灌漿期的第4次噴施，共4次噴施。最后對(duì)這16個(gè)處理進(jìn)行長勢(shì)、病蟲害情況和產(chǎn)量等指標(biāo)的測(cè)試分析，最后得到相關(guān)對(duì)比指標(biāo)，全部試驗(yàn)結(jié)束。水稻小區(qū)試驗(yàn)方案的試驗(yàn)田分布圖見下圖1所示。

圖1 該有機(jī)水溶肥的水稻小區(qū)試驗(yàn)田分布圖

2.1 處理1

常規(guī)底肥+浸種(1∶500倍稀釋)+ 拌種(1∶1稀釋，肥種比1∶30)+噴施(1∶500稀釋，育苗大棚內(nèi)苗高 5 cm 噴第1次，其后第14天噴第2次，孕穗期噴施第3次，灌漿期噴施第4次，每次每畝水稻的噴施的用量為30公斤的1∶500兌水稀釋后的禾之壯有機(jī)水溶肥。

2.2 處理2

50%常規(guī)底肥+浸種(1∶250稀釋)+ 拌種(1∶1稀釋，水種比1∶30)+ 噴施(1∶500稀釋，苗高 5 cm 噴第1次，其后第14天噴第2次，孕穗期噴施第3次，灌漿期噴施第4次，每次每畝水稻的噴施的用量為30公斤的1∶500兌水稀釋后的禾之壯有機(jī)水溶肥。

2.3 處理3

常規(guī)施肥+浸種(1∶250稀釋)+拌種(1∶1稀釋，肥種比1∶30)+噴施(1∶500稀釋，育苗大棚內(nèi)苗高 5 cm 噴第1次，其后第14天噴第2次，孕穗期噴施第3次，灌漿期噴施第4次，每次每畝水稻的噴施的用量為30公斤的1∶500兌水稀釋后的禾之壯有機(jī)水溶肥。

2.4 處理4(CK)

常規(guī)傳統(tǒng)的史丹利復(fù)合肥施肥及農(nóng)藥噴施(CK)

3 結(jié)果與討論

3.1 水稻測(cè)產(chǎn)結(jié)果

于2021年9月15日對(duì)以上試驗(yàn)小區(qū)的16個(gè)處理水稻進(jìn)行人工收割、曬干、脫粒和稱重測(cè)產(chǎn)，測(cè)產(chǎn)結(jié)果見表1所示。

表1 各處理水稻單產(chǎn)畝產(chǎn)及其比較值

由以上表1可以看出，在以上4個(gè)參試的水稻中，它們的水稻平均畝產(chǎn)從高到低依次排序?yàn)椋禾幚?>處理1>處理3>CK，其中處理2的平均畝產(chǎn)最高 685 kg/畝，它較施用傳統(tǒng)化肥農(nóng)藥的水稻CK的平均畝產(chǎn)提高了24.9%。所以，處理2的施肥工藝和方法是該有機(jī)水溶肥用于水稻的最佳是施肥工藝和方法。

3.2 水稻肥料、農(nóng)藥成本及其病蟲害情況的比較

該有機(jī)水溶肥用于水稻的肥料成本以及病蟲害情況與傳統(tǒng)化肥農(nóng)藥成本和病蟲害情況的比較見表2。

表2 肥料農(nóng)藥成本和病蟲害情況的比較

由表2可以看出，使用該高效環(huán)保型有機(jī)水溶肥后，水稻的肥料和農(nóng)藥的成本大幅下降，病蟲害情況基本相當(dāng)。因?yàn)樵撚袡C(jī)水溶肥是用驅(qū)避而非殺滅的方式來防治病蟲害的，所以農(nóng)殘大大減少。

3.3 該高效環(huán)保型有機(jī)水溶肥的作用機(jī)理分析

1) 增產(chǎn)原理分析[3-4]：

該有機(jī)水溶肥不是靠氮磷鉀來促進(jìn)作物增產(chǎn)，而主要是通過激活植物內(nèi)部的酶來促進(jìn)作物生長和增產(chǎn)，酶的活性提高可使作物分孽數(shù)、含漿量和果實(shí)量等都得到提高，從而達(dá)到增產(chǎn)目的。同時(shí)，該改性多糖高分子可提高作物光合作用和逆抗性，也可起到增產(chǎn)作用。

2)防病機(jī)理分析

該有機(jī)水溶肥中的改性多糖高分子可以破壞或阻斷植物體內(nèi)微生物病菌的繁衍或細(xì)胞的新陳代謝，對(duì)作物病菌有顯著的抑制作用，從而達(dá)到防病目的。

3) 防蟲機(jī)理分析

該有機(jī)水溶肥中的改性多糖高分子對(duì)蟲害有一種天然的排異作用，害蟲吃了附有該有機(jī)水溶肥中的作物后產(chǎn)生胃部和嗅覺不適，不再繼續(xù)吃作物了或近而遠(yuǎn)之，在防蟲的同時(shí)也保護(hù)了生物多樣性。

4 結(jié)論

(1)以改性多糖高分子為主要活性成分、輔之以其他生物和化學(xué)助劑制備出一種高效環(huán)保型的有機(jī)水溶肥，用該有機(jī)水溶肥取代傳統(tǒng)化肥和農(nóng)藥用于水稻種植，可以使水稻畝產(chǎn)提高24.9%，使用肥成本大幅下降，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)該高效環(huán)保型的有機(jī)水溶肥的創(chuàng)新之處在于，用激活酶而非氮磷鉀來促進(jìn)作物增產(chǎn)，用驅(qū)避和抑制的方式來防治作物病蟲害，在增產(chǎn)的同時(shí)又不給環(huán)境留下任何污染，具有顯著的生態(tài)環(huán)保效益。