摘要:本研究通过查阅国内外相关文献,概述了含氨基酸水溶肥料的产品技术指标、施用方式、功能与作用以及在农业生产中的应用研究进展,并展望了在未来生态农业生产中的应用前景。结果表明,含氨基酸水溶肥料由于能够改善土壤性状、促进作物生长、增强作物光合作用、提高作物的产量和品质、增强植物的抗逆性和抗病虫害能力,被广泛应用于蔬菜、水果、粮食作物、园林植物、中药材等许多作物,其在未来生态农业的发展中将有着非常广阔的应用前景。
关键词:含氨基酸水溶肥料;应用;研究进展
随着研究的深入、分子生物学的发展以及实验方法的改进,越来越多的试验已证实植物可以直接吸收土壤中的小分子有机态营养,如脂肪酸、核酸、氨基酸等。20世纪初,植物氨基酸营养开始走进研究者的视野,学术界开启了植物氨基酸营养的研究。最早开始植物氨基酸营养的研究是在1908年,Lutz 成功的完成了氨基酸吸收的无菌试验,这是世界上第一次对有机态营养吸收的研究。直到20世纪90年代末,人们对植物有机氮营养的研究才逐渐增多,特别是在植物吸收氨基酸态氮营养方面取得了较大进展,氨基酸是一种有机化物,它的分子量大小不等,是蛋白质合成的前体物质,氨基酸可提供有机氮源,许多研究也证明了植物能够直接吸收氨基酸。氨基酸对植物的作用以及在生态环境方面的作用也在大量研究中得到了证明。从某种意义上来讲,氨基酸对植物生长是必不可少的。
含氨基酸水溶肥料是一款新型的功能型肥料,是指以游离氨基酸为主体,按适合植物生长所需养分比例,添加适量镁、钙中量元素或铁、锰、硼、锌、铜、钼微量元素而制成的液体或固体水溶肥。氨基酸水溶肥料由于能够改善土壤性状,促进作物生长,增强作物光合作用,提高作物的产量和品质,增强植物的抗逆性和抗病虫害能力,所以近年来,其应用和研究越来越受到人们的关注和认可。本文就含氨基酸水溶肥料及其应用效果进行简单介绍。
1 含氨基酸水溶肥料的产品技术指标和施用方式
1. 1 含氨基酸水溶肥料的产品技术指标
含氨基酸水溶肥料从外观上看可分为液体和固体两种;按产品类型又可分为中量元素型和微量元素型2种。含氨基酸水溶肥料标准(NY1429—2010)规定,含氨基酸水溶肥料液体产品和固体产品中游离氨基酸含量分别≥100g•L-1和10%;pH值(1:250 倍稀释)要在3. 0 ~ 9. 0;水不溶物含量分别≤50g•L-1和5. 0%;微量元素含量分别≥20g • L-1和2. 0%(微量元素含量指铁、锰、硼、锌、铜、钼含量之和,产品应至少包含一种微量元素,液体和固体产品中含量分别≥0. 5g•L-1和 0. 05%的单一微量元素均应计入微量元素含量中,液体和固体产品中钼元素含量分别≤5g·L-1和0. 5%);中量元素含量分别≥30g·L-1和3. 0%(中量元素含量指钙、镁元素含量之和,液体和固体产品中含量分别≥1. 0g·L-1 和 0. 1% 的单一中量元素均应计入中量元素含量中);重金属元素汞(Hg)、砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)的含量分别≤5、10、10、50、50mg·kg-1。
1. 2 含氨基酸水溶肥料的施用方式
在我国的各个地区,由于气候条件和土壤性质等都各不相同,也使得各地区在含氨基酸水溶肥料的施用方式上也各不相同,目前主要的施肥方式有叶面喷施、滴灌、冲施、浸种蘸根。
2 含氨基酸水溶肥料的功能与作用
2. 1 促进作物生长,提高叶绿素含量,增强叶片光合作用
在辣椒种植过程中用氨基酸液体肥料替代氮肥施用,辣椒的株高、茎粗、叶片数、株幅和叶绿素相对含量(SPAD)都要高于常规施肥处理,表明氨基酸液体肥料能促进辣椒的生长和叶片叶绿素含量的增加。在黄瓜上施用氨基酸肥料,黄瓜的SPAD、叶面积、光合速率、胞间CO2浓度以及蒸腾速率都比对照要高。
2. 2 增加农产品产量,改善农产品品质
在辣椒和豇豆根部灌施含氨基酸水溶肥料,能够提高辣椒和豇豆的产量,2季的种植中辣椒的增产幅度分别达8. 6%和7. 0%,豇豆的增产幅度分别达14. 7% 和11. 7%,灌施含氨基酸水溶肥料处理的辣椒和豇豆的可溶性糖含量、蛋白质含量和VC含量都要比对照处理高,硝酸盐含量比对照处理低,表明含氨基酸水溶肥料能够提高辣椒和豇豆的产量,改善辣椒和豇豆的品质。
2. 3 增强农作物的抗病性
在黄瓜种植过程中施用氨基酸肥料,能够增加土壤中放线菌和真菌的数量,减少黄瓜连作栽培中引起土传病害黄瓜镰刀霉菌枯萎病的致病菌尖孢镰刀菌的数量,使真菌/细菌比值显著提高,尖孢菌/真菌比值显著降低,降低了黄瓜枯萎病的发病率,对黄瓜枯萎病的防治率最高可达80%以上。表明氨基酸肥料能够增强黄瓜的抗病性。
2. 4 改善土壤理化性状,增强土壤肥力
以有机肥为基肥,在黄瓜种植过程中,根部灌施含氨基酸水溶肥料处理的土壤中铵态氮含量和硝态氮含量都显著高于根部灌施化肥的处理,在速效磷和速效钾含量方面,根部灌施含氨基酸水溶肥料处理高于根部灌施化肥的处理。在辣椒和豇豆根部灌施含氨基酸水溶肥料能够提高辣椒和豇豆土体土壤中过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的含量。上述研究均表明含氨基酸水溶肥料能够改善土壤理化性状,增强土壤肥力。
3 含氨基酸水溶肥料的应用研究
3. 1 含氨基酸水溶肥料在蔬菜上的应用
在小白菜上喷施氨基酸水溶肥料能够提高小白菜的株高、叶长、叶宽以及叶片数,同时能够提高小白菜的产量,比常规对照每667m2增产117. 8kg,增幅为6. 8%,具有极其显著的增产效果;在番茄上喷施含氨基酸水溶肥料能提高番茄的株高、单果重、单株果数以及含糖量,增强番茄叶片的绿色,显著增加了番茄的产量,施用含氨基酸水溶肥料处理比常规施肥处理的番茄每667m2增产470. 2kg,增产率为6. 7%;比喷施等量清水的处理每667m2增产385. 7kg,增产率为5. 4%;在菠菜上施用含氨基酸水溶肥料能够提高菠菜的株高和有效叶片数,降低夏季菠菜的抽薹率,施用含氨基酸水溶肥料的处理,菠菜产量折合23659kg·hm-2,比对照增产1133kg·hm-2,增产率5. 0%,达显著水平,施用含氨基酸水溶肥料的处理比对照可增加经济效益9830. 00元·hm-2,投入产出比为1∶7. 55。
3. 2 含氨基酸水溶肥料在水果上的应用
在草莓上喷施含氨基酸水溶肥料可促进草莓生长发育,草莓果色深红,叶色浓绿透亮,提高了草莓的单株果数、单果重以及草莓的含糖量,喷施含氨基酸水溶肥料可显著提高草莓的产量比,常规施肥处理每667m2增产82. 3 ~170. 1kg,增产幅度达7. 9% ~ 8. 4%;比喷施清水处理每667m2增产77. 9 ~ 140. 0kg,增产幅度达6. 8% ~ 7. 4%;在柑橘上喷施含氨基酸水溶肥料可提高柑橘春梢长度、春梢径粗、早秋稍长度以及单株挂果数,坐果率达7. 7%,比喷施清水处理和常规施肥处理分别增加了2. 5%和2. 8%,单株产量和可溶性固形物含量都比喷施清水处理和常规施肥处理要高,喷施含氨基酸水溶肥料处理的每667m2产量比喷施清水处理和常规施肥处理分别增加了564. 4kg和623. 8kg,增产幅度分别达13. 3%和14. 9%;在苹果作物上施用氨基酸水溶肥料果树叶片浓绿、厚、长势好,叶面积增大,果实色泽好,裂果率小,每株果实数量增多,单果重增大,并且在产量上,施用含氨基酸水溶肥料处理比对照每667m2增产531. 95kg,增产幅度达17. 0%。
3. 3 含氨基酸水溶肥料在粮食作物上的应用
在水稻上施用含氨基酸水溶肥料可以提高水稻的穗数、每穗粒数、千粒重,使水稻的抗病性增强,常规施肥处理+含氨基酸水溶肥料处理比常规施肥处理和常规施肥+等量清水处理在产量上每667m2分别增加了62kg和42kg以上,增产幅度分别高达9. 0%和7. 0%以上;在小麦上喷施含氨基酸水溶肥料能够提高小麦的株高、茎粗,小麦叶宽大、增厚,手感好,色浓,成穗率稍高,穗稍大,色深,显穗率高,籽粒饱满,提高了小麦的穗粒数和千粒重,比在常规施肥的基础上喷施等量清水每667m2增产64. 7kg,增产率为12. 54%,增产达到极显著水平;在大豆上喷施“爱尔乐”水溶氨基酸肥料可以提高大豆单株分枝数、单株有效荚数、单荚粒数、百粒重以及单株产量,比常规对照每667m2增产32. 23kg,增产幅度达17. 0%,达显著水平。
3. 4 含氨基酸水溶肥料在中药材上的应用
在党参上施用氨基酸肥料后,与对照相比,施用氨基酸肥料处理党参的根长、根粗、根重、蔓长、蔓重分别增加了1. 9cm、0. 5mm、0. 72g、0. 2cm、1. 46g,在产量上 ( 鲜重),施用氨基酸肥料处理比对照组增产2 075kg·hm-2,增产率达46. 9%;在柴胡现蕾抽苔期,用含氨基酸水溶肥料7500mL·hm-2兑水450kg·hm-2叶面喷施能显著提高柴胡的产量 (鲜重),产量达4510kg·hm-2,与对照相比增产453. 3kg·hm-2,增产幅度达11. 2%,增加净收益3933元·hm-2。
3. 5 含氨基酸水溶肥料在花卉和园林植物上的应用
在木本植物、草花、荫生植物、垂吊植物等园林植物上施用水溶性氨基酸肥料的研究结果表明,水溶性氨基酸肥料与常用复合肥对比,草花和观叶型室内植物可在短时间内提高植物的整齐性、叶色、花朵大小和数量,提高了园林植物的观赏性;在切花菊上施用氨基酸肥料可促进采前植株干物质的积累,达每株15. 1g,前期可促进植株对氮的吸收,后期可促进对磷和钾的吸收,氮、磷和钾含量在采前可达258. 9、27. 0和473. 3mg·株-1;同时还能提早花芽分化时间,增加采收时花枝株高、茎粗和花序直径,延长了采后的瓶插寿命。
3. 6 含氨基酸水溶肥料在其他作物上的应用
在茶叶上施用氨基酸水溶肥料能提高茶叶的产量,与空白对照相比每667m2干茶增产4. 42kg,增幅达9. 6%,显著高于空白对照,同时也提高了茶青百芽鲜重,降低了茶叶中的咖啡碱含量和总灰分含量,茶树的发病率降低,增强了茶树的抗逆性,且茶叶中农药残留检测结果达欧盟标准。在烟叶上喷施氨基酸水溶肥料可以提高烟叶的株高、茎围、单株收获叶片数、最大叶长和最大叶宽,喷施氨基酸水溶肥料处理的烟叶产量比对照每667m2增加12. 2kg,增产幅度达7. 2%,产量差异达极显著水平。
4 展望
含氨基酸水溶肥料的应用在我国是非常广泛的,它在改善土壤性状,促进作物生长,增强作物光合作用,提高作物的产量和品质以及增强植物的抗逆性和抗病虫害能力等方面具有重要的作用,是一种生态安全的新型肥料,对于我国农业的可持续发展具有重要意义。随着有机农业和生态农业越来越受到人们的关注,社会对环境保护的日益重视,植物有机营养研究水平的不断提高以及水肥一体化技术的不断完善和发展,含氨基酸水溶肥料在未来生态农业的发展中将有着非常广阔的应用前景。
浙江农业科学,中图分类号:S145.2 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2022)01-0001-04
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