溫控肥技術(shù)及驅(qū)蟲抑蟲功效探討

摘 要 糧食增產(chǎn)增收離不開肥料的投入，提高肥料利用率是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素，緩控肥的興起主要是提高養(yǎng)分利用，減少肥料浪費(fèi)流失，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。溫控肥的研發(fā)應(yīng)用針對(duì)如何養(yǎng)分提高利用率，減少肥料養(yǎng)分流失，特別是具備的抑蟲驅(qū)蟲功能性，找到了突破點(diǎn)，屬于環(huán)境友好型肥料，控制養(yǎng)分釋放與作物吸收同步的效果，是一種新型緩控釋肥。

關(guān)鍵詞 溫控肥；環(huán)保肥料；抑蟲驅(qū)蟲

中圖分類號(hào)：F767.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.36.070

1 基本概念

溫控緩釋肥料簡(jiǎn)稱溫控肥，又稱為驅(qū)蟲環(huán)保溫控肥，顧名思義就是利用土壤溫度的變化來控制養(yǎng)分釋放速度的肥料，具有控制肥料養(yǎng)分釋放速度的功能，屬于緩控釋肥料的一種。

2 研發(fā)歷程

我國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家，也是農(nóng)業(yè)大國(guó)，改革開放以來，中國(guó)取得了舉世矚目的成就，糧食、棉花、油菜、蔬菜、水果等主要農(nóng)作物生產(chǎn)總量居世界首位，我國(guó)用占世界9%的土地養(yǎng)活了占世界22%的人口。肥料作為糧食的“糧食”，其對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)到40%以上，在糧食的增產(chǎn)增收中起到了決定性的作用，但隨之而來的是施肥過量帶來的施肥不均衡、肥料利用率低、養(yǎng)分損失嚴(yán)重等一系列問題，由此導(dǎo)致的過量施肥對(duì)土壤、水體、空氣所造成的污染等問題日益引起人們的重視。因此緩控釋功能肥料已經(jīng)成為肥料界研究領(lǐng)域中新的熱點(diǎn)。

徐秋明老師作為國(guó)內(nèi)最早研究控釋肥的專家之一，長(zhǎng)期從事土壤肥料研究，獲得國(guó)內(nèi)多次獎(jiǎng)項(xiàng)，共發(fā)表過論文多篇，獲專利幾十項(xiàng)；主持北京市科委下達(dá)的重點(diǎn)研究項(xiàng)目“控釋肥料的研究與開發(fā)”；參加科委重點(diǎn)項(xiàng)目“新型肥料產(chǎn)業(yè)化研究”，主持樹脂包衣肥料設(shè)備、材料及應(yīng)用研究與開發(fā)；在科技部“新型肥料產(chǎn)業(yè)化研究”項(xiàng)目任副主持；參與重大項(xiàng)目“新型肥料研究中心建設(shè)”，任首席專家，負(fù)責(zé)控緩釋肥料、有機(jī)肥料、生物肥料、液體肥料研究開發(fā)的技術(shù)工作；參加中國(guó)農(nóng)科院主持的科技部863項(xiàng)目“環(huán)境友好型肥料的研制與產(chǎn)業(yè)化”，負(fù)責(zé)控釋肥料研究與開發(fā)；參加科技部重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“生態(tài)農(nóng)業(yè)”中“新型肥料開發(fā)”子項(xiàng)目，任控緩釋肥料研究方面的負(fù)責(zé)人；參加市科委重大項(xiàng)目“新型肥料產(chǎn)業(yè)化提升”，任專題主持；2002年，“控釋復(fù)混肥料”被列為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品，研制出我國(guó)第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性噴流式顆粒肥料包衣機(jī)；自行研制肥料包衣配方，成功地研制出可控性養(yǎng)分釋放包衣尿素肥料，并在水稻、玉米等大田作物上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，在水田中或者在土壤肥力較差地區(qū)和漏水漏肥較嚴(yán)重地區(qū)，對(duì)比普通氮肥，可節(jié)省氮肥1/3以上而不減產(chǎn)或略有增產(chǎn)，獲得良好效果。這項(xiàng)成果填補(bǔ)了我國(guó)在控釋肥料制造應(yīng)用方面的空白，使我所在國(guó)內(nèi)肥料同行業(yè)中，處于領(lǐng)先地位。

2008年開始，徐秋明老師帶領(lǐng)學(xué)生葉青軍在全國(guó)建立環(huán)保溫控肥研究生產(chǎn)基地，實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，研發(fā)生產(chǎn)具有抑蟲、驅(qū)蟲功能的環(huán)保溫控肥，由其學(xué)生葉青軍在全國(guó)各地大范圍的推廣應(yīng)用，在玉米、水稻、花生、大豆、果樹、雜糧、蔬菜和向日葵等經(jīng)濟(jì)作物和大田作物上效果顯著，并獲得了多項(xiàng)國(guó)家專利，涵蓋了技術(shù)、工藝、設(shè)備、系統(tǒng)、應(yīng)用等綜合知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其中一項(xiàng)主要的專利是一種生產(chǎn)具有抑蟲和驅(qū)蟲功能的環(huán)保溫控肥，通過多年應(yīng)用驗(yàn)證，給予溫控肥了一個(gè)綜合性的定義。

目前主要是利于包膜技術(shù)針對(duì)作物需要的基礎(chǔ)氮、鉀元素實(shí)施包膜，控制養(yǎng)分在土壤中的釋放速度，減緩釋放時(shí)間，解決作物吸收過剩，提高養(yǎng)分利用率，實(shí)現(xiàn)作物生長(zhǎng)全過程的養(yǎng)分供給，減少養(yǎng)分流失和投入成本的浪費(fèi)。

3 釋放原理

溫控肥的釋放原理是通過高分子樹脂包膜來完成養(yǎng)分與水分及農(nóng)作物之間的物質(zhì)傳遞。當(dāng)肥料施入土壤后，土壤水分從膜微孔進(jìn)入，溶解了一部分養(yǎng)分，然后通過膜微孔釋放出來，當(dāng)溫度升高時(shí)，植物生長(zhǎng)加快，養(yǎng)分需求量加大時(shí)，膜表面微孔擴(kuò)張，膜內(nèi)養(yǎng)分滲透速度加快，養(yǎng)分通過微孔加速釋放；當(dāng)溫度降低時(shí)，植物生長(zhǎng)緩慢或休眠，肥料表面微孔也隨之收縮，養(yǎng)分釋放速率也隨之變慢釋放。此外，作物吸收養(yǎng)分多時(shí)，肥料顆粒膜外側(cè)養(yǎng)分濃度下降，造成膜內(nèi)外濃度梯度增大，肥料釋放速率加快，從而達(dá)到養(yǎng)分精準(zhǔn)釋放，實(shí)現(xiàn)作物吸收與養(yǎng)分釋放同步的目的，最大限度提高肥料利用率。滿足作物全過程生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求。

另外，為最大限度提升肥料利用率，在包膜的過程中，采用了全密閉懸浮噴涂逐層包膜工藝，利用了天然植物油脂來溶解外層膜，其油脂本身所特有的芳香成分，可以有效趨避土壤中的一些害蟲，故而具有溫控、節(jié)能、護(hù)苗、抑驅(qū)蟲的特征，減少養(yǎng)分流失，提高利用率，減少成本投入，提升經(jīng)濟(jì)效益。

4 功效特點(diǎn)

4.1 溫控精準(zhǔn)釋放功效

作物的生長(zhǎng)主要取決于溫度、水分、陽光等自然條件，土壤溫度越高，作物生長(zhǎng)加快，自然需求的養(yǎng)分也就越多。當(dāng)溫度升高，環(huán)保溫控肥包膜上的營(yíng)養(yǎng)微孔逐漸擴(kuò)張，水分通過營(yíng)養(yǎng)微孔進(jìn)入包膜內(nèi)溶解養(yǎng)分，溶出的養(yǎng)分通過作物的次生根系被吸收到作物的各個(gè)器官，從而滿足作物快速生長(zhǎng)的需要；當(dāng)土壤溫度降低，作物生長(zhǎng)緩慢，對(duì)養(yǎng)分需求相對(duì)減少，包膜上的喇叭口呈“倒置狀”，把養(yǎng)分鎖住，等到地溫回升時(shí)，再次釋放養(yǎng)分。從而達(dá)到養(yǎng)分曲線與作物需求相一致的精準(zhǔn)釋放。

肥料外層包膜在土壤水分含量達(dá)到飽和值時(shí)，養(yǎng)分的溶出速率只受溫度的影響，溫度增高，釋放加快，溫度降低，釋放減緩；而土壤水分含量增加、pH值及其土壤中的微生物等對(duì)其養(yǎng)分釋放速率沒有影響。

4.2 抑蟲、驅(qū)蟲護(hù)苗功效

采用的植物油脂松節(jié)油溶劑是一種由松樹木本提取的天然精油，是以蒎烯為主的多種萜烴類的混合物，有特有的化學(xué)活性，可以合成樟腦，也作殺蟲劑等藥用原料?！端幮哉摗分刑岬剑骸皻⑾x，用之主耳聾；牙有蛀孔，少許咬之不落；能貼諸瘡膿血，煎膏生肌止痛，祛風(fēng)?！彼幚碜饔镁唧w抗菌作用，松根提取物松根油體外抑菌實(shí)驗(yàn)及對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)性體癬、癬菌病治療觀察表明：具有較強(qiáng)的抗真菌（白色念珠菌等）作用；對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等也有一定的抑菌功效，且具有一定的消炎和抑制多種細(xì)菌的作用。

同時(shí)添加了樟腦油溶劑，由樟科植物本樟的樹干、枝葉經(jīng)水蒸氣蒸餾取得，具樟腦的特征氣味。其狀態(tài)是一種無色或淡黃色至紅棕色的油狀液體，溶于乙醇和醚，有強(qiáng)烈樟腦氣味，系高灰分物質(zhì)，揮發(fā)性強(qiáng)，易干，主要成分為樟腦，還含有桉葉素、黃樟素、芳樟醇、萜烯等。d15150.915～0.960，nD201.470～1.480，旋光度（20℃）+10°～+35°。存在的化學(xué)成份主要含樹酯酸、脂肪酸、單萜、倍半萜類。油脂的特殊清香，除能防蟲驅(qū)蚊外，愈合傷口、除臭等功能，用途十分廣泛，可防蟲蛀、防蟑螂。地下害蟲生長(zhǎng)發(fā)育要經(jīng)過卵、幼蟲、成蟲三個(gè)階段。在土壤中，溫控肥包膜散發(fā)出來的天然、獨(dú)特的松香、樟腦氣味，對(duì)地下害蟲的蟲卵、幼蟲起到了熏蒸作用，不利于其繁衍后代，可以有效趨避金針蟲、蠐螬、地老虎等地下害蟲，故具備了抑蟲和驅(qū)蟲的特點(diǎn)。作物在根系剛開始形成的時(shí)候，根系及地上部分水分含量較大，質(zhì)地脆弱、有甜味，容易成為害蟲的“美味”，施用后可以有效驅(qū)趕地下害蟲，有效避免了地下害蟲咬食根系，起到了抑蟲驅(qū)蟲護(hù)苗的作用，幼苗成活率增加。同時(shí)配合磷、鉀肥料科學(xué)施用，可以有效增加了作物吸收養(yǎng)分均衡，提高植物稈莖的纖維素含量，加速作物細(xì)胞壁的角質(zhì)化，增強(qiáng)作物抗倒伏能力。目前針對(duì)這一功能特點(diǎn)葉青軍已經(jīng)申請(qǐng)了相關(guān)的國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。

4.3 節(jié)能“四省”特點(diǎn)

一是省時(shí)，節(jié)省追肥的時(shí)間，溫控肥是緩控釋肥的一種，可以滿足作物全過程營(yíng)養(yǎng)需求，有些一季作物，可一次施肥，相應(yīng)減少因二次追肥浪費(fèi)的時(shí)間；二是省肥，節(jié)省再次追肥的投入，每667 m2節(jié)省追肥15～20 kg；三是省工，減少勞動(dòng)力的投入，每667 m2可節(jié)省1.6個(gè)勞動(dòng)力投入；四是省投入，有些作物一次底肥，一季免追，滿足作物一個(gè)生長(zhǎng)周期的需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4.4 增產(chǎn)效果

在全國(guó)各地十萬畝的實(shí)驗(yàn)田證明，在同等用量的條件下，使用溫控肥增產(chǎn)效果可達(dá)10%～20%以上，有顯著的增產(chǎn)效果。

4.5 包膜可自然降解

生產(chǎn)過程中在包膜里添加了一些光降解劑，表層包膜可在光照條件下逐步降解，不會(huì)造成土壤污染。

4.6 環(huán)境友好型

使用天然植物油脂溶劑制成的包膜，從溶劑中的自身成分，富含蛋白質(zhì)、抗素、葉綠素、植物纖維，植物酵素、8種氨基酸和多種微量礦元素、多種維生素等活性物質(zhì)。世界上各研究機(jī)構(gòu)多種實(shí)驗(yàn)證明，從松針上提取的松節(jié)油沒有任何毒副作用，在歐洲國(guó)家，松針提煉成分已作食品添加劑，屬于友好型溶劑。

包膜自然降解轉(zhuǎn)化成有機(jī)質(zhì)可改善土壤結(jié)構(gòu)。利于土壤中益生菌、微生物的生存，利于物質(zhì)的分解，土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，增加土壤透氣性改善土壤理化性質(zhì)，環(huán)境友好。

5 發(fā)展溫控肥意義

目前，我國(guó)是世界最大的化肥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，化肥使用量世界第一位，占世界的1/3，相當(dāng)于美國(guó)、印度的總和，而化肥的利用率低。因此，發(fā)展溫控緩控釋肥因?qū)ΡＵ霞Z食安全、促進(jìn)農(nóng)民增收、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)等都有著重要意義。

6 溫控肥發(fā)展前景

溫控肥產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)，目前市場(chǎng)份額還很小，未來3～5 a溫控肥仍會(huì)以50%的年增長(zhǎng)率遞增，因此其發(fā)展空間廣闊。

（責(zé)任編輯：劉昀）