?農(nóng)作物施用復(fù)合鈦劑的正效應(yīng)?

摘 要：通過(guò)總結(jié)數(shù)十年來(lái)湖南省各地不同農(nóng)作物在不同種植制度下，不同用量、用期、用法施用復(fù)合鈦劑的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)農(nóng)作物施用復(fù)合鈦劑的正效應(yīng)進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：（1）復(fù)合鈦劑噴施或拌種，均能提高植物葉片的葉綠素含量，提高幅度11.7%～27.3%;復(fù)合鈦劑用于農(nóng)作物，噴施的正效應(yīng)大于處理種子，其差異值4.1%（黃豆）～10.1%（水稻）。（2）復(fù)合鈦劑替代生長(zhǎng)素，植物根系干重增加8.45%（紅薯）～22.31%（黃豆），根系容積增加6.21%（紅薯）～11.32%（棗）。（3）黃豆用復(fù)合鈦劑噴施或拌種，根瘤菌數(shù)增加35%以上。（4）農(nóng)作物施用復(fù)合鈦劑，N 、P、K利用率分別提高0.63%～2.12%、0.68%、0.72%，吸收速率分別提高24.6%、17.8%、18.5%。（5）復(fù)合鈦劑降解生成的物質(zhì)在環(huán)境中大量存在，其使用不會(huì)污染土壤和環(huán)境。綜合來(lái)看，復(fù)合鈦劑性能穩(wěn)定、吸收利用率高、促生性好、顯效性強(qiáng)，且無(wú)殘留、無(wú)污染，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物;復(fù)合鈦劑;正效應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：S567 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2018）01-0051-04

Positive Effect of CompositeTitanium on Crop

XIE Ting-sheng，WEI Xiao，WANG Fang，YANG An-qi

Abstract：In order to study the positive effects of composite titanium on crops， this paper used a method of “test-comparison-retest-synthesis（promotion）”， summarized the past a few decades’ experimental results of the application of the composite titanium with different plants， different planting systems， different amounts， different periods and different methods in Hunan Province， and thus obtained the following results： （1） The application of composite titanium by spraying or by seed dressing increased the chlorophyll content of plant leaves by 11.7% -27.3%， and the effects by spraying were greater than those by seeding， with the different value ranging from 4.1% （soybean） to 10.1%（rice）. （2） The dry weight of plant roots increased by 8.45% （sweet potato） -22.31% （soybean）， and the root volume increased by 6.21% （sweet potato） -11.32% （jujube）. （3） The number of soybeans’ rhizobium increased more than 35%. （4） The three factors’ utilization rate increased respectively by 0.63 -2.12% （N）， 0.68% （P） and 0.72% （K）， and the absorption rate increased by 24.6%， 17.8% and 18.5%. （5） Due to the existence of a large number of composite titanium degradable substances in the environment， the application of it will not pollute the soil and the environment. In conclusion， the composite titanium agent has a broad application prospect for the advantages of stable performance， high absorption efficiency， good properties， strong effect， zero-residue and zero-pollution.

Key words：crop; composite titanium; positive effect

鈦（Ti）是自然界中大量存在的元素，在地殼中的含量約為0.6%[1-2]。由于含鈦礦物的抗風(fēng)化特性和鈦化合物的溶解度比較低，在生物圈中的含量并不高，通常情況下，有效鈦含量往往不足1×10-6，植物含鈦量一般也在1×10-6左右[3]。從生物學(xué)的角度而言，目前雖無(wú)確切的依據(jù)證明鈦是植物生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但國(guó)內(nèi)外大量研究報(bào)道證實(shí)，鈦是一種對(duì)植物的生理活動(dòng)起著有益作用的元素[4-5];鈦能夠促進(jìn)植物對(duì)一些養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，促進(jìn)植物體內(nèi)多種酶的活性[6 ]。

1987～2017年，課題組先后在湖南衡陽(yáng)、岳陽(yáng)、臨湘、桃沅、沅陵、瀏陽(yáng)、寧鄉(xiāng)、芷江等縣（市），應(yīng)用北京萬(wàn)春金太科技發(fā)展有限責(zé)任公司生產(chǎn)的復(fù)合鈦劑作基肥、種肥、追肥，及葉面噴施;總結(jié)了湖南省各地不同農(nóng)作物在種植制度下，不同用量、用期、用法施用復(fù)合鈦劑的試驗(yàn)結(jié)果，復(fù)合鈦劑對(duì)植物生長(zhǎng)均顯現(xiàn)正效應(yīng)，具有活化土壤磷、鉀，激活植物新陳代謝過(guò)程中酶活性，增加作物抗旱、抗寒、抗病、早熟及改善營(yíng)養(yǎng)代謝水平的功能[7]。

1 施用復(fù)合鈦劑后農(nóng)作物的變化

1.1 復(fù)合鈦劑提高植物葉片葉綠素含量

農(nóng)作物施用復(fù)合鈦劑的一個(gè)顯著正效應(yīng)是提高了植物葉片的葉綠素含量。前人有報(bào)導(dǎo)指出，葡萄噴鈦肥后葉綠素含量較對(duì)照提高14.7%～36.9%，光合強(qiáng)度提高18.0%～26.0%[8];據(jù)萬(wàn)春侯[9]研究，用鈦微肥處理種子或葉面施肥，葉片單位鮮重的總光合色素含量均提高20%左右。課題組對(duì)上百個(gè)試驗(yàn)，不同農(nóng)作物、果樹(shù)、牧草施用復(fù)合鈦劑植物葉片的葉綠素含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如表1。從表1可以看出：（1）葉綠素為鎂卟啉化合物（包括葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c、葉綠素d、葉綠素f、原葉綠素和細(xì)菌葉綠素等），復(fù)合鈦劑無(wú)論是噴施或是拌種，均能提高植物葉片的葉綠素含量，提高幅度11.7%～27.3%;復(fù)合鈦劑用于農(nóng)作物，噴施的正效應(yīng)大于處理種子，其差異值4.1（黃豆）～10.1（水稻）。（2）葉綠素不穩(wěn)定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會(huì)使其分解，因此，每次測(cè)定的結(jié)果都存在差異，故表中數(shù)椐均是多次測(cè)定均值。（3）葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，是一類(lèi)含脂的色素家族，位于類(lèi)囊體膜，復(fù)合鈦劑提高植物葉片的葉綠素含量，無(wú)疑將提高光合速率，為植物生長(zhǎng)提供更良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，這應(yīng)是復(fù)合鈦劑具有肥效的原因所在。

1.2 復(fù)合鈦劑能替代生長(zhǎng)素，促進(jìn)根系發(fā)育

示蹤原子法證明，鈦元素能促進(jìn)生長(zhǎng)素向葉和根輸送[9]。在進(jìn)行煙葉愈傷組織溶液培養(yǎng)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)液中無(wú)生長(zhǎng)素時(shí)，愈傷組織的生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制;如果用復(fù)合鈦劑替代生長(zhǎng)素，促進(jìn)愈傷組織恢復(fù)的正效應(yīng)還好于添加生長(zhǎng)素處理;另外，用復(fù)合鈦劑替代分裂素，愈傷組織受到的抑制作用可大部分得到補(bǔ)償。

眾所周知：生長(zhǎng)素、分裂素對(duì)根芽、維管組織及胚狀體分化有誘導(dǎo)作用，可活化細(xì)胞內(nèi)的脫氧核糖核酸，通過(guò)調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生改變。因此，作物使用復(fù)合鈦劑后，根系發(fā)育明顯變優(yōu)（表2）。從表2可知：（1）植物（水稻、玉米、紅薯、黃豆、草莓、棗）根系干重增加8.45%（紅薯）～22.31%（黃豆），根系容積增加6.21%（紅薯）～11.32%（棗）。（2）復(fù)合鈦劑對(duì)作物根系的正效應(yīng)，噴施優(yōu)于拌種;水稻噴施，根系干重增加13.65%，比拌種高2.44個(gè)百分點(diǎn)，根系容積增加8.32%，比拌種高1.45個(gè)百分點(diǎn);黃豆噴施根系干重增加22.31%，比拌種高4.88個(gè)百分點(diǎn)，根系容積增加8.45%，比拌種高0.8個(gè)百分點(diǎn)。（3）棗樹(shù)苗噴施復(fù)合鈦劑正效應(yīng)高，根系干重增加21.65%，根系容重增加11.32%。（4）黃豆用復(fù)合鈦劑噴施或拌種增加根瘤菌的正效應(yīng)均高達(dá)35%以上。

1.3 復(fù)合鈦劑促進(jìn)N、P、K等營(yíng)養(yǎng)的吸收

作物施用復(fù)合鈦劑后，根系的生長(zhǎng)發(fā)育明顯變優(yōu)。根從土壤中吸取水分和養(yǎng)分，優(yōu)良的根系必然吸取更多的養(yǎng)分，因此，施用復(fù)合鈦劑后，N、P、K等營(yíng)養(yǎng)的吸取量增加，而提高體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)水平和肥料利用率（表3）。從表3可以看出：（1）水稻N、P、K利用率分別提高0.91%～1.65%、0.51%、0.72%;果樹(shù)N、P、K利用率分別提高0.63%～2.12%、0.68%、0.58%。（2）水稻N、P、K吸收速率分別提高26.7%、14.8%、18.3%;果樹(shù)N、P、K吸收速率分別提高24.6%、17.8%、18.5%。（3）3要素再分配，無(wú)論是水稻還是果樹(shù)，均遵守如下規(guī)律性：果實(shí)比對(duì)照增加，莖、枝條、葉片比對(duì)照減少;水稻果實(shí)比對(duì)照增加2.67%（P）～3.12%（K），果樹(shù)果實(shí)比對(duì)照增加4.02%（P）～5.72%（N）。（4）葉片中的P比對(duì)照減少的幅度最大，水稻減少3.72%，果樹(shù)減少4.11%。

復(fù)合鈦劑促進(jìn)N、P、K等營(yíng)養(yǎng)的吸收，其機(jī)理仍然是活化了植物體內(nèi)的各種酶的關(guān)系，如在1991～1993年在湖南省西洞庭農(nóng)場(chǎng)作的小麥試驗(yàn)中，植物體內(nèi)硝酸還原酶活性提高50%～100%，其對(duì)氮的利用率提高10%～30%[7]。

1.4 復(fù)合鈦劑安全、環(huán)保

鈦是自然界中廣泛存在的過(guò)渡金屬元素，是地球上第9位藏量最豐的元素（克拉克值0.57%），在所有組成地殼的金屬和半金屬中，僅次于硅（Si）、鋁（Al）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鈣（Ca）、鉀（K）、鈉（Na）而占第7位 [10-11];鈦是多價(jià)態(tài)金屬元素，主要化學(xué)價(jià)態(tài)有Ti2+、Ti3+、Ti4+，比較重要的化合物有TiO2、TiC、TiN、TiCl2、TiCl3、TiCl4等。復(fù)合鈦劑是TiCl4或TiCl2與抗壞血酸的螯合物，植物沒(méi)能利用的部分會(huì)生成以上化合物，這些化合物在地殼中的豐度屬中-高水平，即復(fù)合鈦劑降解生成的物質(zhì)在環(huán)境中已大量存在，因此，施用復(fù)合鈦劑不會(huì)污染土壤和環(huán)境。復(fù)合鈦劑安全、環(huán)保，屬綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。

2 復(fù)合鈦劑的增產(chǎn)效果

復(fù)合鈦劑能使根系發(fā)育良好，良好的根系能吸取更多的養(yǎng)分，加上使光合作用的葉綠素含量的提高，制造的物質(zhì)多，增加了干物質(zhì)的積累，因此，植物施用復(fù)合鈦劑后，無(wú)疑對(duì)產(chǎn)量的提高有利（表4）。

2.1 水 稻

水稻分蘗期噴施3次對(duì)水800液復(fù)合鈦劑，早稻增產(chǎn)18.1%，晚稻增產(chǎn)9.4%;考種結(jié)果顯示，水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素中，有效穗貢獻(xiàn)最大，其次是千粒重，即水稻施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，根系發(fā)育好，吸收的養(yǎng)分多，有利水稻早生快發(fā)，前期分檗多，有利于提高有效穗，從而提高水稻產(chǎn)量。

2.2 棉 花

棉花花蕾期噴施3次對(duì)水800倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)16.5%;考種結(jié)果顯示，棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素中，有效桃數(shù)貢獻(xiàn)最大，其次是單鈴重，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，根系發(fā)育好，吸收的養(yǎng)分多，有利于棉花早生快發(fā)，結(jié)桃早，結(jié)桃多，增加產(chǎn)量。

2.3 小 麥

小麥苗期、拔節(jié)期、始穗期各噴施對(duì)水1 000倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)11.7%;考種結(jié)果顯示，小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素中，有效穗貢獻(xiàn)最大，其次是千粒重，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，根系發(fā)育好，吸收的養(yǎng)分多，有利小麥早生快發(fā)，前期分蘗多，能提高有效穗和產(chǎn)量。

2.4 象 草

象草出苗10 d后間10～15 d連噴施3次對(duì)水

1 000倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)45.7%;考種結(jié)果顯示，象草產(chǎn)量構(gòu)成因素中，株高貢獻(xiàn)最大，其次是葉長(zhǎng)，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，根系發(fā)育好，吸收的養(yǎng)分多，象草生長(zhǎng)快，稈高葉長(zhǎng)，有助于高產(chǎn)。

2.5 西 瓜

西瓜分枝、結(jié)果初期各噴施1次對(duì)水650倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)17.7%;考種結(jié)果顯示，西瓜產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單果重貢獻(xiàn)最大，其次是瓜蔓長(zhǎng)，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，根系發(fā)育好，吸收的養(yǎng)分多，西瓜生長(zhǎng)快，瓜蔓長(zhǎng)，結(jié)果早而大，為高產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

2.6 黃豆等豆科作物

黃豆等豆科作物在齊苗期、始花期、初莢期各噴施1次對(duì)水1 000倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)14.9%;考種結(jié)果顯示，黃豆等豆科作物產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株莢數(shù)，每莢粒數(shù)貢獻(xiàn)最大，其次是百粒重，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，除根系發(fā)育好以外，最突出的是根瘤菌增加35%以上，因而吸收的養(yǎng)分多，黃豆等豆科作物生長(zhǎng)快，結(jié)莢多，籽粒飽滿，有利于黃豆高產(chǎn)。

2.7 油 菜

油菜齊苗期、抽苔期、始花期各噴施1次對(duì)水

1 000倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)22.2%;考種結(jié)果顯示，油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株有效分枝數(shù)貢獻(xiàn)最大，其次是單株有效角果數(shù)，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在作物生長(zhǎng)快，結(jié)莢多，籽粒飽滿，有助于油菜高產(chǎn)。

2.8 溫州蜜柑

溫州蜜柑謝花期、幼果期、成熟期各噴施1次對(duì)水500倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)22.2%;考種結(jié)果顯示，溫州蜜柑產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株掛果數(shù)貢獻(xiàn)最大，其次是單果重，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在樹(shù)體生長(zhǎng)快，結(jié)果多而重，對(duì)產(chǎn)量增加有利。

2.9 奈 李

奈李謝花期、幼果期、成熟期各噴施1次對(duì)水500倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)15.1%;考種結(jié)果顯示，奈李產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株掛果數(shù)貢獻(xiàn)最大，其次是單果重，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在樹(shù)體生長(zhǎng)快，結(jié)果多而重，促進(jìn)產(chǎn)量提高。

2.10 秋豆角

秋豆角苗期、始花期各噴施1次對(duì)水1 500倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)14.6%;考種結(jié)果顯示，秋豆角產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株掛果數(shù)貢獻(xiàn)最大，其次是單果重，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在藤蔓生長(zhǎng)快，結(jié)果多，有利于秋豆角產(chǎn)量提高。

2.11 茶 葉

茶葉3月下旬、6月下旬各噴施1次對(duì)水1 500倍液復(fù)合鈦劑，增產(chǎn)18.4%（鮮葉）;考種結(jié)果顯示，茶產(chǎn)量構(gòu)成因素中，雖樹(shù)幅貢獻(xiàn)最大，但試驗(yàn)地是同期茶園，樹(shù)幅差異小，芽梢密度和芽重兩因子前者對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)大，即施用復(fù)合鈦劑后，能替代生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調(diào)節(jié)代謝而引起生長(zhǎng)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)發(fā)芽多、生長(zhǎng)快，能有效提高茶葉產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

（1）葉面噴鈦肥可以提高作物單株葉面積及葉面積指數(shù)，增加綠葉數(shù)，延長(zhǎng)其綠葉壽命，從而有利于提高葉片的光能利用率，對(duì)作物的地上部生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用[12]。課題組對(duì)湖南省各地不同土壤的不同植物，在不同季節(jié)進(jìn)行了復(fù)合鈦劑施用方法及施用量試驗(yàn)，結(jié)果表明：復(fù)合鈦劑無(wú)論是噴施還是拌種，均能提高葉片葉綠素含量，提高幅度11.7%（水稻拌種）～23.7%（紅薯噴施），從而有利于提高葉片的光能利用率和干物質(zhì)積累，產(chǎn)量提高9.4%（晩稻）～45.7%（象草）;復(fù)合鈦劑性能穩(wěn)定、吸收利用率高、促生性好、顯效性強(qiáng)，且無(wú)殘留、無(wú)污染，是一種有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（2）復(fù)合鈦劑在生產(chǎn)中應(yīng)用的時(shí)間不長(zhǎng)，諸如鈦是否為植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素、復(fù)合鈦劑施用的生理作用挖掘、土壤鈦供應(yīng)幾何等問(wèn)題，尚需作進(jìn)一步研

究[12-13]。

（3）隨著研究的進(jìn)一步深入，復(fù)合鈦劑必將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到大面積推廣應(yīng)用，今后的應(yīng)用研究，應(yīng)把環(huán)境鈦的走向，諸如土壤鈦的含量和供應(yīng)強(qiáng)度等列為重點(diǎn)，使復(fù)合鈦劑的推廣具有靶向性，讓復(fù)合鈦劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。

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