聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料理化性質(zhì)及應(yīng)用效果的影響分析

郭武松，王 剛，房福力，武 良

（1.新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，湖北 荊門 448000；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物專用肥料重點實驗室，北京 100193）

隨著近年來化肥使用量零增長和減肥增效政策的實施，以提高肥料利用率、減少化肥使用量為目的的增效型新型肥料應(yīng)運而生［1-2］。在此背景下，聚天門冬氨酸作為肥料增效劑添加至不同類型復(fù)混肥料中在各大復(fù)混肥生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)得到應(yīng)用及推廣。筆者根據(jù)多年新型肥料從業(yè)經(jīng)驗，歸納總結(jié)添加聚天門冬氨酸至復(fù)混肥料中對其理化性質(zhì)及應(yīng)用效果的影響，為聚天門冬氨酸型新型肥料進一步推廣提供依據(jù)。

1 聚天門冬氨酸作用機制

聚天門冬氨酸是一種水溶性高分子多肽物質(zhì)，安全性高，對環(huán)境友好［3］。其含有大量羧基和氨基活性基團，能與帶正電荷的金屬離子（鈣、鎂、鋅、鐵等）絡(luò)合［4］，減少磷酸根離子與金屬離子發(fā)生沉淀反應(yīng)的概率，雙向保護了磷元素和部分中微量元素的有效性。同時其具有良好的水溶性和保水性，在復(fù)雜的土壤環(huán)境中，可充當(dāng)肥料中養(yǎng)分的“移動倉庫”，通過濃度梯度動力，將溶解及絡(luò)合的養(yǎng)分輸送至植物根部進行離子交換，被作物吸收利用［5］。聚天門冬氨酸作為新型肥料增效劑，可以強化作物對氮、磷、鉀及中微量元素的吸收，從而提高肥料利用率，達到減肥增效的目的。

2 聚天門冬氨酸添加工藝

聚天門冬氨酸與肥料結(jié)合的方式有很多種，其中最為普遍的是內(nèi)添加和外包膜兩種。內(nèi)添加工藝主要是指將聚天門冬氨酸與原料混合后進入生產(chǎn)系統(tǒng)進行造粒，外包膜工藝主要是指在包膜工段采用外包裹的方式進行添加。兩者相比，外包膜工藝更具優(yōu)勢：第一，外包膜工藝減少了聚天門冬氨酸與原材料的接觸面積，同時避免了造粒過程中的高溫、濕熱、微負(fù)壓等因素對聚天門冬氨酸分子結(jié)構(gòu)的影響；第二，肥料施入土壤后聚天門冬氨酸釋放更加迅速，可以在較短時間內(nèi)進行離子螯合和養(yǎng)分運輸［5］；第三，減少了生產(chǎn)線由新型肥料配方轉(zhuǎn)產(chǎn)普通配方時因系統(tǒng)清挖及大量返料造成的成本浪費。因此，聚天門冬氨酸采用外包膜工藝添加至復(fù)混肥料效果更佳。

3 聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料理化性質(zhì)的影響

隨機選取外包膜0.2%聚天門冬氨酸的新型肥料15-15-15 和普通肥料15-15-15 的熱肥、冷肥（將熱肥密封存放10 ～15 d 即可）樣品進行持續(xù)跟蹤對比分析，研究添加聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料崩解速率和顆粒強度的影響。

3.1 聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料崩解速率的影響

崩解速率測量方法：選取粒徑范圍3.0 ～3.5 mm的樣品30 顆，投入裝有250 mL 水的燒杯中，靜置觀察，以肥料顆粒崩解為基準(zhǔn)進行判定，一個樣品做5 組平行實驗，取平均值，計算肥料全部崩解所需時間，結(jié)果見表1。

表1 聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料崩解時間的影響 min

由表1可知：新型肥料15-15-15熱肥與普通肥料15-15-15 熱肥崩解速率持平，未見明顯差異；新型肥料15-15-15冷肥崩解速率優(yōu)于普通肥料15-15-15 冷肥。主要原因在于聚天門冬氨酸有較強的滲透性，剛生產(chǎn)出來的熱肥中聚天門冬氨酸尚未完全滲透至肥料顆粒內(nèi)部，故熱肥崩解對比效果不明顯，而存放10 ～15 d后聚天門冬氨酸與肥料內(nèi)部物質(zhì)逐步結(jié)合，由于其含有親水基團［3］，故加快了肥料內(nèi)部物質(zhì)的溶解及遷移，進而提高了肥料的崩解速率。

3.2 聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料顆粒強度的影響

聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料顆粒強度的影響見表2。

表2 聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料顆粒強度的影響 N

由表2可知：新型肥料15-15-15熱肥和普通肥料15-15-15 熱肥顆粒強度持平，未見明顯差異；新型肥料15-15-15冷肥顆粒強度高于普通肥料15-15-15 冷肥。主要原因在于聚天門冬氨酸滲透至肥料顆粒內(nèi)部后與游離水結(jié)合，因其本身遇水后具有一定黏性［3］，增加了顆粒內(nèi)部物質(zhì)之間的黏著力，進而增加了肥料顆粒強度。

3.3 聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料肥效的影響

以新型肥料15-15-15 和普通肥料15-15-15 為例進行盆栽實驗。處理T-1 施用外包膜0.2%聚天門冬氨酸的新型肥料15-15-15；處理T-2施用普通肥料15-15-15。實驗方案如下：選擇中等肥力土壤，每盆裝土5 kg；以上海青為實驗作物，幼苗生長至2 葉1 心時進行定植，定植密度1 株/盆；施肥方式為穴施，待緩苗結(jié)束后以植株為中心，在離植株8 ～10 cm 處選取3個點挖穴，穴深6 cm 左右，每穴施肥1 g，隨后覆土。每個處理設(shè)置5 個平行實驗，實驗周期約38 d，上海青成熟后進行數(shù)據(jù)測量和分析，以地上部分生物量作為評價指標(biāo)，具體結(jié)果見表3。

表3 聚天門冬氨酸對復(fù)混肥料肥效的影響

由表3數(shù)據(jù)可以看出，外包膜0.2%聚天門冬氨酸的新型肥料15-15-15肥效優(yōu)于普通肥料15-15-15，聚天門冬氨酸對提高葉菜類地上部分生物量效果顯著。

4 總結(jié)

聚天門冬氨酸是一類含有活性功能基團的有機物質(zhì)，與復(fù)混肥料結(jié)合后可改善復(fù)混肥料的理化性質(zhì)，包括增加顆粒強度、提高崩解速率等。同時因具備良好的農(nóng)學(xué)應(yīng)用效果以及添加至復(fù)混肥工藝的便捷性，聚天門冬氨酸作為肥料增效劑與復(fù)混肥料相結(jié)合生產(chǎn)的新型肥料，具備良好的工業(yè)量產(chǎn)和市場推廣潛力。