氨基酸發(fā)酵尾液對水溶肥料的增效作用與機理研究

何鑫 宋瑜 王書功 劉佳莉 柏祥 殷博

【摘? ?要】 氨基酸發(fā)酵尾液中包含著大量的游離性質氨基酸以及糖分等有機營養(yǎng)物質，其是一類使用效益比較強的肥料添加劑，會增強作用物的功能。本文主要就氨基酸發(fā)酵尾液對水溶肥料的增效作用以及機理進行分析，利用田間試驗等多種方式探究其對于水溶肥料所產生的增效作用。

【關鍵詞】 氨基酸發(fā)酵尾液;水溶肥料;增效作用;機理

中圖分類號：S-3? ? ? ? ? ? ? 文獻識別碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-1073（2020）07-0045-47

Study on Synergistic Effect and Mechanism of Amino Acid Fermentation Tail Liquor on Water-soluble Fertilizer

HE Xin1， SONG Yu1， WANG Shugong2， LIU Jiali1， BAI Xiang1， YIN Bo3 *

（1. Hebei Institute of Environmental Engineering? ?Qinhuangdao， Hebei? ?066102）

（2. Gannan Longling Organic Fertilizer Co.， LTD.， Qiqihar， Heilongjiang? ?162100）

（3. Institute of Microbiology， Heilongjiang Academy of Sciences? ?Harbin， Heilongjiang? ?150010）

[Abstract]? Amino acid fermentation tail liquid is a kind of fertilizer additives and functional synergistic material， which is rich in free amino acid， sugars and other small molecules， so it can enhanc the function of the agent. In this paper， amino acid fermentation tail liquid were used as research materials， and we have studied the synergistic effect and mechanism of amino acid fermentation tail liquid on common water soluble fertilizer by field experiment and so on.

[Key words] amino acid fermentation tail liquid;? water soluble fertilizer;? synergistic effect;? mechanism

現(xiàn)階段，我國水溶肥料的發(fā)展態(tài)勢極好，就我國所出示的化肥質量監(jiān)督檢驗中心數(shù)據(jù)表示，在2016年3月，我國記錄在案的水溶肥料產品數(shù)值高達7500個，其包含著大規(guī)模的水溶肥料產品數(shù)值約為1690個。其行業(yè)發(fā)展速度比較快，制定并研發(fā)出了眾多的新型產品，其在發(fā)展時期會遇到生產、市場等各類的問題，這就使得水溶肥料的發(fā)展遇到了挑戰(zhàn)，想要實現(xiàn)該行業(yè)的進一步發(fā)展目標，就需要將其挑戰(zhàn)轉化為機遇，解決好其所遇到的各類問題。

1? 水溶肥料發(fā)展存在的問題

1.1? 肥料生產技術與工藝滯后

我國大部分的肥料生產企業(yè)屬于小微型企業(yè)，與國外水溶性肥料生產企業(yè)相比，無論是研發(fā)資金還是技術人員投入等都存在不足，各類生產設備也相對簡單、粗陋，且其所生產出的大部分產品都會以物理混配以及摻混的形式生產。這種生產方式制備出的產品雜質含量比較多，且其自身的水溶性也會比較差。另外，沒有深度的開展功能性等材料的研發(fā)工作，這就使得一些產品中所包含的有效成分會比較少，總體的穩(wěn)定性低下，功能呈現(xiàn)出單一的特性。沒有對作物的生長時期所需的營養(yǎng)組分進行探究，這就導致其所制定出的肥料配比以及含量不夠合理，養(yǎng)分形態(tài)隊伍科學性也比較差。通常是使用同一個配方，其配方的時間會比較長，長時間的使用其配方，不去更新和改良配方，一味的以生長調節(jié)劑以及激素類的物質為主，過于追求眼前的蠅頭小利，其所產生的經(jīng)濟效益雖然快，但是其產品在投入使用之后，效果并不是十分的理想，還會有一些產品登記號印好多個，使得其產品類型繁雜，魚目混珠的現(xiàn)象時常發(fā)生，欺騙并誤導消費人員，同時還會給農民們的收益形成不良的影響，拉低了農戶應用水溶性肥料的自主程度。

1.2? 肥料配套設施不夠完善

水溶肥料的水溶性極強，這一優(yōu)勢十分的顯著，該類型的肥料可以和一些噴灌等多類新型的施肥的工藝技術進行融合，達到水肥一體化的目的。所以，配套灌溉的設施建設水平會直接決定水溶肥料的發(fā)展態(tài)勢。調查結果顯示，當前以色列超過百分之九十的耕地擁有水肥一體化系統(tǒng)，從水溶肥料的生產到水溶肥料工藝技術，均處于國際的領先地位。但是我國所使用的水肥同施技術發(fā)展正處于初始時期，各類灌溉設施也會較為滯后，整體設施呈現(xiàn)出一種不完善的狀態(tài)，這就使得其不能較好的達到水溶肥料使用標準，造成肥料產品市場推廣難度大，認可度低。

1.3? 肥料市場管理秩序混亂

與水溶肥料相比，復合肥料生產工藝技術比較簡單，產品價格較高，這就使得一部分的企業(yè)謀取私利，采取濫竽充數(shù)的形式，用MgSO4來取代KH2PO4以及硼肥等物質，使用較為簡單性的成品肥料，在進行染色化的處理之后，由其來頂替高效的復合水溶肥料，這就使得當前我國肥料產品的質量良莠不齊，各類肥料的性能也無法得到保障。尤其產品包裝、標識混亂，且大部分的企業(yè)生產過程中未依照登記內容完成任務，整體表現(xiàn)出包裝設計隨意、夸大宣傳的現(xiàn)象，甚至還會出現(xiàn)企業(yè)違規(guī)套證的現(xiàn)象，這就在無形之中加大了肥料時常的管理難度，導致其市場過于的混亂。

2? 材料與方法

2.1? 供試氨基酸發(fā)酵尾液

本文主要選擇S、B、H這三類差異性比較明顯的氨基酸發(fā)酵尾液進行實驗的研究。其中，S為聚合谷氨酸尾液，B為C6H14N2O2，H為C5H9NO4尾液，基本性質如表1所示。

2.2? 試驗設計

2.2.1? 新型水溶肥料田間肥效試驗? ? 在田間施用普通水溶肥料與加入氨基酸發(fā)酵尾液制備出的新型水溶肥料進行對比，結果顯示加入新型水溶肥料在一定程度上提升到番茄生產量、食物品質以及土壤肥力。

2.2.2? 試驗地點? ? 本次實驗開始的時間為2016年9月25日-2017年4月2日。實驗的地點為試驗基地溫室大棚。該試驗溫室連續(xù)三年種植番茄，土壤質地為輕壤，土壤養(yǎng)分如下：有機質17.82g/kg、速效磷143.16mg/kg，全氮1.55g/kg，速效鉀470.11mg/kg，pH值7.62，全鹽0.15%。

2.2.3? 對肥料氮素利用的影響? ? 使用櫻桃番茄進行盆栽試驗，使用15N同位素標記技術，就水溶肥料當中的氮素取向進行示蹤化的處理。在實驗開展之前，需要對實驗的土壤進行風干化的處理，在風干2分鐘之后進行篩混勻，將其放置到塑料花盆內，并在花盆中裝六千克的土壤。番茄種子在2017年4月8日播種，等到幼苗展開3-4片真葉后，移栽長勢較為一致化的幼苗，每個花盆種植一株，依次對其進行定值、坐果等時期沖施肥料。在實驗時期，每個花盆都需要保持一定的距離，便于其正常的生長和通風，在規(guī)定的時間節(jié)點進行澆水，確保土壤的濕潤程度，其在處理時期還需要保證澆水量的一致性。等到植株生長到30～45cm時期，開展搭架的工作，使得植株莖葉可以更好的攀爬生長，留下三穗果實，之后開展打頂摘心的處理工作，依照農戶們的習慣進行后續(xù)的操作。

2.2.4? 對氮素、磷素石灰性土壤中轉化的影響? ? 使用尿素、硫酸銨和磷酸一銨作為試驗原料，以室內土壤培養(yǎng)的形式分析其產生的影響。用普通的土壤進行對比，在培養(yǎng)之前，需要及時的調節(jié)好土壤的含水量，讓其為田間持水量的60%，使用保鮮膜，將其口封住，并對其進行人工智能氣候箱的培養(yǎng)，其培養(yǎng)的時間約為264h，需要在培養(yǎng)時間每間隔一段時間進行土壤的承重，以保障其土壤水分。

3? 氨基酸發(fā)酵尾液對水溶肥料的增效作用與機理

3.1? 增效作用

肥料產品的效果主要就是借助增效材料，升級并優(yōu)化肥料的性能所實現(xiàn)的。現(xiàn)階段，我國該領域的研究學者開展了大量的有關研究工作，通過實驗可以了解到氨基酸、糖醇等一些小分子物質的增效作用會比較強，所以這類小分子物質已經(jīng)被廣泛的投入到了新型的肥料當中，并得到了農民以及生產企業(yè)的一致認可。分析小分子有機物所構成的螯合鈣肥使用效果，其肥料的應用可以加快作物對于鈣物質的吸收以及轉移的速度，同時還可以有效的提升作物的產量以及品質。使用海藻酸、腐殖酸和氨基酸制備3類增效磷肥，采取溫室土壤培養(yǎng)形式，對潮土無機磷組分的變化進行分析。結果表明，增效磷肥在提升土壤速效磷含量的同時可以降低土壤pH值，進一步的緩解土壤給磷的固定程度。以其各類研究為切入點，使用氨基酸微發(fā)酵工業(yè)產生的剩余尾液進行實驗，讓其當做增效材料，開展田間實驗以及室內盆栽等的處理工作。通過實驗可以了解到，將氨基酸發(fā)酵尾液添入到水溶肥料當中，不但可以進一步的提升番茄的產量，同時還可以改善并提高產品果實的品質，增強土壤的肥力以及生物活性等，使得其地區(qū)的土壤具備較強的可持續(xù)生產能力。同時，氨基酸發(fā)酵尾液還具備優(yōu)化肥料氮素的效用，讓番茄總氮和肥料氮吸收量不斷的提升，其作物一些功能性的位置肥料氮會逐漸的積累，加快其氮素的使用效率，有效的減小氮素的損耗。

3.2? 氨基酸發(fā)酵尾液對氮素、磷素土壤轉化的影響

試驗表明，氨基酸發(fā)酵尾液具有一定的抑制效用，可以在短時間內抑制土壤脲酶，這樣就可以較好的降低初始時期酰胺態(tài)氮的分解速度，同時降低氮素的損失車行度，調節(jié)其轉化的流程。銨態(tài)氮在進入土壤后，在硝化細菌和部分土壤微生物的共同作用下，可以分解為硝態(tài)氮。硝酸根帶負電荷，并不能與土壤膠體很好地吸附，容易跟隨雨水逐漸的流失。當水溶性磷肥進入到土壤之中，其就會和其該地區(qū)土質內的Fe、Ga等物質進行作用，彼此相互影響，從而出現(xiàn)化學反應，生成磷酸鹽，這類磷酸鹽具有極強的難溶性，會出現(xiàn)固定等的現(xiàn)象，拉低了磷肥應用的有效度。當前，我國大部分的磷素通常都會以一種難溶性或有效性較差的無機磷方式融入到土壤內部。根本該實驗的結果了解到，氨基酸發(fā)酵尾液的應用會有效的提升土壤中磷肥的效力，同時還能提升土壤速效磷和Ca8-P等物質的含量。其主要原理為氨基酸發(fā)酵尾液的強酸性會比較強，一旦該物質進入到土壤之后，那么其地區(qū)的土壤物理環(huán)境就會產生變化，會急速的減小土壤的PH數(shù)值，活化的位置不能溶解磷，加快不同類別形態(tài)無機磷的轉化速度。除此之外，這類尾液自身的數(shù)值含量有機質含量也會比較大，其物質可以在微生物的影響作用下制備成為有機酸，使得土壤內的圖紙可以較好的和P融合，加快了鈣、鐵以及鋁等和P元素的融合速度，最大限度的提升了磷肥的使用效果。