多肽“五加”生物水溶肥的研究与开发

于广武，宋清晖，王志刚，李晓冰，何长兴

(1.中国科学院东北地理与农业生态研究所 黑龙江哈尔滨 150040；2.黑龙江省庆东阳光农业生物科技股份有限公司 黑龙江肇东 151100； 3.金玛〔宽甸〕肥业有限公司东北办事处 黑龙江哈尔滨 150081；4.黑龙江奥格瑞农业科技发展有限公司 黑龙江哈尔滨 150080)

1 研发多肽“五加”生物水溶肥的必要性

农业是我国国民经济的基础，农业的可持续发展直接影响我国经济的可持续发展，因此，提高农业资源的利用率、增加粮食产量、提高农民收入是目前亟待解决的问题之一。传统的种植施肥严重破坏土壤结构，造成土壤板结、生物学性质恶化，而农民为了增加收入，不断加大施肥量，形成恶性循环，不仅破坏生态环境，而且严重影响农作物的产量和质量。

随着全球经济发展和社会进步，人们对生活质量和食品品质有了更高的要求，渴望得到口感好、富营养的食品，追求纯天然、无污染的健康食品成为一种时尚。由于我国农业的过度开发，尤其是长期偏施单质化肥，没有给土壤适当补充有机质，导致土壤质量下降，可利用的农业资源逐步枯竭，土壤退化严重，最终影响优质农产品的生产。因此，我国目前的土壤资源现状迫切需要通过人为措施给土壤补充有机质，确保农业种植水平和农作物产品品质。

氮磷钾三要素肥料的大量使用，土壤中的中微量元素缺乏日益严重，提高对中微量元素肥料的认识，组织中微量元素肥料的生产、推广和应用，已成为现代农业能否可持续发展的重要问题。

根据国际生产有机食品及我国绿色食品对肥料施用的相关规定，结合现代农业对新型肥料高产、优质、安全、环保的要求，研制开发了多肽“五加”生物水溶肥。

2 多肽“五加”生物水溶肥的内涵

水溶肥是一种可以完全溶于水的多元复合肥料，其优点主要体现在3个方面：①水肥一体化，水和肥的利用率高。我国常规肥料利用率在20%～30%，而水溶肥的利用率在70%～80%，使用水溶肥不仅节水，还可减少施肥总量。②营养全面，普通复合肥总养分质量分数在25%以上，而水溶肥总养分质量分数在50%以上。③肥效快，可解决高产作物快速生长期的营养需求。近年来，随着水肥一体化的推进，我国水溶肥产业迅速发展，已成为新型肥料的重要发展方向。

多肽“五加”生物水溶肥的主要营养成分包括大量元素、中量元素(Ca、Mg、S)、微量元素(Zn、Mn、B)和有益元素(Si、Se)。多肽“五加”生物水溶肥中的“五”是指生物有机肥，即以生物菌(解磷菌、解钾菌、枯草芽孢杆菌、QD菌等)、复合微生物菌剂和腐殖酸、多肽氨基酸等为主的有机物料，是经氨基酸螯合新工艺处理的高科技产品。多肽“五加”生物水溶肥中w(N+P2O5+K2O)≥40%、w(有机质)≥15%、w(中微量元素)≥5%、w(腐殖酸)≥10%，另外含有复合生物菌剂≥0.2亿个/g。

3 多肽“五加”生物水溶肥的作用效果

经多年多点试验、示范、推广，结果表明多肽“五加”生物水溶肥具有以下显著特点。

3.1 改良、修复土壤，培肥地力

有益微生物的分泌物能产生糖类，可提高土壤有机质质量分数0.1%；改善土壤物理、化学性能，有利于提高土壤肥力；降解土壤中残留的化肥、农药，降低硝酸盐、亚硝酸盐及重金属含量，起到土壤修复的作用。

土壤水分具有调节根区土壤氧化还原电位和土壤酸碱度的作用,会对土壤中重金属的活性产生较大的影响。而土壤酸碱性也是影响重金属污染物活性的重要方面，如随着pH增大，可增强土壤表面负电荷对正电荷的吸附，也可以生成一些沉淀物(如CdCO3等)，逐渐降低污染物的活性。

重金属污染物的离子含量较高，受降水冲刷和空气的氧化及其与土壤营养物质的相互作用，重金属污染离子演变为络合物，从而改变土壤颗粒团聚体结构，进而影响土壤孔隙的结构与空间几何构型，因此会改变土壤水、气、热的传导能力及其传输特征。同时，重金属污染区土壤受降水冲刷的影响，重金属离子随水分下渗与土壤本底的化学元素和土壤颗粒发生相互作用，改变土壤物理特征，同样会导致土壤水、肥、气、热传输特征的变化，影响土壤水、肥、气的有效性和植物的生长以及土壤热传导效应。

腐殖酸、多肽氨基酸有机肥不但具有改良土壤、培肥地力、增加作物产量和提高农产品品质的作用，而且可以改变污染物在土壤中的存在形态，提高植物对重金属污染土壤的修复效果和抗重金属污染土壤环境胁迫的能力。研究发现，因有机肥中存在大量的官能团和较大的比表面积，因此向被污染的土壤中添加有机肥，可促进土壤中的重金属离子与其形成有机络合物，提高土壤对污染物的吸附能力和缓冲性，有利于减少植物对重金属污染物的吸收和减轻对农产品的危害。

微生物修复是重金属污染土壤生物修复的重要组成部分。微生物修复是利用活性微生物对重金属污染物吸附或转化为低毒产物，从而降低土壤重金属污染程度。用于修复重金属污染土壤的菌种主要有细菌、真菌和放线菌。

3.2 减少化肥用量，提高肥料利用率

多肽“五加”生物水溶肥可平均提高肥料利

用率30%以上，其中氮肥利用率可提高20%以上，提高有效磷含量27.45%，并可提高土壤中速效钾含量，从而显著提高作物产量。经黑龙江省肇东市展望三队菜园子试验、示范表明，喷施多肽“五加”生物水溶肥的马铃薯产量比喷施其他叶面肥提高14%，且可以节省化肥用量；经农业部谷物及制品质量监督检验中心(哈尔滨)检测，施用多肽“五加”生物水溶肥的马铃薯谷氨酸和赖氨酸含量均有所提高，使其达到有机绿色产品标准要求，减肥增效效果显著。

3.3 节水节肥，减轻环境污染

如何根据土壤水分条件，在合理施肥的前提下,通过“以水调肥”、“以肥控水”的水肥互作效应机制来提高超富集植物生物量和水肥利用效率，是植物修复重金属污染土壤的迫切需要。因此，通过合理的灌水和施肥措施，充分发挥水肥的协同作用，不仅可以提高植物的生物量和水肥利用效率，而且可以减轻肥料对环境的污染，节约水肥资源，增强植物对重金属污染物的吸收或固定,改善土壤环境。

根据作物的生长特点，掌握不同作物各生育期对水分和养分的需求规律,这对生物量的增加和水肥利用效率的提高具有重要作用。水肥措施可以提高根系向冠层输送水分和养分的能力，提高水肥传输效率，促进光合作用进行，有利于光合产物向干物质转化，达到增加作物生物量的目的。同时，应根据作物各生育期对重金属污染离子吸收的特点，选择适宜的收获阶段，这对植物修复重金属污染土壤具有重要的科学价值。

利用腐殖酸、氨基酸多种官能团螯合、络合营养元素，既满足了作物对营养的需要，又减少了空气污染、水源污染和土壤污染。

发展多肽“五加”生物水溶肥的工业化生产，不仅能有效利用有机肥资源、变废为宝，而且可以治理日益严重的环境污染，更为重要的是满足了我国农业的可持续发展和“两高一优”、生态环保、“减肥增效”实现化肥零增长的需要，对于实现社会效益、经济效益和生态效益的良性循环具有重要的意义和广阔的市场前景。