一种有机水溶肥的研制及在水稻上的肥效验证*

段婉青，曾德芳**，方金福，田 旭，容伟乾，赵保林，刘翠娥，张保磊，陈三秀

(1.武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉，430070；2.武汉刘丫种养殖有限公司，武汉，430303；3.卓尔发展(孝感)有限公司，湖北，432013；4.武汉广厦润田农业发展有限公司，武汉，430091)

我国是一个农业大国，提高粮食产量、降低化肥和农药污染一直是我国农业的主要话题。水稻是我国最主要的粮食作物。因此，如何提高水稻产量，降低其化肥和农药污染是目前的一项重要研究课题[1-2]。通过查阅大量资料和试验研究，研制出了一种用于水稻的新型高效环保型有机水溶肥。对其在水稻上的肥效进行了验证。

1 材料与方法

1.1 主要药品与仪器设备

主要药品：改性多糖高分子(自制)，硫酸钾、腐殖酸钙、TX-10、季戊四醇(分析纯，湖北大学化工厂)，生物抑菌剂(自制)，无离子水(自制)。

主要仪器设备：电子天平(FA2001型，上海悦丰仪器仪表有限公司)，电子恒速搅拌器(GS28B型，上海安亭电子仪器厂)，0.5吨搪瓷反应釜(河南太康县一诺医药化工容器有限公司)，100目孔径过滤器(西安瑞川净化设备有限公司安)。

1.2 试验肥料和农药

试验肥料：自制高效环保型有机水溶肥；

对照施肥和农药(CK)：史丹利颗粒复合肥；呋喃丹、速灭威等农药。

1.3 试验方法

1.3.1 高效环保型有机水溶肥的制备方法

首先将改性多糖高分子制备成可溶于水的改性多糖高分子乳液，然后将其与其他生物和化学助剂混合后采用一定的技术工艺制备而成。

1) 改性多糖高分子乳液的制备：

将改性多糖高分子与非离子表面活性剂6501和阴离子表面活性剂十二烷

基苯磺酸钠按10∶0.5∶0.5的质量比混合后，再在 1500 r/min 的高速搅拌下高速搅拌5小时，再将该混合液与水按10∶8的质量比在 1500 r/min 的高速搅拌下高速搅拌 3 h，得到改性多糖高分子乳液。

2) 高效环保型有机水溶肥成品的制备：

将以上制备的改性多糖高分子乳液与无离子水、硫酸钾、腐殖酸钙、TX-10、生物抑菌剂、季戊四醇等物质按10∶35∶5∶3∶0.5∶1∶0.2的质量比依次缓慢加入到搪瓷反应釜中，在 60 ℃ 和 500 r/min 的条件下恒温搅拌 5 h，最后用100目孔径的过滤器器进行过滤，最后得到高效环保型有机水溶肥成品。

2 高效环保型有机水溶肥用于水稻的的肥效验证

该有机水溶肥用于水稻的方法是依次采用“浸种、拌种、叶面喷施”等三部曲进行施肥，并在其中采用不同用量和方式来筛选出产量最高的施肥方案，并与传统化肥农药的对照(CK)进行同比试验。

水稻先经过浸种和拌种后置入大棚进行育秧，水稻浸种液分为1∶500浸种，1∶250等两种兑水比例的浸种液，分别对同一种水稻种子浸种，浸种完后再按1∶30肥种比进行拌种，拌种完后与与传统水稻一起全部送入育秧大棚进行育秧，在育秧期间，分别在苗高 5 cm 和 10 cm 时对禾之壮有机肥处理后的水稻秧苗进行叶面喷施，喷施液为1∶500兑水的该有机水溶肥，经过 28 d 育秧后移出大棚进行移栽。将一块0.6亩左右条件相同的水稻试验田均分为16个小区，每个小区 25 m2，将以上大棚移出的4个处理水稻秧苗进行4次重复操作，按以下图1分布图对号入座移栽于水稻田中，然后再进行水稻孕穗期的第3次喷施和灌浆期的第4次喷施，共4次喷施。最后对这16个处理进行长势、病虫害情况和产量等指标的测试分析，最后得到相关对比指标，全部试验结束。水稻小区试验方案的试验田分布图见下图1所示。

图1 该有机水溶肥的水稻小区试验田分布图

2.1 处理1

常规底肥+浸种(1∶500倍稀释)+ 拌种(1∶1稀释，肥种比1∶30)+喷施(1∶500稀释，育苗大棚内苗高 5 cm 喷第1次，其后第14天喷第2次，孕穗期喷施第3次，灌浆期喷施第4次，每次每亩水稻的喷施的用量为30公斤的1∶500兑水稀释后的禾之壮有机水溶肥。

2.2 处理2

50%常规底肥+浸种(1∶250稀释)+ 拌种(1∶1稀释，水种比1∶30)+ 喷施(1∶500稀释，苗高 5 cm 喷第1次，其后第14天喷第2次，孕穗期喷施第3次，灌浆期喷施第4次，每次每亩水稻的喷施的用量为30公斤的1∶500兑水稀释后的禾之壮有机水溶肥。

2.3 处理3

常规施肥+浸种(1∶250稀释)+拌种(1∶1稀释，肥种比1∶30)+喷施(1∶500稀释，育苗大棚内苗高 5 cm 喷第1次，其后第14天喷第2次，孕穗期喷施第3次，灌浆期喷施第4次，每次每亩水稻的喷施的用量为30公斤的1∶500兑水稀释后的禾之壮有机水溶肥。

2.4 处理4(CK)

常规传统的史丹利复合肥施肥及农药喷施(CK)

3 结果与讨论

3.1 水稻测产结果

于2021年9月15日对以上试验小区的16个处理水稻进行人工收割、晒干、脱粒和称重测产，测产结果见表1所示。

表1 各处理水稻单产亩产及其比较值

由以上表1可以看出，在以上4个参试的水稻中，它们的水稻平均亩产从高到低依次排序为：处理2>处理1>处理3>CK，其中处理2的平均亩产最高 685 kg/亩，它较施用传统化肥农药的水稻CK的平均亩产提高了24.9%。所以，处理2的施肥工艺和方法是该有机水溶肥用于水稻的最佳是施肥工艺和方法。

3.2 水稻肥料、农药成本及其病虫害情况的比较

该有机水溶肥用于水稻的肥料成本以及病虫害情况与传统化肥农药成本和病虫害情况的比较见表2。

表2 肥料农药成本和病虫害情况的比较

由表2可以看出，使用该高效环保型有机水溶肥后，水稻的肥料和农药的成本大幅下降，病虫害情况基本相当。因为该有机水溶肥是用驱避而非杀灭的方式来防治病虫害的，所以农残大大减少。

3.3 该高效环保型有机水溶肥的作用机理分析

1) 增产原理分析[3-4]：

该有机水溶肥不是靠氮磷钾来促进作物增产，而主要是通过激活植物内部的酶来促进作物生长和增产，酶的活性提高可使作物分孽数、含浆量和果实量等都得到提高，从而达到增产目的。同时，该改性多糖高分子可提高作物光合作用和逆抗性，也可起到增产作用。

2)防病机理分析

该有机水溶肥中的改性多糖高分子可以破坏或阻断植物体内微生物病菌的繁衍或细胞的新陈代谢，对作物病菌有显著的抑制作用，从而达到防病目的。

3) 防虫机理分析

该有机水溶肥中的改性多糖高分子对虫害有一种天然的排异作用，害虫吃了附有该有机水溶肥中的作物后产生胃部和嗅觉不适，不再继续吃作物了或近而远之，在防虫的同时也保护了生物多样性。

4 结论

(1)以改性多糖高分子为主要活性成分、辅之以其他生物和化学助剂制备出一种高效环保型的有机水溶肥，用该有机水溶肥取代传统化肥和农药用于水稻种植，可以使水稻亩产提高24.9%，使用肥成本大幅下降，具有显著的经济效益。

(2)该高效环保型的有机水溶肥的创新之处在于，用激活酶而非氮磷钾来促进作物增产，用驱避和抑制的方式来防治作物病虫害，在增产的同时又不给环境留下任何污染，具有显著的生态环保效益。