我國人民通過幾十年的努力解決了溫飽問題，其中化肥的功勞占了一半。當(dāng)前，在我國耕地和糧食播種面積逐年下降的現(xiàn)實狀況下，提高單產(chǎn)是增加糧食總產(chǎn)的唯一途徑。然而，在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多以增加化肥的投入量為主要解決方法，多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者認為，只有多用肥，才能多打糧。這種做法完全違背“木桶理論”“最小養(yǎng)分率”和“報酬遞減律”，導(dǎo)致當(dāng)前肥料應(yīng)用步入了一些誤區(qū)。
為了探究多元素螯合復(fù)混肥對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響效應(yīng)，本文作者于2018—2019 年在糧食作物（小麥、玉米）、蔬菜（黃瓜、甘藍）、果樹（蘋果、梨）上進行了田間試驗。結(jié)果表明，施用多元素螯合復(fù)混肥不僅可以提高小麥、玉米、黃瓜、甘藍、蘋果和梨的產(chǎn)量，還能提高上述農(nóng)產(chǎn)品中微量元素和可溶性固形物的含量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。
本文引用格式：王連林,張麗英,劉莉,等.多元素螯合復(fù)混肥對作物品質(zhì)和產(chǎn)量的影響研究[J].肥料與健康,2020,47(4):23-30.
一、 肥料應(yīng)用的三大誤區(qū)
1.肥料用量與產(chǎn)量不成正比
原中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所曾希柏等專家研究表明：我國糧食單產(chǎn)大多為3 500～5 250 kg/hm2，糧食單產(chǎn)增產(chǎn)潛力一般為300～600 kg/hm2，增施化肥的增產(chǎn)效果一般為5～10 kg/kg（糧食/化肥）；從全國來看，東部地區(qū)雖然糧食生產(chǎn)潛力大，但是增產(chǎn)潛力很小，由于施肥量較大，增施化肥的增產(chǎn)效果不明顯。
2.平均不等于平衡
早在20世紀(jì)90年代，原中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所金繼運團隊就開始了“土壤養(yǎng)分綜合評價法與平衡施肥技術(shù)”的研究。從此，各種形式的測土施肥工作在我國廣大地區(qū)推行，并初步形成了適應(yīng)當(dāng)前我國不同區(qū)域農(nóng)業(yè)狀況特點的土壤測試推薦施肥體系。2005年中央一號文件明確提出：“搞好沃土工程，推廣測土配方施肥”，自2005年起國家穩(wěn)步推進測土配方施肥技術(shù)，截至2012年，測土配方施肥技術(shù)實施7年來，中央財政累計投入資金57億元，項目縣（場、單位）達2 498個，基本覆蓋所有農(nóng)業(yè)縣（場）。
平衡施肥技術(shù)是根據(jù)農(nóng)作物達到一定產(chǎn)量時所需要吸收的氮、磷、鉀養(yǎng)分?jǐn)?shù)量和種植該農(nóng)作物的土壤中所含有的氮、磷、鉀養(yǎng)分可供數(shù)量，二者綜合平衡之后提出的氮、磷、鉀需要量及各養(yǎng)分最佳比例的技術(shù)。但在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用肥體系中，許多化肥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的復(fù)合肥以NP2O5-K2O配合式15-15-15為主。近幾年又有公司研發(fā)出了更高含量配合式的復(fù)合肥，如17-17-17、18-18-18等，以平均的大量元素供給代替了平衡施肥。上述情況完全違背了作物生長的需肥規(guī)律。
3.高含量等于高科技
當(dāng)前，農(nóng)民用肥體現(xiàn)了三大導(dǎo)向：一是，聽信銷售人員把高含量的復(fù)合肥（如N-P2O5-K2O配合式為19-19-19或20-20-20）作為高科技產(chǎn)品；二是，憑經(jīng)驗選用肥料品種,即某種肥料施用效果較好,就以為是高科技產(chǎn)品，并連年施用,甚至所有作物都用同一化肥品種,用肥量也隨著對產(chǎn)量要求的提高不斷增加,而對實際的投入產(chǎn)出比并不清楚；三是，看別人用什么肥料就用什么肥料,聽廣告宣傳購買肥料,不去考慮土壤條件和作物需肥特性,長期施用一個肥料品種,造成土壤養(yǎng)分失衡。
破解上述三大誤區(qū)，必須明確化肥研發(fā)、生產(chǎn)與使用的主導(dǎo)方向。據(jù)原中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所楊俐蘋等1991年在河北玉田縣進行的土壤測試研究結(jié)果表明：玉田縣所有的土壤缺氮，34%的土壤極缺磷，47%的土壤極缺鉀，30%的土壤極缺鋅，15%的土壤極缺錳，11%的土壤極缺硫。玉田縣土壤肥料工作站2009—2012年連續(xù)4年對玉田縣3 772戶農(nóng)戶的土壤養(yǎng)分進行了監(jiān)測調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與1991年的研究結(jié)果相比，20年后的玉田縣土壤養(yǎng)分狀況發(fā)生較大的變化，其中90%的土壤缺氮，35%的土壤缺磷，52%的土壤缺鉀，3%的土壤缺鐵，62%的土壤缺錳，17%的土壤缺銅，55%的土壤缺鋅，81%的土壤缺硫?？傮w趨勢表現(xiàn)是氮、磷補充較好，變化不大；鉀及中微量元素呈明顯缺失狀態(tài)，特別是中量元素硫，微量元素錳、鋅缺失嚴(yán)重，已成為制約農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提高的主要因素。2009—2012年玉田縣土壤養(yǎng)分監(jiān)測調(diào)查結(jié)果匯總?cè)绫?所示，土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)如表2所示。
表2 土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)
根據(jù)土壤測試及20年來玉田縣土壤養(yǎng)分的變化趨勢，本文提出土壤養(yǎng)分管理措施，協(xié)助研發(fā)生產(chǎn)適合我國北方不同土壤地力與作物的復(fù)混肥，并付諸農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐檢驗。
二、 多元素螯合復(fù)混肥提出的理論依據(jù)
含氮、磷、鉀三大營養(yǎng)元素的肥料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已有150多年的歷史，但含中微量元素肥料的應(yīng)用近10年來才被重視。眾多的研究成果證明，中微量元素只有在pH 5.5～6.5的土壤環(huán)境中才能很好地發(fā)揮作用。同時，在作物所需的17種大中微量元素間是存在拮抗作用的，拮抗效應(yīng)的產(chǎn)生將直接導(dǎo)致肥料利用率的下降，影響肥料效果的發(fā)揮。
1.元素間拮抗作用的基本規(guī)律及解決途徑
植物營養(yǎng)元素之間的相互作用是指營養(yǎng)元素在土壤或植物中產(chǎn)生的相互影響，或者一種元素在與另一種元素以不同水平相混合施用時所產(chǎn)生的不同效應(yīng)，即2種營養(yǎng)元素之間能夠產(chǎn)生的促進作用或拮抗作用。這種相互作用在大量元素之間、微量元素之間以及微量元素與大量元素之間均有發(fā)生，可以在土壤中發(fā)生，也可以在植物體內(nèi)發(fā)生。由于這些相互作用改變了植物的營養(yǎng)供給，為了能供應(yīng)適宜的營養(yǎng)元素，就必須了解和考慮這些相互作用。
2.元素間拮抗作用的一般規(guī)律
眾多的試驗與生產(chǎn)實踐以及化學(xué)肥料相互發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)證明：
（1）氮肥尤其是生理酸性銨態(tài)氮過量，會造成土壤溶液中過多的銨離子與鎂離子、鈣離子產(chǎn)生拮抗作用，影響作物對鎂、鈣的吸收。
（2）磷肥不能與鋅同補，因為磷肥與鋅能形成磷酸鋅沉淀，降低磷和鋅的利用率。
（3）若過量施用磷肥,多余的有效磷會抑制作物對氮素的吸收,還能引起缺銅、缺硼、缺鎂等，同時還會阻礙鉀的吸收。磷肥施用量過多，還會活化土壤中對作物生長發(fā)育有害的物質(zhì)，如活性鋁、活性鐵、鎘（Cd）等，對生產(chǎn)不利。
（4）施鉀過量首先造成濃度障礙，使植物容易發(fā)生病蟲害，繼而在土壤和植物體內(nèi)與鈣、鎂、硼等陽離子營養(yǎng)元素發(fā)生拮抗作用，嚴(yán)重時引起臍腐和葉色黃化。
氮、磷、鉀肥長期過量施用引起的拮抗作用，目前必須施用含鈣、鎂、硫的肥料來解決。
3.土壤酸堿度對微量元素吸收的影響
土壤酸堿度影響著微量元素的分解利用，使土壤中的微量元素處在“沉睡狀態(tài)”。人們發(fā)現(xiàn)土壤缺微量元素后，開始向土壤內(nèi)施用，但因土壤酸堿度不合適，施用的微量元素?zé)o法發(fā)揮作用。眾多試驗結(jié)果表明：鐵、錳、銅、鋅、硼等5種微量元素分解利用的pH為5.5～6.5，肥料學(xué)測定pH在5以下或pH在7以上時，這些微量元素活性降低，產(chǎn)生沉淀而無法利用。
4. 解決元素間拮抗的有效途徑
針對土壤缺素情況，最初在復(fù)合肥中配入中微量元素，有效提高了肥料的利用率。但使用的中微量元素多數(shù)為簡單無機鹽，利用率受到一定限制。為了解決這一問題，目前采用較多的是螯合工藝技術(shù)，利用乙二胺四乙酸（EDTA）、檸檬酸、黃腐酸、酒石酸等作為螯合劑，將微量元素轉(zhuǎn)化成螯合物，有效提高了微量元素的穩(wěn)定性和利用率。但上述螯合劑成本高，用戶在對全元素平衡肥料缺乏認識的情況下，接受并使用這一高價肥料難度很大。
利用氨基酸、黃腐酸生產(chǎn)廉價的中微量元素螯合物（螯合劑），生產(chǎn)成本是EDTA中微量元素螯合物的8%～10%，在復(fù)合肥料中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%～10%中微量元素螯合物，每噸成本僅增加60～80元，而此種復(fù)混肥料的養(yǎng)分利用率可提高10%～20%。與單純的三元復(fù)混肥料相比，其可增產(chǎn)10%～25%，在個別中微量元素嚴(yán)重缺乏的地區(qū)可達30%以上，效果非常明顯。
三、 多元素螯合復(fù)混肥的應(yīng)用研究
為了探究多元素螯合復(fù)混肥對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響效應(yīng)，筆者于2018—2019 年在糧食作物（小麥、玉米）、蔬菜（黃瓜、甘藍）、果樹（蘋果、梨）上進行了田間試驗。
通過多元素螯合復(fù)混肥在小麥、玉米、黃瓜、甘藍、蘋果和梨上進行的田間試驗，結(jié)果表明：施用多元素螯合復(fù)混肥，小麥產(chǎn)量提高16.8%～19.1%，玉米產(chǎn)量提高17.1%～21.6%，黃瓜產(chǎn)量提高15.1%～18.4%，甘藍產(chǎn)量提高14.6%～17.8%，蘋果產(chǎn)量提高15.3%～20.4%，梨產(chǎn)量提高16.5%～19.9%；可以改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，提高糧食、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品中微量元素的含量，提高蘋果和梨可溶性固形物含量分別為7.5%～8.2%和8.1%～8.9%，蘋果和梨的儲存保鮮期明顯延長。
2015年，原農(nóng)業(yè)部出臺《到2020年化肥使用量零增長行動方案》?；省傲阍鲩L”“減肥增效”等政策及目標(biāo)的推出，對化肥行業(yè)提出了更高要求，也是化肥生產(chǎn)企業(yè)必須面對的一個挑戰(zhàn)。本文采用的多元素螯合復(fù)混肥在小麥、玉米、黃瓜、甘藍、蘋果、梨的種植上減肥提質(zhì)效果明顯，可引導(dǎo)新型肥料的開發(fā)。
鑒于試驗時間短、涉及的作物種類少、相關(guān)調(diào)查研究項目較少等因素，下一步將拓展多元素螯合復(fù)混肥相關(guān)研究內(nèi)容，進一步完善多元素螯合復(fù)混肥施用技術(shù)支撐體系。（來源：肥料與健康）
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