聚天门冬氨酸对玉米生长的影响

程凤娴， 官利兰， 邓兰生， 涂攀峰， 龚 林， 张承林*

(1.华南农业大学资源环境学院，广东广州 510642；2.广州一翔农业技术有限公司，广东广州 510650)



聚天门冬氨酸对玉米生长的影响

程凤娴1， 官利兰2， 邓兰生1， 涂攀峰1， 龚 林1， 张承林1*

(1.华南农业大学资源环境学院，广东广州 510642；2.广州一翔农业技术有限公司，广东广州 510650)

[目的] 筛选肥料增效剂聚天门冬氨酸对玉米生长的最适宜添加量。 [方法] 以玉米先科11号为供试材料，通过盆栽试验，研究不同浓度的聚天门冬氨酸添加到液体肥料后对玉米生长、肥料利用效率的影响。[结果] 液体肥料中添加不同浓度的聚天门冬氨酸对玉米株高、生物量以及氮磷钾养分积累量等都具有明显的影响，有利于玉米的生长发育，同时提高肥料利用效率。[结论] 在液体肥料中添加1%的聚天门冬氨酸处理效果最为显著。

聚天门冬氨酸；肥料增效剂；玉米；养分积累

在农业生产中，作物的生长离不开肥料。肥料利用率是衡量施肥效果的主要指标。目前，我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物的氮肥、磷肥、钾肥当季平均利用率分别为33%、24%、42%[1]，处于较低水平，远远落后于发达国家。随着农业的快速发展，近年来我国大部分地区出现为追求高产而过量或不合理施用化肥的现象，导致肥料资源浪费、生产成本增加、环境污染等问题越来越严重，而这些问题正威胁着人类的健康和生态环境安全[2-3]。因此，如何提高肥料利用率对我国的农业可持续发展具有重要的意义。

肥料增效剂的合理应用有助于促进作物对肥料养分的吸收，促进作物生长，增加作物产量[4-9]。聚天门冬氨酸(Polyaspartic acid，PASP)是一种新型的可生物降解的环境友好型高分子材料，具有阻垢、缓蚀、分散、螯合、保湿等多种功能。聚天门冬氨酸是一种氨基酸的聚合物，相对分子质量2 000～10 000，因其含有肽键和羧基等活性基团的结构特点，具有很好的生物相容性，越来越多地被应用于日化、农业、水处理等领域[10]。聚天门冬氨酸对金属离子具有螯合作用。它可以富集N、P、K及微量元素供给植物，使得植物更有效地利用肥料[11]。由于聚天门冬氨酸具有极强的螯合、分散、吸附等作用，聚天门冬氨酸作为肥料增效剂被逐渐应用到农业生产上[12-13]。

笔者就施用添加不同浓度的聚天门冬氨酸的液体肥料对玉米生长发育以及玉米对养分吸收利用效率的影响进行了研究，以确定肥料增效剂聚天门冬氨酸的合理施用浓度，为聚天门冬氨酸在玉米生产上的应用提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验于2014年6月13日～7月26日在广东省广州市华南农业大学资源环境学院植物营养系温室(E 113.21°，N 23.09°)进行。供试作物为玉米(ZeamaysL.)，品种为先科11号。供试土壤取自华南农业大学试验基地，使用前风干过5 mm筛。该土壤为赤红壤，其基本理化性状如下：pH 6.75，碱解氮 71.10 mg/kg,有效磷(P2O5)102.94 mg/kg,速效钾(K2O)112.90 mg/kg，有机质21.25 g/kg，交换性钙离子1 408.12 mg/kg,交换性镁离子浓度66.22 mg/kg。装土容器为塑料盆(上、下底内径和高分别为10、8、10 cm)，每盆装土2.0 kg。肥料增效剂聚天门冬氨酸(山东邦迪化学制品股份有限公司生产)，分子量6 000～9 000。供试肥料为高钾型液体肥料(10-5-17)，由华南农业大学资源环境作物营养与施肥研究室研制。

1.2 试验设计与实施根据聚天门冬氨酸的不同添加量，设9个处理，每个处理3次重复。各处理为：处理①不施肥(简称CK)；处理②施用高钾型液体肥料，不添加PASP (简称T0)；处理③施用高钾型液体肥料+0.3% PASP(简称T1)；处理④施用高钾型液体肥料+0.5%PASP(简称T2)；处理⑤施用高钾型液体肥料+ 1% PASP(简称T3)；处理⑥施用高钾型液体肥料+2%PASP(简称T4)；处理⑦施用高钾型液体肥料+3%PASP(简称T5)；处理⑧施用高钾型液体肥料+5%PASP(简称T6)；处理⑨施用高钾型液体肥料+10% PASP(简称T7)。

试验于2014年6月13日装盆、播种，每盆5粒，2014年6月20日(即3叶1心时)间苗，留1株。间苗后第5天(2014年6月25日)开始施肥，淋施，每7 d 1次，共4次，每次肥料用量为0.2 g/盆。2014年7月26日收获，测定相关指标。

1.3 测定项目与方法在玉米收获时，分别测量各处理玉米植株的株高。将玉米植株地上部样品先在105 ℃下杀青30 min，然后75 ℃下烘干,称重,测定玉米植株地上部生物量。植株全氮采用凯氏定氮法测定，全磷采用钼锑抗比色法测定，全钾采用火焰光度法测定。土壤理化指标的测定采用常规方法进行，具体测定方法参考《土壤农化分析》[14]。

1.4 数据处理试验数据采用Microsoft® Excel 2003(Microsoft Company)进行平均数和标准差计算，并且利用SAS 8.1统计软件进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 聚天门冬氨酸对玉米株高的影响从图1可以看出，施用液体肥料处理(T0)和添加聚天门冬氨酸的液体肥料处理(T1～T7)的玉米株高均在0.05水平显著高于不施肥处理(CK)。与施用液体肥料(T0)相比，施用添加0.5%～5.0%聚天门冬氨酸的液体肥料处理(T2～T6)对玉米株高均有显著的影响，但是随着聚天门冬氨酸添加量的增加，玉米的株高呈先增加后降低的趋势。其中，添加1%聚天门冬氨酸的液体肥料处理(T3)的玉米株高与其他浓度间的差异达到0.05显著水平，施用添加1%聚天门冬氨酸液体肥料的株高最高，为195 cm。由此可见，施用添加1%聚天门冬氨酸的液体肥料处理对玉米的株高有显著的促进作用。

2.2 聚天门冬氨酸对玉米生物量的影响从图2可以看出，与对照(CK)相比，施用液体肥料(T0)和添加聚天门冬氨酸的液体肥料(T1～T7)对玉米生物量均有显著的促进作用。施用添加1%聚天门冬氨酸的液体肥料处理(T3)玉米的生物量在0.05水平显著高于施用液体肥料处理(T0)。施用添加1%聚天门冬氨酸的液体肥料处理(T3)玉米的生物量分别比处理T0、CK增加23.4%和197.4%。除施用添加1%聚天门冬氨酸的液体肥料处理(T3)外，施用添加其他浓度聚天门冬氨酸的液体肥料处理(T1、T2、T4、T5、T6、T7)玉米的生物量与施用液体肥料处理(T0)差异不显著。由此可知，在液体肥料生产中添加1%浓度的聚天门冬氨酸是一个较合适的用量，有利于促进玉米的生长发育，增加其干物质的积累；而过高或过低浓度的聚天门冬氨酸添加量对玉米生长的作用效果则不明显。

2.3 聚天门冬氨酸对玉米植株氮磷钾吸收量的影响从表1可以看出，施用添加不同浓度的聚天门冬氨酸的液体肥料处理对玉米植株氮、磷、钾养分积累的影响与玉米株高、生物量的趋势一致。施用添加聚天门冬氨酸处理(T1～T7)的氮磷钾积累量均在0.05水平显著高于对照(CK)。其中，添加1%聚天门冬氨酸处理(T3)的玉米植株氮磷钾养分积累量在0.05水平显著高于施用液体肥料处理(T0)，分别增加了48.5%、44.5%、36.6%。由此可见，添加1%肥料增效剂聚天门冬氨酸的处理能显著提高玉米氮磷钾的养分积累，提高肥料的利用效率。这表明1%的聚天门冬氨酸添加量对液体肥料的增效作用显著，是一个较理想的添加剂量。

表1 不同水平聚天门冬氨酸对玉米养分积累量的影响 mg/株

注：不同小写字母表示0.05水平差异显著。

3 结论

聚天门冬氨酸对金属离子具有螯合作用。它可以富集N、P、K及微量元素供给作物，使得作物更有效地利用肥料，促进作物对营养元素的吸收。聚天门冬氨酸本身不是肥料，但它作为肥料增效剂的一种，可有效提高肥料的利用效率。该研究表明，在液体肥料中添加不同浓度水平的聚天门冬氨酸对玉米株高、生物量、植株氮磷钾养分积累量的影响都具有明显的促进作用。这与冷一欣等[13,15]研究结果相吻合。在液体肥料生产中添加适宜浓度的聚天门冬氨酸，不仅能促进作物对肥料养分的吸收，增加肥效，而且能提高作物的产量。在该试验条件下，以1%的聚天门冬氨酸添加量的作用效果最好，值得推广应用。

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Effects of Polyaspartic Acid on Maize Growth

CHENG Feng-xian1, GUAN Li-lan2, DENG Lan-sheng1, ZHANG Cheng-lin1*et al

(1.College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou,Guangdong 510642;2.Guangzhou Yixiang Agricultural Technology Co.Ltd., Guangzhou, Guangdong 510650)

[Objective] The experiment was aimed to select the most suitable levels of polyaspartic acid as synergist on maize growth. [Method] Taking maize variety Xianke 11 as test material, a pot experiment was conducted to investigate the effects of different levels of polyaspartic acid with liquid fertilizer on maize growth and fertilizer use efficiency. [Result] Different concentration levels of polyaspartic acid with liquid fertilizer had positive effects on the maize height, biomass and N, P and K accumulation. They were advantageous to increase maize growth. Meanwhile, they could improve fertilizer use efficiency of maize. [Conclusion] The treatment applying 1% polyaspartic acid with liquid fertilizer showed the best performance.

Polyaspartic acid; Synergist of fertilizer; Maize; Nutrient accumulation

国家科技支撑计划(2013BAD05B00);农业部公益性行业(农业)科研专项经费项目(201103003)。

程凤娴(1982- )，女，广东佛山人，农艺师，硕士，从事植物营养以及新型肥料的研究与开发工作。 *通讯作者，教授，博士，从事作物营养、灌溉施肥及液体肥料方面的研究与推广应用工作。

2014-12-12

S 147.5

A

0517-6611(2015)04-105-02