钛肥的增产机理及肥效试验

2016-05-05陈绍荣邵建华

肥料与健康 2016年2期

关键词：石榴作物产量

陈绍荣，邵建华

(1.江西省余江县农业局　江西余江　335200； 2.江苏省农科院资环所　江苏南京　210014)

钛肥的增产机理及肥效试验

陈绍荣1，邵建华2

(1.江西省余江县农业局江西余江335200； 2.江苏省农科院资环所江苏南京210014)

摘要综述了国内外钛肥的研究及应用技术进展，介绍了新型有机态钛肥的技术创新点及其增产机理。通过在水稻、辣椒、石榴等作物上进行的肥效试验，证实了该有机态钛肥是一种技术领先、具有高科技含量的新型生物营养素产品，有着广阔的市场发展前景。

关键词有机态钛肥增产机理肥效试验

Yield Increase Mechanism and Fertilizer Efficiency Experiment of Titanium Fertilizer

Chen Shaorong1, Shao Jianhua2

(1.Agriculture Bureau of Jiangxi Yujiang CountyJiangxi Yujiang335200； 2.Institute of Agricultural Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural SciencesJiangsu Nanjing210014)

AbstractThe study and application technology progress of titanium fertilizer at home and abroad are summarized, and the technical innovations and yield increase mechanism of new type organic titanium fertilizer are introduced. Through experiment of fertilizer efficiency on crops such as rice, pepper, pomegranate and so on, it is confirmed that the organic titanium fertilizer is a new biological nutrient product with leading technology, and it possesses broad market prospect.

Keywordsorganic titanium fertilizeryield increase mechanismexperiment of fertilizer efficiency

1钛肥的研究及应用进展

钛元素(Ti)于1791年被发现，是一种过渡金属元素，岩石、土壤和动物、植物体内都含有钛元素。自20世纪30年代以来，国内外许多学者对植物中的钛含量及其生理作用进行了大量研究，虽未证实钛是植物生长所必需的营养元素，但均发现钛与许多植物的生长发育、产量和品质之间存在良好的相关性。20世纪70年代，匈牙利科学家最早研制出在农业上应用的有机活性钛制剂[1]，即采用维生素C为配体螯合成可被植物吸收利用的有机钛，并且实现了工业化，但其工艺较落后、生产成本较高且活性钛的稳定期较短。之后，美国、日本等国的研究表明，钛对植物生理、生态、产量、品质均有一定的促进效应。因此，大多数学者认定钛是一种对植物有益的营养元素[2- 3]。

我国对钛及其化合物在农业上的应用研究起步较晚。20世纪80年代，南开大学、北京有色金属研究总院等先后开始研究钛肥[4- 6]，研制出的钛肥应用于农作物上均表现出显著的增产效果。进入21世纪后，国内部分科研院校和企业开始进行有机钛制剂的研发，开发出多种形态的钛制剂，应用后大都取得了良好的效果，不仅能够增产，对提高作物品质的效果较突出，而且可以提高作物的抗逆性，故受到消费者的青睐。

2福生钛新型有机态钛肥的技术创新点

当前，我国开发出的有机活性钛制剂种类较多，主要有TiCl4与抗坏血酸的螯合物、TiCl4与柠檬酸螯合物、TiCl4与苹果酸螯合物、TiCl2与抗坏血酸螯合物等，其存在的主要问题是螯合工艺复杂、生产成本偏高、钛的活性稳定期短。钛抗坏血酸螯合物虽然不会污染土壤和环境，但由于抗坏血酸易被空气中的氧分解而导致钛沉淀，故该有机钛制剂不能长期保存，有效期只有1～2年。

近年来，龙蟒福生科技有限责任公司(以下简称福生公司)利用其独特的资源优势及技术优势与有关专家合作攻关，创新推出了新型有机态钛肥(以下简称福生钛)，肥效突出，深受消费者欢迎，被誉为“神奇的作物营养素”。

福生钛具有以下技术特点：①螯合工艺技术先进，钛螯合效率>98%，处于国际领先水平；②螯合剂原料成本低廉且性能稳定，产品质量保质期(即钛活性稳定期)在5年以上；③农作物吸收利用率高，在25 ℃条件下，一般4～6 h即可由作物叶片完全吸收；④促生性好，显效性强，喷施或灌施后15 d内就可显现促生效果；⑤在环境中可以降解为TiO2，而TiO2在土壤中已大量存在，因此该产品属于绿色有机农业生产资料，不会污染土壤及环境。

3福生钛的增产机理

3.1促进植物的光合作用

据万春候研究[7]，用钛微肥处理种子或叶面喷施，叶片单位鲜重的总光合色素含量均提高20%左右，而且单位叶绿素对光能的吸收提高10%左右，其光能转换效率及光合作用速率增大10%～20%。笔者认为，钛的神奇肥效应该来源于此，光合作用效率的提高为农作物的增产、提质打下了物质基础。

3.2促进植物新陈代谢和对氮的吸收利用

酶是植物光合作用及新陈代谢过程的生物催化剂。大量研究证明，叶面喷施钛制剂能提高植物体内多种酶的活性，从而促进植物的生长发育。如植物从土壤中吸收的硝酸盐，必须通过硝酸还原酶和亚硝酸还原酶催化还原成氨，才能被植物直接利用。在小麦上的试验结果表明，应用钛制剂后，植物体内的硝酸还原酶活性可提高50%～150%，其对氮的利用率可提高10%～40%[7]。此外，钛能够提高过氧化氢酶、过氧化物酶的活性，加快植物体内的生化过程，促进植物的新陈代谢。钛参与激活一些酶的活性很可能与其变价特性有关，在氧化还原反应中起到电子传递作用。

3.3具有类激素(生长素和细胞分裂素)效应

研究证明，钛元素有一种类似植物激素的效应。在烟叶愈伤组织的溶液培养试验中，当培养液中缺少生长素时，愈伤组织的生长受到严重抑制；用钛元素代替生长素时，愈伤组织的生长不仅不受抑制，而且效果比使用生长素的更好；用钛元素代替分裂素时，愈伤组织生长受到的抑制作用可得到大部分补偿。另外，示踪原子法证明钛元素能够促进生长素向叶以及根的输送[7]。

由于生长素与分裂素对根芽、维管组织及胚状体分化都有诱导作用，可活化细胞内的脱氧核糖核酸，使之解除抑制，进而进行基因表达，形成新的核糖核酸和蛋白质(酶)，通过调节代谢而引起生长发育改变。钛元素既有类激素的效应，又有促进内源激素向根运输的作用。农作物使用钛微肥后，根系干重增加10%～30%，根系容积提高10%左右，豆科作物根瘤数增加30%～40%[7]。根是植物重要的营养器官，依赖其从土壤中吸收水分和养分，因此，根系发达必然可增强植物从土壤中吸收营养物质。通过对苹果、葡萄、番茄、小麦等的分析结果表明，使用钛微肥后，叶片中的氮、磷、钾、钙、硼、铁、锰、锌等含量均有所提高，对提高产量和改善作物品质十分有利。

3.4促进作物生长发育和提前成熟

福生钛能显著促进作物的生长发育，尤其是根系发育。据福生公司试验示范资料，辣椒采用福生钛稀释1 500倍的处理与喷清水对照对比，根幅宽增加10.7%，稀释1 000倍的处理增加16.7%，稀释500倍的处理增加18.7%；稀释1 500倍的处理根数增加26.0%，稀释1 000倍的处理增加40.4%，稀释500倍的处理增加49.0%；开花期提前5～7 d，果实成熟期提前8～10 d；水稻增产27.85%，辣椒增产51.9%，石榴增产28.82%。

3.5增强作物对不良环境的抵抗能力

根据小麦试验研究资料，使用钛制剂浸种后，小麦幼苗叶片所含类胡萝卜素含量比对照增加11.65%，提高了小麦幼苗的抗逆性。因为类胡萝卜素，尤其是β- 类胡萝卜素能保护受光激发的叶绿素免遭光氧化的破坏，并使光合膜免遭活性氧的破坏或降低其受损害程度，使光合作用得以顺利进行，这对处于强光、高温、洪涝或干旱等不利生态环境的作物尤其重要。如玉米生长前期遭受水灾，喷施钛制剂后，很快可恢复生机；苹果遭受冰雹灾害后，喷施钛制剂，被冰雹打坏的果实伤口很快愈合，使损失降至最低程度[8]。

3.6提高作物品质

众多研究资料证明，喷施福生钛不仅能够提高作物产量，而且可以提高农产品的品质，如提高水稻和小麦籽粒的蛋白质含量，甘蔗、甜菜和瓜果的含糖量，辣椒和番茄的维生素C含量，烟草上等烟的比例增加等。万春候指出[7]：使用钛微肥后，小麦和谷类粮食作物的蛋白质含量提高3%～5%，赖氨酸含量提高3%～17%；水果类的维生素C含量提高3%～17%，水溶性糖含量提高4%～15%，酸度下降4%～15%。使用钛肥后，作物根系发达，作物吸收的营养元素就多，所以发育和成熟早；而且光合作用增强，合成的养料增加，类激素效应又调动这些养分向果实运输，因此苹果、柑橘、橙等不正常落果大大减少，而且果实外形整齐、色泽鲜艳，口感提高，品质显著改善。

4福生钛的肥效试验

4.1水稻

2015年，在安徽省的九成农场5分场的110亩(1亩=666.6 m2，下同)示范田的水稻测产资料表明，应用钛肥套餐(福施壮+福生钛+保民丰)，湿谷亩产比对照增产27.85%，随机抽样测产结果见表1。

表1水稻随机抽样测产结果

施肥处理株高/cm有效穗数/(穗·m-2)平均穗重/g湿谷产量/(kg·m-2)折合亩产量/kg产量比较/%钛肥套餐107.0474.253.9271.8671245.00127.85常规施肥106.0446.753.3271.460973.82100.00

备注：1)水稻品种为太湖糯，示范地面积110亩，对照地面积110亩，湿谷含水质量分数36%。

4.2辣椒

2015年8月，使用福生钛进行了辣椒盆栽试验，试验各处理：处理1，对照,常规施肥，盆基施尿素1.44 g+磷酸二氢钠1.03 g+氯化钾1.15 g；处理2，常规施肥+苗成活后5 d叶面喷施3%(质量分数，下同)福生钛(稀释300倍)；处理3，常规施肥+苗成活后5 d叶面喷施3%福生钛(稀释500倍)；处理4，常规施肥+苗成活后5 d叶面喷施3%福生钛(稀释1 000倍)；处理5，常规施肥+苗成活后5 d叶面喷施3%福生钛(稀释1 500倍)。各处理进行3次重复，共计15盆。

试验用肥时间为2015年8月19日(晴)，辣椒进入现蕾期，共用肥1次。试验周期64 d，其中30 d有小雨到大雨，前期有白粉虱等虫害及煤污病影响。试验期间温度在20～34 ℃。每隔7 d统一采集每组成熟辣椒果实，连续采果3次，计算各组产量。辣椒产量测定结果见表2。

表2辣椒产量测定结果(2015年)

处理10-08采果单株产量/g比对照增减/%10-25采果单株产量/g比对照增减/%10-22采果单株产量/g比对照增减/%3次采果总和合计单株产量/g比对照增减/%处理130.200.008.6238.82处理233.209.95.80100.02.84-67.141.84+7.8处理337.0022.512.60100.09.38+8.858.98+51.9处理425.20-16.63.50100.04.92-42.933.62-13.4处理527.60-8.617.53100.00.00-100.045.13+16.2

由表2可知，不同处理的增产幅度依次为处理3、处理5和处理2。处理4的合计单株产量低于对照，其原因可能是前期门椒坐果时间长，影响了上部分枝的营养生长，导致后期生长量不足，产量降低；而处理1、处理2和处理3基本无门椒坐果，故后期生长量充足。

4.3石榴

2015年，在云南省红河州蒙自市石榴研究所进行了福生钛在石榴上的应用试验，参试品种分别为中熟种“厚皮”以及晚熟种“绿籽”。试验共设6个处理：处理1，对照1，不施肥；处理2，对照2，结果期间喷施1～2次氨基酸中微肥(稀释500倍)；处理3，结果期间喷施1～2次福生锌钙钛(稀释1 000倍)；处理4，结果期间喷施1～2次福生锌钙钛(稀释500倍)；处理5，结果期间喷施1～2次福生硼镁钛(稀释1 000倍)；处理6，结果期间喷施1～2次福生硼镁钛(稀释500倍)。

试验设计为每处理每品种选择中等树冠果树1株，挂牌挂枝观测，每个处理重复3次，每个品种观测18株，合计观测36株。在喷肥次数上，中熟种“厚皮”喷施1次，晚熟种“绿籽”喷施2次(间隔期40 d)，7月2日第1次喷肥。试验结果见表3～表6。

表3中熟种“厚皮”石榴定枝定果观测结果(2015年)

处理果直径/cm07-0108-10果体积/cm307-0108-10果体积增加/cm3%单果重/g单果重增减/%含糖量/%含糖量增减/%叶绿素含量(SPAD)07-0108-10处理17.239.29197.9419.8221.9285.213.7754.445.9处理26.519.66144.5472.0327.547.6327.915.013.840.0752.146.4处理36.629.55151.9456.1304.237.1371.830.413.940.1750.849.2处理46.969.93176.5512.7336.251.5370.329.813.980.2150.848.7处理55.979.91111.4509.6398.279.4353.624.013.74-0.0350.550.4处理67.629.51231.7450.3218.6-1.5345.121.013.72-0.0553.450.5

由表3可知：除处理6的果体积略有减小外，其余喷施叶面肥处理的果体积增加均较明显，大都比处理1增加37.1%～79.4%；处理5的果体积增加最多，处理4次之，这2个处理的果实体积都比处理2明显增大；锌钙钛和硼镁钛处理的单果重均比处理1和处理2明显增加，尤以锌钙钛处理效果最明显，分别比处理1和处理2增重约85 g和约44 g；各处理间的含糖量差异不明显；硼镁钛处理的叶绿素含量比处理1和处理2高4%～5%，锌钙钛处理比处理1和处理2高约3%，说明福生钛对叶绿素含量的提高和提高光合作用效率有显著的促进作用。

表4晚熟种“绿籽”石榴定枝定果观测结果(2015年)

处理果直径/cm07-0108-10果体积/cm307-0108-10果体积增加/cm3%叶绿素含量(SPAD)07-0108-10处理15.617.4492.4215.5123.150.644.2处理25.357.4980.2219.9139.713.550.347.9处理35.357.3380.2206.1125.92.343.247.9处理45.027.2066.2195.3129.14.950.348.7处理54.966.9663.9176.4112.5-8.651.550.6处理65.247.7075.3238.9163.632.951.552.5

由表4可知：处理6的果体积比处理1增加32.9%，比处理2增加17.1%，效果明显；处理6的叶绿素含量分别比处理1和处理2增加8.3和4.6，锌钙钛的2个处理也分别比处理1增加3.7和4.5，而比处理2略有增加。

表5表明：喷施锌钙钛和硼镁钛处理的新梢抽生量均明显大于处理1，而以“绿籽”石榴的新梢抽生量增加最大；“厚皮”石榴处理6的新梢抽生量小于处理2，可能与喷施浓度过高有关。

由表6可知：处理6增产较显著，含糖量增加0.6%；除了处理5，其余喷施叶面肥处理的产量均比处理1有不同程度的增加。

表5石榴夏梢抽生量观测结果

项目处理1处理2处理3处理4处理5处理6“厚皮”石榴每枝新抽夏梢/条0.31.01.60.70.30.7平均新梢长度/cm7.023.624.626.830.613.7“绿籽”石榴每枝新抽夏梢/条0.00.71.02.00.31.6平均新梢长度/cm0.034.044.978.741.248.9

表6“绿籽”石榴试验产量结果

处理总结果数/(个·株-1)平均果重/g单株产量/kg单株产量增幅/%含糖量/%处理1252.0247.962.2413.3处理2316.0217.368.5710.1713.6处理3359.3183.966.056.1213.8处理4330.0189.962.370.2113.6处理5304.7202.561.54-1.1213.8处理6401.3199.880.1828.8213.9

5结语

福生钛螯合工艺先进，螯合效率大于98%，性能稳定，作物吸收利用率高，促生性好，显效性强，是一种创新的新型绿色有机生产资料。通过肥效试验，证实福生钛是一种技术领先、具有高科技含量的新型生物营养素产品，有着广阔的市场发展前景。

参考文献

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(收到修改稿日期2016- 01- 13)