聚天门冬氨酸对复混肥料理化性质及应用效果的影响分析

2020-03-21郭武松房福力

磷肥与复肥 2020年1期

郭武松，王刚，房福力，武良

（1.新洋丰农业科技股份有限公司，湖北荆门 448000；2.农业农村部作物专用肥料重点实验室，北京 100193）

随着近年来化肥使用量零增长和减肥增效政策的实施，以提高肥料利用率、减少化肥使用量为目的的增效型新型肥料应运而生［1-2］。在此背景下，聚天门冬氨酸作为肥料增效剂添加至不同类型复混肥料中在各大复混肥生产企业陆续得到应用及推广。笔者根据多年新型肥料从业经验，归纳总结添加聚天门冬氨酸至复混肥料中对其理化性质及应用效果的影响，为聚天门冬氨酸型新型肥料进一步推广提供依据。

1 聚天门冬氨酸作用机制

聚天门冬氨酸是一种水溶性高分子多肽物质，安全性高，对环境友好［3］。其含有大量羧基和氨基活性基团，能与带正电荷的金属离子（钙、镁、锌、铁等）络合［4］，减少磷酸根离子与金属离子发生沉淀反应的概率，双向保护了磷元素和部分中微量元素的有效性。同时其具有良好的水溶性和保水性，在复杂的土壤环境中，可充当肥料中养分的“移动仓库”，通过浓度梯度动力，将溶解及络合的养分输送至植物根部进行离子交换，被作物吸收利用［5］。聚天门冬氨酸作为新型肥料增效剂，可以强化作物对氮、磷、钾及中微量元素的吸收，从而提高肥料利用率，达到减肥增效的目的。

2 聚天门冬氨酸添加工艺

聚天门冬氨酸与肥料结合的方式有很多种，其中最为普遍的是内添加和外包膜两种。内添加工艺主要是指将聚天门冬氨酸与原料混合后进入生产系统进行造粒，外包膜工艺主要是指在包膜工段采用外包裹的方式进行添加。两者相比，外包膜工艺更具优势：第一，外包膜工艺减少了聚天门冬氨酸与原材料的接触面积，同时避免了造粒过程中的高温、湿热、微负压等因素对聚天门冬氨酸分子结构的影响；第二，肥料施入土壤后聚天门冬氨酸释放更加迅速，可以在较短时间内进行离子螯合和养分运输［5］；第三，减少了生产线由新型肥料配方转产普通配方时因系统清挖及大量返料造成的成本浪费。因此，聚天门冬氨酸采用外包膜工艺添加至复混肥料效果更佳。

3 聚天门冬氨酸对复混肥料理化性质的影响

随机选取外包膜0.2%聚天门冬氨酸的新型肥料15-15-15 和普通肥料15-15-15 的热肥、冷肥（将热肥密封存放10 ～15 d 即可）样品进行持续跟踪对比分析，研究添加聚天门冬氨酸对复混肥料崩解速率和颗粒强度的影响。

3.1 聚天门冬氨酸对复混肥料崩解速率的影响

崩解速率测量方法：选取粒径范围3.0 ～3.5 mm的样品30 颗，投入装有250 mL 水的烧杯中，静置观察，以肥料颗粒崩解为基准进行判定，一个样品做5 组平行实验，取平均值，计算肥料全部崩解所需时间，结果见表1。

表1 聚天门冬氨酸对复混肥料崩解时间的影响 min

由表1可知：新型肥料15-15-15热肥与普通肥料15-15-15 热肥崩解速率持平，未见明显差异；新型肥料15-15-15冷肥崩解速率优于普通肥料15-15-15 冷肥。主要原因在于聚天门冬氨酸有较强的渗透性，刚生产出来的热肥中聚天门冬氨酸尚未完全渗透至肥料颗粒内部，故热肥崩解对比效果不明显，而存放10 ～15 d后聚天门冬氨酸与肥料内部物质逐步结合，由于其含有亲水基团［3］，故加快了肥料内部物质的溶解及迁移，进而提高了肥料的崩解速率。

3.2 聚天门冬氨酸对复混肥料颗粒强度的影响

聚天门冬氨酸对复混肥料颗粒强度的影响见表2。

表2 聚天门冬氨酸对复混肥料颗粒强度的影响 N

由表2可知：新型肥料15-15-15热肥和普通肥料15-15-15 热肥颗粒强度持平，未见明显差异；新型肥料15-15-15冷肥颗粒强度高于普通肥料15-15-15 冷肥。主要原因在于聚天门冬氨酸渗透至肥料颗粒内部后与游离水结合，因其本身遇水后具有一定黏性［3］，增加了颗粒内部物质之间的黏着力，进而增加了肥料颗粒强度。

3.3 聚天门冬氨酸对复混肥料肥效的影响

以新型肥料15-15-15 和普通肥料15-15-15 为例进行盆栽实验。处理T-1 施用外包膜0.2%聚天门冬氨酸的新型肥料15-15-15；处理T-2施用普通肥料15-15-15。实验方案如下：选择中等肥力土壤，每盆装土5 kg；以上海青为实验作物，幼苗生长至2 叶1 心时进行定植，定植密度1 株/盆；施肥方式为穴施，待缓苗结束后以植株为中心，在离植株8 ～10 cm 处选取3个点挖穴，穴深6 cm 左右，每穴施肥1 g，随后覆土。每个处理设置5 个平行实验，实验周期约38 d，上海青成熟后进行数据测量和分析，以地上部分生物量作为评价指标，具体结果见表3。