一种绿色高效有机水溶肥的研制及其在火龙果上的应用*

容伟乾，曾德芳**，方金福，田 旭，克里斯，冥 想，赵保林，何 方，杨红刚，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)

施用化肥和农药是保证农作物稳产高产的主要手段，但化肥造成土壤板结、农药造成污染和残留等都造成了严重的环境问题。因此，如何研制出一种既可稳产高产，又无任何污染的高效环保型的新型肥料是一项十分紧迫的研究课题[1-6]。笔者经过十多年的科技攻关，终于研制出了一种高效环保型的有机水溶肥(禾之壮牌有机水溶肥)，并获得农业部颁发的肥料新产品登记证书(登记证书号：农肥-2018-准字8799号)和两项国家发明专利(专利号：201510510213.3和202010993950.4)。通过将其用于火龙果的生产种植，采用灌根和喷施等两种方法来取代传统化肥和农药，实现了火龙果用肥用药的全取代、零污染零残留和全绿色。每株火龙果的最佳底肥灌根量为 400 g(1∶300兑水稀释后的重量)，每100株火龙果的最佳喷施量为 4.5 kg(1∶500兑水稀释后的重量，在火龙果两侧均匀喷施)，喷施禾之壮有机肥后的火龙果产量较施用传统化肥和农药的火龙果的产量提高了20.2%，火龙果的甜度提高了46.5%，其肥料性价比和环保安全性均显著超过传统化肥和农药，真正实现了绿色、高效。

1 材料与方法

1.1 主要药品与仪器

天然高分子多糖(自制)，环烷酸钴、腐殖酸、硫酸锌、吲哚丁酸钾、氯化铵、EDTA、OP-10、75%乙醇(分析纯，湖北大学化工厂)，生物抑菌剂(自制)，无离子水(自制)。

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)，恒温恒湿培养箱(WS-01，黄石市恒丰医疗器械有限公司)，干燥箱(Φ300 mm，广州市昕迪实验器材有限公司)，日本原装进口“爱拓牌”甜度计(PAL-1型，日本爱拓科技有限公司)。

1.2 试验作物及品种

火龙果：红龙果型。

1.3 试验肥料

试验肥料：“禾之壮”有机水溶肥；

常规施肥：史丹利颗粒复合肥。

1.4 试验地点

“禾之壮”有机水溶肥制备实验：武汉理工大学资源与环境工程学院实验室；

“禾之壮”有机水溶肥田间试验：武汉市黄陂区祁家湾刘丫种养殖家庭农场。

1.5 试验方法

1.5.1 “禾之壮”有机水溶肥的研制

“禾之壮”有机水溶肥的制备通过以下3步工艺完成[7]：

1)主要活性物质“H-高分子多糖”的制备

从无污染的深海水生物中提取一种天然高分子多糖，然后在 55 ℃ 和1.5个大气压下，用环烷酸钴作为催化剂，用氢气与该天然高分子多糖进行加成反应，反应中3者的质量比为：m(环烷酸钴)∶m(氢气)∶m(天然高分子多糖)=1∶6∶56；反应完后再经中和纯化制得H-高分子多糖。

2)主要助剂的制备

①植物生长调节剂“腐殖酸锌”的制备；

在 25 ℃、搅拌速度 120 r/min 和常压下，用腐殖酸与硫酸锌在无离子水介质中进行反应，反应中3者的质量比为：m(腐殖酸)∶m(硫酸锌)∶m(无离子水)=5∶3∶20；反应完后再经中和、重结晶提纯后制得腐殖酸锌。

②生物抑菌剂的制备

在 85 ℃ 的温度和1.5个大气压下，采用特殊工艺从藿香和艾蒿等植物中提取汁剂后，再在常温常压下经重结晶和过滤后制得生物抑菌剂。

③混合助剂的制备：

按m(吲哚丁酸钾)∶m(氯化铵)∶m(EDTA)∶m(去离子水)=1∶2∶0.2∶10的质量比将4者混合均匀后，置于反应釜中，在 25 ℃ 和 200 r/min 的条件下搅拌 1 h，得到有机有机肥混合助剂。

3)有机肥水溶肥成品的制备

将以上制得到的H-高分子多糖、腐殖酸锌、生物抑菌剂、混合助剂和无离子水等物质按质量比1∶5∶2∶2.4∶22混合均匀后，在 35 ℃ 和 200 r/min 的条件下搅拌 3 h，再经100目筛网过滤后最终得到有机水溶水溶肥成品。

1.5.2 “禾之壮”有机水溶肥用于火龙果的田间试验方法

1)田间试验的基本方法

根据同比试验的原则，将条件完全相同的一个大棚分为2条(0.75亩，共716株,955株/亩)，其中左边一条等分为2段或2个处理，共有361株，其中第一段(标号：6-7号为223株)除2次底肥与传统相同外，其余全部用禾之壮喷施和灌根，其时间和方法与右边一样。第二段(标号：7-8号为138株)与传统化肥农药方法完全一样进行种植。右边一条分为4段或4个处理，共有355株，它们标号和株数分别为：1-2号为84株；2-3号为82株；3-4号为80株；4-5号为109株。整个大棚2条火龙果共分为6个处理，这6各处理的方法和加量都有所不同，看其中哪个处理的综合效果最好或性价比最高，由此确定火龙果的最佳用肥量和用肥方法。

2)田间试验的具体试验方法

①右边一条(1-5号)火龙果试验方案

各处理底肥的灌根时间和用量：

两次底肥的2次灌根时间分别为：2021年1月13日和2021年4月16日；

底肥灌根时的用量：首先将禾之壮有机肥原液摇匀后，再按1∶300的兑水比例将摇匀后的禾之壮有机肥原液加入到300倍的水中并混合均匀便得到禾之壮有机肥的灌根液，然后再按以下不同编号区间使用不同量的灌根液对每株火龙果根部进行灌根，1-2号区间，每株灌根液用量为 200 g；2-3号区间，每株灌根液用量为 300 g；3-4号区间，每株灌根液用量为 400 g；4-5号区间，每株灌根液用量为 500 g；即4个区间处理的灌根量分别为：200 g、300 g 400 g、500 g，灌根量依次增加。

②各处理叶面喷施时间和用量

(a)喷施时间：第一次喷施时间为2021年4月16日(2021-4-10大棚塑料布拆掉并敞开)，第二次喷施时间为2021年5月30日(此时刚长出幼果)；以后每采摘一次后就喷施一次，如果采摘没有规律，就每隔15-20天喷施一次，直到火龙果全部收获完毕前的20天停止喷施。且选在晴天下午喷施，30 ℃ 以上时，则在上午喷施，阴雨天不能喷施。

(b)喷施用量：首先将禾之壮有机肥原液摇匀后，再按1∶500的兑水比例将摇匀后的禾之壮有机肥原液加入到500倍的水中并混合均匀便得到禾之壮有机肥的喷施液。每次每条喷施 16 kg(刚好一壶)，在一条火龙果的两侧叶面上各均匀喷施 8 kg(半壶)，一条火龙果共计喷施 16 kg。

(c)各处理追肥时间和用量：

追肥灌根时间：5月中旬，7月中旬，8月中旬，9月中旬，共灌根追肥4次；

灌根追肥用量：首先将禾之壮原液摇匀后兑水300倍并混合均匀便得到追肥灌根液，然后每次每株灌根 200 g 即可。

(d)左边一条(6-8号)试验方案：

6-7号(223株)试验方案:2次底肥与传统底肥的用法用量全部相同，而喷施和灌根的时间和用法与右边一条完全一样。喷施时，将禾之壮有机肥按1∶500兑水稀释混匀后，左边6-7区间(223株)每次均匀喷施8 kg，左右两侧各均匀喷施 4 kg；追肥灌根时，与右边一条2-3区间一样，将禾之壮有机肥原液按1∶300兑水稀释混匀后，每株灌根量为 300 g。

7-8号(138株)试验方案：与传统化肥农药用法用量全部相同。

2 结果与讨论

2.1 火龙果的产量结果对比

于2021年7月31日对以上两条火龙果的试验大棚中的火龙果产量进行了测产分析，左右两条共6段或6个处理的火龙果的平均质量和平均亩产见以表1所示。

表1 6个处理的火龙果的平均重量和平均亩产对比

由表1看出，在右边一条全用禾之壮有机肥的4个处理的火龙果中，随着底肥用量的增加，火龙果产量明显增加，底肥增加到3-4号用量时，火龙果产量达到最高值，它相对于全用传统肥料的火龙果亩产提高了20.2%，增产效果十分明显；在此基础上再增加底肥用量时，则产量开始下降，说明3-4号的底肥用量为最佳值，即每株火龙果的底肥灌根量为每株 400 g 时(1∶300兑水稀释后的灌根量)，其产量最高。同时也说明底肥或灌根在火龙果增产方面起着关键或决定的作用。另外，从表1中的3-4号和7-8号的火龙果产量比较可看出，每次每亩采摘禾之壮有机肥的火龙果(3-4号)要比传统化肥的火龙果(7-8号)增产 117 kg，按照目前每年火龙果至少可以采摘6次计算，每年每亩火龙果增产总量为 702 kg，按照火龙果最低市场收购价12元/kg计算，每年每亩火龙果可以增收8424元，除去禾之壮有机肥的肥料成本800元，每年每亩火龙果可以净增收7624元。所以，将禾之壮有机肥用于火龙果种植其经济效益十分明显。

2.2 火龙果的口感品质结果对比

将以上采摘的火龙果中的3-4号和7-8号的火龙果的口感外观品质等进行了对比分析和测试，结果3-4号和7-8号的甜度分别为23.3和15.9，禾之壮有机肥的火龙果较传统火龙果的甜度提高7.4度，即火龙果的甜度提高了46.5%，且禾之壮火龙果的果香味更浓、水分更足、外观色泽更加鲜艳光亮和丰满。

3 结论

1)禾之壮有机肥用于火龙果，可以明显提高火龙果的口感和品质，大大提高了产品的市场竞争力。

2)禾之壮有机肥用作火龙果的底肥灌根处理，对提高火龙果的口感和产量起着决定性的关键作用，且随着底肥用量的增加，火龙果的产量明显增加，当每株火龙果的底肥灌根量达到每株 400 g 时，其产量达到最高，它较全用传统肥料的火龙果亩产提高了20.2%，增产效果十分明显。所以禾之壮有机肥对火龙果的最佳底肥灌根量为 400 g/株(1∶300兑水灌根)。

3)用禾之壮有机肥全取代传统化肥和农药后，甜度提高7.4，即火龙果的甜度提高了46.5%，色泽外观更加鲜艳丰满，火龙果的产量提高20.2%，每年每亩火龙果可以净增收7624元以上。所以，将禾之壮有机肥用于火龙果种植其经济效益十分明显。同时农残大大降低，土壤更加活化，具有显著的经济与环境效益。