缓控释肥在小麦上的应用与展望9.doc

缓/控释肥料在小麦上的应用与展望指导老师：王宜伦 组员：魏素君 王巧艳 刘茜楠 林亚蒙 牛玉杰 李飞（河南农业大学 资源与环境学院 资环08-2班）摘要：本文综述了国内有关缓/控释肥在小麦上的应用效果，分析表明：与等养分量常规施肥相比，不同缓/控释肥在不同土壤上使小麦增产3.4%28.12%，氮磷钾肥利用率分别提高6.18%11.57%，5.6%17.52%，8.35%47%，还可提高小麦籽粒粗蛋白、湿面筋含量。针对缓/控释肥价格较高，农民认识不足及缺乏小麦专用缓/控释肥等问题，提出了降低生产成本、加强缓/控释肥的宣传和研发小麦专用缓/控释肥新品种等发展方向。应针对不同产量水平、不同小麦品种的养分需求特性，大力研制和推广小麦专用缓/控释肥。关键词：缓控释肥；小麦；产量；品质；肥料利用率；展望小麦是我国主要粮食作物，河南省小麦种植面积多达约7865万亩，保证小麦的产量与品质对养活我国近14亿人口有重大意义，同时对我国经济发展也有重大影响。缓/控释肥养分释放慢，肥效稳而持久，减少氮素挥发、淋失及反硝化脱氮损失，提高了肥料利用率，能满足小麦生育期对养分的需求，可减少施肥次数，节省人力财力；面对日益突出的粮食安全与环境问题，缓/控释肥的应用已成为今后肥料行业发展的必然趋势。目前，有关缓/控释肥在小麦上应用的研究已有许多报道。本文从缓/控释肥对小麦产量、品质、肥料利用率和环境的影响等方面的应用效果进行概述，针对缓/控释肥在小麦上应用推广中存在的主要问题，提出小麦专用缓/控释肥的发展方向，并对其应用前景进行了展望，以期推动缓/控释肥在小麦生产中的应用，实现小麦的高产优质高效施肥。1 缓/控释肥对小麦产量的影响 缓/控释肥作为新型肥料，对小麦产量提高具有明显作用。刘光荣1等在潮土上施用缓/控释肥比习惯施肥增产8.5。阎翠萍2 等研究了自研缓释肥（由山西省农业科学院土壤肥料研究所提供）和德国缓释肥料2号(N16+P8+K12)在旱地上的肥料效应，比习惯用肥平均增产21.5%。王银福3等在娄土和潮土上施用缓/控释肥与习惯施肥相比增产3.8%13.4%。肖强4等在潮土和褐潮土上研究废弃塑料胶结包膜肥料与NPK化肥配施处理相比产量提高19.620.63。韩宝文5等在中等偏上肥力土壤上试验发现缓/控释尿素在冬小麦上施用量减少30%也能达到普通尿素100 用量的产量水平。汪强6等在潮土上研究无机包膜缓/控释肥料与尿素基施相比增产10.0311.17。梁建芳7等在红麻土上应用缓/控释肥后,产量增加可达12.4。谢培才8等在潮土和褐土的试验表明：缓释包膜肥料在施用后能明显延长肥期，满足作物后期对养分的需求，小麦产量提高11.3%。王允青9等报道了同在保护性耕作条件下，控释肥能使小麦产量提高9.312.6。 张兆冬10在前茬种植水稻，土种为黄白土泥田试验，发现等养分控释肥比氮磷钾平衡施肥增产9.1%28.12%。张树清11等在小麦上施用缓释肥料Triabon（聚合物包膜，德国生产），比氮磷钾均衡施肥增产11.79，且穗粒数、千粒重均较对照增加明显，Field（磷酸铵钾盐包膜，兰州生产）次之。吴玉成12等在湖泥田土种上施用等养分量养分的缓/控释肥比氮磷钾全部基施，小麦增产26.32。汪强13等在土壤为黄河冲积物母质上发育的低肥力潮土，质地为砂壤质试验，结果表明：与尿素基施相比，包膜缓释肥料可使小麦产量提高3.420.2。李守芳14等在黑土上种植小麦施用控释肥料，有效分蘖数、穗粒重、千粒重等均有所增加,比当地习惯施用相同规格的普通复混肥料增产12.2% 16.0。王茹芳15等在褐潮土上施用掺混型缓释肥的小麦产量高于等NPK养分化肥。与普通施肥相比，掺混型缓释肥的增产幅度为23.77。党建友16等在褐土进行试验表明，复合包裹控释肥较氮磷钾配施(NPK)、复合肥(CF)及单一控释肥(CCRF)冬小麦中后期叶片净光合速率(Pn)和灌浆速率提高，灌浆持续时间延长，千粒重提高，穗粒数增加，籽粒产量增加。小麦产量较NPK和CF增产8.93%16.05%和5.34%12.23%。赵荣芳17等在潮土上试验，与传统氮素管理方式(氮肥用量为300 kg/hm2 )相比，包裹肥料处理(氮肥用量为100 kg/hm2)在节省了67的氮肥的条件下，获得了与传统氮素管理方式相似的冬小麦子粒产量。2 缓/控释肥对小麦品质的影响肖强4等通过对废弃塑料胶结包膜肥料和BC208胶结包膜肥料的研究表明：各种糖分含量与普通NPK化肥配施处理相比差异显著；306胶结包膜肥料处理葡萄糖含量与普通NPK化肥配施处理相比差异不显著，而腐殖酸BC208胶结包膜肥料处理各种糖含量与普通NPK化肥配施处理无差别。与等量氮磷钾化肥配施相比,腐殖酸BC208胶结包膜肥料，废弃塑料胶结包膜肥料，306胶结包膜肥料和BC208胶结包膜肥料(养分含量均为N 20、P205 10、K20 10)可使蛋白质含量平均分别增加0.36、0.21、0.14、0.05个百分点。党建友16等进行复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤养分的影响的试验得出比氮磷钾配施(NPK)、复合肥(CF)及单一控释肥（CCRF）小麦蛋白质含量高。汪强等13通过包膜缓释肥料与尿素基施相比，发现除苗期外其他时期冬小麦的植株含氮量也有所提高，但均比尿素以基追比1:1施肥方式植株含氮量稍低。赵荣芳17等采用超大区田间试验，以不施氮、传统氮素营养管理方式和优化氮素管理方式为对照进行研究，得出在传统和优化氮素管理模式下，冬小麦子粒含氮量和吸氮量无明显差异，而前者秸秆吸氮量以及总吸氮量均明显高于后者；包裹肥料处理除了秸秆含氮量与传统氮素管理模式无明显差异外，子粒与秸秆含氮量、子粒含氮量以及总吸氮量均明显高于传统氮素管理模式和氮素优化管理模式。谢培才8等在褐土与潮土上施用缓释包膜肥料能改善小麦品质，使粗蛋白含量增加1.91个百分点，湿面筋含量提高4.05个百分点。王茹芳15等在褐潮土施用掺混型缓释肥能明显改善小麦品质，与等NPK养分化肥相比，粗蛋白含量增加3.49，湿面筋含量增加4.58，沉降值增加10.73，氨基酸总量提高21.33，可溶性总糖含量增加43.75。黑龙江省农业科学院土壤肥料研究所19992000年的试验结果表明：小麦施用“宝鹤牌缓释肥料”能够明显延缓肥料中氮素的释放，可使小麦孕穗期对72%的氮素进行吸收，明显提高小麦蛋白质的氮素转化率和小麦的蛋白质及湿面筋含量18。3 缓/控释肥对化肥利用率的影响 小麦作为主要的大田粮食作物，对养分亦有较大的需求量。目前已有的缓/控释肥料的养分利用率可达到5060，其中缓/控释氮肥利用率要比速效肥高2030。故大力发展缓/控释肥是提高我国肥料利用率的重要途径。 赵荣芳等17在潮土上施用包裹肥料氮肥，利用率高达61.1%。汪强 6等在潮土上缓/控释肥施用与尿素基施相比，氮肥利用率提高了6.1811.57。张兆冬10等在黄白水泥田施用控释肥有利于提高小麦对N、P、K养分的吸收，肥料利用率显著提高，同时增加土壤养分，减少养分流失，提高地力。在同等养分条件下，达到了节本增效的目的，提高了单位面积产值，增加了农民收入，提高土壤的回报率，从而促进农业可持续发展。谢培才8进行了包膜缓释肥和普通复合肥的养分释放速率的比较试验表明：包膜缓释肥能显著提高氮磷钾的利用率，与普通复合肥相比在N、P、K上分别提高9.14，17.52，8.35个百分点。韩宝文5等研究结果表明：等氮量控释尿素处理下的冬小麦氮肥利用率显著提高。CRU（控释尿素）70 处理的氮肥利用率最高(38.2)，PU（普通尿素）70(36.1)和CRU100(31.5) ，PU 100 处理最低（24.7%）。汪强13等在潮土上进行试验结果表明：与尿素基施相比，施用缓/控释肥后肥料利用率提高7.6515.45。于淑芳19等研究表明控释肥能明显提高肥料的偏生产力，氮提高75.7576.33，磷提高193.50201.29，钾提高109.20125.96。缓/控释肥较尿素全底施的氮肥利用效率有所提高6，20，同时还降低了土壤硝态氮含量21。赵荣芳17等在超大区进行田间试验，采用氮素优化管理模式和施用包裹肥料与传统氮素管理模式相比均可显著降低土壤无机氮残留和氮素表观损失,氮素优化管理模式和包裹肥料的氮肥利用率分别高达72.6和61.1。刘德云等研制的缓控释生态长效肥（将腐殖酸、泥炭、沸石、氮、磷、钾及多种中微量元素和活化剂、增效剂、长效剂等，经科学配方，采用先进工艺加工，成为集速效、长效、增效三位于一体，含有机、无机、矿物质、生物的复合型高科技产品），经多年试验证明：使用后肥料综合利用率可提高1735。张树清11等通过对Triabon和Field两种缓释肥料的试验研究结果表明：施用缓释肥料的春小麦的籽实、茎叶N、P、K携出量分别比等NPK养分混配肥料提高了2.414.8，5.621.2，8.0l1.3。缓释肥料的N利用率达到37.260.9，P2O5利用率24.740.3，K2O利用率71.381.9，减少了肥料损失。4 缓/控释肥对环境的影响4.1对土壤养分影响缓/控释肥料除了能提高肥料利用率和提高作物产量之外，也调节了土壤供肥能力的时空变化。研究表明：施用包膜控释尿素比普通尿素能提高土壤全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮，且包膜控释尿素可增强土壤多酚氧化酶、磷酸酶、脲酶活性，这些酶活性与土壤养分之间具有极显著或显著的相关性22。缓/控释肥很好的保证了土壤后期速效养分的供应，提高了小麦中后期土壤速效氮、速效磷的含量16，23。由于一些包膜材料的本身特性和残留等问题，也改善了土壤的物理化学性状，影响到土壤的孔隙度与孔隙大小的分配，增加土壤水分的有效性，改善土壤的保水、释水性能24。史衍玺等研究结果表明：土壤中控释肥残膜含量在0.008范围内，控释肥残膜可明显降低土壤的透水性，提高土壤的田间持水量和保水性25。4.2 对水体的影响缓/控释肥料可使养分的淋溶与挥发降低到最小程度，对环境保护有利。同时，研究表明：一次性施用控释肥可以减小NO3-N 在土壤剖面累积，从而减少NO3-N 淋失的危险。试验中一次性施肥引起的NO3-N 积累较小，且缓释一次施肥与一炮轰处理相比虽然施肥量增加，NO3-N 的累积却没有增加。其原因可能是由两次施肥改为一次施肥以及由全部速效氮改为部分缓释氮从而改变了养分的供应方式 26。由此可以看出，在总氮肥量不降低的情况下添加缓/控释肥，土壤硝态氮的累积规律有所改变，这一结果与杨雯玉等（2005）在小麦试验中的结果有相似性27。施用缓释肥对土壤NO3-N 的残留并不一定随施氮量的增加而增加，缓/控释肥的应用对于减小NO3-N 对地下水的污染有抑制作用。4.3 对大气的影响气体排放损失是氮肥损失的重要部分之一，常规施肥中氮肥对环境的影响主要表现在硝态氮的还原作用和铵态氮的分子态化两个方面28，然而施用缓/控释肥可明显减少因氮肥施用直接造成的N2O气体排放，同时也能减少因氮素淋溶或随地表径流而间接造成的N2O气体排放。5 缓/控释肥存在的问题5.1 缓/控释肥的市场价格缓/控释肥料在一定程度上可以给我国带来相当可观的利益(可以抵消环境污染所造成的损失)。但是与普通肥料相比，包膜缓/控释肥料的生产成本比常规肥料高，这是限制包膜缓/控释肥料在农业，尤其是在小麦上推广应用的主要因素。由于需要对未加工的颗粒材料进行粒径分选，包膜材料价格昂贵、生产中技术工序更为复杂等原因，使得缓/控释肥料比传统肥料价格高出28倍。但是由于其较高的生产成本，使其不能广泛应用于大田当中，只能用于草坪、花卉栽培、苗木以及价值较高的中耕作物。但就其整体而言，产业规模偏小是一个重大障碍，这也是造成价格偏高的一个主要原因。研制和筛选新型、高效、廉价的缓/控释材料已成为目前研究的关键。5.2 当前对缓/控释肥的认识农民普遍缺乏对缓/控释肥料的科学认识，而且农民长期养成的施用高浓度、高含量肥料习惯，也很难一下子改变。这需要广泛普及缓/控释肥料的相关知识及其施肥技巧。只有通过学习缓/控释肥料的相关知识和施肥技能，并且通过技术人员的指导，使农民真正在大田作物上操作和实践，获益于缓/控释肥料带来的经济效益和环保功效，才能使缓/控释肥料得以大规模推广。5.3缓/控肥料规模化生产加工技术不成熟研究报道，实验室研制的缓/控肥料有很好的效应，但对于规模化工厂生产的缓/控肥料往往达不到理想的效果。我国的技术研发体制仍然沿用科研机构技术研发、企业引进转化的方式。有待于改进生产工艺、简化生产流程，从而降低生产成本。缓/控释肥生产工艺较之传统肥料制作工艺更复杂，关键设备和工艺配套的研究相对薄弱，难以形成产业化29。行业持续技术研发能力不足也是影响国内缓控释肥发展的主要因素。大多数研究机构隶属于大专院校，属于官方主导，进入真正的技术市场受到诸多的制约，这不仅限制了研发人员的主观能动性也不利于技术成果进入市场实现转化。身处经济市场之中的企业，虽然对成果的引进有着极大的效益吸引，但就企业本身而言，这种效益的吸引具有速效、一次性的特征。这是因为企业引进技术后，虽然加速了科技成果的产业化转化，却使技术的研发中断。其中企业不具备技术研发的人才、设备等方面的条件和没有充足的技术资金投入是主要的原因30。5.4 尚未有统一的缓/控释肥的质量评价体系及标准缓/控释肥的肥效目前缺少系统定量的评价，尤其是对控释肥施入田间后的转化吸收过程等还缺乏系统深入的研究。在实验室和田间条件下预测控释肥养份释放的机理、数学模型还需进一步研究，以提供设计控释肥的参数和依据；缓/控释肥性能及质量的检验方法还没有规范的检验标准，尤其是实验室和田间所做的控释效果是否一致有待检验，同时还要建立包膜材料的生态环境指标。5.5小麦专用缓/控肥料的研制和开发依然落后与其他经济作物相比，小麦有种植面积大，范围广、小麦品种多等多种特点，故缺少对小麦缓控释肥的研究与开发。另外，由于受缓/控释肥价格、农民认识等多方面限制，缓/控释肥在小麦等大田作物上的推广受阻。这些因素使得小麦专用缓/控释肥的研制与开发相对落后。6小麦施用缓/控释肥的展望缓/控释肥料作为21世纪的新型肥料，已逐渐被人们所接受。同时，研究与作物相配套的肥料品种在当今肥料行业中有着良好的前景。大力发展缓/控释肥应从肥料价格、肥料推广与应用、肥料品种的开发与研制等方面着手。6.1 降低生产成本，提高缓/控释肥的生产应用目前国内缓/控释肥价格偏高仍是限制推广的原因之一，缓/控释肥是肥料的再加工生产过程，必然导致肥料价格提高，其中工艺和包膜材料的复杂也是造成这一局面的主要原因。因此，从包膜材料选择、改进生产工艺流程和设备、节能降耗等出发，降低生产成本，减少与传统肥料价格的差距。6.2 加强缓/控释肥的宣传，提高农民对其的认识推广及应用缓释肥是一项艰巨而长远的任务。宣传推广缓/控释肥不仅仅是为了销售肥料赢利，更重要的是为了改变老百姓落后的施肥观念，提高中国粮食的产量。在宣传推广方面，以会议营销、示范田建设、现场观摩会和农化服务等为主要方式，以改变农民落后施肥观念为主要目的，在全国重点粮食产区进行推广及应用。6.3研发专一性强的肥料新品种，提高其与小麦生长周期的吻合性从目前缓/控释肥应用来看，很难达到作物专用。同一种缓/控释肥往往在不同地点使用，且跨省份、跨作物，并未充分考虑地域差异、气候差异、土壤差异及作物生长特性等特点，导致缓释效果降低。通常认为，缓/控释肥具有缓慢、稳定释放养分的特性，一次基施可满足作物整个生育期对养分的需求。但是不同作物、不同土壤条件下作物生育期需肥特点有很大的差别。因此，要结合我国推行的测土配方施肥技术，根据不同土壤肥力、土壤质地、小麦生育期的不同养分需求特点形成不同的工艺技术，开发小麦专用缓/控释复混肥料，提高其与小麦生长周期需肥规律的吻合性，从而提高肥料利用率和作物产量。小麦是我国的主要粮食作物，其产量的保证是解决人口问题的基础。小麦专用缓/控释肥的应用不仅能满足小麦对养分的需求，更重要的是能降低肥料损失，提高肥料利用率，对小麦的高产优质高效生产发挥重要作用。目前国内虽有不少缓/控释肥的生产厂家，但技术含量低，生产的肥料养分的释放很难和作物的需求相一致，而且生产成本过高，没有形成一定的市场规模，若要大面积的推广应用，仍有很长的路要走。 参考文献1刘光荣,孟召鹏.金正大控释肥小麦上示范试验研究.萧县土肥站.农业微生物资源开发与利用交流研讨会.2阎翠萍,陈爱苹,鲁晋秀,等.特旱年旱地小麦缓释肥的增产效应J.山西农业科学,2001,29(3):37-40.3王银福,刘桂莲,张明学,等.小麦施用缓控释肥、配方肥肥效试验初报.中国农村小康科技,2010,11:66-68.4肖强,张夫道,王玉军,等.纳米材料胶结包膜型缓/控释肥料对作物产量和品质的影响J.植物营养与肥料学报,2008,14(5):951-955.5韩宝文,贾良良,刘小玲,等.河北省冬小麦主产区控释尿素应用效果研究J.河北农业科学,2010,14 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