学术讨论—肥药型叶面肥的开发研究思路.docx
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1、肥药型叶面肥的开发研究思路 以河南省几种主要农作物为示范摘要:迄今,我国叶面肥发展已历经20余年,叶面肥料名目多样,种类繁多,全国范围约有数千种之多,但几乎都是营养型或生长调节剂型叶面肥,而有关肥药型叶面肥的生产和相关报道几乎为空白。本文结合叶面肥生产现状及河南省当前农业生产施肥与用药状况,探讨河南省地区肥药型叶面肥的开发研究思路。关键词:肥药型叶面肥;开发;研究思路 一、我国常规叶面肥开发及使用现状 俗话讲“有收无收在于水,收多收少在于肥”,肥料是作物的粮食。据联合国粮农组织统计,农产品大约30%左右是用肥料换得的,而对于粮食作物,有50%增产量来自于肥料,施肥已成为当今世界提高农作物产量及
2、品质的的重要措施之一。而植物吸收营养元素的途径主要有两个:根和叶。作物主要通过根系吸收土壤溶液或人工施用肥料中的营养,供给作物生长发育。除根系外,作物还可以通过茎叶(尤其是叶片)吸收养分。在作物生长期间,这种非根系吸收营养的现象就是作物的根外营养。而向除作物根系以外的营养体表面施用肥料的措施叫做根外施肥,也就是一般所称的叶面施肥,用于叶面施肥的肥料称为叶面肥料。我国叶面肥料的商品化是从20世纪80年代开始的,经过20多年的发展,叶面肥料的生产得到了巨大的发展。肥料配方从单一成分发展到复合成分,从大量营养元素发展到微量营养元素和有益元素,从无机养分发展到有机养分,从矿质养分发展到添加植物生长调节
3、剂。叶面肥料产品名目多样,种类繁多,全国范围约有数千种之多。截止2007年5月,我国叶面肥料正式登记产品737个,临时登记产品1398个。通过对国家化肥质量监督检验中心肥料登记资料的分析,发现目前我国已登记产品主要有微量元素水溶性肥料、大量元素水溶性肥料、中量元素水溶性肥料、含氨基酸水溶性肥料、含腐植酸水溶性肥料、含海藻酸水溶性肥料和有机水溶性肥料(见图1,图2)。通过对当前市场流通的叶面肥产品的统计调查,发现我国叶面肥料主要有综合型、养分型和激素型(见表1)。 01002003004005006007008009001000微量元素水溶肥料含氨基酸水溶肥料含腐植酸水溶肥料大量元素水溶肥料中量
4、元素水溶肥料含海藻酸水溶性肥料有机水溶性肥料临时登记(个)图1 农业部不同类型叶面肥料的临时登记情况(截至2006年1月) 占登记总量百分数%微量元素水溶肥料含氨基酸水溶肥料 含腐植酸水溶肥料 大量元素水溶肥料 中量元素水溶肥料 含海藻酸水溶性肥料有机水溶性肥料 注:数据来源于国家化肥质量监督检验中心(北京)图2各类叶面肥占登记总量百分比 表1 我国市场常见的叶面肥料产品(液体肥料,谢天镳,李玉纯主编)肥料名称类型开发与生产单位叶面宝 综合型广西丽明叶面宝厂喷必灵养分型广西化工研究所农丰壮 激素型广西化工研究所增产丹激素型广西化工研究所喷施宝综合型广西博白喷施宝开发有限公司多收灵 激素型中国农
5、业科学院土肥所 湖南资江氮肥厂湖南益阳地区种子公司Dy肥经综合型湖南资江氮肥厂光和多元微肥养分型山东省科学院生物所 山东沂水光合多元微肥厂液体微肥养分型山东青岛化工学院农保敌敌素养分型湖北省云梦县农药厂丰收素激素型广东深圳宁威田丰有限公司农之宝养分型广东广州氮肥厂恩 肥激素型广东华康科技服务公司农宝地力素养分型北京新兴农用物资开发公司氨基酸肥养分型中科院动物研究所 北京科生技术公司氨基酸复合肥料养分型北京开元新技术公司农用增产菌综合型北京农业大学活性肥料养分型上海农科院 上海农资公司 上海浦东化工厂国雄牌叶肥养分型山西太谷神农生化厂增产宝浙江省化工研究所 浙江省义乌市科委植物营养素江苏省泰县磷
6、肥厂丰产素激素型黑龙江绥化参美化工厂氮稀肥综合型肥料王养分型河南郑州大学联合固氮菌肥综合型河北省微生物所 西安碑林化工厂 化工部化肥研究所多元液体复肥养分型河北三河县三新实验场复合细胞分裂素激素型河北新城县酶制剂厂 中国农科院原子能所就我国叶面肥料目前发展的特点,总的来说,可归纳如下:产品数量增长迅速,种类逐渐丰富。据农业部国家化肥质量监督检测中心(北京)的记录,2000年以前产品登记数目相对平稳,1990年仅有10个产品获得登记,1999年也仅有52 个产品获得临时登记,但于2002年后产品登记数目骤增至359个,以后逐年增长至,2005年获得农业部临时登记证的产品达到了创历史记录的516个
7、,特别是微量元素叶面肥和含氨基酸叶面肥数量增长迅速。0100200300400500600198519901995200020052010登记个数图3 1990-2005年叶面肥临时登记情况虽然我国叶面肥料生产、研制及使用发展非常快,但就我国目前肥料市场上流通的叶面肥来说,都是单一地靠补充作物营养,或调节作物代谢、刺激作物生长从而达到改善作物营养,减少病虫害的目的,并不能直接对病虫害起到预防作用。肥药型叶面肥除了营养元素成分外,还加入了一定数量的不同种类的农药和除草剂等,进行叶面喷施后,不仅可以促进作物生长发育,而且还具有防治病虫害和除草功能。目前我国在肥药型叶面肥的研究与生产上还是空白,开发
8、肥药型叶面肥不仅具有广阔的市场,还可以填补我国肥料生产的空白。其次,当前农业生产中,施肥与病害防治一般是两个独立的过程,这不仅增加了农事操作环节,同时也使农业生产成本大幅增加,降低农户的经济效益。而肥药型叶面肥的生产应用,既能简化操作环节,增加农民经济效益,又能适应现代化农业发展要求。二、专用肥药型叶面肥产品开发依据1河南省优势农作物河南省地处亚热带向暖温带过渡地带,适宜于多种农作物生长,是全国最大的粮食生产基地,也是全国小麦、玉米、棉花、烟叶、果树等农产品的重要生产基地。2007年全省粮食总产量达到1049亿斤,连续6年创历史新高,11年居全国首位,用占全国6%的耕地生产了全国10%以上的粮
9、食,为国家粮食安全作出了重要贡献,新增粮食产量占全国增量的三分之一以上;这不仅解决了河南这一中国第一人口大省的吃饭问题,而且每年要外调大约200亿斤粮食支援外省。2010年河南省农作物种植总面积达到14181.4千公顷,总产量再次创历史新高,为5389.0万吨。其中冬小麦占5263.3千公顷,产量3056.0万吨,玉米2895.4千公顷,产量1634.0万吨,烟叶127千公顷,产量29.7万吨,果园449千公顷,产量2228.1吨,其中苹果种植面积为175.7万亩,产量为388.6万吨。四种作物种植总面积占61.59%,小麦和玉米总产量占粮食作物总产量的87.03%,烟草作为河南主要经济作物,
10、 2008年河南中烟公司实现税利125.85亿元,对河南省税收贡献极大。0100020003000400050006000稻谷小麦玉米豆类薯类花生油菜烟叶棉花黄红麻糖类果园茶园蔬菜面积(千公顷)产量(万吨) 图4 河南省2010年农作物种植面积及产量 各种类型水果产量百分比(%)苹果柑橘梨葡萄其他注:数据来源于中国统计年鉴2010 图5 各种类型水果产量百分比 2 优势农作物的营养需求、主要病虫害及防治方法2.1冬小麦冬小麦对养分的特殊需求进入80年代以后,随着生产条件的改善,复种指数的提高,单位面积粮食产量的增加,作物从土壤中带走的钾、锰、锌、铜、钼等元素也越来越多。钾素丰富的北方褐土区,近
11、年来也呈现施钾效果越来越明显的趋势(谢建昌、周健民,1999)。施钾可以增加小麦产量,提高小麦抗旱性(谢建昌,2000)。姚献华(2002)对安阳市耕地K2O含量逐年下降的情况, 进行多点施用钾肥试验。结果表明:每亩施用钾56 kg,小麦可增产10 .8。每1kg K2O增产小麦7.38kg。还有研究表明增施钾肥,能够显著提高小麦的穗粒数、千粒重、经济系数和经济产量(王旭文等,2000)。在缺钾的土壤上施用钾肥,增产效果更加显著。钾肥主要通过增加千粒重显示其肥力效应。另一方面,华北的石灰性土壤有效锰、锌、铜含量较低,增施微量元素锌、锰、铜等具有很好的增产效应。据现有资料,河南近1.07亿亩耕地
12、,其中97%缺钼,90%左右耕地缺锌,96%的耕地处在缺硼边缘值以下。张会民,刘红霞等(2003)研究表明:在豫西褐土区,钾、锰配施对旱地冬小麦有显著的增产效应,增产幅度高达6.925.4;施用0112.5kg/hm2 K20和质量分数00.3的MnSO4,小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量均随钾、锰肥施用量的增加而增加。谭金芳等(1995)试验也表明:拌种、喷施、底施锰肥都能增加小麦产量,且增产模式为二次三项式。施用锰肥可以提高作物体内锰的含量,并向穗部转移,增进小麦对氮的吸收,并转移到小麦子粒中,提高蛋白质含量,改善品质。还有试验研究表明,氮铜、氮锌、钾锰铜、氮磷钾铜配施,对冬小麦产量和品质影
13、响均达到显著水平(雷震宇,2004;李红英,2006;李红英,2008)。杨建堂(1997)对产量8295kg/hm2的冬小麦测定结果表明:每公顷小麦吸收锌0.366kg,锰0.604kg,铜0.245kg,每生产100kg籽粒需吸收锌4.59g,锰7.52g,铜3.07g。表2 冬小麦不同生育期对锌、锰、铜吸收动态生育时期锌锰铜阶段吸收量阶段吸收率阶段吸收量阶段吸收率阶段吸收量阶段吸收率出苗-越冬31.958.749.58.25.982.44越冬-返青28.87.8101.5516.8210.024.02返青-拔节15.34.2227.137.6318.227.43拔节-开花93.1525.
14、464.210.6450.5320.6开花-乳熟92.5525.215926.3451.4920.99乳熟-成熟105.1528.72.250.37109.2344.52注:阶段吸收量(g/hm2) 阶段吸收率(%)虽然钼在土壤中的有效性随pH的升高而增加,在土壤有效钼含量较低的土壤上施用钼肥,仍然有较好的增产效果。80年代河南、山东等地有小麦施钼增产的报道,在黄综壤上的试验表明:小麦施钼能大幅度提高子粒产量。多点试验统计表明:施钼比不施钼对照增产2090kg/亩,平均为54.6kg,增产率为8.8%60%,平均为30.7%(王运华,1999)。表3 河南省土壤微量元素含量表河南省全国元素名称
15、全量(ppm)平均含量(ppm)有效态(ppm)平均含量(ppm)全量平均含量(ppm)锌8.7205.094.950.043.260.05左右100锰21812195102.213717.82710铜0.942.518.50.245.541.3322钼0.12.50.68痕量0.310.051.7硼10.586.2430.170.720.2564河南省土壤锌、锰、铜、钼、硼全量均低于全国土壤平均水平。全硼在10.586.2ppm之间,平均43ppm,地理分布特点是从北往南逐渐呈递减的分布趋势。平均有效态锌含量 0.50ppm左右,变幅在0.043.26ppm之间。全省半数以上土壤在缺锌临界值
16、(0.5ppm)以下,处于缺锌边缘值的土壤约占40%,仅有10%土壤处在供应充足范围。有效锰平均含量17.82ppm,变幅在2.2137ppm,地理分布有以下规律:自南向北有渐渐降低的趋势。有效钼在痕迹0.31ppm,平均值0.05ppm。全省耕地面积10,620万亩,缺钼土壤面积9,944万亩,占99%以上。平均在1.33ppm,于0.245.54ppm之间波动。锰、铜、锌、钼等微量元素因极易被土壤固定,且本身为重金属施用量少,直接施入土壤不易施用均匀,造成土壤污染,不够经济,生产上常采用叶面喷施的方式来进行作物养分缺乏矫正。冬小麦主要病虫害与防治河南作为粮食主产区,小麦的增产、稳产与高产有
17、着极为重要的战略意义。而病虫害是影响小麦丰产丰收的主要障碍因素之一。根据建国以来我省小麦病害实际发生的情况,总的说来,我省的小麦在朝着逐渐加重的趋势发展。具体可分为两种类型,一种是波动型,即随着品种的不断更换或年度间气候条件变异等,部分病害发生程度有较大波动,如干热风危害、赤霉病、冻害等;二是上升型,即病害将随着产量的进一步提高而逐年加重,如纹枯病、缺氮病等。但总的趋势是逐年加重。麦纹枯病又称麦尖眼点病,是一种世界性病害,几乎遍及世界各温带小麦种植地区。早在1934年国外就有小麦纹枯病的报道,我国于1973年发现此病,但由于发病轻,面积小,没有重视,20世纪80年代以来,随着施肥水平的不断提高
18、纹枯病在我国江淮流域和黄河中下游麦区均有发现,而且呈越来越重趋势。小麦纹枯病在河南省原属次要病害,虽有发生,但危害不严重。20世纪90年代以来,由于小麦品种,肥水条件等多因素的改变,发生危害普遍,病情逐年加重,成为流行性病害,引起小麦穗粒数减少,千粒重降低,还引起倒伏。特别近年来,危害普遍严重,重病区病率达83%95%,造成减产10%20%,局部地块产量损失达40%。产量损失轻重与麦株发病时间、发病部位密切相关,发病越早,病级越高,发病叶鞘和茎秆节越高,孕穗期病级越高,产量损失越大。据统计,小麦纹枯病发生面积一般能达到50以上,减产幅度达20以上,该病已成为小麦的稳产、高产主要制约因素。农业生
19、产上由于缺乏高抗小麦品种,化学防治仍是小麦纹枯病的主要防治手段和小麦稳产高产的保障,通常在秋季播种期采用药剂拌种防治该病,但由于春季是小麦纹枯病、 锈病及白粉病等病害的发生高峰期,仅靠药剂处理种子很难控制春季病害流行,在小麦返青拔节期应根据病情发展及时使用药剂喷雾防治,兼治小麦白粉病和锈病。常用化学防治方法:用12.5速保利可湿性粉剂200g或20井岗霉素可溶性粉剂150200g或15粉锈宁湿性粉剂150200g,加水l0kg稀释,拌麦种100kg,搅拌均匀,尽快晾干播种。药剂拌种能有效控制冬前纹病发展,延缓和降低拔节期发病。在种子处理的基础上,还必须进行早春药剂防治。在3月上中旬为防治时期,
20、每公顷用 12.5速保利可湿性粉剂300g或15粉锈宁可湿性粉剂10001200g或20井岗霉素可溶性粉剂375400g,加水750kg,对小麦茎基部均匀喷雾。2.2夏玉米夏玉米对养分的需求夏玉米生育期内吸收养分的能力强,因此需肥量大,充足的养分供应是夏玉米获得高产的关键。 表4 夏玉米不同生育期对氮、磷、钾的吸收 (山东省农业科学院土壤肥料研究,1983)氮(N)磷(P2O5)钾(K2O)生育时期生育日数占干物质量/%阶段累积/%日吸收量(g/ 亩)占干物质重/%阶段累积/%日吸收量(g/ 亩)占干物质重/%阶段累积/%日吸收量(g/亩)苗期104.650.916.51.560.85.62.
21、820.710拔节期92.944.365.31.274.6302.484.360大喇叭口期162.2133.6330.90.9334.8133.82.7449416.9抽雄期121.7750.8252.20.749.586.52.1572.5219.7授粉期161.4455.652.50.6562.6581.7479.464.1乳熟期181.3890.2337.80.6199.1143.11.3100170.8完熟期161.2100107.20.4910042.20.8482.4-165注:供试品种为鲁玉1号,亩产638.9kg,吸收养分总量:氮17.54kg,五氧化二磷7.08kg,氧化钾1
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