大三元肥的研制及應用

摘要：介紹了大三元肥的研制，包括研制的技術原理、技術方案、技術路線、解決的關鍵技術、先進性和創新點以及主要技術指標，對大三元肥的實際應用效果進行了分析，討論了大三元肥對社會經濟發展和技術進步的作用及改進意見。

關鍵詞：化肥；大三元肥；研制技術；應用效果

中圖分類號：Ｓ１４３．６；Ｓ１４４．１文獻標識碼：Ｂ文章編號：0439－８114（２０11）14－2855-03

Ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ of Ｄａｓａｎｙｕａｎ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ

ＷＵ Ｌｉ－ｓｈｕ１，ＺＨＡＯ Ｚｈｕ－ｑｉｎｇ１，ＷＡＮＧ Ｚｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ２，ＣＨＥＮ Ｌｉ－ｍｉｎｇ３，ＬＵ Ｈａｎ－ｙｉｎｇ３

（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｈｕｂｅｉ Sｏｉｌ Fｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Wｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｓ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｗｕｈａｎ Ｊｉｎｈｅ Tｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Dｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ.，Ｗｕｈａｎ ４３００４０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： The development of Dasanyuan fertilizer induding technical principle， technical proposal，technical route， the key technology solved， advancement， innovation and the key technical indexes was introduced， the application effect of Dasanyuan fertilizer was analyzed， its funtion for society’s economic develepment and technical progress and suggestions for improvement were discussed.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： cｈｅｍｉｃａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ； dａｓａｎｙｕａｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ； ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ

大三元肥是指以復合微生物菌劑為核心（包含固氮、解磷、解鉀、光合作用的有益微生物），以無機養分為基礎，以優質有機物料為載體，集無機養分、有機物料、生物活菌“三大組分”于一體，精心選擇，科學配比和特殊工藝而制成的新型多功能肥料。該肥既具有化學肥料的速效，又兼有有機肥的長效，還具有生物肥的促效，除能滿足作物生長所需的全面營養外，同時長期使用能提升土壤有機質、補充土壤有益微生物、增加土壤“血液循環”，改良并活化土壤，被廣泛用于糧食作物及蔬菜、瓜果、油料、果樹、茶葉、棉花、藥材、花卉等各種作物。而目前市場上現有的各類肥料，一方面不能滿足作物生長所需的全面營養。例如，化學復合肥的氮、磷比例偏高、中量微量元素缺失和添加不夠科學合理、肥料營養不全且容易揮發、肥效過快后勁不足，致使作物生長發育不良、前期旺長、后期早衰、免疫低下、易發病害；有機無機復混肥和有機復合肥其有機物及其他各種營養物含量偏低、轉化慢、吸收差、利用率低，而且某些元素一旦被土壤固定，肥料得不到充分利用，作物產量低下。另一方面現有各類肥料對土壤破壞嚴重，單施化肥造成土壤板結、地力下降、地下水被污染、土壤自毒現象嚴重，導致農產品質量下降而“瓜不甜、果不香、菜不鮮、糧無味”；單施有機肥除產量大幅下降外，還會給土壤帶去大量的有毒有害物，因為現今有機肥來源廣泛，既有工業污水、生活污水，又有城市垃圾、人畜糞便，它們化學成分復雜，有毒有害物繁多［１］。為了提高肥料利用率，人們進行了許多研究，開發了復合生物肥、緩釋肥、控釋肥等，然而這些多數停留在單項研究領域上，對提高化肥利用率有一定的促進作用，卻不能從根本上解決作物生長中所需要的全面營養和在施肥過程中造成的土壤板結、地力下降的問題［２］。肥料能否供給作物生長所需的全面營養、克服重茬障礙、改良土壤質量、提高農產品品質，是未來肥料開發和應用的重點和難點。大三元肥的研制及應用在這些方面作出了有益的探索。

１大三元肥的研制

１．１大三元肥研制的技術原理

大三元肥研制的技術原理就是根據作物需肥規律及土壤特性，將無機養分、有機物料、生物活菌三大組分，依其物理、生物特性，運用現代工業技術和生物工程技術，分別作為獨立單元，采用先分別加工后進行復配的工藝路線，使三大組分有機結合溶于一體，保證了化肥與生物活菌隔離、共生、共存及相互協同作用，兼顧“速效、長效、促效”合一，實現養分供給與滿足作物全生育期需要的動態平衡，實現作物根際環境與保護耕地微生態平衡，達到滿足作物生長所需要的全面營養、抗病防病、改良活化土壤的目的。

１．２大三元肥研制的技術方案

大三元肥研制技術方案的核心部分是生物活菌的菌種選育培養。所選生物菌種的特殊功能、生物活菌的活性大小、生物菌數的含量高低，是決定大三元肥成敗的關鍵因素，影響到大三元肥的使用效果。考慮到生物活菌的活性特點，將選育的功能菌種在發酵過程中使菌種完全形成孢子后，再單獨進行低溫造粒，確保其活性和含量不受無機養分的影響。生物活菌的活性和含量在較高的無機養分中會受到抑制，其存活時間有限，在其沒有造粒之前，不能與無機養分直接混合。無機養分、有機物料和生物活菌三大組分因其物理、化學、生物性質各不相同，其工廠化處理的工藝及工序完全不一樣，采取的措施是將其各自作為獨立單元，分別進行對應的工廠化加工處理。在完成各自相應工藝處理后，可根據不同作物需要和土壤基質進行科學配比混合，三大組分協調共存，相互促進，

１．３大三元肥研制的技術路線

大三元肥研制的技術路線是根據圖1的生產技術路線，將無機養分、有機物料、生物活菌各自作為獨立單元，依其物理、生物特性分別進行工廠化加工，最后再進行復合即得到大三元肥。

１．４大三元肥研制解決的關鍵技術

大三元肥是指以無機養分為基礎，以微生物活菌為核心，以優質有機物料為載體，集三大營養組分于一體，通過特殊非典型工藝加工生產的全營養、多功能的新型肥料。大三元肥成功研發共解決了三個方面的關鍵技術。

１．４．１在無機養分、有機物料中添加了特定的生物活菌

１）大三元肥的菌種選擇及配比。化肥、有機肥的利用率低下，其原因是肥料施入土壤之后，由于土壤對養分的固定，降低了養分在土壤中的轉化效率，影響了作物對養分的吸收利用，使得土壤中殘留著大量的沒有被完全利用的無機磷、無機鉀以及不能直接被作物吸收利用的有機磷、有機鉀，既降低了肥效、又浪費資源、還污染了環境。選擇具有解磷、解鉀功能的生物活菌，可提高養分在土壤中的轉化效率，減少肥料的土壤固定及損失，提高肥料利用率，提高肥料使用效果，實現養分供給與滿足作物全生育期需要的相互平衡。由于長期大量施用化肥，使得土壤有機質嚴重缺失，土壤鹽分過度累積，養分供應失衡，殘留在土壤中的有毒有害物增多，土傳病害滋生，直接影響作物正常的生理表現，輕者造成根系發育不良、死苗、爛苗，重者缺株、矮化、減產，最嚴重的可導致作物絕收。在生物活菌中選擇具有抗病和生防功能的菌種，就能有效防治病原微生物對作物造成的重大破壞，可保證糧食安全和食品安全。基于此，篩選大三元肥的微生物菌種就有了明確的方向，依據微生物菌種間相互有共生、互生作用，且不產生拮抗作用的原理，在大量試驗的基礎上，最后選定“巨大芽孢桿菌＋膠凍樣芽孢桿菌＋枯草芽孢桿菌”作為大三元肥的生物活菌的復合菌種組配。該復合菌種能有效分解土壤中含量豐富的難溶性磷、鉀，將農作物難以利用的物質轉化為可被利用的有效營養物質，既培肥了地力，又使廢棄物、殘留物得到充分利用，解決了廢棄物對環境的污染問題，達到有效利用農業廢棄資源，提升土壤有機質，改良活化土壤的目的，另外抗病生防的微生物及其衍生物，在肥料中得以充分應用，創造了“肥、藥、健”三效合一的功能肥料，改善并提高農產品品質，有益于人們的健康生活。

２）大三元肥的菌種及其作用機理［３］。巨大芽孢桿菌：屬于革蘭氏陽性菌，它能夠形成孢子，具有很好的降解土壤中有機磷的功效，可以用來生產解磷固鉀肥料。膠凍樣芽孢桿菌：屬革蘭氏陰性菌，是土壤中一種重要功能菌，它能分解長石、云母等鋁硅酸鹽類的原生態礦物，使土壤中難溶性Ｋ、Ｐ、Ｓｉ等轉變為可溶性供植物生長利用，同時還可以產生多種活性物質促進植物生長。枯草芽孢桿菌：耐酸、耐鹽、耐高溫（１ ０００ ℃）及耐擠壓；具有多種有效促活性成分，富含多種氨基酸（１８種以上），能產生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等多種胞外酶；菌體生長過程中產生的枯草菌素、制霉菌素、多粘菌素、短桿菌肽等活性物質，對致病菌有明顯的抑制和殺滅作用。

１．４．２采用最新低溫造粒工藝技術生物活菌的菌種及菌群的選育培養、生物活菌的活性大小、含量高低直接影響大三元肥的使用效果，是決定大三元肥成敗的關鍵。為了不影響生物活菌的活性和含量，在生物發酵過程中，當功能菌株形成孢子狀態后，采用最新低溫造粒技術，對其進行單獨造粒，使功能菌株活性和含量能夠保持在７５％以上。

１．４．３采用非典型生產工藝技術路線生物活菌的活性和含量在較高的無機養分中會受到抑制，其存活時間相當有限，在其沒有造粒之前，不能與無機養分直接混合。同時無機養分、有機物料和生物活菌三大組分因其物理、化學、生物性質各不相同，其工廠化處理的工藝及工序也完全不一樣，該項目是將其各自作為獨立單元，分別進行對應的工廠化加工處理，最后按要求進行復配，從而使生物活菌與無機養分隔離共生共存、協同作用、相互促進。

１．５大三元肥研制的先進性和創新點

１．５．１理論創新傳統肥料的研發生產是從作物生長所需的“基本營養”出發，完全忽略了種子、土壤、產量與肥料之間的利害關系，所研發生產的各類肥料帶有避免不了的局限性。大三元肥在研制上提出肥料不僅要滿足作物所需全面營養，還要在連續使用中，保護耕地、改良并活化土壤，這一理論觀念已作為大三元肥研發生產的理論基礎。

１．５．２配方創新大三元肥產品養分配方實現全營養化，將無機養分、有機物料和生物活菌三大組分融為一體，滿足了作物不同生育期的營養需要，集速效、長效和促效于一體；生物活菌實現功能化的全新組合，把分解殘留提高肥效的解磷、解鉀菌和抗病毒細菌、生防細菌有效復合，抗病、生防微生物及代射產物中的多種生命元素在肥料中應用，創造了“肥、藥、健”三效合一的功能肥料，實現了養分由單一向多元，功能由單項向全能的轉變。

１．５．３工藝創新大三元肥在生產技術上采用非典型的特殊工藝，通過低溫造粒技術，在不影響生物活菌的活性和含量的前提下，實現了無機養分、有機物料及生物活性物質的有機結合。

１．６大三元肥研制的主要技術指標

大三元肥作為一種創新肥料目前尚無農業部行業標準和國家標準［４－７］，武漢金禾科技發展有限公司起草制定的《大三元肥企業標準》（Ｑ／ＪＨＳ００９—２０１０）已通過專家評審，并在湖北省質量技術監督局備案，大三元肥按照此標準檢驗和生產。

２大三元肥應用效果分析

大三元肥在湖北武漢、荊州、襄陽、黃岡，河南鄭州、南陽，福建夏門，安徽安慶等地進行試驗示范和推廣應用，以其養分全、功能多、肥效好、利用率高、適用廣五大特點而優于其他肥料，使示范戶、用戶在使用大三元肥之后起到增產增收、改善農產品品質、改良土壤、提高作物抗性、保護環境五大作用。

２．１肥效提高，產量增加

人類生存的耕地和水體環境，被大量使用的化肥、農藥污染，大量使用化肥形成的化肥依賴癥使得化肥利用率越來越低，要想維持上年的產量就要投入更多的肥料，而大量投肥，作物在苗期供肥過剩形成瘋長，中后期缺肥造成早衰，需要多次追肥，使肥料成本和人力資源成本大幅上升。施用大三元肥伴隨著大量繁殖起來的多種有益菌群，則充分起到固氮、解磷、解鉀、進行光合作用、供肥柔和持久的作用，使肥料的平均利用率由３０．０％提高到４５．３％，增強了作物對養分的吸收。例如，武漢市江夏區安山鎮株山村嚴廣明種植的水稻２０１０年５０％的田塊施用金禾圣牌大三元肥，每公頃施用大三元肥４５０.0 ｋｇ，追施尿素７５.0 kｇ；另５０％的田塊每公頃施用４５％含量復合肥３７５.0 ｋｇ和碳酸氫銨３７５.0 ｋｇ，追尿素１１２．５ ｋｇ。結果表明，整個生產過程中施用大三元肥的水稻生長平衡，莖稈粗壯，抗倒伏；病蟲害少，可以防止紋枯病的發生；穗粒飽滿，千粒重比未施大三元肥的重２ ｇ；米質好，米寬為２．８ ｍｍ，達到優質米的標準；每公頃水稻產量增長６．８％，少打藥兩次。而用４５％含量復合肥的田塊，因氮肥太重導致水稻成熟期推遲，紋枯病嚴重，水稻莖稈細易倒伏。

２．２改良土壤，防止病害

大三元肥顯著增加土壤有機質和土壤有益微生物，改善土壤的保水、保土、保氣功能，活化改良土壤，使用后有效減少和防止土壤板結；并通過抑制病原菌的入侵，增加和激發作物免疫能力，減少作物的病害。通過對大三元肥在武穴市水稻栽培區土壤情況調查，處理Ａ為施用金禾圣牌大三元肥，處理Ｂ和Ｃ為施用同量其他品牌的４５％復合肥，對各小區土壤進行有機質、速效磷、速效鉀的測定，其結果見表１。

２．３作物生長快，果實增大

傳統肥料因其營養不全，加上吸收不好，導致利用率低下，作物在生長中因營養不良，經常會出現生長發育不良，死苗、缺株、矮化，影響正常生長。通過施用大三元肥，滿足作物生育期的全部營養，前期肥穩，使得苗齊苗壯；中期肥不脫，作物根系發達，須根多３０％；后期肥不缺，生長不早衰，果實肥碩。潛江市張金鎮楊橋村９組曾樊香種了１ ｈｍ２棉花，每年都出現早衰，２０１０年他進行大三元肥示范，其中處理每公頃施用金禾圣大三元肥６００.0 ｋｇ作基肥，對照每公頃施用４５％含量復合肥６００.0 ｋｇ，其余追肥管理措施相同。棉花定植１個月觀察，施用大三元肥的棉苗緩苗期短，生長健壯，沒有缺株，而施用化學復合肥的棉苗生長快慢不一，有缺株現象；棉花花蕾期觀察，施用大三元肥的棉花不徒長，分枝多，枝條粗壯，花蕾大而多，病害少，少打１～２次縮節胺，而施用化學復合肥的棉花旺長，花蕾小，出現枯、黃萎病；棉花采收盛期觀察，用大三元肥的棉花棉鈴和葉片都生長健壯，花白，棉纖維比一般棉纖維長１～２ mｍ，生育期推遲１０～１５ ｄ，而施用化學復合肥的棉花葉片開始發黃有早衰現象。

２．４作物品質改良，口感舒適

由于傳統肥料養分不全，造成作物畸形生長，空秕率高，品質差。土壤中反硝化細菌易產生亞硝酸鹽被作物吸收，損害人體健康。大三元肥能有效降解土壤中有害物質和植物體內的有害殘留，且滿足了植物生長對大量、中量、微量元素的需要，使“瓜變甜、果變香、菜變鮮、糧有味”，所生產的農產品能達到AA級綠色食品標準，產品恢復到自然風味。河南省南陽市童喜辣椒合作社的段衛強，施用金禾圣大三元肥種植小辣椒，每公頃施用大三元肥６００.0 ｋｇ作基肥，追肥每公頃施用６００.0 kｇ，辣椒葉片粗壯肥厚，根系發達，沒有根腐病，而且結果率高，果形大小一致，且辣味純正，品質好，賣價高出０．２～０．４元／ｋｇ。大三元肥補充土壤有機質，改善辣椒品質，提高經濟效益，辣椒檢測達到綠色食品ＡＡ級。湖北棗陽西郊桃園夏云定，２０１０年在桃樹上每公頃施用金禾圣大三元肥７５０.0 ｋｇ，其余用等量４５％的復合肥，施用大三元肥的油桃含糖量達１６．８％，而對應未施的含糖量僅為１０．６％。

３討論

大三元肥研制理論嚴謹，生產工藝、技術路線科學先進，生物活菌與無機養分、有機物料結合巧妙，主要技術指標精準嚴格，實現了肥料養分由單一向多元、肥料功能由單項向多能的發展。從試驗示范的結果看，使用大三元肥能迅速提高肥料利用率，及時提供作物所需的各種養分，對作物生長及增產有顯著的作用；提升土壤有機質、補充土壤有益微生物、有效改善土壤通透性和土壤結構、改善土壤理化性能，對保護耕地、改良和活化土壤有促進作用；同時能抑制病原微生物的繁殖，減少病害對作物的影響，增強作物抗性，提高作物免疫力，對作物病害具有保護防范作用。大三元肥研制及應用對于保護國家糧食生產安全、實現農業可持續發展，對于資源的節約利用、保護環境，對于治理農業三廢、保護改良耕地，對于保障食品安全、維護人民群眾身體健康，對于節約農民種田成本、增加農民收入，都具有一定的作用，值得在全國進行大力推廣應用［８］。

大三元肥研制應用工作的當務之急，是針對不同作物開發效果更好、功效更穩、成本更低、針對性更強、使用更方便的各類農作物的專用大三元肥料。

參考文獻：

［１］ 孫建利．對過量使用化肥危害的思考［Ｊ］．現代農業科技，２０１０（１６）：２７８－２７９．

［２］ 王巖，林海．淺談化肥危害及采取的有效措施［Ｊ］．丹東師專學報，２００２，２４（ｚ１）：３１－３２．

［３］ 姜瑞波，寧國贊，中國微生物菌種保藏管理委員會農業微生物中心．中國農業菌種目錄［Ｍ］．北京：中國農業科學技術出版社，２００１．

［４］ ＮＹ５２５—２００２，有機肥料［Ｓ］．

［５］ ＮＹ８８４—２００４， 生物有機肥［Ｓ］．

［６］ ＧＢ１５０６３—２００９，復混肥料（復合肥料）［Ｓ］．

［７］ ＧＢ１８８７７—２００９，有機－無機復混肥料［Ｓ］．

［８］ 郎家慶，姜娟，何隨成，等．當前肥料發展的趨勢及特點［Ｊ］．雜糧作物，２００３，２３（２）：１１１－１１３．

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文