聚天門冬氨酸對玉米生長的影響

程鳳嫻， 官利蘭， 鄧蘭生， 涂攀峰， 龔 林， 張承林*

(1.華南農業大學資源環境學院，廣東廣州 510642；2.廣州一翔農業技術有限公司，廣東廣州 510650)

?

聚天門冬氨酸對玉米生長的影響

程鳳嫻1， 官利蘭2， 鄧蘭生1， 涂攀峰1， 龔 林1， 張承林1*

(1.華南農業大學資源環境學院，廣東廣州 510642；2.廣州一翔農業技術有限公司，廣東廣州 510650)

[目的] 篩選肥料增效劑聚天門冬氨酸對玉米生長的最適宜添加量。 [方法] 以玉米先科11號為供試材料，通過盆栽試驗，研究不同濃度的聚天門冬氨酸添加到液體肥料后對玉米生長、肥料利用效率的影響。[結果] 液體肥料中添加不同濃度的聚天門冬氨酸對玉米株高、生物量以及氮磷鉀養分積累量等都具有明顯的影響，有利于玉米的生長發育，同時提高肥料利用效率。[結論] 在液體肥料中添加1%的聚天門冬氨酸處理效果最為顯著。

聚天門冬氨酸；肥料增效劑；玉米；養分積累

在農業生產中，作物的生長離不開肥料。肥料利用率是衡量施肥效果的主要指標。目前，我國水稻、玉米、小麥三大糧食作物的氮肥、磷肥、鉀肥當季平均利用率分別為33%、24%、42%[1]，處于較低水平，遠遠落后于發達國家。隨著農業的快速發展，近年來我國大部分地區出現為追求高產而過量或不合理施用化肥的現象，導致肥料資源浪費、生產成本增加、環境污染等問題越來越嚴重，而這些問題正威脅著人類的健康和生態環境安全[2-3]。因此，如何提高肥料利用率對我國的農業可持續發展具有重要的意義。

肥料增效劑的合理應用有助于促進作物對肥料養分的吸收，促進作物生長，增加作物產量[4-9]。聚天門冬氨酸(Polyaspartic acid，PASP)是一種新型的可生物降解的環境友好型高分子材料，具有阻垢、緩蝕、分散、螯合、保濕等多種功能。聚天門冬氨酸是一種氨基酸的聚合物，相對分子質量2 000～10 000，因其含有肽鍵和羧基等活性基團的結構特點，具有很好的生物相容性，越來越多地被應用于日化、農業、水處理等領域[10]。聚天門冬氨酸對金屬離子具有螯合作用。它可以富集N、P、K及微量元素供給植物，使得植物更有效地利用肥料[11]。由于聚天門冬氨酸具有極強的螯合、分散、吸附等作用，聚天門冬氨酸作為肥料增效劑被逐漸應用到農業生產上[12-13]。

筆者就施用添加不同濃度的聚天門冬氨酸的液體肥料對玉米生長發育以及玉米對養分吸收利用效率的影響進行了研究，以確定肥料增效劑聚天門冬氨酸的合理施用濃度，為聚天門冬氨酸在玉米生產上的應用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗于2014年6月13日～7月26日在廣東省廣州市華南農業大學資源環境學院植物營養系溫室(E 113.21°，N 23.09°)進行。供試作物為玉米(ZeamaysL.)，品種為先科11號。供試土壤取自華南農業大學試驗基地，使用前風干過5 mm篩。該土壤為赤紅壤，其基本理化性狀如下：pH 6.75，堿解氮 71.10 mg/kg,有效磷(P2O5)102.94 mg/kg,速效鉀(K2O)112.90 mg/kg，有機質21.25 g/kg，交換性鈣離子1 408.12 mg/kg,交換性鎂離子濃度66.22 mg/kg。裝土容器為塑料盆(上、下底內徑和高分別為10、8、10 cm)，每盆裝土2.0 kg。肥料增效劑聚天門冬氨酸(山東邦迪化學制品股份有限公司生產)，分子量6 000～9 000。供試肥料為高鉀型液體肥料(10-5-17)，由華南農業大學資源環境作物營養與施肥研究室研制。

1.2 試驗設計與實施根據聚天門冬氨酸的不同添加量，設9個處理，每個處理3次重復。各處理為：處理①不施肥(簡稱CK)；處理②施用高鉀型液體肥料，不添加PASP (簡稱T0)；處理③施用高鉀型液體肥料+0.3% PASP(簡稱T1)；處理④施用高鉀型液體肥料+0.5%PASP(簡稱T2)；處理⑤施用高鉀型液體肥料+ 1% PASP(簡稱T3)；處理⑥施用高鉀型液體肥料+2%PASP(簡稱T4)；處理⑦施用高鉀型液體肥料+3%PASP(簡稱T5)；處理⑧施用高鉀型液體肥料+5%PASP(簡稱T6)；處理⑨施用高鉀型液體肥料+10% PASP(簡稱T7)。

試驗于2014年6月13日裝盆、播種，每盆5粒，2014年6月20日(即3葉1心時)間苗，留1株。間苗后第5天(2014年6月25日)開始施肥，淋施，每7 d 1次，共4次，每次肥料用量為0.2 g/盆。2014年7月26日收獲，測定相關指標。

1.3 測定項目與方法在玉米收獲時，分別測量各處理玉米植株的株高。將玉米植株地上部樣品先在105 ℃下殺青30 min，然后75 ℃下烘干,稱重,測定玉米植株地上部生物量。植株全氮采用凱氏定氮法測定，全磷采用鉬銻抗比色法測定，全鉀采用火焰光度法測定。土壤理化指標的測定采用常規方法進行，具體測定方法參考《土壤農化分析》[14]。

1.4 數據處理試驗數據采用Microsoft? Excel 2003(Microsoft Company)進行平均數和標準差計算，并且利用SAS 8.1統計軟件進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 聚天門冬氨酸對玉米株高的影響從圖1可以看出，施用液體肥料處理(T0)和添加聚天門冬氨酸的液體肥料處理(T1～T7)的玉米株高均在0.05水平顯著高于不施肥處理(CK)。與施用液體肥料(T0)相比，施用添加0.5%～5.0%聚天門冬氨酸的液體肥料處理(T2～T6)對玉米株高均有顯著的影響，但是隨著聚天門冬氨酸添加量的增加，玉米的株高呈先增加后降低的趨勢。其中，添加1%聚天門冬氨酸的液體肥料處理(T3)的玉米株高與其他濃度間的差異達到0.05顯著水平，施用添加1%聚天門冬氨酸液體肥料的株高最高，為195 cm。由此可見，施用添加1%聚天門冬氨酸的液體肥料處理對玉米的株高有顯著的促進作用。

2.2 聚天門冬氨酸對玉米生物量的影響從圖2可以看出，與對照(CK)相比，施用液體肥料(T0)和添加聚天門冬氨酸的液體肥料(T1～T7)對玉米生物量均有顯著的促進作用。施用添加1%聚天門冬氨酸的液體肥料處理(T3)玉米的生物量在0.05水平顯著高于施用液體肥料處理(T0)。施用添加1%聚天門冬氨酸的液體肥料處理(T3)玉米的生物量分別比處理T0、CK增加23.4%和197.4%。除施用添加1%聚天門冬氨酸的液體肥料處理(T3)外，施用添加其他濃度聚天門冬氨酸的液體肥料處理(T1、T2、T4、T5、T6、T7)玉米的生物量與施用液體肥料處理(T0)差異不顯著。由此可知，在液體肥料生產中添加1%濃度的聚天門冬氨酸是一個較合適的用量，有利于促進玉米的生長發育，增加其干物質的積累；而過高或過低濃度的聚天門冬氨酸添加量對玉米生長的作用效果則不明顯。

2.3 聚天門冬氨酸對玉米植株氮磷鉀吸收量的影響從表1可以看出，施用添加不同濃度的聚天門冬氨酸的液體肥料處理對玉米植株氮、磷、鉀養分積累的影響與玉米株高、生物量的趨勢一致。施用添加聚天門冬氨酸處理(T1～T7)的氮磷鉀積累量均在0.05水平顯著高于對照(CK)。其中，添加1%聚天門冬氨酸處理(T3)的玉米植株氮磷鉀養分積累量在0.05水平顯著高于施用液體肥料處理(T0)，分別增加了48.5%、44.5%、36.6%。由此可見，添加1%肥料增效劑聚天門冬氨酸的處理能顯著提高玉米氮磷鉀的養分積累，提高肥料的利用效率。這表明1%的聚天門冬氨酸添加量對液體肥料的增效作用顯著，是一個較理想的添加劑量。

表1 不同水平聚天門冬氨酸對玉米養分積累量的影響 mg/株

注：不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。

3 結論

聚天門冬氨酸對金屬離子具有螯合作用。它可以富集N、P、K及微量元素供給作物，使得作物更有效地利用肥料，促進作物對營養元素的吸收。聚天門冬氨酸本身不是肥料，但它作為肥料增效劑的一種，可有效提高肥料的利用效率。該研究表明，在液體肥料中添加不同濃度水平的聚天門冬氨酸對玉米株高、生物量、植株氮磷鉀養分積累量的影響都具有明顯的促進作用。這與冷一欣等[13,15]研究結果相吻合。在液體肥料生產中添加適宜濃度的聚天門冬氨酸，不僅能促進作物對肥料養分的吸收，增加肥效，而且能提高作物的產量。在該試驗條件下，以1%的聚天門冬氨酸添加量的作用效果最好，值得推廣應用。

[1] 中國三大糧食作物肥料利用率研究報告[EB/OL].(2013-10-10)http://finance.people.com.cn/n/2013/1010/c1004-23152042.html.

[2] 李鑫, 巨曉棠, 張麗娟, 等.不同施肥方式對土壤氨揮發和氧化亞氮排放的影響[J]. 應用生態學報，2008，19(1)：99-104.

[3] 朱兆良, 文啟孝. 中國土壤氮素[M]. 南京：江蘇科技出版社, 1992.

[4] 方莉, 譚天偉. 聚天冬氨酸的合成及其應用[J]. 化工進展，2001，20(3)：24-28.

[5] 冷一欣, 芮新生, 何佩華. 施用聚天冬氨酸增加玉米產量的研究[J]. 玉米科學，2005，13(3)：100-102.

[6] 宋瑛, 王欣華, 田春友, 等. 綠色聚合物聚天冬氨酸的合成及應用[J]. 河北工業科技， 2005，22(1)：32-34.

[7] KINNCRSLEY A M,KOSKAN L P. Method for more efficient uptake of plant growth nutrients:US,5593947[P].1997-01-14.

[8] KRONER M,SCHORNICK G,FEINDT H J, et al. Preparation of polyaspatic acid: US 5830985[P]. 1998-11-03.

[9] DIANA D,RAM R.Green chemistry applied to corrosion and scale inhibitors[J]. Material Performance, 1998，37(12)：42-46.

[10] 陳瓊賢, 劉國堅. 化學肥料增效劑的應用效果評價[J]. 廣東農業科學，1998(2)：30-32.

[11] 宋瑛，王欣華，田春友，等.綠色聚合物聚天冬氨酸的合成及應用[J].河北工業科技，2005，22(1)：32-34.

[12] 韶暉，冷一欣，蔣俊杰，等. 新型綠色鉆井液降粘劑聚天冬氨酸[J]. 江蘇石油化工學院學報，2002，14(1)：4-6.

[13] 冷一欣，韶暉，蔣俊杰，等. 肥料增效劑聚門冬氨酸的應用效果研究[J]. 安徽農業科學，2002，30(3)：412-413.

[14] 鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000.

[15] 張琳，左強，鄒國元. 施用不同水平聚天門冬氨酸對油菜生長的影響[J].黑龍江農業科學，2013(12)：27-29.

Effects of Polyaspartic Acid on Maize Growth

CHENG Feng-xian1, GUAN Li-lan2, DENG Lan-sheng1, ZHANG Cheng-lin1*et al

(1.College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou,Guangdong 510642;2.Guangzhou Yixiang Agricultural Technology Co.Ltd., Guangzhou, Guangdong 510650)

[Objective] The experiment was aimed to select the most suitable levels of polyaspartic acid as synergist on maize growth. [Method] Taking maize variety Xianke 11 as test material, a pot experiment was conducted to investigate the effects of different levels of polyaspartic acid with liquid fertilizer on maize growth and fertilizer use efficiency. [Result] Different concentration levels of polyaspartic acid with liquid fertilizer had positive effects on the maize height, biomass and N, P and K accumulation. They were advantageous to increase maize growth. Meanwhile, they could improve fertilizer use efficiency of maize. [Conclusion] The treatment applying 1% polyaspartic acid with liquid fertilizer showed the best performance.

Polyaspartic acid; Synergist of fertilizer; Maize; Nutrient accumulation

國家科技支撐計劃(2013BAD05B00);農業部公益性行業(農業)科研專項經費項目(201103003)。

程鳳嫻(1982- )，女，廣東佛山人，農藝師，碩士，從事植物營養以及新型肥料的研究與開發工作。 *通訊作者，教授，博士，從事作物營養、灌溉施肥及液體肥料方面的研究與推廣應用工作。

2014-12-12

S 147.5

A

0517-6611(2015)04-105-02