鈦肥的增產機理及肥效試驗

陳紹榮，邵建華

(1.江西省余江縣農業局　江西余江　335200； 2.江蘇省農科院資環所　江蘇南京　210014)

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鈦肥的增產機理及肥效試驗

陳紹榮1，邵建華2

(1.江西省余江縣農業局江西余江335200； 2.江蘇省農科院資環所江蘇南京210014)

摘要綜述了國內外鈦肥的研究及應用技術進展，介紹了新型有機態鈦肥的技術創新點及其增產機理。通過在水稻、辣椒、石榴等作物上進行的肥效試驗，證實了該有機態鈦肥是一種技術領先、具有高科技含量的新型生物營養素產品，有著廣闊的市場發展前景。

關鍵詞有機態鈦肥增產機理肥效試驗

Yield Increase Mechanism and Fertilizer Efficiency Experiment of Titanium Fertilizer

Chen Shaorong1, Shao Jianhua2

(1.Agriculture Bureau of Jiangxi Yujiang CountyJiangxi Yujiang335200； 2.Institute of Agricultural Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural SciencesJiangsu Nanjing210014)

AbstractThe study and application technology progress of titanium fertilizer at home and abroad are summarized, and the technical innovations and yield increase mechanism of new type organic titanium fertilizer are introduced. Through experiment of fertilizer efficiency on crops such as rice, pepper, pomegranate and so on, it is confirmed that the organic titanium fertilizer is a new biological nutrient product with leading technology, and it possesses broad market prospect.

Keywordsorganic titanium fertilizeryield increase mechanismexperiment of fertilizer efficiency

1鈦肥的研究及應用進展

鈦元素(Ti)于1791年被發現，是一種過渡金屬元素，巖石、土壤和動物、植物體內都含有鈦元素。自20世紀30年代以來，國內外許多學者對植物中的鈦含量及其生理作用進行了大量研究，雖未證實鈦是植物生長所必需的營養元素，但均發現鈦與許多植物的生長發育、產量和品質之間存在良好的相關性。20世紀70年代，匈牙利科學家最早研制出在農業上應用的有機活性鈦制劑[1]，即采用維生素C為配體螯合成可被植物吸收利用的有機鈦，并且實現了工業化，但其工藝較落后、生產成本較高且活性鈦的穩定期較短。之后，美國、日本等國的研究表明，鈦對植物生理、生態、產量、品質均有一定的促進效應。因此，大多數學者認定鈦是一種對植物有益的營養元素[2- 3]。

我國對鈦及其化合物在農業上的應用研究起步較晚。20世紀80年代，南開大學、北京有色金屬研究總院等先后開始研究鈦肥[4- 6]，研制出的鈦肥應用于農作物上均表現出顯著的增產效果。進入21世紀后，國內部分科研院校和企業開始進行有機鈦制劑的研發，開發出多種形態的鈦制劑，應用后大都取得了良好的效果，不僅能夠增產，對提高作物品質的效果較突出，而且可以提高作物的抗逆性，故受到消費者的青睞。

2福生鈦新型有機態鈦肥的技術創新點

當前，我國開發出的有機活性鈦制劑種類較多，主要有TiCl4與抗壞血酸的螯合物、TiCl4與檸檬酸螯合物、TiCl4與蘋果酸螯合物、TiCl2與抗壞血酸螯合物等，其存在的主要問題是螯合工藝復雜、生產成本偏高、鈦的活性穩定期短。鈦抗壞血酸螯合物雖然不會污染土壤和環境，但由于抗壞血酸易被空氣中的氧分解而導致鈦沉淀，故該有機鈦制劑不能長期保存，有效期只有1～2年。

近年來，龍蟒福生科技有限責任公司(以下簡稱福生公司)利用其獨特的資源優勢及技術優勢與有關專家合作攻關，創新推出了新型有機態鈦肥(以下簡稱福生鈦)，肥效突出，深受消費者歡迎，被譽為“神奇的作物營養素”。

福生鈦具有以下技術特點：①螯合工藝技術先進，鈦螯合效率>98%，處于國際領先水平；②螯合劑原料成本低廉且性能穩定，產品質量保質期(即鈦活性穩定期)在5年以上；③農作物吸收利用率高，在25 ℃條件下，一般4～6 h即可由作物葉片完全吸收；④促生性好，顯效性強，噴施或灌施后15 d內就可顯現促生效果；⑤在環境中可以降解為TiO2，而TiO2在土壤中已大量存在，因此該產品屬于綠色有機農業生產資料，不會污染土壤及環境。

3福生鈦的增產機理

3.1促進植物的光合作用

據萬春候研究[7]，用鈦微肥處理種子或葉面噴施，葉片單位鮮重的總光合色素含量均提高20%左右，而且單位葉綠素對光能的吸收提高10%左右，其光能轉換效率及光合作用速率增大10%～20%。筆者認為，鈦的神奇肥效應該來源于此，光合作用效率的提高為農作物的增產、提質打下了物質基礎。

3.2促進植物新陳代謝和對氮的吸收利用

酶是植物光合作用及新陳代謝過程的生物催化劑。大量研究證明，葉面噴施鈦制劑能提高植物體內多種酶的活性，從而促進植物的生長發育。如植物從土壤中吸收的硝酸鹽，必須通過硝酸還原酶和亞硝酸還原酶催化還原成氨，才能被植物直接利用。在小麥上的試驗結果表明，應用鈦制劑后，植物體內的硝酸還原酶活性可提高50%～150%，其對氮的利用率可提高10%～40%[7]。此外，鈦能夠提高過氧化氫酶、過氧化物酶的活性，加快植物體內的生化過程，促進植物的新陳代謝。鈦參與激活一些酶的活性很可能與其變價特性有關，在氧化還原反應中起到電子傳遞作用。

3.3具有類激素(生長素和細胞分裂素)效應

研究證明，鈦元素有一種類似植物激素的效應。在煙葉愈傷組織的溶液培養試驗中，當培養液中缺少生長素時，愈傷組織的生長受到嚴重抑制；用鈦元素代替生長素時，愈傷組織的生長不僅不受抑制，而且效果比使用生長素的更好；用鈦元素代替分裂素時，愈傷組織生長受到的抑制作用可得到大部分補償。另外，示蹤原子法證明鈦元素能夠促進生長素向葉以及根的輸送[7]。

由于生長素與分裂素對根芽、維管組織及胚狀體分化都有誘導作用，可活化細胞內的脫氧核糖核酸，使之解除抑制，進而進行基因表達，形成新的核糖核酸和蛋白質(酶)，通過調節代謝而引起生長發育改變。鈦元素既有類激素的效應，又有促進內源激素向根運輸的作用。農作物使用鈦微肥后，根系干重增加10%～30%，根系容積提高10%左右，豆科作物根瘤數增加30%～40%[7]。根是植物重要的營養器官，依賴其從土壤中吸收水分和養分，因此，根系發達必然可增強植物從土壤中吸收營養物質。通過對蘋果、葡萄、番茄、小麥等的分析結果表明，使用鈦微肥后，葉片中的氮、磷、鉀、鈣、硼、鐵、錳、鋅等含量均有所提高，對提高產量和改善作物品質十分有利。

3.4促進作物生長發育和提前成熟

福生鈦能顯著促進作物的生長發育，尤其是根系發育。據福生公司試驗示范資料，辣椒采用福生鈦稀釋1 500倍的處理與噴清水對照對比，根幅寬增加10.7%，稀釋1 000倍的處理增加16.7%，稀釋500倍的處理增加18.7%；稀釋1 500倍的處理根數增加26.0%，稀釋1 000倍的處理增加40.4%，稀釋500倍的處理增加49.0%；開花期提前5～7 d，果實成熟期提前8～10 d；水稻增產27.85%，辣椒增產51.9%，石榴增產28.82%。

3.5增強作物對不良環境的抵抗能力

根據小麥試驗研究資料，使用鈦制劑浸種后，小麥幼苗葉片所含類胡蘿卜素含量比對照增加11.65%，提高了小麥幼苗的抗逆性。因為類胡蘿卜素，尤其是β- 類胡蘿卜素能保護受光激發的葉綠素免遭光氧化的破壞，并使光合膜免遭活性氧的破壞或降低其受損害程度，使光合作用得以順利進行，這對處于強光、高溫、洪澇或干旱等不利生態環境的作物尤其重要。如玉米生長前期遭受水災，噴施鈦制劑后，很快可恢復生機；蘋果遭受冰雹災害后，噴施鈦制劑，被冰雹打壞的果實傷口很快愈合，使損失降至最低程度[8]。

3.6提高作物品質

眾多研究資料證明，噴施福生鈦不僅能夠提高作物產量，而且可以提高農產品的品質，如提高水稻和小麥籽粒的蛋白質含量，甘蔗、甜菜和瓜果的含糖量，辣椒和番茄的維生素C含量，煙草上等煙的比例增加等。萬春候指出[7]：使用鈦微肥后，小麥和谷類糧食作物的蛋白質含量提高3%～5%，賴氨酸含量提高3%～17%；水果類的維生素C含量提高3%～17%，水溶性糖含量提高4%～15%，酸度下降4%～15%。使用鈦肥后，作物根系發達，作物吸收的營養元素就多，所以發育和成熟早；而且光合作用增強，合成的養料增加，類激素效應又調動這些養分向果實運輸，因此蘋果、柑橘、橙等不正常落果大大減少，而且果實外形整齊、色澤鮮艷，口感提高，品質顯著改善。

4福生鈦的肥效試驗

4.1水稻

2015年，在安徽省的九成農場5分場的110畝(1畝=666.6 m2，下同)示范田的水稻測產資料表明，應用鈦肥套餐(福施壯+福生鈦+保民豐)，濕谷畝產比對照增產27.85%，隨機抽樣測產結果見表1。

表1水稻隨機抽樣測產結果

施肥處理株高/cm有效穗數/(穗·m-2)平均穗重/g濕谷產量/(kg·m-2)折合畝產量/kg產量比較/%鈦肥套餐107.0474.253.9271.8671245.00127.85常規施肥106.0446.753.3271.460973.82100.00

備注：1)水稻品種為太湖糯，示范地面積110畝，對照地面積110畝，濕谷含水質量分數36%。

4.2辣椒

2015年8月，使用福生鈦進行了辣椒盆栽試驗，試驗各處理：處理1，對照,常規施肥，盆基施尿素1.44 g+磷酸二氫鈉1.03 g+氯化鉀1.15 g；處理2，常規施肥+苗成活后5 d葉面噴施3%(質量分數，下同)福生鈦(稀釋300倍)；處理3，常規施肥+苗成活后5 d葉面噴施3%福生鈦(稀釋500倍)；處理4，常規施肥+苗成活后5 d葉面噴施3%福生鈦(稀釋1 000倍)；處理5，常規施肥+苗成活后5 d葉面噴施3%福生鈦(稀釋1 500倍)。各處理進行3次重復，共計15盆。

試驗用肥時間為2015年8月19日(晴)，辣椒進入現蕾期，共用肥1次。試驗周期64 d，其中30 d有小雨到大雨，前期有白粉虱等蟲害及煤污病影響。試驗期間溫度在20～34 ℃。每隔7 d統一采集每組成熟辣椒果實，連續采果3次，計算各組產量。辣椒產量測定結果見表2。

表2辣椒產量測定結果(2015年)

處理10-08采果單株產量/g比對照增減/%10-25采果單株產量/g比對照增減/%10-22采果單株產量/g比對照增減/%3次采果總和合計單株產量/g比對照增減/%處理130.200.008.6238.82處理233.209.95.80100.02.84-67.141.84+7.8處理337.0022.512.60100.09.38+8.858.98+51.9處理425.20-16.63.50100.04.92-42.933.62-13.4處理527.60-8.617.53100.00.00-100.045.13+16.2

由表2可知，不同處理的增產幅度依次為處理3、處理5和處理2。處理4的合計單株產量低于對照，其原因可能是前期門椒坐果時間長，影響了上部分枝的營養生長，導致后期生長量不足，產量降低；而處理1、處理2和處理3基本無門椒坐果，故后期生長量充足。

4.3石榴

2015年，在云南省紅河州蒙自市石榴研究所進行了福生鈦在石榴上的應用試驗，參試品種分別為中熟種“厚皮”以及晚熟種“綠籽”。試驗共設6個處理：處理1，對照1，不施肥；處理2，對照2，結果期間噴施1～2次氨基酸中微肥(稀釋500倍)；處理3，結果期間噴施1～2次福生鋅鈣鈦(稀釋1 000倍)；處理4，結果期間噴施1～2次福生鋅鈣鈦(稀釋500倍)；處理5，結果期間噴施1～2次福生硼鎂鈦(稀釋1 000倍)；處理6，結果期間噴施1～2次福生硼鎂鈦(稀釋500倍)。

試驗設計為每處理每品種選擇中等樹冠果樹1株，掛牌掛枝觀測，每個處理重復3次，每個品種觀測18株，合計觀測36株。在噴肥次數上，中熟種“厚皮”噴施1次，晚熟種“綠籽”噴施2次(間隔期40 d)，7月2日第1次噴肥。試驗結果見表3～表6。

表3中熟種“厚皮”石榴定枝定果觀測結果(2015年)

處理果直徑/cm07-0108-10果體積/cm307-0108-10果體積增加/cm3%單果重/g單果重增減/%含糖量/%含糖量增減/%葉綠素含量(SPAD)07-0108-10處理17.239.29197.9419.8221.9285.213.7754.445.9處理26.519.66144.5472.0327.547.6327.915.013.840.0752.146.4處理36.629.55151.9456.1304.237.1371.830.413.940.1750.849.2處理46.969.93176.5512.7336.251.5370.329.813.980.2150.848.7處理55.979.91111.4509.6398.279.4353.624.013.74-0.0350.550.4處理67.629.51231.7450.3218.6-1.5345.121.013.72-0.0553.450.5

由表3可知：除處理6的果體積略有減小外，其余噴施葉面肥處理的果體積增加均較明顯，大都比處理1增加37.1%～79.4%；處理5的果體積增加最多，處理4次之，這2個處理的果實體積都比處理2明顯增大；鋅鈣鈦和硼鎂鈦處理的單果重均比處理1和處理2明顯增加，尤以鋅鈣鈦處理效果最明顯，分別比處理1和處理2增重約85 g和約44 g；各處理間的含糖量差異不明顯；硼鎂鈦處理的葉綠素含量比處理1和處理2高4%～5%，鋅鈣鈦處理比處理1和處理2高約3%，說明福生鈦對葉綠素含量的提高和提高光合作用效率有顯著的促進作用。

表4晚熟種“綠籽”石榴定枝定果觀測結果(2015年)

處理果直徑/cm07-0108-10果體積/cm307-0108-10果體積增加/cm3%葉綠素含量(SPAD)07-0108-10處理15.617.4492.4215.5123.150.644.2處理25.357.4980.2219.9139.713.550.347.9處理35.357.3380.2206.1125.92.343.247.9處理45.027.2066.2195.3129.14.950.348.7處理54.966.9663.9176.4112.5-8.651.550.6處理65.247.7075.3238.9163.632.951.552.5

由表4可知：處理6的果體積比處理1增加32.9%，比處理2增加17.1%，效果明顯；處理6的葉綠素含量分別比處理1和處理2增加8.3和4.6，鋅鈣鈦的2個處理也分別比處理1增加3.7和4.5，而比處理2略有增加。

表5表明：噴施鋅鈣鈦和硼鎂鈦處理的新梢抽生量均明顯大于處理1，而以“綠籽”石榴的新梢抽生量增加最大；“厚皮”石榴處理6的新梢抽生量小于處理2，可能與噴施濃度過高有關。

由表6可知：處理6增產較顯著，含糖量增加0.6%；除了處理5，其余噴施葉面肥處理的產量均比處理1有不同程度的增加。

表5石榴夏梢抽生量觀測結果

項 目處理1處理2處理3處理4處理5處理6“厚皮”石榴每枝新抽夏梢/條0.31.01.60.70.30.7平均新梢長度/cm7.023.624.626.830.613.7“綠籽”石榴每枝新抽夏梢/條0.00.71.02.00.31.6平均新梢長度/cm0.034.044.978.741.248.9

表6“綠籽”石榴試驗產量結果

處理總結果數/(個·株-1)平均果重/g單株產量/kg單株產量增幅/%含糖量/%處理1252.0247.962.2413.3處理2316.0217.368.5710.1713.6處理3359.3183.966.056.1213.8處理4330.0189.962.370.2113.6處理5304.7202.561.54-1.1213.8處理6401.3199.880.1828.8213.9

5結語

福生鈦螯合工藝先進，螯合效率大于98%，性能穩定，作物吸收利用率高，促生性好，顯效性強，是一種創新的新型綠色有機生產資料。通過肥效試驗，證實福生鈦是一種技術領先、具有高科技含量的新型生物營養素產品，有著廣闊的市場發展前景。

參考文獻

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(收到修改稿日期2016- 01- 13)

中圖分類號:S147.5

文獻標識碼:A

文章編號：1006- 7779(2016)02- 0068- 05

作者簡介：陳紹榮(1938—)，男，研究員，享受國務院特殊津貼專家，主要從事新型肥料的研發和應用工作；csrlxhg@163.com。