?農作物施用復合鈦劑的正效應?

摘 要：通過總結數十年來湖南省各地不同農作物在不同種植制度下，不同用量、用期、用法施用復合鈦劑的試驗結果，對農作物施用復合鈦劑的正效應進行了探討。結果表明：（1）復合鈦劑噴施或拌種，均能提高植物葉片的葉綠素含量，提高幅度11.7%～27.3%;復合鈦劑用于農作物，噴施的正效應大于處理種子，其差異值4.1%（黃豆）～10.1%（水稻）。（2）復合鈦劑替代生長素，植物根系干重增加8.45%（紅薯）～22.31%（黃豆），根系容積增加6.21%（紅薯）～11.32%（棗）。（3）黃豆用復合鈦劑噴施或拌種，根瘤菌數增加35%以上。（4）農作物施用復合鈦劑，N 、P、K利用率分別提高0.63%～2.12%、0.68%、0.72%，吸收速率分別提高24.6%、17.8%、18.5%。（5）復合鈦劑降解生成的物質在環境中大量存在，其使用不會污染土壤和環境。綜合來看，復合鈦劑性能穩定、吸收利用率高、促生性好、顯效性強，且無殘留、無污染，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：農作物;復合鈦劑;正效應

中圖分類號：S567 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）01-0051-04

Positive Effect of CompositeTitanium on Crop

XIE Ting-sheng，WEI Xiao，WANG Fang，YANG An-qi

Abstract：In order to study the positive effects of composite titanium on crops， this paper used a method of “test-comparison-retest-synthesis（promotion）”， summarized the past a few decades’ experimental results of the application of the composite titanium with different plants， different planting systems， different amounts， different periods and different methods in Hunan Province， and thus obtained the following results： （1） The application of composite titanium by spraying or by seed dressing increased the chlorophyll content of plant leaves by 11.7% -27.3%， and the effects by spraying were greater than those by seeding， with the different value ranging from 4.1% （soybean） to 10.1%（rice）. （2） The dry weight of plant roots increased by 8.45% （sweet potato） -22.31% （soybean）， and the root volume increased by 6.21% （sweet potato） -11.32% （jujube）. （3） The number of soybeans’ rhizobium increased more than 35%. （4） The three factors’ utilization rate increased respectively by 0.63 -2.12% （N）， 0.68% （P） and 0.72% （K）， and the absorption rate increased by 24.6%， 17.8% and 18.5%. （5） Due to the existence of a large number of composite titanium degradable substances in the environment， the application of it will not pollute the soil and the environment. In conclusion， the composite titanium agent has a broad application prospect for the advantages of stable performance， high absorption efficiency， good properties， strong effect， zero-residue and zero-pollution.

Key words：crop; composite titanium; positive effect

鈦（Ti）是自然界中大量存在的元素，在地殼中的含量約為0.6%[1-2]。由于含鈦礦物的抗風化特性和鈦化合物的溶解度比較低，在生物圈中的含量并不高，通常情況下，有效鈦含量往往不足1×10-6，植物含鈦量一般也在1×10-6左右[3]。從生物學的角度而言，目前雖無確切的依據證明鈦是植物生長所必須的營養物質，但國內外大量研究報道證實，鈦是一種對植物的生理活動起著有益作用的元素[4-5];鈦能夠促進植物對一些養分的吸收和轉運，促進植物體內多種酶的活性[6 ]。

1987～2017年，課題組先后在湖南衡陽、岳陽、臨湘、桃沅、沅陵、瀏陽、寧鄉、芷江等縣（市），應用北京萬春金太科技發展有限責任公司生產的復合鈦劑作基肥、種肥、追肥，及葉面噴施;總結了湖南省各地不同農作物在種植制度下，不同用量、用期、用法施用復合鈦劑的試驗結果，復合鈦劑對植物生長均顯現正效應，具有活化土壤磷、鉀，激活植物新陳代謝過程中酶活性，增加作物抗旱、抗寒、抗病、早熟及改善營養代謝水平的功能[7]。

1 施用復合鈦劑后農作物的變化

1.1 復合鈦劑提高植物葉片葉綠素含量

農作物施用復合鈦劑的一個顯著正效應是提高了植物葉片的葉綠素含量。前人有報導指出，葡萄噴鈦肥后葉綠素含量較對照提高14.7%～36.9%，光合強度提高18.0%～26.0%[8];據萬春侯[9]研究，用鈦微肥處理種子或葉面施肥，葉片單位鮮重的總光合色素含量均提高20%左右。課題組對上百個試驗，不同農作物、果樹、牧草施用復合鈦劑植物葉片的葉綠素含量進行了測定，結果如表1。從表1可以看出：（1）葉綠素為鎂卟啉化合物（包括葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c、葉綠素d、葉綠素f、原葉綠素和細菌葉綠素等），復合鈦劑無論是噴施或是拌種，均能提高植物葉片的葉綠素含量，提高幅度11.7%～27.3%;復合鈦劑用于農作物，噴施的正效應大于處理種子，其差異值4.1（黃豆）～10.1（水稻）。（2）葉綠素不穩定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會使其分解，因此，每次測定的結果都存在差異，故表中數椐均是多次測定均值。（3）葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，是一類含脂的色素家族，位于類囊體膜，復合鈦劑提高植物葉片的葉綠素含量，無疑將提高光合速率，為植物生長提供更良好的物質基礎，這應是復合鈦劑具有肥效的原因所在。

1.2 復合鈦劑能替代生長素，促進根系發育

示蹤原子法證明，鈦元素能促進生長素向葉和根輸送[9]。在進行煙葉愈傷組織溶液培養試驗時發現，培養液中無生長素時，愈傷組織的生長受到嚴重抑制;如果用復合鈦劑替代生長素，促進愈傷組織恢復的正效應還好于添加生長素處理;另外，用復合鈦劑替代分裂素，愈傷組織受到的抑制作用可大部分得到補償。

眾所周知：生長素、分裂素對根芽、維管組織及胚狀體分化有誘導作用，可活化細胞內的脫氧核糖核酸，通過調節代謝而引起生長發生改變。因此，作物使用復合鈦劑后，根系發育明顯變優（表2）。從表2可知：（1）植物（水稻、玉米、紅薯、黃豆、草莓、棗）根系干重增加8.45%（紅薯）～22.31%（黃豆），根系容積增加6.21%（紅薯）～11.32%（棗）。（2）復合鈦劑對作物根系的正效應，噴施優于拌種;水稻噴施，根系干重增加13.65%，比拌種高2.44個百分點，根系容積增加8.32%，比拌種高1.45個百分點;黃豆噴施根系干重增加22.31%，比拌種高4.88個百分點，根系容積增加8.45%，比拌種高0.8個百分點。（3）棗樹苗噴施復合鈦劑正效應高，根系干重增加21.65%，根系容重增加11.32%。（4）黃豆用復合鈦劑噴施或拌種增加根瘤菌的正效應均高達35%以上。

1.3 復合鈦劑促進N、P、K等營養的吸收

作物施用復合鈦劑后，根系的生長發育明顯變優。根從土壤中吸取水分和養分，優良的根系必然吸取更多的養分，因此，施用復合鈦劑后，N、P、K等營養的吸取量增加，而提高體內的營養水平和肥料利用率（表3）。從表3可以看出：（1）水稻N、P、K利用率分別提高0.91%～1.65%、0.51%、0.72%;果樹N、P、K利用率分別提高0.63%～2.12%、0.68%、0.58%。（2）水稻N、P、K吸收速率分別提高26.7%、14.8%、18.3%;果樹N、P、K吸收速率分別提高24.6%、17.8%、18.5%。（3）3要素再分配，無論是水稻還是果樹，均遵守如下規律性：果實比對照增加，莖、枝條、葉片比對照減少;水稻果實比對照增加2.67%（P）～3.12%（K），果樹果實比對照增加4.02%（P）～5.72%（N）。（4）葉片中的P比對照減少的幅度最大，水稻減少3.72%，果樹減少4.11%。

復合鈦劑促進N、P、K等營養的吸收，其機理仍然是活化了植物體內的各種酶的關系，如在1991～1993年在湖南省西洞庭農場作的小麥試驗中，植物體內硝酸還原酶活性提高50%～100%，其對氮的利用率提高10%～30%[7]。

1.4 復合鈦劑安全、環保

鈦是自然界中廣泛存在的過渡金屬元素，是地球上第9位藏量最豐的元素（克拉克值0.57%），在所有組成地殼的金屬和半金屬中，僅次于硅（Si）、鋁（Al）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鈣（Ca）、鉀（K）、鈉（Na）而占第7位 [10-11];鈦是多價態金屬元素，主要化學價態有Ti2+、Ti3+、Ti4+，比較重要的化合物有TiO2、TiC、TiN、TiCl2、TiCl3、TiCl4等。復合鈦劑是TiCl4或TiCl2與抗壞血酸的螯合物，植物沒能利用的部分會生成以上化合物，這些化合物在地殼中的豐度屬中-高水平，即復合鈦劑降解生成的物質在環境中已大量存在，因此，施用復合鈦劑不會污染土壤和環境。復合鈦劑安全、環保，屬綠色有機農業生產資料。

2 復合鈦劑的增產效果

復合鈦劑能使根系發育良好，良好的根系能吸取更多的養分，加上使光合作用的葉綠素含量的提高，制造的物質多，增加了干物質的積累，因此，植物施用復合鈦劑后，無疑對產量的提高有利（表4）。

2.1 水 稻

水稻分蘗期噴施3次對水800液復合鈦劑，早稻增產18.1%，晚稻增產9.4%;考種結果顯示，水稻產量構成因素中，有效穗貢獻最大，其次是千粒重，即水稻施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，根系發育好，吸收的養分多，有利水稻早生快發，前期分檗多，有利于提高有效穗，從而提高水稻產量。

2.2 棉 花

棉花花蕾期噴施3次對水800倍液復合鈦劑，增產16.5%;考種結果顯示，棉花產量構成因素中，有效桃數貢獻最大，其次是單鈴重，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，根系發育好，吸收的養分多，有利于棉花早生快發，結桃早，結桃多，增加產量。

2.3 小 麥

小麥苗期、拔節期、始穗期各噴施對水1 000倍液復合鈦劑，增產11.7%;考種結果顯示，小麥產量構成因素中，有效穗貢獻最大，其次是千粒重，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，根系發育好，吸收的養分多，有利小麥早生快發，前期分蘗多，能提高有效穗和產量。

2.4 象 草

象草出苗10 d后間10～15 d連噴施3次對水

1 000倍液復合鈦劑，增產45.7%;考種結果顯示，象草產量構成因素中，株高貢獻最大，其次是葉長，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，根系發育好，吸收的養分多，象草生長快，稈高葉長，有助于高產。

2.5 西 瓜

西瓜分枝、結果初期各噴施1次對水650倍液復合鈦劑，增產17.7%;考種結果顯示，西瓜產量構成因素中，單果重貢獻最大，其次是瓜蔓長，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，根系發育好，吸收的養分多，西瓜生長快，瓜蔓長，結果早而大，為高產打下了基礎。

2.6 黃豆等豆科作物

黃豆等豆科作物在齊苗期、始花期、初莢期各噴施1次對水1 000倍液復合鈦劑，增產14.9%;考種結果顯示，黃豆等豆科作物產量構成因素中，單株莢數，每莢粒數貢獻最大，其次是百粒重，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，除根系發育好以外，最突出的是根瘤菌增加35%以上，因而吸收的養分多，黃豆等豆科作物生長快，結莢多，籽粒飽滿，有利于黃豆高產。

2.7 油 菜

油菜齊苗期、抽苔期、始花期各噴施1次對水

1 000倍液復合鈦劑，增產22.2%;考種結果顯示，油菜產量構成因素中，單株有效分枝數貢獻最大，其次是單株有效角果數，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，主要表現在作物生長快，結莢多，籽粒飽滿，有助于油菜高產。

2.8 溫州蜜柑

溫州蜜柑謝花期、幼果期、成熟期各噴施1次對水500倍液復合鈦劑，增產22.2%;考種結果顯示，溫州蜜柑產量構成因素中，單株掛果數貢獻最大，其次是單果重，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，主要表現在樹體生長快，結果多而重，對產量增加有利。

2.9 奈 李

奈李謝花期、幼果期、成熟期各噴施1次對水500倍液復合鈦劑，增產15.1%;考種結果顯示，奈李產量構成因素中，單株掛果數貢獻最大，其次是單果重，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，主要表現在樹體生長快，結果多而重，促進產量提高。

2.10 秋豆角

秋豆角苗期、始花期各噴施1次對水1 500倍液復合鈦劑，增產14.6%;考種結果顯示，秋豆角產量構成因素中，單株掛果數貢獻最大，其次是單果重，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，主要表現在藤蔓生長快，結果多，有利于秋豆角產量提高。

2.11 茶 葉

茶葉3月下旬、6月下旬各噴施1次對水1 500倍液復合鈦劑，增產18.4%（鮮葉）;考種結果顯示，茶產量構成因素中，雖樹幅貢獻最大，但試驗地是同期茶園，樹幅差異小，芽梢密度和芽重兩因子前者對產量貢獻大，即施用復合鈦劑后，能替代生長素，誘導根芽、維管組織及胚狀體分化，從而調節代謝而引起生長發生變化，主要表現發芽多、生長快，能有效提高茶葉產量。

3 結論與討論

（1）葉面噴鈦肥可以提高作物單株葉面積及葉面積指數，增加綠葉數，延長其綠葉壽命，從而有利于提高葉片的光能利用率，對作物的地上部生長有一定的促進作用[12]。課題組對湖南省各地不同土壤的不同植物，在不同季節進行了復合鈦劑施用方法及施用量試驗，結果表明：復合鈦劑無論是噴施還是拌種，均能提高葉片葉綠素含量，提高幅度11.7%（水稻拌種）～23.7%（紅薯噴施），從而有利于提高葉片的光能利用率和干物質積累，產量提高9.4%（晩稻）～45.7%（象草）;復合鈦劑性能穩定、吸收利用率高、促生性好、顯效性強，且無殘留、無污染，是一種有機農業生產資料，具有廣闊的應用前景。

（2）復合鈦劑在生產中應用的時間不長，諸如鈦是否為植物必需的營養元素、復合鈦劑施用的生理作用挖掘、土壤鈦供應幾何等問題，尚需作進一步研

究[12-13]。

（3）隨著研究的進一步深入，復合鈦劑必將在農業生產中得到大面積推廣應用，今后的應用研究，應把環境鈦的走向，諸如土壤鈦的含量和供應強度等列為重點，使復合鈦劑的推廣具有靶向性，讓復合鈦劑在農業生產中發揮更大的作用。

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